CN104964788A - 一种电池供电的自动开关极低功耗无线压力变送器装置 - Google Patents

一种电池供电的自动开关极低功耗无线压力变送器装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种电池供电的自动开关极低功耗无线压力变送器装置，包括处理器、气压传感器、加速度传感器、无线通信模块、电源和电源开关。电源直接给处理器和加速度传感器供电，同时电源还通过电源开关给气压传感器和无线通信模块供电，电源开关通断由处理器控制。处理器控制无线通信模块和气压传感器，并与之交换数据。根据加速度传感器与气压传感器的状态读数，处理器能够自行决定进入工作或休眠状态。本发明为基于无线通信的呼吸器监测系统，在危险场景可实现对战斗人员(如消防员)自身携带气瓶的气压数据采集，并将数据实时传送到平视装置，供战斗人员观察，从而达到实时监测的目的。

Description

一种电池供电的自动开关极低功耗无线压力变送器装置
技术领域
本发明涉及一种消防装置，具体涉及一种电池供电的自动开关极低功耗无线压力变送器装置。
背景技术
在危险环境下救援人员(如消防员)的生命安全主要依靠气体呼吸器(如空气呼吸器，氧气呼吸器)来保证，救援人员必须时刻确保气瓶中气体压力处于安全范围。气瓶中气体的压力数值一般通过指针式机械压力表、数字式电子压力表进行指示。为了避免在紧张的救援工作中经常性观察压力表数值，分散救援人员的注意力，安装在呼吸器面罩中的压力平视装置(HUD)通过LED灯的亮灯数量、颜色以及闪烁方式的组合，动态表示当前气瓶的气体压力信息。救援人员在作业过程中，只需要利用余光观察即可。因此，压力平视装置是一种更为简洁、高效的气压提示方式。
目前，通常采用无线方式将压力传感器实时采集到的压力数据传输给HUD进行显示，而采用现有技术方法的无线压力变送器装置具有功耗高，待机时间短、用户需手动操作开关，设备使用繁琐，易出错等缺点，从而导致救援反应不及时，频繁更换电池，维护成本高等问题。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于克服现有技术方法存在的不足，提供一种电池供电的自动开关极低功耗无线压力变送器装置。
技术方案：本发明的一种电池供电的无开关自动开关极低功耗无线压力变送器装置，包括处理器、气压传感器、加速度传感器、无线通信模块、电源和电源开关，所述电源直接给处理器和加速度传感器供电，同时电源还通过电源开关给气压传感器和无线通信模块供电，所述处理器控制无线通信模块和气压传感器，并与之交换数据。根据加速度传感器与气压传感器的状态读数，处理器控制该压力变送器装置进入工作或休眠状态。
进一步的，所述加速度传感器处于低功耗运动侦测模式，并实时检测变送器装置的移动运动情况，当检测到变送器装置没有移动且没有气压时，处理器控制电源开关，关闭气压传感器和无线通信模块的供电，之后本压力变送器装置进入休眠状态。
进一步的，当加速度传感器检测到变送器装置发生运动移动时，加速度传感器立即唤醒处理器，处理器进入自动开机判决过程；若判决成功，则本压力变送器装置进入正常工作状态；若判决失败，则本压力变送器装置回到休眠状态。
进一步的，所述处理器自动开机判决的具体流程如下：
(31)本压力变送器装置处于休眠状态：除加速度传感器处于低功耗运动侦测模式用以检测移动状态外，处理器和电源开关均处于休眠状态；气压传感器和无线通信模块均处于断电状态；
(32)当加速度传感器检测到压力变送器装置有运动时，加速度传感器唤醒处理器，开启气压传感器供电，启用定时器T1，可以设置一个时间周期，监测该时间周期内的气压数据情况，例如可以设置该时间周期为30s；
(33)判断定时器T1是否超时；若超时，则关闭定时器T1，关闭气压传感器供电，重新进入步骤(31)，若没有超时，则继续步骤(34)；
(34)判断是否侦听到有运动，若有运动，则重置定时器T1，然后进入步骤(35)，若没有侦听到运动则直接进入步骤(35)；
(35)读取气压传感器数值，判断气压数据是否超过阈值，若没有超过，则重新进入步骤(33)；
(36)若气压数据超过阈值，自动开关判决为真，本压力变送器装置进入正常工作状态，处理器控制电源开关，为无线通信模块供电，无线通信模块将气压数据发送给平视装置。
进一步的，当所述压力变送器气压数据低于阈值，且加速度传感器检测不到运动时，本装置进入休眠状态，从工作状态进入休眠状态的自动关机判决流程是：
(41)本装置处于正常工作状态：处理器控制电源开关，为气压传感器与无线通信模块供电。处理器读取气压传感器数值，通过无线通信模块发送给平视装置；
(42)判断气压数据是否低于阈值，若没有低于阈值，则回到正常工作状态(41)；
(43)启动定时器T2；
(44)读取气压数据，判断气压数据是否低于阈值，若高于或等于阈值，则关闭定时器T2，回到正常工作状态(41)，如果低于阈值则进入步骤(45)；
(45)判断定时器T2是否超时，若没有超时，则进入步骤(44)；
(46)如果定时器T2超时，则关闭定时器T2，关闭通信模块供电，启用定时器T1；
(47)判断是否侦听到有运动，若有运动，则重置定时器T1，然后进入步骤(48)，若没有侦听到运动，则直接进入步骤(48)；
(48)读取气压数据，判断气压数据是否低于阈值，若高于阈值，则回到正常工作状态(41)，若低于阈值，则进入步骤(49)；
(49)判断定时器T1是否超时，若没有超时，则重新进入步骤(47)；
(50)关闭定时器T1，关闭气压传感器供电；
(51)自动关机判决结果为真，本压力变送器装置进入休眠状态。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明为基于无线通信的呼吸器监测系统，在危险场景可实现对战斗人员(如消防员)自身携带气瓶的气压数据采集，并将数据实时传送到平视装置，供战斗人员观察，从而实现实时监测的目的。
(2)本发明体积小，携带方便，操作简单，可靠性高，可以应用于消防、人防、防化、反恐等多个领域。
(3)本发明采用电池供电，加速度传感器监测运动状态，只有当检测到本发明中的压力变送器装置有运动时才进行周期性压力数据检测；本装置静止时处于极低功耗工作状态，几乎无需消耗电量。即使本发明的压力变送器装置处于长期待机状态，也不会消耗过多电量，一旦用户开始使用仍然保持足够的电量，确保用户在任何时间都能有效使用本发明，降低了使用人员的维护工作量。
(4)本发明采用加速度传感器监测运动状态，气压传感器监测气压数据是否低于阈值相组合的方法，实现设备的自动开关机过程，简化了操作使用流程，降低误操作的可能，从而提高了在应急场合下的快速反应能力。
附图说明
图1为本发明的内部组成示意图；
图2为本发明从休眠状态进入工作状态的控制流程图；
图3为本发明从工作状态进入休眠状态的控制流程图。
具体实施方式
下面对本发明技术方案结合附图进行详细说明。
如图1所示，本发明的一种电池供电的无开关自动开关极低功耗无线压力变送器装置，包括处理器、气压传感器、加速度传感器、无线通信模块、电源和电源开关，所述电源直接给处理器和加速度传感器供电，同时电源还通过电源开关给气压传感器和无线通信模块供电，所述处理器控制无线通信模块和气压传感器，并与之交换数据，根据加速度传感器与气压传感器的状态读数，处理器控制本压力变送器装置进入工作或休眠状态。
上述加速度传感器处于低功耗运动侦测模式，并实时检测变送器装置的移动运动情况，当检测到变送器装置没有移动且没有气压时，处理器控制电源开关，关闭气压传感器和无线通信模块的供电，之后本压力变送器装置进入休眠状态。
当加速度传感器检测到变送器装置发生运动移动时，加速度传感器立即唤醒处理器，处理器进入自动开机判决过程；若判决成功，则本压力变送器装置进入正常工作状态；若判决失败，则本压力变送器装置回到休眠状态。
如图2所示，处理器自动开机判决的具体流程如下：
(31)本压力变送器装置处于休眠状态：除加速度传感器处于低功耗运动侦测模式用以检测移动状态外，处理器和电源开关均处于休眠状态；气压传感器和无线通信模块均处于断电状态；
(32)当加速度传感器检测到有运动时，加速度传感器唤醒处理器，开启气压传感器供电，启用定时器T1，设置一个时间周期(目前设置该时间为30s)；
(33)判断定时器T1是否超时；若超时，则关闭定时器T1，关闭气压传感器供电，重新进入步骤(31)，若没有超时，则继续步骤(34)；
(34)判断是否侦听到有运动，若有运动，则重置定时器T1，然后进入步骤(35)，若没有侦听到运动则直接进入步骤(35)；
(35)读取气压传感器数值，判断气压数据是否超过阈值，若没有超过，则重新进入步骤(33)；
(36)若气压数据超过阈值，自动开关判决为真，本压力变送器装置进入正常工作状态，处理器控制电源开关，为无线通信模块供电，无线通信模块将气压数据发送给平视装置。
如图3所示，当所述压力变送器气压数据低于阈值，且加速度传感器检测不到运动时，本压力变送器装置进入休眠状态，从工作状态进入休眠状态的自动关机判决流程是：
(41)本装置处于正常工作状态：处理器控制电源开关，为气压传感器与无线通信模块供电。处理器读取气压传感器数值，通过无线通信模块发送给平视装置；
(42)判断气压数据是否低于阈值，若没有低于阈值，则回到正常工作状态(41)；
(43)启动定时器T2；
(44)读取气压数据，判断气压数据是否低于阈值，若高于或等于阈值，则关闭定时器T2，回到正常工作状态(41)，如果低于阈值则进入步骤(45)；
(45)判断定时器T2是否超时，若没有超时，则进入步骤(44)；
(46)如果定时器T2超时，则关闭定时器T2，关闭通信模块供电，启用定时器T1；
(47)判断是否侦听到有运动，若有运动，则重置定时器T1，然后进入步骤(48)，若没有侦听到运动，则直接进入步骤(48)；
(48)读取气压数据，判断气压数据是否低于阈值，若高于阈值，则回到正常工作状态(41)，若低于阈值，则进入步骤(49)；
(49)判断定时器T1是否超时，若没有超时，则重新进入步骤(47)；
(50)关闭定时器T1，关闭气压传感器供电；
(51)自动关机判决结果为真，压力变送器设备进入休眠状态。

Claims (5)

1.一种电池供电的自动开关极低功耗无线压力变送器装置，其特征在于：包括处理器、气压传感器、加速度传感器、无线通信模块、电源和电源开关，所述电源直接给处理器和加速度传感器供电，同时电源还通过电源开关给气压传感器和无线通信模块供电，所述处理器控制无线通信模块和气压传感器，并与之交换数据，根据加速度传感器与气压传感器的状态读数，处理器控制该压力变送器装置进入工作或休眠状态。
2.根据权利要求1所述的电池供电的自动开关极低功耗无线压力变送器装置，其特征在于：所述加速度传感器处于低功耗运动侦测模式，并实时检测变送器装置的运动情况，当检测到变送器装置没有移动且没有气压时，处理器控制电源开关，关闭气压传感器和无线通信模块的供电，之后该压力变送器装置进入休眠状态。
3.根据权利要求1所述的电池供电的自动开关极低功耗无线压力变送器装置，其特征在于：当加速度传感器检测到变送器装置发生运动时，加速度传感器立即唤醒处理器，处理器进入自动开机判决过程；若判决成功，则压力变送器装置进入正常工作状态；若判决失败，则该压力变送器装置回到休眠状态。
4.根据权利要求3所述的电池供电的自动开关极低功耗无线压力变送器装置，其特征在于：所述处理器自动开机判决的具体流程如下：
(31)本压力变送器装置处于休眠状态：除加速度传感器处于低功耗运动侦测模式用以检测移动状态外，处理器和电源开关均处于休眠状态；气压传感器和无线通信模块均处于断电状态；
(32)当加速度传感器检测到本压力变送器装置有运动时，加速度传感器唤醒处理器，开启气压传感器供电，启用定时器T1；
(33)判断定时器T1是否超时；若超时，则关闭定时器T1，关闭气压传感器供电，重新进入步骤(31)，若没有超时，则继续步骤(34)；
(34)判断是否侦听到有运动，若有运动，则重置定时器T1，然后进入步骤(35)，若没有侦听到运动则直接进入步骤(35)；
(35)读取气压传感器数值，判断气压数据是否超过阈值，若没有超过，则重新进入步骤(33)；
(36)若气压数据超过阈值，自动开关判决为真，压力变送器装置进入正常工作状态：处理器控制电源开关，为无线通信模块供电，无线通信模块将气压数据发送给平视装置。
5.根据权利要求1所述的电池供电的自动开关极低功耗无线压力变送器装置，其特征在于：当所述压力变送器气压数据低于阈值，且加速度传感器检测不到运动时，本压力变送器装置进入休眠状态，从工作状态进入休眠状态的自动关机判决流程是：
(41)压力变送器装置处于正常工作状态：处理器控制电源开关，为气压传感器与无线通信模块供电，处理器读取气压传感器数值，通过无线通信模块发送给平视装置；
(42)判断气压数据是否低于阈值，若没有低于阈值，则回到正常工作状态(41)；
(43)启动定时器T2；
(44)读取气压数据，判断气压数据是否低于阈值，若高于或等于阈值，则关闭定时器T2，回到正常工作状态(41)，如果低于阈值则进入步骤(45)；
(45)判断定时器T2是否超时，若没有超时，则进入步骤(44)；
(46)如果定时器T2超时，则关闭定时器T2，关闭通信模块供电，启用定时器T1；
(47)判断是否侦听到有运动，若有运动，则重置定时器T1，然后进入步骤(48)，若没有侦听到运动，则直接进入步骤(48)；
(48)读取气压数据，判断气压数据是否低于阈值，若高于阈值，则回到正常工作状态(41)，若低于阈值，则进入步骤(49)；
(49)判断定时器T1是否超时，若没有超时，则重新进入步骤(47)；
(50)关闭定时器T1，关闭气压传感器供电；
(51)自动关机判决结果为真，本压力变送器装置进入休眠状态。
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