CN108163178A - 一种基于温度和压强的自动打开装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于温度和压强的自动打开装置，控制模块、温度检测模块、气压检测模块、继电器电磁锁；其中，温度检测模块连接所述控制模块，用于检测所述装置周围的温度值；气压检测模块连接所述控制模块，用于检测所述装置周围的气压值；所述控制装置根据所述温度值和气压值控制所述继电器电磁锁的开合。本发明的装置打开与否受环境因素控制，因此可依据飞艇当下所处环境对其实现最恰当有效的控制；装置受到温度和压强两种因素的控制，可靠性大大提高；装置简单，可循环使用。

Description

一种基于温度和压强的自动打开装置

技术领域

本发明涉及智能锁领域，具体涉及一种基于温度和压强的自动打开装置，用于飞艇放飞控制。

背景技术

随着科技的发展，以及人们安全防患意识越来越强，普通的机械锁已经不能满足人们的需求，因此，一种在用户识别、安全性、管理性方面更加智能化的锁具受到广泛的关注。智能锁区别于传统的机械锁，是具有安全性，便利性，先进技术的复合型锁具。随着技能创新日益精进，智能锁的功能和品种也越来越多，甚至很多智能锁集多种功能于一身，在人们生活中以及金融、保险、军事重地聚集等其他安全防范领域具有广泛的应用前景。

目前，常见的智能锁种类有可遥控开启、可密码开启、可刷卡开启、可指纹开启等，均不受环境因素的影响。这些智能锁的缺点在于不能根据环境因素的改变而实现对智能锁的控制，大大限制了其应用范围。

放飞飞艇实验时，为了减小飞艇在放飞时的风阻，通常采用拉绳对其自由状态下的囊体进行维形约束。当飞艇放飞时，需要在放飞之前剪断约束拉绳，因此无法约束飞艇在升空过程中的囊体，导致飞艇在飞行过程中风阻很大。

发明内容

为解决上述问题，本发明通过引入温度传感器和压力传感器，设计了一套基于外界环境变化来控制锁的开合的装置，可广泛应用于飞艇、飞机等领域。。采用本发明可以控制飞艇达到指定高度后再解开约束拉绳，因此实现了在放飞和升空两个过程中的维形约束；通过感知温度和压强两种外界环境因素的变化来控制打开装置的开合，实现了约束和解除约束的有效控制；通过设定参数和地面控制两个手段，实现任意高度处打开装置。

具体的，发明提供了一种基于温度和压强的自动打开装置，包括：

控制模块、温度检测模块、气压检测模块、继电器电磁锁；其中，

温度检测模块连接所述控制模块，用于检测所述装置周围的温度值；

气压检测模块连接所述控制模块，用于检测所述装置周围的气压值；

所述控制装置根据所述温度值和气压值控制所述继电器电磁锁的开合。

优选的，所述控制模块采用单片机。

优选的，所述温度检测模块采用温度传感器。

优选的，所述气压检测模块采用压力传感器。

优选的，所述装置还包括：天线收发模块，用于将所述温度值和气压值发送给外部监控装置，或者接收来自所述外部监控装置发送的控制命令，直接控制所述装置的开合。

优选的，当所述温度值小于预设的温度阈值时，所述控制装置控制所述继电器电磁锁打开。

优选的，当所述气压值小于预设的气压阈值时，所述控制装置控制所述继电器电磁锁打开。

更优选的，所述装置还包括：按键模块，用于设置所述温度阈值和气压阈值。

优选的，所述装置还包括：开关控制模块，用于控制所述装置的开关。

优选的，所述装置还包括：电源模块，用于向所述装置提供电源。

本发明的优点在于：(1)装置打开与否受环境因素控制，因此可依据飞艇当下所处环境对其实现最恰当有效的控制；(2)装置受到温度和压强两种因素的控制，可靠性大大提高；(3)装置简单，可循环使用。

附图说明

通过阅读下文具体实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出具体实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明基于温度和压强的自动打开装置的硬件组成示意图；

图2为本发明基于温度和压强的自动打开装置的主程序流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本发明的基于温度和压强的自动打卡装置是一套基于温控、压控元件的智能锁系统，根据不同高度处的温度和气压控制启动开关。如图1所示，智能锁系统的硬件模块包括控制模块、电源模块、温度检测模块、气压检测模块、按键模块、天线收发模块、继电器电磁锁、开关控制模块等模块。

控制模块，是智能锁系统的核心，该控制模块由单片机最小系统构成，利用单片机灵活的编程设计和丰富的I/O端口，及控制的准确性，用以处理输入信息和开锁流程控制，对整个装置进行智能监管，实现所需的温控、压控开锁。通过控制模块设置系统默认状态为继电器电磁锁关闭。

温度检测模块和气压检测模块分别采用温度传感器和压力传感器，保证抗干扰能力强，精度高的特点和要求。温度检测模块直接与控制模块连接，采用了具有高灵敏度的非接触式温度传感器。温度传感器通过与控制模块(单片机)的直接连接，将载有温度信息的电信号输入控制模块，通过与可设定的温度阈值进行比较，如果温度大于设定阈值，则继续比较下一时刻采集到的载有温度信息的电信号，如此循环，直到当输入的载有温度信息的电信号小于设定阈值时，由控制模块向继电器电磁锁发出打开指令。气压检测模块，直接与控制模块连接，采用了扩散硅压力变送器，是一种半导体压力传感器，其特点是体积小、质量轻、准确度高、温度特性好而且其功耗小，可靠性高。压力传感器通过与控制模块(单片机)的直接连接，将载有气压信息的电信号输入控制模块，通过与可设定的气压阈值进行比较，如果气压大于设定阈值，则继续比较下一时刻采集到的载有气压信息的电信号，如此循环，直到当输入的载有气压信息的电信号小于设定阈值时，由控制模块向继电器电磁锁发出打开指令。

继电器电磁锁，采用继电器驱动电磁锁开锁。电磁锁利用电生磁的原理，只要小小的电流就会产生莫大的磁力，该电磁锁承受压力可达500kg，而断电后电磁锁即可失去吸力。当智能锁正常工作时，继电器线圈一直处于通电导通状态，线圈没有电流通过，产生电磁效应，衔铁在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯。当控制模块发出打开指令后，线圈失电，电磁效应消失，衔铁弹簧的拉力下打开。

天线收发模块，对整套系统尤其是智能锁的开关状态进行监控，以便随时观测整套装置的使用状态。天线收发模块既可以将压力传感器和温度传感器采集到的温度和压力信号发送给地面监控装置，使得其可以智能锁周围的空气温度和压力进行实时监控，而且天线收发模块还可以接收来自地面监控装置发送的控制命令，直接控制智能锁的开合。

按键模块，用于设定控制开锁的温度值和气压值。按键模块的功能是将模拟信号进行有效的数字化处理，以便设置打开装置时所需的温度和压强参数。

电源模块，为整个智能锁系统提供稳定的电源。例如通过大容量可充电式锂电池与整流装置连接，为电磁继电器以及其它硬件提供电能，大容量的电池保证了智能锁的连续工作时间可达15日以上。

开关控制模块，用于控制整个智能锁系统的开关。

参见图2，为本发明的主程序流程图。系统默认初始状态为装置关闭，软件设计采用自顶向下、模块化、结构化的程序设计方法，每个模块相对独立的完成一个明确的任务，实现某个具体的功能。其工作流程如下：

首先，本发明的打开装置用于固定飞艇的多个拉绳，使其维持对整个飞艇形状的束形，从而使得飞艇在放飞过程中和到达预定位置之前保持一定形状。当飞艇放飞开始时，所述打开装置仍然固定在拉绳上，通过开关控制模块控制单片机启动，继而整个装置开启。此时温度传感器与压力传感器开始对智能锁所处环境的温度和气压进行检测，将检测到的温度和气压数据通过天线收发模块发送给地面监控装置并进行显示，当温度和气压均大于设定值时，不打开继电器电磁锁，随着飞艇的高度上升继续采集周围所处环境的温度和气压数据。由于飞行高度的上升，周围的温度和压强都处于下降趋势，当温度或气压之中至少有一项的数据小于设定阈值时，就通过单片机向继电器电磁锁发出打开指令，从而打开所述继电器电磁锁，解开所述约束拉绳，解除对飞艇维形的约束，为进行下一步实验做准备。

需要强调的是，温度传感器和压力传感器的设定阈值是根据本领域的经验值设置的。例如根据飞艇放飞地所在的经纬度、海拔高度、季节、时间、光照、风速等因素的不同，可以设置不同的阈值。

需要强调的是，通过向天线收发模块发送指令，地面监控装置也可以直接控制继电器电磁锁的开合。如此，通过设定参数和地面控制两个手段，实现任意高度处打开装置。

以上，仅为本发明示例性的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于温度和压强的自动打开装置，其特征在于，包括：

控制模块、温度检测模块、气压检测模块、继电器电磁锁；其中，

温度检测模块连接所述控制模块，用于检测所述装置周围的温度值；

气压检测模块连接所述控制模块，用于检测所述装置周围的气压值；

所述控制装置根据所述温度值和气压值控制所述继电器电磁锁的开合。

2.根据权利要求1所述的自动打开装置，其特征在于：

所述控制模块采用单片机。

3.根据权利要求1所述的自动打开装置，其特征在于：

所述温度检测模块采用温度传感器。

4.根据权利要求1所述的自动打开装置，其特征在于：

所述气压检测模块采用压力传感器。

5.根据权利要求1所述的自动打开装置，其特征在于：

所述装置还包括：天线收发模块，用于将所述温度值和气压值发送给外部监控装置，或者接收来自所述外部监控装置发送的控制命令，直接控制所述装置的开合。

6.根据权利要求1所述的自动打开装置，其特征在于：

当所述温度值小于预设的温度阈值时，所述控制装置控制所述继电器电磁锁打开。

7.根据权利要求1所述的自动打开装置，其特征在于：

当所述气压值小于预设的气压阈值时，所述控制装置控制所述继电器电磁锁打开。

8.根据权利要求6或7所述的自动打开装置，其特征在于：

所述装置还包括：按键模块，用于设置所述温度阈值和气压阈值。

9.根据权利要求1所述的自动打开装置，其特征在于：

所述装置还包括：开关控制模块，用于控制所述装置的开关。

10.根据权利要求1所述的自动打开装置，其特征在于：

所述装置还包括：电源模块，用于向所述装置提供电源。