CN109898560A - 一种便携式窨井预警探测器控制装置 - Google Patents
一种便携式窨井预警探测器控制装置 Download PDFInfo
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Abstract
一种便携式窨井预警探测器控制装置，由接收放大电路(1)、信号解调电路(2)、二阶滤波电路(3)、水深超声波换能器探头(4)、脉冲放大电路(5)、蓝牙通信模块(6)、单片机(7)、电池电源电路(8)、语音报警模块(9)、液晶显示模块(10)组成，构成单片机、输入传感器、输出设备、无线网络四个功能部分，其中无线网络为蓝牙通信模式，单片机(7)与蓝牙通信模块(6)双向连接。以单片机(7)为控制核心，采集水深超声波换能器探头(4)，经过运算处理，当检测到水深达到预定的阈值时，通过液晶显示、语音警示危险。
Description
1、技术领域
本发明涉及嵌入式控制技术领域，具体是一种便携式窨井预警探测器控制装置。
2、背景技术
近年来，随着经济的高度发展及人民生活水平的提高，城市人均排水量的不断增大，城市排水系统的溢流问题越来越严重，尤其是暴雨季节，有些城市的排水系统不够完善，一旦遇到大暴雨，排水管网的水位急速上升，导致窨井盖被顶起，或者窨井盖被盗，这些都会造成巨大的安全隐患[1]。2010年5月14日，广州暴雨，一女大学生踏空落入下水道丧生；2012年北京721暴雨灾害造成79人遇难；2014年3月30日，东莞暴雨，东莞理工学院一大学生被冲入下水道，抢救无效身亡。这些年来，每至雨季，因行人不慎落入窨井导致伤亡的报道屡见报端。在加强窨井管理和排水管网建设的同时，强化行人自身安全防护和预警，也可有效减少意外的发生。近年来，随着物联网技术的飞速发展，井盖管理进入智慧阶段，但仅限于局部研究，尚未形成规模，国内绝大多数地区，窨井盖管理仍处于粗放管理阶段，即依靠市政人员人工巡查或市民报告来处理井盖故障。针对目前井盖仍处粗放的管理方式，利用先进的技术手段为行人安全提供一种便携式的探测和预警的装置。
3、发明内容
本发明的目的在于提供一种便携式窨井预警探测器控制装置，由接收放大电路1、信号解调电路2、二阶滤波电路3、水深超声波换能器探头4、脉冲放大电路5、蓝牙通信模块6、单片机7、电池电源电路8、语音报警模块9、液晶显示模块10组成，其中单片机7与蓝牙通信模块6双向连接。采用水深超声波换能器探头4检测水位的深度，数据经单片机7分析处理，当水位深度超过预定的阈值时，单片机7输出控制信号驱动语音报警模块9。
本装置采用以单片机控制器为核心，单片机选用STC12C5A60S2芯片。输入传感器有水深超声波换能器探头4检测的水深信号，单片机7自动采集输入传感器信号，通过运算后输出控制信号，控制扬声器及显示屏。设置蓝牙通信模块6，具有与手机即时通讯功能。
本装置采用蓝牙通信模块与手机双向连接，通过手机可以远程与家人联系。
本发明的工作原理是：
本装置选用收发一体的水深超声波换能器探头4，用于探测水面以下的空间距离。通过单片机片内外设的PWM发生器，作为超声波换能器的信号发生源，并通过发送电路使得PWM信号稳定放大，通过发射探头发送出去；通过接收探头接收回波，并经过限幅电路、滤波电路和对数放大电路调制信号，最终利用单片机片内ADC采样，获取回波信号。利用便携收缩杆(手杖式结构)雨天环境下的窨井探测，当探测深度超过设定阈值时，系统发出语音报警，可避免行人在水浸街的情况下陷入窨井造成意外。同时，为方便行人对路况进行整体判断，本系统还设计了蓝牙通信功能，以及可以显示实时数据的LCD显示功能。
4、附图说明
附图是一种便携式窨井预警探测器控制装置的组成结构，包含接收放大电路1、信号解调电路2、二阶滤波电路3、水深超声波换能器探头4、脉冲放大电路5、蓝牙通信模块6、单片机7、电池电源电路8、语音报警模块9、液晶显示模块10。
5、具体实施方式
实施例：
根据附图的组成，选择模块化的硬件，然后组装调试。
(1)超声波换能器发射电路选用的是高速CMOS器件74HC04D六反相器，使单片机PWM信号的驱动能力增强]。经过由IRLU3410功率场效应管进行功率放大，再经过变压器的升压耦合得到稳定高电压的超声波换能器发射信号。该超声波换能器选用650KHz泥位计探头，工作频率650KHz±30KHz，灵敏度发射电压200Vpp，灵敏探测距离0.6m，回波幅度700mV(-62dB)，工作电压的峰值电压＜600VPP；工作温度为-40～+80℃，各项技术指标满足系统性能要求。
(2)语音报警模块
NVC语音芯片是一款8脚的小封装语音芯片，音质好，可以单片机串口控制，带PWM直推喇叭或者DAC输出，可以播放220段声音，带音量调节。
Claims (3)
1.一种便携式窨井预警探测器控制装置，由接收放大电路(1)、信号解调电路(2)、二阶滤波电路(3)、水深超声波换能器探头(4)、脉冲放大电路(5)、蓝牙通信模块(6)、单片机(7)、电池电源电路(8)、语音报警模块(9)、液晶显示模块(10)组成，其中单片机(7)与蓝牙通信模块(6)双向连接。
2.根据权利要求1所述的一种便携式窨井预警探测器控制装置，其特征在于单片机采用STC12C5A60S2芯片，单片机通过蓝牙通信模块(6)与手机通讯。
3.根据权利要求1所述的一种便携式窨井预警探测器控制装置，其特征在于采用水深超声波换能器探头(4)检测水位的深度，数据经单片机(7)分析处理，当水位深度超过预定的阈值时，单片机(7)输出控制信号驱动语音报警模块(9)。
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| CN201711398763.6A CN109898560A (zh) | 2017-12-11 | 2017-12-11 | 一种便携式窨井预警探测器控制装置 |
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| CN201711398763.6A CN109898560A (zh) | 2017-12-11 | 2017-12-11 | 一种便携式窨井预警探测器控制装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111486824A (zh) * | 2020-04-15 | 2020-08-04 | 何子泓 | 一种江河侦察设备 |
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2017
- 2017-12-11 CN CN201711398763.6A patent/CN109898560A/zh not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111486824A (zh) * | 2020-04-15 | 2020-08-04 | 何子泓 | 一种江河侦察设备 |
| CN111486824B (zh) * | 2020-04-15 | 2023-06-13 | 北京东方金炬科技有限公司 | 一种江河侦察设备 |
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