CN202226281U

CN202226281U - 基于arm的油罐车罐体温度实时采集与报警装置

Info

Publication number: CN202226281U
Application number: CN2011203029817U
Authority: CN
Inventors: 惠飞; 张建阳; 王润民; 王松; 杨澜; 赵祥模
Original assignee: Changan University
Current assignee: Changan University
Priority date: 2011-08-19
Filing date: 2011-08-19
Publication date: 2012-05-23
Anticipated expiration: 2021-08-19

Abstract

本实用新型公开了一种基于ARM的油罐车罐体温度实时采集与报警装置，包括至少两个温度采集模块、ZigBee无线发送模块、ZigBee无线接收模块、数据处理模块、LCD显示模块、报警模块和车载电源模块，温度采集模块实时采集油罐车罐体温度并将温度信息通过ZigBee无线发送模块发送到数据处理模块，数据处理模块将处理结果通过LCD显示模块显示，并通过报警模块报警。实现了油罐车罐体温度实时采集与报警功能，具有实时性强、安装使用方便和数据处理效率高等特点。

Description

基于ARM的油罐车罐体温度实时采集与报警装置

技术领域

本实用新型属于温度采集与报警领域，涉及一种报警装置，特别是一种基于ARM的油罐车罐体温度实时采集与报警装置，该装置能够实时监测油罐车罐体温度，实现油罐车运输途中的安全预警。

背景技术

油罐车作为散装油品的公路运输工具，具有简便、灵活、投资少、见效快的特点。因此随着各地汽车加油站的不断增多而应用十分普遍。但是，在油罐车运输途中，存在着潜在危险性，一旦发生交通事故，其灾难性后果波及面广，影响十分严重。

目前，油罐车运输环节存在许多不安全因素，油罐车本身作为一个危险品运营工具，安全问题尤其要注意，天热温度高，油罐车事故更易发生。一方面，由于阳光暴晒或油罐车的剧烈运动，会使油罐车内的油品温度上升，使油品温度超过其安全温度；另一方面，由于驾驶室内温度过热或空气流通差，驾驶员很容易疲劳，不能及时感知潜在危险性。

因此，针对油罐车油品运输，保证运输的安全性，是本领域技术人员所关注的热点。

发明内容

针对油罐车在运输途中，不能预知罐体温度而存在起火、爆炸等潜在危险，本实用新型的目的在于提供一种基于ARM的油罐车罐体温度实时采集与报警装置，该装置根据油罐车的大小在罐体表面布置多个温度传感器，实时采集油罐车罐体的温度，并通过无线模块将温度和传感器的位置信息发送到数据处理模块，实现油罐车温度的实时采集，同时数据处理模块对温度数据进行处理，将温度值和处理结果直观的显示在液晶屏上，当油罐车处于危险状态时，向司机发出报警，从而实现油罐车危险状况的预警。

为了实现上述技术任务，本实用新型采用如下技术解决方案：

一种基于ARM的油罐车罐体温度实时采集与报警装置，其特征在于，包括：

至少两个温度采集模块，用于实时采集油罐车罐体的当前温度，并将温度值发送给ZigBee无线发送模块；

ZigBee无线发送模块，用于将温度采集模块获得的温度值和该模块的节点号发送给ZigBee无线接收模块；

ZigBee无线接收模块，用于接收ZigBee无线发送模块发送的温度值和节点号数据，并将数据发送给数据处理模块；

数据处理模块，用于接收并处理ZigBee无线接收模块发送的温度值和节点号，并将温度值、节点号和处理结果在LCD显示模块显示，并根据处理结构结果判断油罐车是否在安全状态；

LCD显示模块，用于显示数据处理模块发送的温度值、节点号和处理结果；

报警模块，用于油罐车在危险状况下发出语音警报；

车载电源模块，为数据处理模块供电；

所述温度采集模块与ZigBee无线发送模块相连，ZigBee无线发送模块与ZigBee无线接收模块通过短距离无线通信技术进行交互，ZigBee无线接收模块、LCD显示模块、报警模块和车载电源模块分别与数据处理模块相连。

本实用新型的其它特点是：

所述的ZigBee无线接收模块通过串口通信电路与数据处理模块相连。

所述温度采集模块为SHT11数字温度传感器。

所述的ZigBee无线发送模块和ZigBee无线接收模块由8位AVR微处理器芯片Atmega1281和低功耗2.4GHz无线收发器芯片AT86RF230以及外围电路组成。

所述数据处理模块为工业级的ARM11处理器PXA270芯片。

所述语音报警模块采用ISD4004语音模块。

所述显示模块采用7寸LCD液晶显示屏幕。

本实用新型的基于ARM的油罐车罐体温度实时采集与报警装置，具有以下优点：

1、采用Intel公司的高性能PXA270系列ARM处理器，PXA270系列ARM处理器基于ARMv5E的Xscale核心，最高频率可达624MHz，作为一款性能极其强劲的ARM处理器，配合嵌入式Linux或Wince操作系统使用。

2、采用SHT11温湿度传感器使用两线制接口，无需标定即可互换使用，具有响应时间快、测量准确、可靠性高、稳定性强、体积小和功耗低等特点。

3、无线通信技术使用短距离、低功耗的ZigBee技术，该技术主要适合用于短距离自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。

4、采用LCD液晶显示屏能够直观地显示分布在油罐车罐体不同位置的温度传感器的数值和油罐车的当前安全状态，并且在危险状态下报警模块能够对驾驶员发出清晰明确的警报。

5、车载电源模块加入过流、过压和抗电磁干扰等措施，提高了电源模块供电的稳定性，能够达到GB/T 21437.2-2008/ISO 7637-2：2004《道路车辆由传导和耦合引起的电骚扰第2部分：沿电源线的电瞬态传导》标准中的各项试验要求。

6、装置体积小、安装使用方便和功耗低，适合油罐车的安装环境。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的工作流程图。

以下结合附图和发明人给出的实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

具体实施方式

如图1所示，按照本实用新型的技术方案，本实施例给出一种基于ARM的油罐车罐体温度实时采集与报警装置，至少包括以下模块：

温度采集模块：用于实时采集油罐车罐体的当前温度，并将温度值发送给ZigBee无线发送模块；温度采集模块采用SHT11数字传感器。

ZigBee无线发送模块：用于将温度采集模块获得的温度值和该模块的节点号发送给ZigBee无线接收模块；

ZigBee无线接收模块：用于接收ZigBee无线发送模块发送的温度值和节点号数据，并将数据发送给数据处理模块；

数据处理模块：用于接收并处理ZigBee无线接收模块发送的温度值和节点号，并将温度值、节点号和处理结果在LCD显示模块显示，并根据处理结果判断油罐车是否在安全状态；数据处理模块是由工业级的ARM11处理器PXA270芯片以及外围电路组成。

LCD显示模块：用于显示数据处理模块发送的温度值、节点号和处理结果；LCD显示模块采用7寸彩色LCD液晶显示屏。

报警模块：用于油罐车在危险状况下发出语音警报；语音报警模块采用ISD4004语音模块。

车载电源模块：为数据处理模块供电。

在本实施例中，温度采集模块与ZigBee无线发送模块至少有2个以上。ZigBee无线发送模块和ZigBee无线接收模块由8位AVR微处理器芯片Atmega1281和低功耗2.4GHz无线收发器芯片AT86RF230以及外围电路组成。ZigBee无线发送模块与ZigBee无线接收模块通过短距离无线通信技术相互通信。

实际使用过程中，对装置加入防水防盗及抗冲击措施，温度采集模块和ZigBee无线发送模块安装在油罐车罐体四周，根据罐体的长度确定模块的数量，数据处理模块、ZigBee无线接收模块、LCD显示模块、报警模块和车载电源模块安装在油罐车驾驶室内。

其主要优点是：第一，温度采集模块实时采集油罐车罐体的温度，具有精度高、速度快、实时性强的特点；第二，数据处理模块采用ARM处理器，克服了传统的基于单片机的数据处理系统只能从事低速率、低精度的处理任务；第三，LCD显示模块直观的显示温度值与温度处理结果，并且报警模块能够对驾驶员发出清晰明确的警报。

如图2所示，本实用新型的工作流程：

油罐车行驶在公路上，车载电源模块为数据处理模块供电，系统初始化完成后，各模块开始工作，系统开始运行。首先，分布在油罐车的不同位置的温度采集模块开始实时采集油罐车罐体的温度，并将温度模拟量转换为温度数字量发送给与温度采集模块直接相连的ZigBee无线发送模块；其次，ZigBee无线发送模块将接收到的温度值和该节点的节点号通过无线通信技术发送到ZigBee无线接收模块；再次，ZigBee无线接收模块将接收到各个温度采集模块的温度值和节点号发送给数据处理模块；最后，数据处理模块将接收到的各个温度值和节点号进行处理，从而判断油罐车是否处于安全状态，同时将温度值、节点号和处理结果发送到LCD显示模块显示，若油罐车处于危险状态，数据处理模块将危险信息发送到报警模块，报警模块向驾驶员发出语音警报。

具体执行步骤如下：

装置初始化后进入系统调度过程，也就是实时判断下一步的执行步骤：

温度采集判断：是，进入步骤A；否则继续判断；

无线通信判断：是，进入步骤B；否则继续判断；

数据处理判断：是，进入步骤C；否则继续判断；

系统出错判断：是，进入步骤D；否则继续判断；

步骤A：采集温度，首先初始化温度采集模块，然后采用温度传感器采集油罐车罐体的温度，温度采集模块获得罐体温度的模拟量后进行AD转换，将温度的模拟量转化为数字量，接着对温度值进行预处理，若获得的温度值是无效数据，则重新进行温度采集，如获得的温度值是有效数据，则将温度数据发送到与该温度采集模块直接相连的ZigBee无线发送模块；

步骤B：无线通信，首先判断通信命令是发送数据还是接收数据。如果是发送数据命令，则初始化ZigBee无线发送模块并将接收到的温度值与该ZigBee无线发送模块的节点号数据发送到ZigBee无线接收模块，并判断数据是否发送成功，若数据发送失败，则进行数据重发，直到发送成功为止；如果是接收数据命令，则初始化ZigBee无线接收模块并接收ZigBee无线发送模块发送的温度值与节点号数据，并判断接收到的数据是否为有效数据，若为无效数据，则请求数据重发，直到接收到有效数据为止。

步骤C：数据处理，数据处理模块(ARM处理器)接收到ZigBee无线接收模块发送的温度值与节点号数据，首先将温度值与节点号信息在LCD显示模块上显示，然后将数据存储。接着，数据处理模块根据温度值与节点号信息判断油罐车当前的状态，若油罐车处于安全状态，则直接在LCD上显示处理结果；若油罐车处于警告状态，则系统通过报警模块对驾驶员进行语音提示，并将处理结果在LCD上显示；若油罐车处于危险状态，则系统通过报警模块对驾驶员进行语音报警，并将处理结果在LCD上显示。

步骤D：错误处理，当系统出错，数据处理模块读取出错数据，并进行错误处理，如果处理成功，则清除错误，否则进行装置重启；然后装置初始化，重新进入调度阶段。

为了保证数据传送的安全性，可将温度采集模块获得的数据加密后再发送，并在数据处理模块处解密。另外，系统将获得的数据存放在存储器中，再对数据读写、分析处理，可实现油罐车的离线状态判定，尤其是在油罐车发生事故时，可分析油罐车故障的原因，并对相关现场信息进行回放恢复处理，从而为事故的鉴定提供科学的判定依据。

Claims

1.一种基于ARM的油罐车罐体温度实时采集与报警装置，其特征在于，包括：

数据处理模块，用于接收并处理ZigBee无线接收模块发送的温度值和节点号，并将温度值、节点号和处理结果在LCD显示模块显示，并根据处理结构判断油罐车是否在安全状态；

报警模块，用于油罐车在危险状况下发出语音警报；

车载电源模块，为数据处理模块供电；

2.如权利要求1所述的基于ARM的油罐车罐体温度实时采集与报警装置，其特征在于，所述的ZigBee无线接收模块通过串口通信电路与数据处理模块相连。

3.如权利要求1所述的基于ARM的油罐车罐体温度实时采集与报警装置，其特征在于，所述温度采集模块为SHT11数字温度传感器。

4.如权利要求1所述的基于ARM的油罐车罐体温度实时采集与报警装置，其特征在于，所述的ZigBee无线发送模块和ZigBee无线接收模块由8位AVR微处理器芯片Atmega1281和低功耗2.4GHz无线收发器芯片AT86RF230以及外围电路组成。

5.如权利要求1所述的基于ARM的油罐车罐体温度实时采集与报警装置，其特征在于，所述数据处理模块为工业级的ARM11处理器PXA270芯片。

6.如权利要求1所述的基于ARM的油罐车罐体温度实时采集与报警装置，其特征在于，所述语音报警模块采用ISD4004语音模块。

7.如权利要求1所述的基于ARM的油罐车罐体温度实时采集与报警装置，其特征在于，所述显示模块采用7寸LCD液晶显示屏幕。