CN207718581U

CN207718581U - 一种物流运输车辆的火灾报警器

Info

Publication number: CN207718581U
Application number: CN201721604500.1U
Authority: CN
Inventors: 施卫杰
Original assignee: Huzhou Inspiration Electronic Technology Co Ltd
Current assignee: Huzhou Inspiration Electronic Technology Co Ltd
Priority date: 2017-11-27
Filing date: 2017-11-27
Publication date: 2018-08-10
Anticipated expiration: 2027-11-27

Abstract

本实用新型提供了一种物流运输车辆的火灾报警器，包括温度监测单元、按键输入单元、处理器单元、显示单元、声光报警单元、GPS定位单元、无线通信单元和电源供电单元。本实用新型采用K型热电偶和MAX6675芯片对物流运输车辆车厢内的易燃点和基准点的温度进行实时检测，当比较到易燃点温度和基准点温度超过设定的温差变化阈值时，发出报警提醒驾驶人员，有效避免了火灾的发生，并且结合GPS定位技术和GPRS通信技术，将报警电文和GPS数据发送给物流监控中心，加强了对物流运输车辆的实时监管和调度，大大提高了在途运输的安全性。

Description

一种物流运输车辆的火灾报警器

技术领域

本实用新型涉及物流在途运输安全技术领域，特别涉及一种物流运输车辆的火灾报警器。

背景技术

物流运输车辆在行驶过程中，车厢内的货物有时候会发生一些意外事故，如冒烟、明火等。特别是装载危险化学物品的车厢，有些货物在某种特殊情况下还会自燃，驾驶人员不易察觉，等到驾驶人员发现再停车处理时，火情已经比较严重了。不仅造成巨大的财产损失，而且还会严重威胁到驾驶人员的生命安全。

现有的火灾报警器主要是烟雾报警器，其通过监测烟雾的浓度来实现火灾防范，而当现场已出现燃烧物时，即火灾已发生。因此需要在还未发生燃烧时提前报警，以避免火灾的发生。

实用新型内容

(一)解决的技术问题

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种物流运输车辆的火灾报警器，对物流运输车辆车厢内的易燃点和基准点的温度进行实时检测，当比较到易燃点温度和基准点温度超过设定的温差变化阈值时，发出报警提醒驾驶人员，有效避免了火灾的发生。

(二)技术方案

一种物流运输车辆的火灾报警器，包括温度监测单元、按键输入单元、处理器单元、显示单元、声光报警单元、GPS定位单元、无线通信单元和电源供电单元；所述温度监测单元安装于物流运输车辆车厢内的指定部位，监测车厢内的温差变化，输出送入所述处理器单元；所述按键输入单元设定温差变化阈值；所述处理器单元对所述温差变化进行处理分析，输出连接所述显示单元、所述声光报警单元和所述无线通信单元；所述显示单元安装于驾驶室，实时显示所述温度监测单元的温度采集值；所述声光报警单元安装于驾驶室，当车厢内的温差变化超过所述温差变化阈值时进行报警提醒；所述GPS定位单元接收GPS定位卫星发送的导航电文，并提取时间、经纬度等数据传送给所述处理器单元；所述处理器单元将报警电文和GPS定位数据通过所述无线通信单元上传给物流监控中心；所述电源供电单元给系统其它各单元提供工作电压。

进一步的，所述处理器单元包括单片机、石英晶振、第一开关、第一电阻和第一～第四电容，其中所述单片机选用8位CMOS单片机AT89C51，所述第三电容为电解电容。

进一步的，所述温度监测单元包括第一～第三温度传感器、第一～第三模数转换器和第五～第七电容，其中所述第一～第三温度传感器选用K型热电偶，所述第一～第三模数转换器选用冷端补偿K型热电偶模数转换器MAX6675。

进一步的，所述按键输入单元包括第二～第四开关。

进一步的，所述声光报警单元包括蜂鸣器、发光二极管、第一三极管和第二电阻。

进一步的，所述显示单元包括八缓冲器、数码管、第二～第五三极管和第三～第十四电阻，其中所述八缓冲器选用8路同相三态双向总线收发器74LS245S。

进一步的，所述GPS定位单元包括GPS传感器、天线、第八～第十电容和第十五～第二十一电阻，其中所述GPS传感器选用ET-318SiRF Star III GPS芯片组。

进一步的，所述无线通信单元包括GSM/GPRS模块和本地SIM卡，其中所述GSM/GPRS模块选用68pin SIM900。

进一步的，所述电源供电单元包括第一和第二稳压器、二极管和第十一～第十五电容，其中所述第一稳压器选用LM7805，所述第二稳压器选用LM1117，所述二极管为肖特基二极管，所述第十五电容为电解电容。

(三)有益效果

本实用新型提供了一种物流运输车辆的火灾报警器，采用K型热电偶和MAX6675芯片对物流运输车辆车厢内的易燃点和基准点的温度进行实时检测，当比较到易燃点温度和基准点温度超过设定的温差变化阈值时，发出报警提醒驾驶人员，有效避免了火灾的发生，并且结合GPS定位技术和GPRS通信技术，将报警电文和GPS数据发送给物流监控中心，加强了对物流运输车辆的实时监管和调度，大大提高了在途运输的安全性，其结构简单，成本低廉，系统功耗低，检测精度高，响应速度快，稳定性和可靠性好，可扩展性强，具有很好的应用价值。

附图说明

图1为本实用新型所涉及的一种物流运输车辆的火灾报警器的系统结构框图。

图2为本实用新型所涉及的一种物流运输车辆的火灾报警器的处理器单元电路原理图。

图3为本实用新型所涉及的一种物流运输车辆的火灾报警器的温度监测单元电路原理图。

图4为本实用新型所涉及的一种物流运输车辆的火灾报警器的按键输入单元电路原理图。

图5为本实用新型所涉及的一种物流运输车辆的火灾报警器的声光报警单元电路原理图。

图6为本实用新型所涉及的一种物流运输车辆的火灾报警器的显示单元电路原理图。

图7为本实用新型所涉及的一种物流运输车辆的火灾报警器的GPS定位单元电路原理图。

图8为本实用新型所涉及的一种物流运输车辆的火灾报警器的电源供电单元电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型所涉及的实施例做进一步详细说明。

如图1所示，一种物流运输车辆的火灾报警器，包括温度监测单元、按键输入单元、处理器单元、显示单元、声光报警单元、GPS定位单元、无线通信单元和电源供电单元；温度监测单元安装于物流运输车辆车厢内的指定部位，监测车厢内的温差变化，输出送入处理器单元；按键输入单元设定温差变化阈值；处理器单元对温差变化进行处理分析，输出连接显示单元、声光报警单元和无线通信单元；显示单元安装于驾驶室，实时显示温度监测单元的温度采集值；声光报警单元安装于驾驶室，当车厢内的温差变化超过温差变化阈值时进行报警提醒；GPS定位单元接收GPS定位卫星发送的导航电文，并提取时间、经纬度等数据传送给处理器单元；处理器单元将报警电文和GPS定位数据通过无线通信单元上传给物流监控中心；电源供电单元给系统其它各单元提供工作电压。

如图2所示，处理器单元包括单片机U1、石英晶振X1、开关K1、电阻R1和电容C1～C4，其中单片机U1选用8位CMOS单片机AT89C51，电容C3为电解电容。AT89C51是低电压高性能的8位COMS单片机，工作电压为5V，最高工作频率为24MHz。片内含4KB字节的可反复擦写的Flash存储器和128B的RAM，具有32个可编程I/O，2个16位可编程定时器，1个全双工的可编程串行通信接口，两种低功耗工作模式即空闲模式和掉电模式。开关K1为系统的手动复位开关。报警触发后，当驾驶人员已收到报警提醒后，需要手动复位以取消报警。手动复位需要人为在AT89C51的复位输入脚RESET上加入高电平，采用的办法是在RESET脚和正电源VCC脚之间接一个开关K1，当人为按下开关K1时，VCC脚的5V电平就会直接加到RESET脚，系统复位，取消报警。电容C4可避免高频谐波对电路的干扰。

如图3所示，温度监测单元包括第一～第三温度传感器、模数转换器U2～U4和电容C5～C7，其中第一～第三温度传感器选用K型热电偶，模数转换器U2～U3选用冷端补偿K型热电偶模数转换器MAX6675。考虑到物流运输车辆车厢内可能的环境温度和需要检测的燃烧临界点温度值，采用K型热电偶和MAX6675芯片进行温度采集。K型热电偶属于自发电型传感器，测量温度时不需要外加电源，结构简单，使用方便，其电极不受大小和形状的限制。MAX6675是一种带有线性校正、热电偶断线检测、冷端补偿的串行K型热电偶模式转换芯片，输出12位分辨率、SPI兼容、只读的数据。MAX6675的精度为0.25℃，最高可读+1024℃。三个K型热电偶分别安装在物流运输车辆车厢内的测温点A、B和C，其中C作为基准点，采集到的热电势经MAX6675温度补偿后转换成数字信号送给单片机AT89C51，形成了3个数据采集通道。MAX6675的输入端T+脚、T-脚和K型热电偶连接，3个通道的温度数据通过串行输出端SO脚分别接AT89C51的P00脚、P05脚和P06脚，片选端分别接AT89C51的P02脚、P03脚和P04脚，时钟端SCK脚由AT89C51的P01脚控制。

如图4所示，按键输入单元包括开关K2～K4，从AT89C51的P21脚、P22脚和P23脚分别接3个独立式开关作为温差变化阈值设定输入设备。

当测温点A与C或测温点B与C的温差在一定时间内大于预设温差变化阈值时，即由安装于驾驶室内的声光报警单元对驾驶人员发出声光报警，提示驾驶人员立即停车检查，避免财产损失和人身伤亡。如图5所示，声光报警单元包括蜂鸣器B1、发光二极管LED1、三极管Q1和电阻R2。选用蜂鸣器B1作为报警发生装置，工作电压为5V，NPN三极管Q1作为驱动，考虑到I/O口的驱动能力，AT89C51将以灌电流形式控制蜂鸣器B1发声。控制I/O口由AT89C51的P20脚提供，当I/O口为低电平时，蜂鸣器B1发声，发光二极管LED1点亮；手动复位为高电平时，蜂鸣器B1停止发声，发光二极管LED1熄灭。

驾驶人员可通过安装于驾驶室内的显示单元实时观察三个测温点的温度值及设定的温差变化阈值。如图6所示，显示单元包括八缓冲器U5、数码管Dp1、三极管Q2～Q5和电阻R3～R14，其中八缓冲器U5选用8路同相三态双向总线收发器74LS245S。用数码管Dp1显示测温点A、B和C的温度值及设定的温差变化阈值，数码管Dp1采用动态扫描显示的控制方式，AT89C51的P1口经过74LS245S芯片接到数码管的段选线，P24～P27脚接位选线。74LS245S是8路同相三态双向总线收发器，可双向传输数据，用于驱动数码管Dp1。

如图7所示，GPS定位单元包括GPS传感器U6、天线E1、电容C8～C10和电阻R15～R21，其中GPS传感器U6选用ET-318SiRF Star III GPS芯片组。SiRF Star III GPS芯片组具有灵敏度高，低信号下快速TTFF(首次定位时间)，20通道全视野跟踪，跟踪速度精度为0.1m/s，支持NMEA0183和SiRF二进位协议，通过串口固定输出NMEA0183规定的数据信息。AT89C51接收其中的推荐定位信息，获得时间、经纬度、地面速度、地面航向等信息。

报警器通过无线通信单元将报警电文和GPS定位信息上传给远程的物流监控中心，以更好的对物流运输车辆进行实时监管和调度。无线通信单元包括GSM/GPRS模块和本地SIM卡，其中GSM/GPRS模块选用68pin SIM900。SIM900为工业级四频段GSM/GPRS模块，体积小，功耗低，可以快速安全可靠地实现短信消息服务和GPRS数据无线传输。SIM900内嵌PPP拨号协议和TCP/IP协议栈，模块工作电压为3.4～4.5V，可工作在850/900/1800/1900MHz四个频段。AT89C51通过UART口与SIM900进行通信，SIM900的引脚9(TXD_O)和引脚10(RXD_I)需要通过MAX3232芯片电平转换后才能与AT89C51相连。SIM900与AT89C51的通信协议是AT命令集，AT89C51通过发送AT指令可以对SIM900进行控制，设置工作模式，传输速率设置为115200b/s。SIM900模块内置本地SIM卡进行通信。

系统采用12V车载蓄电池进行供电。AT89C51、MAX6675、蜂鸣器和74LS245S的工作电压为5V，而GPS传感器和GPRS模块的工作电压为3.3V，因此需要将12V电压转换为5V和3.3V。如图8所示，电源供电单元包括稳压器U7和U8、二极管D1和电容C11～C15，其中稳压器U7选用LM7805，稳压器U8选用LM1117，二极管D1为肖特基二极管，电容C15为电解电容。12V车载蓄电池通过三端固定式集成稳压芯片LM7805转换为5V，再通过三端可调正稳压器集成电路LM1117转换为3.3V。

上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定。在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims

1.一种物流运输车辆的火灾报警器，其特征在于：包括温度监测单元、按键输入单元、处理器单元、显示单元、声光报警单元、GPS定位单元、无线通信单元和电源供电单元；所述温度监测单元安装于物流运输车辆车厢内的指定部位，监测车厢内的温差变化，输出送入所述处理器单元；所述按键输入单元设定温差变化阈值；所述处理器单元对所述温差变化进行处理分析，输出连接所述显示单元、所述声光报警单元和所述无线通信单元；所述显示单元安装于驾驶室，实时显示所述温度监测单元的温度采集值；所述声光报警单元安装于驾驶室，当车厢内的温差变化超过所述温差变化阈值时进行报警提醒；所述GPS定位单元接收GPS定位卫星发送的导航电文，并提取时间、经纬度数据传送给所述处理器单元；所述处理器单元将报警电文和GPS定位数据通过所述无线通信单元上传给物流监控中心；所述电源供电单元给系统其它各单元提供工作电压。

2.根据权利要求1所述的一种物流运输车辆的火灾报警器，其特征在于：所述处理器单元包括单片机、石英晶振、第一开关、第一电阻和第一～第四电容，其中所述单片机选用8位CMOS单片机AT89C51，所述第三电容为电解电容。

3.根据权利要求1所述的一种物流运输车辆的火灾报警器，其特征在于：所述温度监测单元包括第一～第三温度传感器、第一～第三模数转换器和第五～第七电容，其中所述第一～第三温度传感器选用K型热电偶，所述第一～第三模数转换器选用冷端补偿K型热电偶模数转换器MAX6675。

4.根据权利要求1所述的一种物流运输车辆的火灾报警器，其特征在于：所述按键输入单元包括第二～第四开关。

5.根据权利要求1所述的一种物流运输车辆的火灾报警器，其特征在于：所述声光报警单元包括蜂鸣器、发光二极管、第一三极管和第二电阻。

6.根据权利要求1所述的一种物流运输车辆的火灾报警器，其特征在于：所述显示单元包括八缓冲器、数码管、第二～第五三极管和第三～第十四电阻，其中所述八缓冲器选用8路同相三态双向总线收发器74LS245S。

7.根据权利要求1所述的一种物流运输车辆的火灾报警器，其特征在于：所述GPS定位单元包括GPS传感器、天线、第八～第十电容和第十五～第二十一电阻，其中所述GPS传感器选用ET-318SiRF Star III GPS芯片组。

8.根据权利要求1所述的一种物流运输车辆的火灾报警器，其特征在于：所述无线通信单元包括GSM/GPRS模块和本地SIM卡，其中所述GSM/GPRS模块选用68pin SIM900。

9.根据权利要求1所述的一种物流运输车辆的火灾报警器，其特征在于：所述电源供电单元包括第一和第二稳压器、二极管和第十一～第十五电容，其中所述第一稳压器选用LM7805，所述第二稳压器选用LM1117，所述二极管为肖特基二极管，所述第十五电容为电解电容。