CN207752325U - 一种桥梁混凝土制品养护控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种桥梁混凝土制品养护控制系统，属于自动化控制领域、桥梁领域。所述桥梁混凝土制品养护控制系统包括控制柜和设置在控制柜内的电路板；所述电路板包括微处理器、LCD显示模块、时钟模块、数据存储模块、语音模块、GPRS‑DTU无线传输模块、温湿度模块、I/O输入模块、驱动电路和接触式继电器，所述温湿度模块和I/O输入模块与微处理器的输入端连接；所述LCD显示模块、时钟模块、数据存储模块和GPRS‑DTU无线传输模块与微处理器的输入输出端连接；所述语音模块与微处理器的输出端连接；所述驱动电路的输入端与微处理器的输出端连接，所述驱动电路的输出端与喷淋设备相连的接触式继电器相接，用于控制混凝土制品喷淋过程。
Description
技术领域
本实用新型涉及自动化控制领域、桥梁领域，具体涉及一种桥梁混凝土制品养护控制系统。
背景技术
随着桥梁科学的不断发展，桥梁工程混凝土已发展为高强度、高性能混凝土。养护作为桥梁施工的最后一道工序对混凝土的质量影响也越来越大。桥梁混凝土养护是确保新浇筑混凝土在一定的时间内，在一个适当的温度湿度环境中硬化，并顺利的达到设计强度及其它技术指标。因此，在某种意义上讲，养护就是在一定时间内控制混凝土的湿度、温度，但是在施工过程中往往很多施工人员却忽视混凝土的养护工作，从而导致混凝土出现裂缝、强度不够等质量问题，这严重影响了桥梁工程混凝土的质量，影响了桥梁结构的受力性能及安全性，甚至会影响桥梁的使用功能，降低其使用寿命。目前养护工作主要是人工进行，其缺点是容易出错，并且不容易监控。
发明内容
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种桥梁混凝土制品养护控制系统，可以实现桥梁混凝土养护的自动化控制。
为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：
一种桥梁混凝土制品养护控制系统，包括控制柜和设置在控制柜内的电路板；所述电路板包括微处理器、LCD显示模块、时钟模块、数据存储模块、语音模块、GPRS-DTU无线传输模块、温湿度模块、I/O输入模块、驱动电路和接触式继电器，所述温湿度模块和I/O输入模块与微处理器的输入端连接；所述LCD显示模块、时钟模块、数据存储模块和GPRS-DTU无线传输模块与微处理器的输入输出端连接；所述语音模块与微处理器的输出端连接；所述驱动电路的输入端与微处理器的输出端连接，所述驱动电路的输出端与喷淋设备相连的接触式继电器相接，用于控制混凝土制品喷淋过程。
进一步地，所述控制柜的外表面从内到外还依次涂覆有抗氧化涂层和防水涂层，所述LCD显示模块镶嵌在控制柜的外表面，所述控制柜的内部还设有散热装置。
进一步地，所述微处理器包括型号为STC15W4K的51单片机。
进一步地，还包括串口芯片MAX3232，所述温湿度模块包括芯片RS232 USR-WSD，所述芯片RS232 USR-WSD通过串口芯片MAX3232与微处理器相连；所述芯片RS232 USR-WSD通过网络标号RXD与串口芯片MAX3232的第13引脚相连，所述芯片RS232 USR-WSD通过网络标号TXD与串口芯片MAX3232的第14引脚相连；所述串口芯片MAX3232的第11引脚与所述STC15W4K的第61引脚相接，所述串口芯片MAX3232的第12引脚与所述STC15W4K的第62引脚相接。
进一步地，所述驱动电路包括多个光耦芯片PC817和一个芯片ULN2803AG，所述多个光耦芯片PC817分别包括第一光耦芯片PC817、第二光耦芯片PC817、第三光耦芯片PC817和第四光耦芯片PC817；其中所述第一PC817的第2引脚与所述STC15W56S4的第5引脚相接，所述PC817的第3引脚与所述芯片ULN2803AG的第1个引脚连接，所述PC817的第1引脚通过电阻R8接电源，所述PC817的第4引脚通过电阻R16接电源。
进一步地，所述时钟模块包括芯片DS1302，所述芯片DS1302的第5引脚与所述STC15W4K的第55引脚相接，所述芯片DS1302的第6引脚与所述STC15W4K的第56引脚相接。
进一步地，所述数据存储模块包括芯片24C256，所述芯片24C256的第5引脚与所述STC15W4K的第24引脚相接，所述芯片24C256的第6引脚与所述STC15W4K的第23引脚相接。
进一步地，所述语音模块包括芯片BY8001，所述芯片BY8001的第1引脚与所述STC15W4K的第16引脚相接，所述芯片BY8001的第2引脚与所述STC15W4K的第17引脚相接，所述芯片BY8001的第3引脚与所述STC15W4K的第18引脚相接。
进一步地，还包括第一驱动模块，所述第一驱动模块包括型号为SP1485的芯片U1，所述芯片U1的第2引脚与所述STC15W4K的第64引脚相接，所述芯片U1的第3引脚与所述芯片U1的第2引脚相接，所述芯片U1的第4引脚与所述STC15W4K的第1引脚相接，所述芯片U1的第6引脚和第7引脚均与LCD显示模块相连。
进一步地，还包括第二RS485驱动模块，所述第二驱动模块包括型号为SP1485的芯片U2，所述芯片U2的第1引脚与所述STC15W4K的第10引脚相接，，所述芯片U1的第3引脚与所述芯片U1的第2引脚相接，所述芯片U1的第4引脚与所述STC15W4K的第11引脚相接，所述芯片U1的第6引脚和第7引脚均与GPRS-DTU无线传输模块相连。
有益效果：与现有技术相比，本实用新型与现有技术相比具有以下优点：通过采用STC15W4K单片机控制技术，通过内置温湿度模块、语音模块和LCD显示模块，不仅能够对混凝土养护过程中的温湿度进行实时监测，而且可以通过语音进行播报并且通过LCD液晶显示屏显示，通过内置GPRS-DTU无线传输模块，与LCD显示模块串口通信，把触摸屏保存的数据实时发送到服务器，并对数据进行保存。综上所述，本实用新型电路结构简单，设计合理，在成本增加不大情况下，实现了一键式智能化桥梁混凝土制品养护工作，方便高效。
附图说明
图1为本实用新型原理框图；
图2为本实用新型控制系统运行过程示意图；
图3为本实用新型微处理器的电路原理图；
图4为本实用新型温湿度模块的电路原理图；
图5为本实用新型驱动电路的电路原理图；
图6为本实用新型I/O输入模块的电路原理图；
图7为本实用新型时钟模块的电路原理图；
图8为本实用新型数据存储模块的电路原理图
图9为本实用新型语音模块的电路原理图；
图10为本实用新型第一RS485驱动模块的电路原理图；
图11为本实用新型第二RS485驱动模块的电路原理图。
图中：1-微处理器、2-LCD显示模块、3-时钟模块、4-数据存储模块、5-语音模块、6-驱动电路、7-接触式继电器、8-GPRS-DTU无线传输模块、9-温湿度模块、10-I/O输入模块。
具体实施方式
下面结合说明书附图和实施例对本实用新型做进一步阐述。
实施例
参考图1，一种桥梁混凝土制品养护控制系统，包括控制柜和设置在控制柜内的电路板；所述电路板包括微处理器1、LCD显示模块2、时钟模块3、数据存储模块4、语音模块5、GPRS-DTU无线传输模块8、温湿度模块9、I/O输入模块10、驱动电路6和接触式继电器7，所述温湿度模块9和I/O输入模块10与微处理器1的输入端连接；所述LCD显示模块2、时钟模块3、数据存储模块4和GPRS-DTU无线传输模块8与微处理器1的输入输出端连接；所述语音模块5与微处理器1的输出端连接；所述驱动电路6的输入端与微处理器1的输出端连接，所述驱动电路6的输出端与喷淋设备相连的接触式继电器6相接，用于控制混凝土制品喷淋过程。
本实施例中，参考图3，所述微处理器包括型号为STC15W4K的51单片机。本实施例所述控制柜的外表面从内到外还依次涂覆有抗氧化涂层和防水涂层，所述LCD显示模块镶嵌在控制柜的外表面，所述控制柜的内部还设有散热装置，如风扇、散热管道、散热板、散热孔等。
本实施例中，参考图4，还包括串口芯片MAX3232，所述温湿度模块9用于实时监测混凝土养护过程中的温湿度，所述温湿度模块9包括芯片RS232 USR-WSD，所述芯片RS232USR-WSD通过串口芯片MAX3232与微处理器相连；所述芯片RS232 USR-WSD通过网络标号RXD与串口芯片MAX3232的第13引脚相连，所述芯片RS232 USR-WSD通过网络标号TXD与串口芯片MAX3232的第14引脚相连；所述串口芯片MAX3232的第11引脚与所述STC15W4K的第61引脚相接，所述串口芯片MAX3232的第12引脚与所述STC15W4K的第62引脚相接。本实施例中，参考图5，所述驱动电路6包括4个光耦芯片PC817和一个芯片ULN2803AG，所述4个光耦芯片PC817分别包括第一光耦芯片PC817、第二光耦芯片PC817、第三光耦芯片PC817和第四光耦芯片PC817；其中所述第一PC817的第2引脚与所述STC15W56S4的第5引脚相接，所述PC817的第3引脚与所述芯片ULN2803AG的第1个引脚连接，所述PC817的第1引脚通过电阻R8接电源，所述PC817的第4引脚通过电阻R16接电源。需要说明的是所述第二光耦芯片PC817、第三光耦芯片PC817和第四光耦芯片PC817与所述STC15W56S4和所述芯片ULN2803AG的连接方式具体参照第一光耦芯片PC817，分别与所述STC15W56S4的第6引脚、第7引脚和第8引脚连接。。本实施例中所述驱动电路6的输出端与接触式继电器7相接，所述接触式继电器7与喷淋设备相连。在本实施例当中所述喷淋设备包括多个喷头，所述多个喷头根据温湿度模块9检测的混凝土养护过程中的温湿度以及养护环境，通过LCD显示模块2设定喷淋参数，如喷淋时间、喷淋间隔时间，所述多个喷头可以同时工作也可以分开工作。
本实施例中，参考图6，所述I/O输入模块10包括4个子I/O输入模块，分别为第一I/O输入模块、第二I/O输入模块、第三I/O输入模块和第四I/O输入模块，其中第一I/O输入模块CND引脚与所述STC15W4K的第37引脚相接，所述第一I/O输入模块通过网络标号MCU_CN1通过电阻38与电源连接。所述第二I/O输入模块、第三I/O输入模块和第四I/O输入模块的与所述STC15W4K的连接方法具体可以参见第一I/O输入模块，分别与所述STC15W4K的第38引脚、第39引脚、第40引脚相接。所述I/O输入模块10用于开关量的输入，可以通过按钮进行操作也可以通过无线遥控进行操作。
本实施例中，参考图7，所述时钟模块3用于为混凝土养护过程提供时间值，所述时钟模块3包括芯片DS1302，所述芯片DS1302的第5引脚与所述STC15W4K的第55引脚相接，所述芯片DS1302的第6引脚与所述STC15W4K的第56引脚相接。
本实施例中，参考图8，所述数据存储模块4包括芯片24C256，所述芯片24C256的第5引脚与所述STC15W4K的第24引脚相接，所述芯片24C256的第6引脚与所述STC15W4K的第23引脚相接。
本实施例中，参考图9，所述语音模块5用于对混凝土养护过程进行播报，所述语音模块5包括芯片BY8001，所述芯片BY8001的第1引脚与所述STC15W4K的第16引脚相接，所述芯片BY8001的第2引脚与所述STC15W4K的第17引脚相接，所述芯片BY8001的第3引脚与所述STC15W4K的第18引脚相接。
本实施例中，参考图10，还包括第一RS485驱动模块，所述第一驱动模块包括型号为SP1485的芯片U1，所述芯片U1的第2引脚与所述STC15W4K的第64引脚相接，，所述芯片U1的第3引脚与所述芯片U1的第2引脚相接，所述芯片U1的第4引脚与所述STC15W4K的第1引脚相接，所述芯片U1的第6引脚和第7引脚均与LCD显示模块相连。所述LCD显示模块2用于混凝土养护过程中参数的设置与显示，本实施例中所述LCD显示模块2选用昆仑通态DPC7062KT液晶显示屏，所述LCD显示模块2与微处理器1通过第一RS485驱动模块通信，所述LCD显示模块2包括四种养护方式，分别为一般环境下的养护、、高温干燥季节的养护、冬季施工混凝土养护、大体积混凝土养护，上述四种养护方式均可通过LCD显示模块2显示和选择。
本实施例中，参考图11，还包括第二RS485驱动模块，所述第二驱动模块包括型号为SP1485的芯片U2，所述芯片U2的第1引脚与所述STC15W4K的第10引脚相接，，所述芯片U1的第3引脚与所述芯片U1的第2引脚相接，所述芯片U1的第4引脚与所述STC15W4K的第11引脚相接，所述芯片U1的第6引脚和第7引脚均与GPRS-DTU无线传输模块相连。所述GPRS-DTU无线传输模块8通过微处理器1与DPC7062KT液晶显示屏串口通信，把DPC7062KT液晶显示屏的数据经数据存储模块4保存后实时发送到服务器。
需要说明的是所述STC15W4K的第12引脚、第13引脚、第14引脚和第15引脚与AD采集模块连接，作为预留接口备用。
本实用新型一种桥梁混凝土制品养护控制系统运行过程如下：
首先控制柜与喷淋设备连接后，通电进行自检，若自检不合格则会通过语音或LCD显示模块2发出报警，然后通过LCD显示模块2选择选择养护模式，通过LCD显示模块2设定喷淋参数，如喷淋时间、喷淋间隔时间，根据养护模式以及喷淋参数的设置，所述多个喷淋设备可以同时工作也可以分开工作，按运行键进入自动模式，在运行画面通过温湿度模块9自动实时监测混凝土养护过程中的温湿度，结束后查看湿度是否满足混凝土的硬化要求，如果满足要求通过驱动电路6控制喷淋设备相连的接触式继电器7关闭，否则继续喷淋；所述GPRS-DTU无线传输模块8通过微处理器1与LCD显示模块2串口通信，把LCD显示模块2选择的的养护模式和设定的相应的喷淋参数经数据存储模块4保存后实时发送到服务器，数据传输中内含指针，方便下次查看。
本实用新型电路结构简单，设计合理，在成本增加不大情况下，实现了一键式智能化桥梁混凝土制品养护工作，方便高效，能够广泛用于各种预制混凝土的养护，大大提高混凝土的质量。
以上是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种桥梁混凝土制品养护控制系统，其特征在于：包括控制柜和设置在控制柜内的电路板；所述电路板包括微处理器、LCD显示模块、时钟模块、数据存储模块、语音模块、GPRS-DTU无线传输模块、温湿度模块、I/O输入模块、驱动电路和接触式继电器，所述温湿度模块和I/O输入模块与微处理器的输入端连接；所述LCD显示模块、时钟模块、数据存储模块和GPRS-DTU无线传输模块与微处理器的输入输出端连接；所述语音模块与微处理器的输出端连接；所述驱动电路的输入端与微处理器的输出端连接，所述驱动电路的输出端与喷淋设备相连的接触式继电器相接，用于控制混凝土制品喷淋过程。
2.根据权利要求1所述的一种桥梁混凝土制品养护控制系统，其特征在于：所述控制柜的外表面从内到外还依次涂覆有抗氧化涂层和防水涂层，所述LCD显示模块镶嵌在控制柜的外表面，所述控制柜的内部还设有散热装置。
3.根据权利要求1所述的一种桥梁混凝土制品养护控制系统，其特征在于：所述微处理器包括型号为STC15W4K的51单片机。
4.根据权利要求3所述的一种桥梁混凝土制品养护控制系统，其特征在于：还包括串口芯片MAX3232，所述温湿度模块包括芯片RS232USR-WSD，所述芯片RS232USR-WSD通过串口芯片MAX3232与微处理器相连；所述芯片RS232USR-WSD通过网络标号RXD与串口芯片MAX3232的第13引脚相连，所述芯片RS232USR-WSD通过网络标号TXD与串口芯片MAX3232的第14引脚相连；所述串口芯片MAX3232的第11引脚与所述STC15W4K的第61引脚相接，所述串口芯片MAX3232的第12引脚与所述STC15W4K的第62引脚相接。
5.根据权利要求3所述的一种桥梁混凝土制品养护控制系统，其特征在于：所述驱动电路包括多个光耦芯片PC817和一个芯片ULN2803AG，所述多个光耦芯片PC817分别包括第一光耦芯片PC817、第二光耦芯片PC817、第三光耦芯片PC817和第四光耦芯片PC817；其中所述第一光耦芯片PC817的第2引脚与所述STC15W56S4的第5引脚相接，所述PC817的第3引脚与所述芯片ULN2803AG的第1个引脚连接，所述PC817的第1引脚通过电阻R8接电源，所述PC817的第4引脚通过电阻R16接电源。
6.根据权利要求3所述的一种桥梁混凝土制品养护控制系统，其特征在于：所述时钟模块包括芯片DS1302，所述芯片DS1302的第5引脚与所述STC15W4K的第55引脚相接，所述芯片DS1302的第6引脚与所述STC15W4K的第56引脚相接。
7.按照权利要求3所述的一种桥梁混凝土制品养护控制系统，其特征在于：所述数据存储模块包括芯片24C256，所述芯片24C256的第5引脚与所述STC15W4K的第24引脚相接，所述芯片24C256的第6引脚与所述STC15W4K的第23引脚相接。
8.根据权利要求3所述的一种桥梁混凝土制品养护控制系统，其特征在于：所述语音模块包括芯片BY8001，所述芯片BY8001的第1引脚与所述STC15W4K的第16引脚相接，所述芯片BY8001的第2引脚与所述STC15W4K的第17引脚相接，所述芯片BY8001的第3引脚与所述STC15W4K的第18引脚相接。
9.根据权利要求3所述的一种桥梁混凝土制品养护控制系统，其特征在于：还包括第一RS485驱动模块，所述第一RS485驱动模块包括型号为SP1485的芯片U1，所述芯片U1的第2引脚与所述STC15W4K的第64引脚相接，所述芯片U1的第3引脚与所述芯片U1的第2引脚相接，所述芯片U1的第4引脚与所述STC15W4K的第1引脚相接，所述芯片U1的第6引脚和第7引脚均与LCD显示模块相连。
10.根据权利要求3所述的一种桥梁混凝土制品养护控制系统，其特征在于：还包括第二RS485驱动模块，所述第二RS485驱动模块包括型号为SP1485的芯片U2，所述芯片U2的第1引脚与所述STC15W4K的第10引脚相接，所述芯片U1的第3引脚与所述芯片U1的第2引脚相接，所述芯片U1的第4引脚与所述STC15W4K的第11引脚相接，所述芯片U1的第6引脚和第7引脚均与GPRS-DTU无线传输模块相连。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN109610324A (zh) * | 2018-12-07 | 2019-04-12 | 江西集银科技有限公司 | 一种桥梁挂篮桥面养护设施与控制方法 |
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2017
- 2017-09-13 CN CN201721170889.3U patent/CN207752325U/zh active Active
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| CN109610324A (zh) * | 2018-12-07 | 2019-04-12 | 江西集银科技有限公司 | 一种桥梁挂篮桥面养护设施与控制方法 |
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