專利名稱：一種無線網(wǎng)絡(luò)式船艙硫化氫檢測報(bào)警及排風(fēng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種硫化氫的檢測控制技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是用于檢測船艙內(nèi)部硫化氫濃度并報(bào)警、排風(fēng)裝置。
背景技術(shù)：
中國漁業(yè)經(jīng)過改革開放以來的高速發(fā)展期和近年來的調(diào)整整頓，步入了一個(gè)持續(xù)、穩(wěn)定、健康的發(fā)展階段，自1990年起連續(xù)十幾年位居世界前列。漁業(yè)的發(fā)展不僅滿足了人們的水產(chǎn)品需求，擴(kuò)大了水產(chǎn)品出口，而且為調(diào)整和優(yōu)化農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，增加漁民收入做出了重要的貢獻(xiàn)。但是由于漁船的艙內(nèi)需堆積魚蝦水產(chǎn)品，魚蝦腐敗變質(zhì)后產(chǎn)生大量的硫化氫氣體，而艙內(nèi)長期處于半密封狀態(tài)，通風(fēng)不暢，如漁民稍不留意，未做防護(hù)措施進(jìn)入內(nèi)部，就會(huì)造成硫化氫中毒的嚴(yán)重后果。硫化氫是一種無色、腐臭蛋味的劇毒氣體，硫化氫濃度在375 750mg/m3時(shí)，接觸
0.5 I小時(shí)可發(fā)生肺水腫和中樞神經(jīng)系統(tǒng)癥狀，以及意識(shí)喪失，甚至呼吸衰竭；硫化氫濃度為1000mg/m3時(shí)吸入數(shù)秒可發(fā)生猝死即電擊樣身亡。為了使?jié)O民的生命得到保障，必需對硫化氫中毒這一情況采取有效措施。以下是幾種現(xiàn)有的檢測硫化氫氣體的方法。(1)快速測定管法原理是將吸附醋酸鉛(PbAC2)和氯化鋇(BaC12)的硅膠裝入細(xì)玻璃管內(nèi)，抽IOOml含硫化氫的氣體，在60s內(nèi)注入形成褐色硫化鉛(PbS)。根據(jù)硅膠柱變色的長度測定出硫化氫的體積分?jǐn)?shù)。用注射器抽取IOOml氣樣，通過測定管，硅膠柱變色長度與標(biāo)準(zhǔn)尺比較，求得硫化氫的體積分?jǐn)?shù)。此法具有簡便、快捷、便于攜帶和靈敏度高的優(yōu)點(diǎn)。但是測量也需要一定時(shí)間，而且需要測試者具有一定專業(yè)知識(shí)，適用于現(xiàn)場鉆井等大型礦井作業(yè)，而且硫化氫比重比空氣大，易于沉積，如果在不同的高度取得的氣體，含有的硫化氫濃度也不同，所以對漁民來說此法并不可取。(2)硫化氫氣體檢測儀現(xiàn)在市面上比較流行的硫化氫氣體檢測儀，比如美國AIM公司的SHIELD生產(chǎn)的兩年免維護(hù)的硫化氫檢測儀，它的測量范圍為10-200ppm，分辨率為5ppm。它結(jié)構(gòu)緊湊，攜帶方便，內(nèi)置振動(dòng)報(bào)警器，可以讀取被檢測氣體的實(shí)際濃度值。工作濕度為15%到90%，工作溫度為-40° -50°C。但是當(dāng)它出現(xiàn)報(bào)警后漁民就已經(jīng)吸入有害氣體，另外，如果要降低漁船艙內(nèi)的硫化氫氣體濃度，漁民必須親自去啟動(dòng)排風(fēng)扇。這不適合漁船這種特定環(huán)境。而且它的價(jià)格較貴，一般漁民難于接受。因此，申請人針對漁船的艙內(nèi)這種特定環(huán)境設(shè)計(jì)一種小型小型船艙硫化氫檢測和排放裝置(專利號(hào)200820086137. 3)，但其方案采用傳感器與控制器采用的是有線連接，船艙內(nèi)部由于潮濕且存放雜亂，有線電連接有一定的缺陷。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足而提供一種無線網(wǎng)絡(luò)式無線網(wǎng)絡(luò)式船艙硫化氫檢測報(bào)警及排風(fēng)裝置，它設(shè)置靈活方便，更適合船艙內(nèi)部設(shè)置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種無線網(wǎng)絡(luò)式船艙硫化氫檢測報(bào)警及排風(fēng)裝置，包括有無線節(jié)點(diǎn)式硫化氫濃度探測裝置、上位機(jī)、報(bào)警裝置及排風(fēng)裝置；上位機(jī)還分別與報(bào)警裝置、排風(fēng)裝置做電氣連接；報(bào)警裝置設(shè)置在船艙的外部；排風(fēng)裝置包括有排風(fēng)扇、繼電器，排風(fēng)扇連通船艙內(nèi)部與外界大氣，所述排風(fēng)扇的電機(jī)連接繼電器后與外部電源連接，繼電器的控制端與所述上位機(jī)做電氣連接；其特征在于所述無線節(jié)點(diǎn)式硫化氫濃度探測裝置包括有傳感器無線節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)、上位機(jī)，傳感器無線節(jié)點(diǎn)分布在船艙內(nèi)部，其包括有硫化氫濃度傳感器、無線接發(fā)器及其下位單片機(jī)，單片機(jī)配置最小系統(tǒng)并由紐扣電池供電，硫化氫濃度傳感器配置有信號(hào)處理數(shù)字電路并接入單片機(jī)輸入端口，無線接發(fā)器的控制信號(hào)端口與數(shù)據(jù)端口分別接入單片機(jī)輸出端口 ；網(wǎng)關(guān)包括有無線網(wǎng)關(guān)接發(fā)器、網(wǎng)關(guān)單片機(jī)，無線網(wǎng)關(guān)接發(fā)器的控制信號(hào)端口與數(shù)據(jù)端口分別接入網(wǎng)關(guān)單片機(jī)輸出端口，網(wǎng)關(guān)接發(fā)器與上位機(jī)無線通訊。所述無線接發(fā)器、網(wǎng)關(guān)無線接發(fā)器為采用CCllOl芯片的微功率無線數(shù)據(jù)傳輸模 塊。所述上位機(jī)為包括有控制器和顯示器、輸入輸出接口的PC機(jī)。本實(shí)用新型的有益效果是采用無線通訊的方式，省卻了有線連接，使之更適合船艙環(huán)境，無線接發(fā)器布置更靈活多變，節(jié)點(diǎn)間即插即用，且成本低廉。

圖I為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的電路原理示意圖。圖中1_船艙；2-報(bào)警裝置；3-艙門；4-排風(fēng)扇；5-上位機(jī);6_保護(hù)罩；8-方孔；9_網(wǎng)關(guān)；11-繼電器；12-排風(fēng)扇電機(jī)；13-發(fā)光二極管；14-喇叭；15_傳感器無線節(jié)點(diǎn)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步說明現(xiàn)有的硫化氫氣體檢測儀結(jié)構(gòu)小巧緊湊，在使用其檢測漁艙內(nèi)硫化氫濃度時(shí)，需要作業(yè)人員將它隨身攜帶，但是當(dāng)它出現(xiàn)報(bào)警后漁民就已經(jīng)吸入有害氣體，另外如果要降低漁船艙I內(nèi)的硫化氫氣體濃度，漁民必須親自去啟動(dòng)排風(fēng)扇4。為了能達(dá)到檢測漁船艙I內(nèi)硫化氫氣體濃度的同時(shí)根據(jù)濃度變化控制排風(fēng)，參見圖I、圖2 :本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為一種無線網(wǎng)絡(luò)式船艙硫化氫檢測報(bào)警及排風(fēng)裝置，包括有無線節(jié)點(diǎn)式硫化氫濃度探測裝置，所述無線節(jié)點(diǎn)式硫化氫濃度探測裝置包括有傳感器無線節(jié)點(diǎn)15、網(wǎng)關(guān)9、上位機(jī)5。由于硫化氫密度比空氣大，所以常常是在艙內(nèi)的底部硫化氫濃度較大，而且由于受魚蝦堆放位置關(guān)系的影響，艙內(nèi)各處的硫化氫濃度有差異，傳感器無線節(jié)點(diǎn)15分布在船艙I內(nèi)部，以便檢測船艙I內(nèi)部各個(gè)局部的硫化氫的濃度,為固定節(jié)點(diǎn)15，船艙內(nèi)部設(shè)置上面布有方孔8的保護(hù)罩6。傳感器無線節(jié)點(diǎn)15包括有硫化氫濃度傳感器、無線接發(fā)器及其下位單片機(jī)，下位單片機(jī)配置有復(fù)位等最小系統(tǒng)，并由紐扣電池供電，硫化氫濃度傳感器配置有濾波、放大等信號(hào)處理數(shù)字電路，信號(hào)經(jīng)過處理后以I2C的方式接入單片機(jī)輸入端口。無線接發(fā)器微采用功率無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，核心芯片為Chipcon公司最新的高性能CCl 101 ,CCllOl是一款完全兼容CCl 100，性能較CCllOO更勝一籌的專用無線通信芯片，最大傳輸數(shù)率達(dá)500kbps，并可軟件修改波特率，開闊地傳輸最遠(yuǎn)距離達(dá)到300-500米，而且具有無線喚醒等功能，靈敏度達(dá)到-I IOdBm,可靠性高，可廣泛應(yīng)用于各種場合的短距離無線通信領(lǐng)域，模塊配備彈簧天線，收發(fā)信號(hào)穩(wěn)定。通過一個(gè)簡單的4線SPI兼容接口(SI、SO、SCLK和CSn)便可對CCl 101進(jìn)行配置，此時(shí)CCl 101為從屬器件，該接口還可以用于讀取和寫入緩沖數(shù)據(jù)，SPI接口上的所有數(shù)據(jù)傳輸均以最高位開始。SPI接口上的所有事務(wù)均以一個(gè)報(bào)頭字節(jié)作為開始，該字節(jié)包含一個(gè)R/W BH，一個(gè)突發(fā)存取為(B)，以及一個(gè)6位地址(A5到A0)。在SPI總線上傳輸數(shù)據(jù)期間，Csn引腳必須保持低電平。在傳輸報(bào)頭字節(jié)或讀/寫寄存器期間，如果Csn電平升高，那么傳輸就會(huì)被取消。通過配置CCllOl后，當(dāng)64字節(jié) 的TX FIFO和64字節(jié)RX FIFO均通過0x3F地址進(jìn)行存取。當(dāng)接收到數(shù)據(jù)的時(shí)候從芯片存儲(chǔ)器RxBuf中讀取，當(dāng)節(jié)點(diǎn)15沒有接收到數(shù)據(jù)的時(shí)候。該節(jié)點(diǎn)15就進(jìn)入省電狀態(tài)。該芯片的SI、SO、SCLK和CSn引腳等與下位單片機(jī)相連。通過下位單片機(jī)發(fā)送的信號(hào)來控制CCllOl的工作。網(wǎng)關(guān)9的配置與傳感器無線節(jié)點(diǎn)15配置相似，包括有無線網(wǎng)關(guān)接發(fā)器、網(wǎng)關(guān)單片機(jī)，只是省卻了硫化氫傳感器，其作用為接收各節(jié)點(diǎn)15采集的濃度值，并將其發(fā)送至上位機(jī)5，所以網(wǎng)關(guān)接發(fā)器與上位機(jī)5無線通訊。由于CCllOl的無線收發(fā)距離能達(dá)300-500米，小型船艙I總體長度不超過數(shù)十米，所以只需將網(wǎng)關(guān)9設(shè)置在船艙I內(nèi)部中心位置就可覆蓋這個(gè)范圍，只需各節(jié)點(diǎn)15與網(wǎng)關(guān)9進(jìn)行通信，無需節(jié)點(diǎn)15間進(jìn)行通信。上位機(jī)5為包括有控制器和顯示器、輸入輸出接口的PC機(jī)。上位機(jī)5還分別與報(bào)警裝置2、排風(fēng)裝置做電氣連接；報(bào)警裝置2設(shè)置在船艙I的外部，排風(fēng)裝置包括有排風(fēng)扇4、繼電器11，排風(fēng)扇4連通船艙I內(nèi)部與外界大氣，所述排風(fēng)扇電機(jī)12連接繼電器11后與外部電源連接，繼電器11的控制端與所述上位機(jī)5做電氣連接。以便于工作人員在下艙之前能很好地了解艙內(nèi)的硫化氫濃度是否在安全范圍之內(nèi)，報(bào)警裝置2設(shè)置在船艙I入口處。所述報(bào)警裝置2包括發(fā)光二極管13和喇叭14，喇叭14的功率較大，所以喇叭14連接一個(gè)繼電器，繼電器連接外部電源，繼電器的控制端與所述上位機(jī)5連接，采用發(fā)光二極管13和喇叭14設(shè)置在艙門3處，作為雙重報(bào)警裝置2，警示效果好。檢測到艙內(nèi)硫化氫濃度超標(biāo)后，上位機(jī)5還須要控制排風(fēng)裝置4排風(fēng)，從而保障漁民的生命安全。排風(fēng)裝置4包括有排風(fēng)扇12、繼電器11，排風(fēng)扇12連通船艙I內(nèi)部與外界大氣，所述排風(fēng)扇12的電機(jī)連接繼電器11后與外部電源連接，繼電器11的控制端與所述上位機(jī)5做電氣連接。圖2為本實(shí)用新型的實(shí)施例原理示意圖，在圖2中，傳感器無線節(jié)點(diǎn)15采集船艙I內(nèi)部的硫化氫濃度后經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器后傳送給網(wǎng)關(guān)9，網(wǎng)關(guān)9內(nèi)部預(yù)設(shè)有控制程序，并將傳感器15采集的數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)程序中的數(shù)據(jù)比對，一旦發(fā)現(xiàn)采集的數(shù)據(jù)超出人體的安全范圍，就通過網(wǎng)關(guān)9將信號(hào)發(fā)生給上位機(jī)5，上位機(jī)5就會(huì)控制發(fā)光二極管13發(fā)光和喇叭14報(bào)警，喇叭14的功率較大，所以喇叭14連接一個(gè)繼電器，繼電器的輸入端連接外部電源，繼電器的控制端與上位機(jī)5連接，上位機(jī)5可以控制繼電器閉合，繼電器導(dǎo)通后給喇叭14供電 發(fā)出報(bào)警聲，報(bào)警的同時(shí)，上位機(jī)5還控制排風(fēng)裝置4啟動(dòng)，排風(fēng)裝置4包括有排風(fēng)扇12、繼電器11，排風(fēng)扇12連通船艙I內(nèi)部與外界大氣，所述排風(fēng)扇的電機(jī)連接繼電器11后與外部電源連接，上位機(jī)5外部連有電源和時(shí)鐘電路，使其能正常工作。
權(quán)利要求1.一種無線網(wǎng)絡(luò)式船艙硫化氫檢測報(bào)警及排風(fēng)裝置，包括有無線節(jié)點(diǎn)式硫化氫濃度探測裝置、上位機(jī)、報(bào)警裝置及排風(fēng)裝置；上位機(jī)還分別與報(bào)警裝置、排風(fēng)裝置做電氣連接；報(bào)警裝置設(shè)置在船艙的外部；排風(fēng)裝置包括有排風(fēng)扇、繼電器，排風(fēng)扇連通船艙內(nèi)部與外界大氣，所述排風(fēng)扇的電機(jī)連接繼電器后與外部電源連接，繼電器的控制端與所述上位機(jī)做電氣連接；其特征在于所述無線節(jié)點(diǎn)式硫化氫濃度探測裝置包括有傳感器無線節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)、上位機(jī)，傳感器無線節(jié)點(diǎn)分布在船艙內(nèi)部，其包括有硫化氫濃度傳感器、無線接發(fā)器及其下位單片機(jī)，單片機(jī)配置最小系統(tǒng)并由紐扣電池供電，硫化氫濃度傳感器配置有信號(hào)處理數(shù)字電路并接入單片機(jī)輸入端口，無線接發(fā)器的控制信號(hào)端口與數(shù)據(jù)端口分別接入單片機(jī)輸出端口 ；網(wǎng)關(guān)包括有無線網(wǎng)關(guān)接發(fā)器、網(wǎng)關(guān)單片機(jī)，無線網(wǎng)關(guān)接發(fā)器的控制信號(hào)端口與數(shù)據(jù)端口分別接入網(wǎng)關(guān)單片機(jī)輸出端口，網(wǎng)關(guān)接發(fā)器與上位機(jī)無線通訊。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種無線網(wǎng)絡(luò)式船艙硫化氫檢測報(bào)警及排風(fēng)裝置，其特征在于所述無線接發(fā)器、網(wǎng)關(guān)無線接發(fā)器為采用CCllOl芯片的微功率無線數(shù)據(jù)傳輸模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種無線網(wǎng)絡(luò)式船艙硫化氫檢測報(bào)警及排風(fēng)裝置，其特征在于所述上位機(jī)為PC機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及硫化氫的檢測控制技術(shù)領(lǐng)域，即一種無線網(wǎng)絡(luò)式船艙硫化氫檢測報(bào)警及排風(fēng)裝置，包括有無線節(jié)點(diǎn)式硫化氫濃度探測裝置、上位機(jī)、報(bào)警裝置及排風(fēng)裝置；其特征在于所述無線節(jié)點(diǎn)式硫化氫濃度探測裝置包括有傳感器無線節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)、上位機(jī)，傳感器無線節(jié)點(diǎn)分布在船艙內(nèi)部，其包括有硫化氫濃度傳感器、無線接發(fā)器及其下位單片機(jī)，硫化氫濃度傳感器接入單片機(jī)輸入端口，無線接發(fā)器的控制信號(hào)端口與數(shù)據(jù)端口分別接入單片機(jī)輸出端口；網(wǎng)關(guān)接發(fā)器與上位機(jī)無線通訊。本實(shí)用新型的有益效果是采用無線通訊的方式，省卻了有線連接，使之更適合船艙環(huán)境，無線接發(fā)器布置更靈活多變，節(jié)點(diǎn)間即插即用，且成本低廉。
文檔編號(hào)B63B45/00GK202670091SQ201220045659
公開日2013年1月16日 申請日期2012年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月13日
發(fā)明者詹白勺, 王雷 申請人:臺(tái)州學(xué)院, 詹白勺