專利名稱：消火栓遠(yuǎn)程智能監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種消火栓，具體為一種消火栓遠(yuǎn)程智能監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
消火栓作為城市消防的基礎(chǔ)設(shè)施，在滅火中起著關(guān)鍵作用。我國消火栓主要包括以下三類市政道路配建消火栓；單位配建消火栓；居民住宅配建消火栓。由于消火栓的管理情況復(fù)雜，存在著以下嚴(yán)重問題市政消火栓遭破壞程度大，市政消火栓日常維護(hù)和保養(yǎng)落實不到位，消火栓臨時使用程序不規(guī)范。由于消火栓的安裝非常分散，要想實時掌握消火栓的工作狀態(tài)需要一種全新的方 式。隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，一種建立在互聯(lián)網(wǎng)上的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過各種有線和無線網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)融合，將物體的信息實時準(zhǔn)確地傳遞出去。在物聯(lián)網(wǎng)上的傳感器定時采集相關(guān)信息通過無線網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)融合，就可以實現(xiàn)消火栓狀態(tài)的實時有效的管理。

實用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種消火栓遠(yuǎn)程智能監(jiān)測系統(tǒng)的技術(shù)方案。所述的消火栓遠(yuǎn)程智能監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于在消火栓頂端蓋內(nèi)設(shè)置有控制器支架，控制器支架中心為消火栓轉(zhuǎn)軸，在消火栓轉(zhuǎn)軸上配合設(shè)置閥位傳感器；消火栓轉(zhuǎn)軸一側(cè)設(shè)置PCB板，PCB板上設(shè)置振動傳感器和撞倒傳感器，在PCB板一側(cè)還設(shè)置有MCU控制器和發(fā)射天線；所述的振動傳感器、撞倒傳感器、閥位傳感器分別經(jīng)低通濾波電路與MCU控制器相連，振動傳感器、撞倒傳感器、閥位傳感器分別檢測消火栓的各個信息并送至MCU控制器，MCU控制器將得到的檢測信息通過GPRS通信模塊發(fā)送至遠(yuǎn)程通訊服務(wù)器，并由蜂鳴器發(fā)出報警信號。所述的消火栓遠(yuǎn)程智能監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于還包括溫度檢測模塊和頂蓋防打開裝置，溫度檢測模塊由溫度傳感器構(gòu)成，頂蓋防打開裝置由光敏電阻及其外圍電路構(gòu)成，溫度檢測模塊和頂蓋防打開裝置分別與MCU控制器相連。所述的消火栓遠(yuǎn)程智能監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述的振動傳感器設(shè)置在消火栓頂端蓋內(nèi)的PCB板上，PCB板與地面呈90度，振動傳感器與地面亦呈90度，振動傳感器采用彈簧式震動開關(guān)SW-18015P。所述的消火栓遠(yuǎn)程智能監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述的撞倒傳感器設(shè)置在消火栓頂端蓋內(nèi)的PCB板上，撞倒傳感器由水銀開關(guān)制成，水銀開關(guān)與PCB板呈45度夾角，PCB板兩側(cè)均安裝一個水銀開關(guān)，水銀開關(guān)由配合設(shè)置的玻璃外殼、電極、引線和水銀構(gòu)成。所述的消火栓遠(yuǎn)程智能監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述的閥位傳感器設(shè)置為三個，由干簧管傳感器構(gòu)成，構(gòu)成干簧管傳感器的三個磁鐵自上而下垂直均勻的設(shè)置在消火栓轉(zhuǎn)軸上，對應(yīng)的三個干簧管配合設(shè)置在消火栓轉(zhuǎn)軸外側(cè)呈120度自上而下設(shè)置的干簧管支架上。[0011]所述的消火栓遠(yuǎn)程智能監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述的MCU控制器采用美國微芯科技公司生產(chǎn)的PIC16F1938芯片，配置16K閃存程序存儲器，256字節(jié)數(shù)據(jù)E2PROM, IK內(nèi)存SRAM。所述的消火栓遠(yuǎn)程智能監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述的GPRS通信模塊采用的GPRS芯片為華為EM310。所述的消火栓遠(yuǎn)程智能監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于該監(jiān)測系統(tǒng)采用容量型鋰亞電池供電，供電電壓為3. 6伏，I節(jié)容量為19000mAH，單節(jié)尺寸26mmX65mm，采用二節(jié)，共38AH。本實用新型在傳統(tǒng)消火栓基礎(chǔ)上增設(shè)智能控制模塊及相關(guān)傳感器，24小時實時遠(yuǎn)程檢測，并實現(xiàn)在某一區(qū)域內(nèi)統(tǒng)一監(jiān)控、管理、調(diào)配，提高 了消防設(shè)施的正常使用率，為滅火救援工作的有利開展奠定良好的設(shè)施保障基礎(chǔ)，對消防部門、供水企業(yè)和社會安全都具有極大的現(xiàn)實意義。本實用新型免去日?，F(xiàn)場消火栓監(jiān)督管理的任務(wù)，只需根據(jù)系統(tǒng)提示定期檢查消火栓閥門是否能正常開啟；本實用新型可以在火災(zāi)發(fā)生時根據(jù)GIS地圖快速地找到并確定可用的消火栓，在火情發(fā)生時可以快速定位消火栓，以免貽誤救火，提高消防隊救火的成功率，輔助決策城市消火栓布局的合理性；及時快速對消火栓進(jìn)行維護(hù)，減少偷盜水現(xiàn)象；避免了因消火栓損壞而造成的人民生命財產(chǎn)的損失，提高公共消防服務(wù)水平和社會化水平的有效途徑，大大降低消火栓管理、維護(hù)成本。

圖I為本實用新型的安裝結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型的信號處理流程圖；圖3為本實用新型的閥位傳感器俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實用新型的閥位傳感器主視結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實用新型的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本實用新型振動傳感器的檢測流程圖；圖7為本實用新型撞倒傳感器的檢測流程圖；圖8為本實用新型閥位傳感器中斷初始化的流程圖；圖9為本實用新型閥位傳感器的檢測流程圖；圖中1-消火栓頂端蓋，2-PCB板，3-MCU控制器，4-發(fā)射天線，5-撞倒傳感器，6-振動傳感器，7-控制器支架，8-干簧管，9-磁鐵，10-干簧管支架，11-溫度檢測模塊，12-蜂鳴器，13-閥位傳感器，14-電池，15-頂蓋防打開裝置，16-消火栓轉(zhuǎn)軸，17-GPRS通信模塊，18-撞倒傳感器模塊，19-閥位傳感器模塊,20-振動傳感器模塊。
具體實施方式
下面結(jié)合說明書附圖對本實用新型做進(jìn)一步說明消火栓遠(yuǎn)程智能監(jiān)測系統(tǒng)，包括振動傳感器模塊20、撞倒傳感器模塊18、閥位傳感器模塊19、溫度檢測模塊11、頂蓋防打開裝置15、蜂鳴器12和電池14，每個模塊中設(shè)置有相應(yīng)的傳感器及其外圍電路。具體地，在消火栓頂端蓋I內(nèi)設(shè)置有控制器支架7，控制器支架7中心為消火栓轉(zhuǎn)軸16,在消火栓轉(zhuǎn)軸16上配合設(shè)置閥位傳感器13 ;消火栓轉(zhuǎn)軸16一側(cè)設(shè)置PCB板2, PCB板2上設(shè)置振動傳感器6和撞倒傳感器5,在PCB板2 —側(cè)還設(shè)置有MCU控制器3和發(fā)射天線4 ;所述的振動傳感器6、撞倒傳感器5、閥位傳感器13分別經(jīng)低通濾波電路與MCU控制器3相連，振動傳感器6、撞倒傳感器5、閥位傳感器13分別檢測消火栓的各個信息，MCU控制器3將得到的檢測信息通過GPRS通信模塊17發(fā)送至遠(yuǎn)程通訊服務(wù)器，并由蜂鳴器12發(fā)出報警信號。本實用新型還包括溫度檢測模塊11和頂蓋防打開裝置15，溫度檢測模塊11由溫度傳感器構(gòu)成，頂蓋防打開裝置15由光敏電阻及其外圍電路構(gòu)成，溫度檢測模塊11和頂蓋防打開裝置15分別與MCU控制器3相連。該監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測流程如下系統(tǒng)上電初始化，異?；蜉啌Q喚醒，即查詢輪詢時間是否到以及是否有傳感器狀態(tài)異常，如果沒有則繼續(xù)轉(zhuǎn)入休眠，如果有異常信號或者輪詢時間到了，系統(tǒng)會開啟GPRS，并讀取各傳感器的信號，同時接入網(wǎng)絡(luò)，連接遠(yuǎn)程通訊服務(wù)器，然后把各個信號組包，并通過GPRS發(fā)送到遠(yuǎn)程通訊服務(wù)器上去，遠(yuǎn)程通訊服務(wù)器上收到數(shù) 據(jù)包后，會往系統(tǒng)回包，回包內(nèi)容是一些設(shè)定的參數(shù)，系統(tǒng)收到回包后進(jìn)行解包分析數(shù)據(jù)，提取有用的數(shù)據(jù)后，重新進(jìn)入休眠，依此循環(huán)。振動傳感器6設(shè)置在消火栓頂端蓋I內(nèi)的PCB板2上，PCB板2與地面呈90度，振動傳感器6與地面亦呈90度，振動傳感器6經(jīng)低通濾波電路與MCU控制器3相連，MCU控制器3將檢測信號通過有線或無線方式送至遠(yuǎn)程通訊服務(wù)器。該振動傳感器6采用彈簧式震動開關(guān)SW-18015P，其結(jié)構(gòu)由導(dǎo)電接腳、導(dǎo)電彈簧、塑膠本體等組成。振動傳感器的工作原理當(dāng)外機(jī)械力通過消火栓殼體傳導(dǎo)至振動傳感器，將力作用于導(dǎo)電彈簧上，當(dāng)導(dǎo)電彈簧位移到臨界點時產(chǎn)生瞬時動作，使導(dǎo)電彈簧體的動觸點與固定導(dǎo)電接腳碰撞產(chǎn)生快速接通；當(dāng)振動傳感器上的作用力移去后，同時導(dǎo)電彈簧產(chǎn)生反向動作力，當(dāng)振動傳感器反向行程達(dá)到簧片的動作臨界點后，瞬時完成反向動作，即出現(xiàn)快速斷開。振動開關(guān)的觸點間距小，動作行程短，按動力小，通斷迅速，其動觸點的動作速度與振動傳感器動作速度無關(guān)，當(dāng)振動信號產(chǎn)生后，傳感器通過濾波電路，將高頻干擾信號屏蔽一部分后，再連接到MCU控制器的外部中斷口，避免出現(xiàn)在MCU因干擾而出現(xiàn)頻繁誤觸發(fā)現(xiàn)象，提高單片機(jī)工作的可靠性。當(dāng)無較大外力沖擊或者是垂直沖擊上下受力時，振動傳感器不抖動或者微小抖動，是不會觸發(fā)信號的，當(dāng)受到較大外力沖擊或者由側(cè)面受力時，如砸、撞、撬等，特別是消火栓的銅接頭受到小偷敲打時，會產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動信號，傳遞給MCU，則會啟動MCU的計時檢測振動信號次數(shù)程序，按檢測振動信號是否在限定的時間(如目前默認(rèn)30秒)內(nèi)達(dá)到所設(shè)定的振動次數(shù)(如目前默認(rèn)80次)，這樣可以防止一些非人為偷盜等造成的誤判斷，如果在規(guī)定的時間達(dá)到了設(shè)定的次數(shù)，則產(chǎn)生振動故障狀態(tài)信號標(biāo)志，設(shè)定故障穩(wěn)態(tài)標(biāo)志，通過穩(wěn)態(tài)標(biāo)志，寫入當(dāng)前數(shù)據(jù)隊列，然后通過GPRS向遠(yuǎn)程通訊服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)；如果達(dá)到設(shè)定時間，而沒有達(dá)到振動次數(shù)，則振動次數(shù)累加寄存器自動清0，然后進(jìn)入睡眠狀態(tài)；為節(jié)省電池電力消耗，當(dāng)設(shè)定穩(wěn)態(tài)標(biāo)志位后時間小于5分鐘，不會再次觸發(fā)。上位機(jī)接收到振動信號后，會在人機(jī)界面上顯示對應(yīng)編號消火栓的振動實時動畫狀態(tài)，并記錄到歷史數(shù)據(jù)庫及故障數(shù)據(jù)庫，同時發(fā)送短信告知管理人員消火栓的故障狀態(tài)，提示盡快安排搶修。撞倒傳感器5設(shè)置在消火栓頂端蓋I內(nèi)的PCB板2上，撞倒傳感器5經(jīng)低通濾波電路與MCU控制器3相連，MCU控制器3將檢測信號通過有線或無線方式送至遠(yuǎn)程通訊服務(wù)器，撞倒傳感器5由水銀開關(guān)制成，水銀開關(guān)與PCB板呈45度夾角，PCB板兩側(cè)均安裝一個水銀開關(guān)，水銀開關(guān)由配合設(shè)置的玻璃外殼、電極、引線和水銀構(gòu)成。該撞倒傳感器5采用進(jìn)口高品質(zhì)水銀開關(guān)制成，與普通的振動開關(guān)相比，具有多方面優(yōu)勢，例如，可以在較為惡劣環(huán)境條件下使用，通斷所需的外力小，而且體積小，全密封，且可以長期有效的工作。它的工作原理是正常 情況下水銀開關(guān)的安裝與地面成45度，PCB板正反面各裝一個水銀開關(guān)，可實現(xiàn)360度全方位撞倒檢測，當(dāng)消火栓被撞倒達(dá)到45度以上的角度時，水銀開關(guān)處于接通狀態(tài)。撞倒傳感器的工作原理撞倒傳感器產(chǎn)生撞倒信號，通過RC低通濾波電路，濾除高頻信號后，再將信號傳遞給MCU的IO端口，MCU每隔I秒會對IO端口進(jìn)行實時描行，發(fā)現(xiàn)有產(chǎn)生撞倒觸發(fā)信號，會進(jìn)入計時檢測撞倒信號，在約定的周期內(nèi)，若檢測的信號連續(xù)達(dá)到4次及以上全部為撞倒信號，則表示消火栓已經(jīng)被撞倒，設(shè)定撞倒標(biāo)志，同時設(shè)定撞倒穩(wěn)態(tài)標(biāo)志生效，若檢測的信號中，中間有干擾，在撞倒的額定時間內(nèi)達(dá)不到4次，則恢復(fù)到初始狀態(tài)，不產(chǎn)生任何動作。當(dāng)程序中檢測出設(shè)定撞倒穩(wěn)態(tài)標(biāo)志為I時，則進(jìn)入將當(dāng)前的消火栓全部狀態(tài)寫入數(shù)據(jù)隊列，然后通過GPRS向遠(yuǎn)程通訊服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)，發(fā)送完畢后，判斷當(dāng)前數(shù)據(jù)列隊是否有數(shù)據(jù)，沒有則進(jìn)入睡眠省電狀態(tài)，否則繼續(xù)發(fā)送，直至將當(dāng)前數(shù)據(jù)隊列的數(shù)據(jù)發(fā)送完畢。若在5分鐘之內(nèi)再次撞倒，不會第二次觸發(fā)。上位機(jī)接收到撞倒信號后，會在人機(jī)界面上顯示對應(yīng)編號消防栓撞倒的實時動畫狀態(tài)，并記錄到歷史數(shù)據(jù)庫及故障數(shù)據(jù)庫，同時發(fā)送短信告知管理人員消防栓的故障狀態(tài)，提示盡快安排搶修。閥位傳感器13設(shè)置為三個，由干簧管傳感器構(gòu)成，構(gòu)成干簧管傳感器的三個磁鐵9自上而下垂直均勻的設(shè)置在消火栓轉(zhuǎn)軸16上，對應(yīng)的三個干簧管8配合設(shè)置在消火栓轉(zhuǎn)軸外側(cè)呈120度自上而下設(shè)置的干簧管支架10上，閥位傳感器13經(jīng)低通濾波電路與MCU控制器3相連，MCU控制器3將檢測信號通過有線或無線方式送至遠(yuǎn)程通訊服務(wù)器。該閥位傳感器13采用的干簧管傳感器，是一種磁敏的特殊開關(guān)，也稱干簧繼電器，通常由兩個或三個磁性材料做成的簧片觸點，被封裝在充有惰性氣體(如氮，氦等)或真空的玻璃管里，玻璃管內(nèi)平行封裝的簧片端部重疊，并留有一定間隙或相互接觸以構(gòu)成開關(guān)的常開或常閉接點。其特點是比一般機(jī)械開關(guān)結(jié)構(gòu)簡單，體積小、速度高、工作壽命長；而與電子開關(guān)相比，它又有抗負(fù)載沖擊能力強(qiáng)等特點，工作可靠性很高。其工作原理是當(dāng)永久磁鐵靠近干簧管或者有繞在干簧管的線圈通電形成的磁場使簧片磁化，簧片的接點部分就感應(yīng)出極性相反的磁極。異性相吸，當(dāng)吸引力大于簧片的彈力時，接點就會吸合；當(dāng)磁力減小到一定程度時，接點被簧片的彈力打開。三個閥位傳感器相互間角度俯視為120度，側(cè)視圖呈上、中、下均勻分布，中間轉(zhuǎn)軸上配有三枚磁鐵9，高度上與干簧管8對應(yīng)，當(dāng)轉(zhuǎn)到一定角度，會觸發(fā)一個信號，總共全開為5圈，每圈觸發(fā)三個信號，全開時會產(chǎn)生15個脈沖觸發(fā)信號，控制器進(jìn)行計數(shù)來記錄消火栓的開度，另外，通過識別觸發(fā)傳感器的先后順序可以判定是閥門是逆時針轉(zhuǎn)還是順時針轉(zhuǎn)，即打開還是關(guān)閉。當(dāng)閥位有動作時，閥位傳感器產(chǎn)生脈沖信號，通控制器I/O 口處連的RC濾波電路，濾除高頻信號，連接到MCU的外部中斷I/O 口。新安裝時，為確認(rèn)處于全關(guān)位置，MCU控制器檢測到全關(guān)狀態(tài)時出現(xiàn)，即開關(guān)計數(shù)由I變?yōu)镺時，蜂鳴器鳴叫五次告知安裝人員閥門已處于全關(guān)狀態(tài)。每當(dāng)中間轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動超過120度時，會觸發(fā)一個閥位傳感器，MCU控制器響應(yīng)后，進(jìn)行判斷是否和原先未觸發(fā)時的狀態(tài)相同，如果相同，則不進(jìn)行處理；如果不同，則存放在閥位的最新的數(shù)據(jù)隊列里；同時每隔I秒判斷閥位的數(shù)據(jù)隊列里是否有新的數(shù)據(jù)加入，如沒有，則退出，如果有，則進(jìn)行判斷閥位是逆時鐘轉(zhuǎn)，則遞增(打開)，否則遞減(關(guān)閉)，同時判斷閥位有動作后的5秒內(nèi)，是否有新的閥門狀態(tài)變化，如果有，則繼續(xù)等待，如果沒有，則進(jìn)入穩(wěn)態(tài)，設(shè)定閥位穩(wěn)定標(biāo)志。當(dāng)程序中檢測出設(shè)定閥位穩(wěn)態(tài)標(biāo)志為I時，則進(jìn)入將當(dāng)前的消火栓全部狀態(tài)寫入數(shù)據(jù)隊列，然后立即通過GPRS向遠(yuǎn)程通訊服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)，發(fā)送完畢后，判斷當(dāng)前數(shù)據(jù)列隊是否有數(shù)據(jù)，沒有則進(jìn)入睡眠省電狀態(tài)，否則繼續(xù)發(fā)送，直至將當(dāng)前數(shù)據(jù)隊列的數(shù)據(jù)發(fā)送完畢。本實用新型的MCU控制器完成對消火栓節(jié)點的數(shù)據(jù)采集、控制、通訊等功能。MCU采用美國微芯科技公司生產(chǎn)的高性能RISC CPU PIC16F1938，配置16K閃存程序存儲器，256 字節(jié)數(shù)據(jù)EEPROM，IK內(nèi)存SRAM。具有以下技術(shù)優(yōu)勢強(qiáng)抗干擾，配置專用低功耗32K增強(qiáng)型Timerl振蕩器實現(xiàn)低功耗，采用高精度內(nèi)部振蕩器，工作頻率為10 MHz 20MHz ;寬電壓工作范圍(1.8-5. 5 V )，待機(jī)電壓在2. OV時典型電流值為100nA，lMHz、2. OV時典型工作電流值為50 μ A ;帶有8位分辨率和14路通道的A/D轉(zhuǎn)換器；可以在節(jié)能休眠模式下進(jìn)行采樣工作；工業(yè)級和擴(kuò)展級溫度范圍適合陽光曝曬下工作；通過兩個引腳進(jìn)行在線串行編程；可選擇的I. 024/2. 048/4. 096V參考電壓。本系統(tǒng)實現(xiàn)消火栓供水水壓、閥門開(關(guān))狀態(tài)、閥門開度大小、全方位撞倒檢測、偷盜銅接頭時的振動檢測、開閥偷水的狀態(tài)檢測、電池電壓及工作環(huán)境溫度采樣等功能。MCU控制器通過串口控制GPRS通信模塊傳送信號至遠(yuǎn)程通訊服務(wù)器。本系統(tǒng)硬件電路的傳感器產(chǎn)生的信號，由于其本身特性，會產(chǎn)高頻的振蕩信號，經(jīng)RC濾波后，再將信號傳遞給MCU的中斷口或者普通I/O 口 ；人機(jī)交互部分，由MCU的普通I/
O口通過放大電路，對蜂鳴器進(jìn)行驅(qū)動，GPRS通信模塊內(nèi)嵌232串行端口，MCU可通過串行口實現(xiàn)相交通訊交互。為了配合本實用新型的消火栓的結(jié)構(gòu)，對原來的消火栓結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，原來消火栓總高為1208mm，套筒設(shè)計下面為外螺紋，與原來消火栓本體相連接，上面設(shè)計為內(nèi)螺紋與原來頂蓋相連接，對轉(zhuǎn)軸進(jìn)行改進(jìn)，升高15cm。由于消火栓的安裝非常分散，存在環(huán)境復(fù)雜、地形惡劣，又長期暴曬在市區(qū)或者野外，對控制器的要求十分嚴(yán)格。要保證控制器的正常工作，消火栓控制器結(jié)構(gòu)防護(hù)等級按IP67設(shè)計，這樣當(dāng)城市出現(xiàn)內(nèi)澇時，可以避免控制器的損壞，使之能夠長期有效的工作。因安裝位置決定消火栓很難采用交流電供電，必須采用電池供電，而且消火栓數(shù)量巨大，如果不采用超低功耗節(jié)能設(shè)計，造成使用的電池使用周期大大縮短，會產(chǎn)生巨大的更換電池、頂蓋拆裝、交通及人工費(fèi)用，因此產(chǎn)品設(shè)計時就考慮采用電池供電，一次性正常使用，壽命達(dá)到5年。本系統(tǒng)對電池的選型及性能、電路的硬件超低功耗、工作時的節(jié)能設(shè)計要求非常嚴(yán)格。通過一系列的優(yōu)化設(shè)計，系統(tǒng)實現(xiàn)以下各種低功耗控制系統(tǒng)正常工作時，正常工作電流為3mA，如出現(xiàn)異常(如撞倒、振動及開度)需要額外電流值，當(dāng)GPRS工作后，需要提供250mA的電流，整個工作時間基本控制在35S內(nèi)(含開機(jī)、通訊聯(lián)接、發(fā)送、進(jìn)入休眠)。在信息發(fā)送完畢后，進(jìn)入休眠，控制器即進(jìn)入休眠狀態(tài)直至達(dá)到下一次發(fā)送信息的時間(或者異常情況觸發(fā))才喚醒，休眠后，整個電路板的功耗電流控制在90微安以內(nèi)。[0048]考慮體積及壽命因素采用容量鋰亞電池，供電電壓為3. 6伏，I節(jié)容量為19000mAH，單節(jié)尺寸26mmX 65mm，采用二節(jié)，共38AH?？刂破麟姵匕?年使用設(shè)計，采用武漢瀚興日月電源有限公司unmoon日月牌容量型鋰亞電池，型號為D/ER34615，電池設(shè)計使用壽命為十年，開路電壓為3. 66-3. 69伏，單節(jié)為19000mAH，最大連續(xù)放電電流200mA，工作溫度-55到85攝氏度，單節(jié)尺寸(D X H) :34.0 x 61. 5_，重量108g。[0049]通過選擇低功耗主控芯片，選型考慮功能滿足應(yīng)用的前提下，管腳數(shù)量盡可能少、flash及ram不必過大?？刂破魇‰姽δ軐崿F(xiàn)采用具有納瓦技術(shù)的PIC16F系列對于節(jié)能有明顯的優(yōu)勢。納瓦技術(shù)是在休眠模式下的整體功耗處于納瓦級的范圍內(nèi)，可用軟件選擇硬件配置，允許應(yīng)用在運(yùn)行期間按需要改變其功耗。工作模式根據(jù)應(yīng)用需求，正常情況下每天主動上傳一次，在啟用生效前每周一次，并向監(jiān)控中心發(fā)送信息；在特殊情況下，如有水表脈沖開關(guān)量、消火栓閥門開關(guān)狀態(tài)變化、有振動信號時時，通過外部中斷使MCU喚醒轉(zhuǎn)入正常處理。平時處于休眠時，芯片功耗控制在IOOnA以下?？刂破髡w功耗在90 uA以內(nèi)。GPRS采用華為EM310，功耗分析關(guān)機(jī)，40uA ;待機(jī)，4mA ;語音，240mA ;控制器處于活躍停機(jī)狀態(tài)時的靜態(tài)電流控制為單片機(jī)10uA，GPRS 40uA?？刂破魈幱诨钴S停機(jī)狀態(tài)時的靜態(tài)電流由以下幾部分組成單片機(jī)10uA，GPRS 40uA，考慮外圍用信號電量為50uA，共lOOuA。信號發(fā)送時電流為200mA，時間長度為60秒(含開機(jī)、通訊聯(lián)接、發(fā)送、休眠)。
權(quán)利要求1.消火栓遠(yuǎn)程智能監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于在消火栓頂端蓋內(nèi)設(shè)置有控制器支架，控制器支架中心為消火栓轉(zhuǎn)軸，在消火栓轉(zhuǎn)軸上配合設(shè)置閥位傳感器；消火栓轉(zhuǎn)軸一側(cè)設(shè)置PCB板，PCB板上設(shè)置振動傳感器和撞倒傳感器，在PCB板一側(cè)還設(shè)置有MCU控制器和發(fā)射天線；所述的振動傳感器、撞倒傳感器、閥位傳感器分別經(jīng)低通濾波電路與MCU控制器相連，振動傳感器、撞倒傳感器、閥位傳感器分別檢測消火栓的各個信息并送至MCU控制器，MCU控制器將得到的檢測信息通過GPRS通信模塊發(fā)送至遠(yuǎn)程通訊服務(wù)器，并由蜂鳴器發(fā)出報警信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的消火栓遠(yuǎn)程智能監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于還包括溫度檢測模塊和頂蓋防打開裝置，溫度檢測模塊由溫度傳感器構(gòu)成，頂蓋防打開裝置由光敏電阻及其外圍電路構(gòu)成，溫度檢測模塊和頂蓋防打開裝置分別與MCU控制器相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的消火栓遠(yuǎn)程智能監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述的振動傳感器設(shè)置在消火栓頂端蓋內(nèi)的PCB板上，PCB板與地面呈90度，振動傳感器與地面亦呈90度，振動傳感器采用彈簧式震動開關(guān)SW-18015P。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的消火栓遠(yuǎn)程智能監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述的撞倒傳感器設(shè)置在消火栓頂端蓋內(nèi)的PCB板上，撞倒傳感器由水銀開關(guān)制成，水銀開關(guān)與PCB板呈45度夾角，PCB板兩側(cè)均安裝一個水銀開關(guān)，水銀開關(guān)由配合設(shè)置的玻璃外殼、電極、引線和水銀構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的消火栓遠(yuǎn)程智能監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述的閥位傳感器設(shè)置為三個，由干簧管傳感器構(gòu)成，構(gòu)成干簧管傳感器的三個磁鐵自上而下垂直均勻的設(shè)置在消火栓轉(zhuǎn)軸上，對應(yīng)的三個干簧管配合設(shè)置在消火栓轉(zhuǎn)軸外側(cè)呈120度自上而下設(shè)置的干簧管支架上。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的消火栓遠(yuǎn)程智能監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述的MCU控制器采用美國微芯科技公司生產(chǎn)的PIC16F1938芯片，配置16K閃存程序存儲器，256字節(jié)數(shù)據(jù)E2PROM, IK 內(nèi)存 SRAM。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的消火栓遠(yuǎn)程智能監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述的GPRS通信模塊采用的GPRS芯片為華為EM310。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的消火栓遠(yuǎn)程智能監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于該監(jiān)測系統(tǒng)采用容量型鋰亞電池供電，供電電壓為3. 6伏，I節(jié)容量為19000mAH，單節(jié)尺寸26mmX 65mm，采用二節(jié)，共38AH。
專利摘要本實用新型涉及一種消火栓，具體為一種消火栓遠(yuǎn)程智能監(jiān)測系統(tǒng)。在消火栓頂端蓋內(nèi)設(shè)置有控制器支架，控制器支架中心為消火栓轉(zhuǎn)軸，在消火栓轉(zhuǎn)軸上配合設(shè)置閥位傳感器；消火栓轉(zhuǎn)軸一側(cè)設(shè)置PCB板，PCB板上設(shè)置振動傳感器和撞倒傳感器，在PCB板一側(cè)還設(shè)置有MCU控制器和發(fā)射天線；振動傳感器、撞倒傳感器、閥位傳感器分別經(jīng)低通濾波電路與MCU控制器相連，每個傳感器分別檢測消火栓的各個信息并送至MCU控制器，MCU控制器將得到的檢測信息通過GPRS通信模塊發(fā)送至遠(yuǎn)程通訊服務(wù)器。本實用新型在傳統(tǒng)消火栓基礎(chǔ)上增設(shè)智能控制模塊及相關(guān)傳感器，實現(xiàn)在某一區(qū)域內(nèi)統(tǒng)一監(jiān)控、管理、調(diào)配，提高了消防設(shè)施的正常使用率。
文檔編號G05B19/418GK202362662SQ201120505080
公開日2012年8月1日 申請日期2011年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月7日
發(fā)明者劉小斌, 管彥伍 申請人:浙江科龍消防智能開發(fā)有限公司