專利名稱：船舶水位檢測報警系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種報警系統(tǒng)，尤其是涉及一種船舶水位檢測報警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)改良。
背景技術(shù)：
船舶水位涉及到船舶運行的安全問題，至關(guān)重要。及時了解船舶的水位情況，可以防止船舶的因進水而危及船舶。為了對水位進行檢測，人們進行了長期的探索，提出了多種多樣的實施方案。例如，中國專利文獻公開了一種水位檢測控制裝置申請?zhí)朇N00225152.3，由壓力傳感器接信號智能化處理單元，其輸出端接微處理中心CPU，CPU上的信號輸出端分別接發(fā)光二極管、蜂鳴器，控制輸出端接水泵控制系統(tǒng)；高頻開關(guān)電源分別向A/D轉(zhuǎn)換器和CPU供電。還有人發(fā)明了船用艙底水位報警裝置申請?zhí)朇N87209903，適用于出海捕魚漁輪的魚艙水位控制和其他船舶機艙與舵機艙的水位控制的船用艙底水位報警裝置，由固定腳、支架、傳感結(jié)構(gòu)和控制器組成，其傳感結(jié)構(gòu)中有三個處于不同高度的水位傳感浮，在三個水位傳感浮內(nèi)裝有水銀觸點開關(guān)，由其動作發(fā)出信號通過導(dǎo)線給控制器，自動作出排水、報警和停止排水的動作。
上述方案的信號傳輸都是通過有線的方式進行的。至少存在如下的缺點1.線路的布置比較煩瑣，受到位置的限制，使用的靈活性較差；2.容易造成故障，在長期使用過程中線路容易老化、接觸不良，使用壽命較短；3.容易受到外界環(huán)境的干擾，信號容易失真，導(dǎo)致船舶的安全性難以得到保障。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的采用有線方式進行信號的傳送，線路的布置比較煩瑣，受到位置的限制，使用的靈活性較差等的技術(shù)問題；提供了一種設(shè)計合理，結(jié)構(gòu)簡單，易于布置的船舶水位檢測報警系統(tǒng)。
本實用新型還有一目的是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的在長期使用過程中線路容易老化、接觸不良，造成信號失真，船舶的安全性難以得到保障等的技術(shù)問題；提供了一種信號傳輸穩(wěn)定、可靠，不易受到干擾，船舶的安全性高，能夠及時進行定位的船舶水位檢測報警系統(tǒng)。
本實用新型的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的船舶水位檢測報警系統(tǒng)，包括分布在船體上的若干水位傳感器，其特征在于所述的每個水位傳感器分別連接有一個信號采集數(shù)字化模塊，每個信號采集數(shù)字化模塊分別與一個用于發(fā)送水位信號的無線傳輸模塊相連；在中央處理模塊上連接有用于接收水位信號的無線傳輸模塊，所述的中央處理模塊對水位信號進行處理，在水位超過設(shè)定值時通過連接于其上的報警裝置發(fā)出報警信號。
作為優(yōu)選，所述的中央處理模塊上還連接有用于顯示報警位置的顯示屏。
本實用新型通過分布在船舶各處的水位傳感器檢測該位置的水位情況。水位傳感器的水位信息發(fā)送至本位置的無線傳輸模塊，無線傳輸模塊將這些水位信息收集之后發(fā)送到中心處理模塊。中心處理模塊根據(jù)收到的信息來判斷水位是否需要報警。如果有水位出現(xiàn)異常情況，中心處理模塊將通過屏幕提示水位出現(xiàn)預(yù)警的位置，并發(fā)出警報信號。本實用新型創(chuàng)造性地通過無線通訊的傳輸手段傳輸水位信息數(shù)據(jù)，給系統(tǒng)的應(yīng)用帶來了很大的靈活性。由于不需要通過有線通訊的布線環(huán)節(jié)，使系統(tǒng)的安裝和水位檢測點的布置靈活方便，不受檢測位置的限制。
作為優(yōu)選，所述的無線傳輸模塊連接有電壓調(diào)整模塊，并且所述的無線傳輸模塊采用環(huán)形差分天線。
作為優(yōu)選，所述的信號采集數(shù)字化模塊與用于發(fā)送水位信號的無線傳輸模塊之間通過異步串行接口相連。
作為優(yōu)選，所述的水位傳感器為與水壓成線性關(guān)系的液位變送傳感器，并且所述的水位傳感器由不銹鋼探頭、電纜和電氣盒組成。
作為優(yōu)選，所述的信號采集數(shù)字化模塊包括與水位傳感器相連的A/D轉(zhuǎn)換芯片，以及與A/D轉(zhuǎn)換芯片相連的單片機。
作為優(yōu)選，所述的報警裝置為聲音報警裝置、光線報警裝置、語音提示裝置中的任何一種或其組合。
因此，本實用新型具有如下優(yōu)點1.設(shè)計合理，結(jié)構(gòu)簡單，通過無線傳輸?shù)姆绞接行У乜朔司€路布局問題，不受檢測位置的限制，大大提高了檢測點布置的靈活性；2.不易受到外界因素的干擾，信號傳輸穩(wěn)定，系統(tǒng)工作的可靠性高，提升了安全性能；3.電路設(shè)計合理，使用壽命長，外圍電路簡單可靠。


附圖1是本實用新型的一種電結(jié)構(gòu)框圖；附圖2是本實用新型的一種無線傳輸模塊與信號采集數(shù)字化模塊的連接結(jié)構(gòu)圖；附圖3是本實用新型的一種水位傳感器和信號采集數(shù)字化模塊的連接結(jié)構(gòu)圖。
圖中，水位傳感器1、信號采集數(shù)字化模塊2、無線傳輸模塊3、中央處理模塊4、報警裝置5、顯示屏6。
具體實施方式
下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本實用新型的技術(shù)方案作進一步具體的說明。
實施例如圖1所示的船舶水位檢測報警系統(tǒng)，包括水位傳感器1、信號采集數(shù)字化模塊2、無線傳輸模塊3、中央處理模塊4、報警裝置5、顯示屏6等組件。
在整個船體上分布有多個水位傳感器1，各個水位傳感器1的高低可以根據(jù)實際需要布置。每個水位傳感器1分別連接有一個信號采集數(shù)字化模塊2，每個信號采集數(shù)字化模塊2分別與一個用于發(fā)送水位信號的無線傳輸模塊3相連。在中央處理模塊4上連接有用于接收水位信號的無線傳輸模塊3，中央處理模塊4對水位信號進行處理，在水位超過設(shè)定值時通過連接于其上的報警裝置5發(fā)出報警信號。中央處理模塊4上還連接有用于顯示報警位置的顯示屏6，通過顯示屏可以方便地顯示出具體的報警位置，以便于快速應(yīng)對。無線傳輸模塊3連接有電壓調(diào)整模塊，并且所述的無線傳輸模塊3采用環(huán)形差分天線。信號采集數(shù)字化模塊2與用于發(fā)送水位信號的無線傳輸模塊3之間通過TTL異步串行接口相連。水位傳感器1為與水壓成線性關(guān)系的液位變送傳感器，并且所述的水位傳感器1由不銹鋼探頭、電纜和電氣盒組成。信號采集數(shù)字化模塊2包括與水位傳感器1相連的A/D轉(zhuǎn)換芯片，以及與A/D轉(zhuǎn)換芯片相連的單片機。報警裝置5為聲音報警裝置和光線報警裝置的組合，在出現(xiàn)警戒水位時，產(chǎn)生聲光報警信號。
如圖2所示，無線傳輸模塊3采用的是nRF9E5作為主控芯片，nRF9E5是Nordic VLSI公司于2004年2月5日推出的系統(tǒng)級RF芯片，其內(nèi)置nRF905433/868/915MHz收發(fā)器、8051兼容微控制器和4輸入10位80ksps A/D轉(zhuǎn)換器，是真正的系統(tǒng)級芯片。內(nèi)置nRF905收發(fā)器與nRF905芯片的收發(fā)器一樣，可以工作于ShockBurst(自動處理前綴、地址和CRC)方式。內(nèi)置電壓調(diào)整模塊，最大限度地抑制噪音，為系統(tǒng)提供1.9～3.6V的工作電壓，QFN5×5mm封裝，載波檢測。由于nRF905功耗低，工作可靠，因此很適用于無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的設(shè)計。ANT1和ANT2為天線連接引腳，可采用PCB環(huán)形差分天線，晶振工作頻率為16MHz。
如圖3所示，系統(tǒng)采用ST3011型液位變送傳感器，該傳感器結(jié)構(gòu)簡單、測量精確，安裝方便。ST3011型液位變送傳感器由不銹鋼探頭、導(dǎo)器電纜、電氣盒組成。傳感器將壓力信號轉(zhuǎn)換成電信號。傳感器在量程范圍內(nèi)輸出的信號為直流4-20mA信號，該信號與所測水位成線性關(guān)系。
信號采集數(shù)字化模塊使用MCS-51系列的89C51單片機結(jié)合ICL7135實現(xiàn)ST3011型液位變送傳感器的電流信號的采集與量化。ICL7135為4位半BCD碼(相當于14位二進制數(shù))雙積分式高精度A/D轉(zhuǎn)換器。在外接時鐘頻率為1MHz時，其轉(zhuǎn)換速率為25次/S。完全能夠達到系統(tǒng)所需的轉(zhuǎn)換速度要求。
ICL7135的A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果是動態(tài)并行輸出的，因此需要與MCS-51的并行接口相連接。如圖3所示的ICL7135與AT89C51的外圍電路接口邏輯。圖中壓力式水位傳感器的數(shù)據(jù)采集部分主要由ICL7135、74HC157、MC14017等組成。圖中74HC157為4位2選1數(shù)據(jù)多路開關(guān)。ICL7135的高位選通信號D5輸出為高電平時，萬位數(shù)據(jù)B1和極性、過量程、欠量程標志輸入到AT89C51的P00、P01、P02、P03，當D5為低電平時，ICL7135的B1、B2、B4、B8輸出低位的BCD碼，此時BCD碼數(shù)據(jù)線B1、B2、B4、B8輸入到AT89C51的P00、P01、P02、P03口。MC14017作為方波發(fā)生器，為ICL7135提供時鐘信號。當AT89C51的晶振頻率取12MHz時，MC14017的CLK輸入端輸入時鐘頻率為2MHz，經(jīng)10分頻后，Cout輸出為200kHz的方波，作為ICL7135的時鐘脈沖。
本實用新型中所使用的各種芯片是公知技術(shù)，對于其結(jié)構(gòu)和工作原理，本文不做贅述。
本文中所描述的具體實施例僅僅是對本實用新型精神作舉例說明。本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本實用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
盡管本文較多地使用了水位傳感器1、信號采集數(shù)字化模塊2、無線傳輸模塊3、中央處理模塊4、報警裝置5、顯示屏6等術(shù)語，但并不排除使用其它術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便地描述和解釋本實用新型的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本實用新型精神相違背的。
權(quán)利要求1.一種船舶水位檢測報警系統(tǒng)，包括分布在船體上的若干水位傳感器(1)，其特征在于所述的每個水位傳感器(1)分別連接有一個信號采集數(shù)字化模塊(2)，每個信號采集數(shù)字化模塊(2)分別與一個用于發(fā)送水位信號的無線傳輸模塊(3)相連；在中央處理模塊(4)上連接有用于接收水位信號的無線傳輸模塊(3)，所述的中央處理模塊(4)對水位信號進行處理，在水位超過設(shè)定值時通過連接于其上的報警裝置(5)發(fā)出報警信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶水位檢測報警系統(tǒng)，其特征在于所述的中央處理模塊(4)上還連接有用于顯示報警位置的顯示屏(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的船舶水位檢測報警系統(tǒng)，其特征在于所述的無線傳輸模塊(3)連接有電壓調(diào)整模塊，并且所述的無線傳輸模塊(3)采用環(huán)形差分天線。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的船舶水位檢測報警系統(tǒng)，其特征在于所述的信號采集數(shù)字化模塊(2)與用于發(fā)送水位信號的無線傳輸模塊(3)之間通過異步串行接口相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的船舶水位檢測報警系統(tǒng)，其特征在于所述的水位傳感器(1)為與水壓成線性關(guān)系的液位變送傳感器，并且所述的水位傳感器(1)由不銹鋼探頭、電纜和電氣盒組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的船舶水位檢測報警系統(tǒng)，其特征在于所述的水位傳感器(1)為與水壓成線性關(guān)系的液位變送傳感器，并且所述的水位傳感器(1)由不銹鋼探頭、電纜和電氣盒組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的船舶水位檢測報警系統(tǒng)，其特征在于所述的信號采集數(shù)字化模塊(2)包括與水位傳感器(1)相連的A/D轉(zhuǎn)換芯片，以及與A/D轉(zhuǎn)換芯片相連的單片機。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的船舶水位檢測報警系統(tǒng)，其特征在于所述的信號采集數(shù)字化模塊(2)包括與水位傳感器(1)相連的A/D轉(zhuǎn)換芯片，以及與A/D轉(zhuǎn)換芯片相連的單片機。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的船舶水位檢測報警系統(tǒng)，其特征在于所述的報警裝置(5)為聲音報警裝置、光線報警裝置、語音提示裝置中的任何一種或其組合。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的船舶水位檢測報警系統(tǒng)，其特征在于所述的報警裝置(5)為聲音報警裝置、光線報警裝置、語音提示裝置中的任何一種或其組合。
專利摘要本實用新型涉及一種船舶水位檢測報警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)改良。包括分布在船體上的若干水位傳感器，其特征在于所述的每個水位傳感器分別連接有一個信號采集數(shù)字化模塊，每個信號采集數(shù)字化模塊分別與一個用于發(fā)送水位信號的無線傳輸模塊相連；在中央處理模塊上連接有用于接收水位信號的無線傳輸模塊，所述的中央處理模塊對水位信號進行處理，在水位超過設(shè)定值時通過連接于其上的報警裝置發(fā)出報警信號。具有如下優(yōu)點通過無線傳輸?shù)姆绞接行У乜朔司€路布局問題，不受檢測位置的限制，大大提高了檢測點布置的靈活性；不易受到外界因素的干擾，信號傳輸穩(wěn)定，系統(tǒng)工作的可靠性高，提升了安全性能；電路設(shè)計合理，使用壽命長，外圍電路簡單可靠。
文檔編號B63B39/12GK2897817SQ200620103610
公開日2007年5月9日 申請日期2006年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月15日
發(fā)明者張文祥, 郝婕, 張亮, 李超 申請人:浙江萬里學(xué)院