專利名稱：一種控制消防炮的解碼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于消防自動控制的電子設(shè)備，具體涉及用于控制消防炮的解碼器。
背景技術(shù)：
據(jù)《光學(xué)技術(shù)》(2003年5月第29卷第3期292～294頁)“基于CCD圖像的火災(zāi)空間定位方法”和《大洋資訊網(wǎng)》(http//www.dayoo.com，2001年4月14日)“我大空間火災(zāi)研究世界領(lǐng)先”綜合報道現(xiàn)有的消防炮由于自身沒有自動識別火焰、自動定位及遠程通訊功能，一般只能在火災(zāi)發(fā)生發(fā)展到被人或其他火災(zāi)探測器發(fā)現(xiàn)后，由人工啟動按鈕進行噴水滅火，在火災(zāi)撲滅后，也需人工手動控制消防水炮停止運行，這難免會貽誤滅火的最佳時機，也會造成次生水害的問題，尤其在無人值守的高大空間和需要重點保護區(qū)域，特別需要安裝自動消防炮；據(jù)《中國消防人網(wǎng)站》(http//www.china-fireren.com)2001年消防論文“深圳會議展覽中心方案消防給水設(shè)計論證綜述”一文報道“國內(nèi)90年代開始消防水炮產(chǎn)品的研制，上海消防科研所″九五″攻關(guān)課題之一即是″消防水炮研制″，但該所研制的水炮只是一種遙控水炮，不能自動對準(zhǔn)著火點，也不能同報警系統(tǒng)聯(lián)動”?？梢姮F(xiàn)有的消防炮在控制上還存在很多不足之處，主要靠人工去遙控，不能由系統(tǒng)控制消防炮自動對準(zhǔn)火焰。主要原因是缺少能執(zhí)行消防炮狀態(tài)采集、與計算機實行遠程通訊、對消防炮進行驅(qū)動控制以及具有處理運算能力的解碼器，無法及時給計算機傳遞消防炮位置和狀態(tài)信息，也無法將計算機的控制指令傳遞給消防炮，以控制消防炮的角度和位置。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型提供一種控制消防炮的解碼器，具有消防炮驅(qū)動、狀態(tài)反饋、微處理運算和遠程通訊功能，能將采集的消防炮狀態(tài)信息、通過與計算機遠程通訊來實現(xiàn)對消防炮的自動控制。
本實用新型控制消防炮的解碼器，包括功率驅(qū)動模塊1，它由電阻R1～R20、功率管Q1～Q4、三極管Q5～Q8、光電藕合器U1～U4、穩(wěn)壓二極管DW1～DW4、二極管D1～D8、發(fā)光二極管L1～L4、插座CN2組成；其中，U1、U2、U3、U4的1腳分別和R5、R9、R13、R17的一端一一對應(yīng)相接，U1、U2、U3、U4的2腳分別和L1、L4、L3、L2的陰極一一對應(yīng)相接后接外部端子CN2-5、CN2-4、CN2-3和CN2-2，L1、L4、L3、L2的陽極和R6、R10、R14、R18的一端一一對應(yīng)相接，U1的4腳、Q5的基極和R7的一端相接，U2的4腳、Q6的基極和R11的一端相接，U3的4腳、Q7的基極和R15的一端相接，U4的4腳、Q8的基極和R19的一端相接，R8的一端、R1的一端、D1的陰極和Q5的集電極相接，R12的一端、R2的一端、D2的陰極和Q6的集電極相接，R16的一端、R3的一端、D3的陰極和Q7的集電極相接，R20的一端、R4的一端、D4的陰極和Q8的集電極相接，R1的另一端、D1的陽極、DW1的陰極與Q1的柵極相接，R2的另一端、D2的陽極、DW2的陰極與Q2的柵極相接，R3的另一端、D3的陽極、DW3的陰極與Q3的柵極相接，R4的另一端、D4的陽極、DW4的陰極與Q4的柵極相接，U1的3腳、Q5的發(fā)射極、DW1的陽極、MOT的M+端、Q1的源極、D5的陽極、D6的陰極和Q2的漏極連接在一起，U4的3腳、Q8的發(fā)射極、DW4的陽極、Q4的源極、D8的陽極、MOT的M-端、D7的陰極和Q3的漏極連接在一起，R5、R6、R9、R10、R13、R14、R17、R18的另一端都和+5V電源相接，R7、R8、R11、R12、R15、R16、R19、R20的另一端都和+12V電源相接，Q1的漏極、D5的陰極、Q4的漏極、D8的陰極與+24V電源相接，Q2的源極、Q6發(fā)射極、DW2的陽極、U2的3腳、D6的陽極、D7的陽極、Q3的源極、DW3的陽極、Q7的發(fā)射極、U3的3腳與地相接，MOT的M+和M-端與炮體電機接線柱相聯(lián)結(jié)；其特征在于還包括微處理模塊2、通訊模塊3和數(shù)據(jù)采集模塊4組成；所述的微處理模塊2由集成電路U5、U6，撥碼開關(guān)U7，電阻R21、R22，排組PR2、PR3，發(fā)光二極管L5，電容C1、C2，晶體振蕩器CY1組成；所述通訊模塊3由集成電路U8，電阻R23，跳線夾JP1，2腳插座CN7組成；其中，U5的X2、電容C1的一端和CY1的一端相接，U5的X1、電容C2的一端和CY1的另外一端相接，U5的TXD與U8的DI相接，U5的RXD與U8的R0相接，U5的INT0接在U8的2、3引腳上，U5的P10、P11、P12、P13分別與U6的CS、SO、CK、SI相接，+5V電源通過R22、L5接在U5的INT1上，U8的A、B分別和485的兩根通訊線相接，A、B之間由R23、JP1連接，U5的RESET、R21的一端和U6的RT腳相接，R21的另一端、U6的VCC、WP兩引腳、U5的EA/VP引腳和U8的VCC引腳都接在+5V電源上，PR3一側(cè)八腳和接線端子分別接在U5的P00、P01、P02、P03、P04、P05、P06、P07上，PR3的另一側(cè)八腳接+5V電源，PR2一側(cè)的八腳和U7一側(cè)的八腳、U5的P20、P21、P22、P23、P24、P25、P26、P27一一對應(yīng)相接，PR2另一側(cè)八腳接+5V電源，U7的另一側(cè)的八腳接地，U5的P04、P05、P06、P07分別與功率驅(qū)動模塊1的CN2-2、CN2-3、CN2-4、CN2-5對應(yīng)相接；所述的數(shù)據(jù)采集模塊4由電阻R24～R34，電位器W1～W4，集成電路U9～U11，三端穩(wěn)壓塊U12、U13，電容E1～E6、C3～C8和電感L9組成；其中，U9的RG-通過R24、W1、R25和U9的RG+相接，U10的RG-通過R28、W3、R29和U10的RG+相接，U9的IN-與W2的調(diào)節(jié)端相接，+5V電源、R26、W2、R27串聯(lián)接地，U10的IN-與W4的調(diào)節(jié)端相接，+5V電源、R30、W4、R31串聯(lián)接地，U9的REF、VS-和U10的REF、VS-都接地，U9的VS+、U10的VS+、C8的一端、C7的一端、E4的正極和E3的正極與+5V電源相接，+12V電源通過L9分別與E1的正極、C3的一端、U12的Vin、E5的正極、C5的一端、U13的Vin相接，U12的Vout、C4的一端、E2的正極相接與+5V電源聯(lián)結(jié)，U13的Vout、C6的一端、E6的正極和R32的一端相接，R32的另一端、R33的一端和端子REF+相接，E1的負極、C3的另一端、U12的GND、C4的另一端、E2的負極都接地，U13的GND、E5的負極、C5的另一端、C6的另一端、E6的負極、R34的一端都接地，U11的VCC接+5V電源，U11的GND接地，U11的A0和A1腳分別接端子A01和A02，U11的CN6-1、CN6-2、CN6-3、CN6-4、CN6-5分別與微處理模塊2的U5的P00、P01、P02、P03、P04和T0腳對應(yīng)相接，U9的IN1腳和U10的IN2腳與炮體角度電位器相連接。
本實用新型解碼器是消防炮遠程自動控制設(shè)備。使用時，功率驅(qū)動模塊1與消防炮的水平和垂直方向電機MOT連接，數(shù)據(jù)采集模塊4與消防炮的水平電位器和垂直電位器相接，解碼器的通訊模塊3與計算機串口通過RS485連接，微處理模塊2是解碼器的核心，與功率驅(qū)動模塊1、通訊模塊3和數(shù)據(jù)采集模塊4都相接；數(shù)據(jù)采集模塊4通過安裝在消防炮上的水平電位器和垂直電位器及時獲取消防炮的位置信息，微處理模塊2將采集的模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號后由通訊模塊3傳遞給計算機，計算機的控制指令再通過RS485通訊接口和通訊模塊3傳遞給功率驅(qū)動模塊1，由功率驅(qū)動模塊1驅(qū)動消防炮的水平方向電機和垂直方向電機，使消防炮在水平方向和垂直方向發(fā)生轉(zhuǎn)動。
本實用新型解碼器，功率驅(qū)動模塊1采用IGBT模塊為核心，具有驅(qū)動功率大、開關(guān)速度快、可靠性高的特點；其微處理模塊2采用單片機INTER MCS-51系列作為處理核心，將采集的模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號后傳遞給計算機，運算速度快，可靠性高；其通訊模塊3采用RS485C組網(wǎng)技術(shù)，可將多臺設(shè)備掛接在同一總線上，通訊距離長達1200米而無需中繼；其數(shù)據(jù)采集模塊4將消防炮的極限位置、旋轉(zhuǎn)角度信息精確采集下來，傳遞給計算機；本實用新型由于采用了上述的功率驅(qū)動模塊1的驅(qū)動功能、微處理模塊2的微處理功能、通訊模塊3的遠程通訊功能和數(shù)據(jù)采集模塊4的數(shù)據(jù)采集功能，成功地解決了消防炮遠程自動控制的難題，實現(xiàn)消防炮定點自動撲救。


圖1為本實用新型解碼器的結(jié)構(gòu)原理圖。
圖2為本實用新型解碼器的功率驅(qū)動模塊電路圖；圖3為本實用新型解碼器的微處理模塊和通訊模塊電路圖；圖4為本實用新型解碼器的數(shù)據(jù)采集模塊電路圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖說明本實用新型的具體實施方式
。
實施例1本實用新型解碼器功率驅(qū)動模塊1由兩個相同的電路組成，分別用于控制消防炮在水平和垂直方向的旋轉(zhuǎn)；由電阻R1～R20、功率管Q1～Q4、三極管Q5～Q8、光電藕合器U1～U4、穩(wěn)壓二極管DW1～DW4、二極管D1～D8、發(fā)光二極管L1～L4、插座CN2組成；其中，U1、U2、U3、U4的1腳分別和R5、R9、R13、R17的一端一一對應(yīng)相接，U1、U2、U3、U4的2腳分別和L1、L4、L3、L2的陰極一一對應(yīng)相接后接外部端子CN2-5、CN2-4、CN2-3和CN2-2，L1、L4、L3、L2的陽極和R6、R10、R14、R18的一端一一對應(yīng)相接，U1的4腳、Q5的基極和R7的一端相接，U2的4腳、Q6的基極和R11的一端相接，U3的4腳、Q7的基極和R15的一端相接，U4的4腳、Q8的基極和R19的一端相接，R8的一端、R1的一端、D1的陰極和Q5的集電極相接，R12的一端、R2的一端、D2的陰極和Q6的集電極相接，R16的一端、R3的一端、D3的陰極和Q7的集電極相接，R20的一端、R4的一端、D4的陰極和Q8的集電極相接，R1的另一端、D1的陽極、DW1的陰極與Q1的柵極相接，R2的另一端、D2的陽極、DW2的陰極與Q2的柵極相接，R3的另一端、D3的陽極、DW3的陰極與Q3的柵極相接，R4的另一端、D4的陽極、DW4的陰極與Q4的柵極相接，U1的3腳、Q5的發(fā)射極、DW1的陽極、MOT的M+端、Q1的源極、D5的陽極、D6的陰極和Q2的漏極連接在一起，U4的3腳、Q8的發(fā)射極、DW4的陽極、Q4的源極、D8的陽極、MOT的M-端、D7的陰極和Q3的漏極連接在一起，R5、R6、R9、R10、R13、R14、R17、R18的另一端都和+5V電源相接，R7、R8、R11、R12、R15、R16、R19、R20的另一端都和+12V電源相接，Q1的漏極、D5的陰極、Q4的漏極、D8的陰極與+24V電源相接，Q2的源極、Q6發(fā)射極、DW2的陽極、U2的3腳、D6的陽極、D7的陽極、Q3的源極、DW3的陽極、Q7的發(fā)射極、U3的3腳與地相接，MOT的M+和M-端與炮體電機接線柱相聯(lián)結(jié)；微處理模塊2由集成電路U5、U6，撥碼開關(guān)U7，電阻R21、R22，排組PR2、PR3，發(fā)光二極管L5，電容C1、C2，晶體振蕩器CY1組成；通訊模塊3由集成電路U8，電阻R23，跳線夾JP1，2腳插座CN7組成；其中，U5的X2、電容C1的一端和CY1的一端相接，U5的X1、電容C2的一端和CY1的另外一端相接，U5的TXD與U8的DI相接，U5的RXD與U8的R0相接，U5的INT0接在U8的2、3引腳上，U5的P10、P11、P12、P13分別與U6的CS、SO、CK、SI相接，+5V電源通過R22、L5接在U5的INT1上，U8的A、B分別和485的兩根通訊線相接，A、B之間由R23、JP1連接，U5的RESET、R21的一端和U6的RT腳相接，R21的另一端、U6的VCC、WP兩引腳、U5的EA/VP引腳和U8的VCC引腳都接在+5V電源上，PR3一側(cè)八腳和接線端子分別接在U5的P00、P01、P02、P03、P04、P05、P06、P07上，PR3的另一側(cè)八腳接+5V電源，PR2一側(cè)的八腳和U7一側(cè)的八腳、U5的P20、P21、P22、P23、P24、P25、P26、P27一一對應(yīng)相接，PR2另一側(cè)八腳接+5V電源，U7的另一側(cè)的八腳接地，U5的P04、P05、P06、P07分別與功率驅(qū)動模塊1的CN2-2、CN2-3、CN2-4、CN2-5對應(yīng)相接；數(shù)據(jù)采集模塊4由電阻R24～R34，電位器W1～W4，集成電路U9～U11，三端穩(wěn)壓塊U12、U13，電容E1～E6、C3～C8和電感L9組成；其中，U9的RG-通過R24、W1、R25和U9的RG+相接，U10的RG-通過R28、W3、R29和U10的RG+相接，U9的IN-與W2的調(diào)節(jié)端相接，+5V電源、R26、W2、R27串聯(lián)接地，U10的IN-與W4的調(diào)節(jié)端相接，+5V電源、R30、W4、R31串聯(lián)接地，U9的REF、VS-和U10的REF、VS-都接地，U9的VS+、U10的VS+、C8的一端、C7的一端、E4的正極和E3的正極與+5V電源相接，+12V電源通過L9分別與E1的正極、C3的一端、U12的Vin、E5的正極、C5的一端、U13的Vin相接，U12的Vout、C4的一端、E2的正極相接與+5V電源聯(lián)結(jié)，U13的Vout、C6的一端、E6的正極和R32的一端相接，R32的另一端、R33的一端和端子REF+相接，E1的負極、C3的另一端、U12的GND、C4的另一端、E2的負極都接地，U13的GND、E5的負極、C5的另一端、C6的另一端、E6的負極、R34的一端都接地，U11的VCC接+5V電源，U11的GND接地，U11的A0和A1腳分別接端子A01和A02，U11的CN6-1、CN6-2、CN6-3、CN6-4、CN6-5分別與微處理模塊2的U5的P00、P01、P02、P03、P04和T0腳對應(yīng)相接，U9的IN1腳和U10的IN2腳與炮體角度電位器相連接。
本實用新型解碼器的工作過程如下數(shù)據(jù)采集模塊4采集消防炮在水平和垂直方向上的角度信息，由微處理模塊2將采集的模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號后傳遞給計算機，經(jīng)過程序分析之后通過RS485通訊接口和通訊模塊3將計算機控制指令傳遞給功率驅(qū)動模塊1，由功率驅(qū)動模塊1驅(qū)動消防炮在水平方向和垂直方向發(fā)生轉(zhuǎn)動，同時，數(shù)據(jù)采集模塊4繼續(xù)采集消防炮的位置信息并通過微處理模塊2和通訊模塊3及時反饋給計算機，以便于通過程序運算和分析后及時調(diào)整消防炮的位置和角度。
權(quán)利要求1.一種控制消防炮的解碼器，由功率驅(qū)動模塊1、微處理模塊2、通訊模塊3和數(shù)據(jù)采集模塊4組成；其特征在于所述功率驅(qū)動模塊1，由電阻R1～R20、功率管Q1～Q4、三極管Q5～Q8、光電藕合器U1～U4、穩(wěn)壓二極管DW1～DW4、二極管D1～D8、發(fā)光二極管L1～L4、插座CN2組成；其中，U1、U2、U3、U4的1腳分別和R5、R9、R13、R17的一端一一對應(yīng)相接，U1、U2、U3、U4的2腳分別和L1、L4、L3、L2的陰極一一對應(yīng)相接后接外部端子CN2-5、CN2-4、CN2-3和CN2-2，L1、L4、L3、L2的陽極和R6、R10、R14、R18的一端一一對應(yīng)相接，U1的4腳、Q5的基極和R7的一端相接，U2的4腳、Q6的基極和R11的一端，相接，U3的4腳、Q7的基極和R15的一端相接，U4的4腳、Q8的基極和R19的一端相接，R8的一端、R1的一端、D1的陰極和Q5的集電極相接，R12的一端、R2的一端、D2的陰極和Q6的集電極相接，R16的一端、R3的一端、D3的陰極和Q7的集電極相接，R20的一端、R4的一端、D4的陰極和Q8的集電極相接，R1的另一端、D1的陽極、DW1的陰極與Q1的柵極相接，R2的另一端、D2的陽極、DW2的陰極與Q2的柵極相接，R3的另一端、D3的陽極、DW3的陰極與Q3的柵極相接，R4的另一端、D4的陽極、DW4的陰極與Q4的柵極相接，U1的3腳、Q5的發(fā)射極、DW1的陽極、MOT的M+端、Q1的源極、D5的陽極、D6的陰極和Q2的漏極連接在一起，U4的3腳、Q8的發(fā)射極、DW4的陽極、Q4的源極、D8的陽極、MOT的M-端、D7的陰極和Q3的漏極連接在一起，R5、R6、R9、R10、R13、R14、R17、R18的另一端都和+5V電源相接，R7、R8、R11、R12、R15、R16、R19、R20的另一端都和+12V電源相接，Q1的漏極、D5的陰極、Q4的漏極、D8的陰極與+24V電源相接，Q2的源極、Q6發(fā)射極、DW2的陽極、U2的3腳、D6的陽極、D7的陽極、Q3的源極、DW3的陽極、Q7的發(fā)射極、U3的3腳與地相接，MOT的M+和M-端與炮體電機接線柱相聯(lián)結(jié)；所述的微處理模塊2由集成電路U5、U6，撥碼開關(guān)U7，電阻R21、R22，排組PR2、PR3，發(fā)光二極管L5，電容C1、C2，晶體振蕩器CY1組成；所述通訊模塊3由集成電路U8，電阻R23，跳線夾JP1，2腳插座CN7組成；其中，U5的X2、電容C1的一端和CY1的一端相接，U5的X1、電容C2的一端和CY1的另外一端相接，U5的TXD與U8的DI相接，U5的RXD與U8的RO相接，U5的INT0接在U8的2、3引腳上，U5的P10、P11、P12、P13分別與U6的CS、SO、CK、SI相接，+5V電源通過R22、L5接在U5的INT1上，U8的A、B分別和485的兩根通訊線相接，A、B之間由R23、JP1連接，U5的RESET、R21的一端和U6的RT腳相接，R21的另一端、U6的VCC、WP兩引腳、U5的EA/VP引腳和U8的VCC引腳都接在+5V電源上，PR3一側(cè)八腳和接線端子分別接在U5的P00、P01、P02、P03、P04、P05、P06、P07上，PR3的另一側(cè)八腳接+5V電源，PR2一側(cè)的八腳和U7一側(cè)的八腳、U5的P20、P21、P22、P23、P24、P25、P26、P27一一對應(yīng)相接，PR2另一側(cè)八腳接+5V電源，U7的另一側(cè)的八腳接地，U5的P04、P05、P06、P07分別與功率驅(qū)動模塊1的CN2-2、CN2-3、CN2-4、CN2-5對應(yīng)相接；所述的數(shù)據(jù)采集模塊4由電阻R24～R34，電位器W1～W4，集成電路U9～U11，三端穩(wěn)壓塊U12、U13，電容E1～E6、C3～C8和電感L9組成；其中，U9的RG-通過R24、W1、R25和U9的RG+相接，U10的RG-通過R28、W3、R29和U10的RG+相接，U9的IN-與W2的調(diào)節(jié)端相接，+5V電源、R26、W2、R27串聯(lián)接地，U10的IN-與W4的調(diào)節(jié)端相接，+5V電源、R30、W4、R31串聯(lián)接地，U9的REF、VS-和U10的REF、VS-都接地，U9的VS+、U10的VS+、C8的一端、C7的一端、E4的正極和E3的正極與+5V電源相接，+12V電源通過L9分別與E1的正極、C3的一端、U12的Vin、E5的正極、C5的一端、U13的Vin相接，U12的Vout、C4的一端、E2的正極相接與+5V電源聯(lián)結(jié)，U13的Vout、C6的一端、E6的正極和R32的一端相接，R32的另一端、R33的一端和端子REF+相接，E1的負極、C3的另一端、U12的GND、C4的另一端、E2的負極都接地，U13的GND、E5的負極、C5的另一端、C6的另一端、E6的負極、R34的一端都接地，U11的VCC接+5V電源，U11的GND接地，U11的A0和A1腳分別接端子A01和A02，U11的CN6-1、CN6-2、CN6-3、CN6-4、CN6-5分別與微處理模塊2的U5的P00、P01、P02、P03、P04和TO腳對應(yīng)相接，U9的IN1腳和U10的IN2腳與炮體角度電位器相連接。
專利摘要本實用新型提供一種控制消防炮的解碼器，特征是采用了功率驅(qū)動模塊、微處理模塊、通訊模塊和數(shù)據(jù)采集模塊的幾個模塊電路的組合；數(shù)據(jù)采集模塊通過安裝在消防炮上的水平和垂直電位器及時獲取炮體的狀態(tài)信息并傳遞給微處理模塊，微處理模塊將采集的模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號后由通訊模塊傳遞給計算機，計算機的控制指令再通過通訊模塊傳遞給功率驅(qū)動模塊，由功率驅(qū)動模塊驅(qū)動消防炮的水平和垂直電機，使消防炮在水平和垂直方向發(fā)生轉(zhuǎn)動；具有驅(qū)動消防炮、狀態(tài)反饋、微處理運算和遠程通訊功能，能將采集的消防炮狀態(tài)信息、通過與計算機遠程通訊來實現(xiàn)對消防炮的自動控制，實現(xiàn)了定點撲救，成功地解決了消防炮遠程自動控制的難題。
文檔編號A62C37/00GK2654163SQ0325234
公開日2004年11月10日 申請日期2003年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月30日
發(fā)明者袁宏永, 疏學(xué)明, 蘇國鋒, 梁光華, 馬云, 王進軍 申請人:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)