專利名稱：基于單片機(jī)控制的模擬消防演示系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及消防系統(tǒng)中的模擬消防訓(xùn)練技術(shù)，具體涉及一種模擬消防演示系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著人們安全意識(shí)的加強(qiáng)，安全工作、學(xué)習(xí)和生活已成為人們的必需。相應(yīng)的，模 擬消防演示系統(tǒng)作為現(xiàn)代化安全教育必不可少的組成部分，其應(yīng)用也越來越廣泛。該系統(tǒng) 教育的主要對(duì)象為青少年，其目的是讓青少年了解家庭火災(zāi)類型的辨別及其撲救方法；并 懂得常見家用滅火器材的類型及其適用的火災(zāi)類型；根據(jù)火災(zāi)類型，學(xué)習(xí)家用滅火器材的 正確選擇和規(guī)范操作方法。 該系統(tǒng)的開發(fā)目前比較流行的是采用單片機(jī)或者是PLC可編程控制器來進(jìn)行火 情演示、智能控制以及語音提示，但是，由于PLC可編程控制器相對(duì)單片機(jī)控制來講，成本 比較高，而且編程語言相對(duì)不太靈活，因此采用單片機(jī)進(jìn)行智能控制比較普遍，也比較簡(jiǎn) 單。在單片機(jī)進(jìn)行智能控制的種種方案中，現(xiàn)在又以89C51單片機(jī)比較多，因?yàn)閱纹瑱C(jī)軟件 編程自由度大，可用編程實(shí)現(xiàn)各種控制算法和邏輯控制。但是89C51需外接模數(shù)轉(zhuǎn)換器來 滿足數(shù)據(jù)采樣。由于系統(tǒng)增加語音播放功能，還需外接語音芯片，對(duì)外圍電路來說，比較復(fù) 雜，且軟件實(shí)現(xiàn)也較麻煩。另外，單片機(jī)需要用仿真器來實(shí)現(xiàn)軟硬件調(diào)試，較為繁瑣。在本 發(fā)明中采用的是由凌陽科技推出的一個(gè)16位結(jié)構(gòu)的微控制器SPCE061A，此單片機(jī)內(nèi)置8路 ADC，2路DAC，且集成開發(fā)環(huán)境中，配有很多語音播放函數(shù)，用SPCE061A實(shí)現(xiàn)語音播放極為 方便。另外，比較方便的是該芯片內(nèi)置在線仿真、編程接口，可以方便實(shí)現(xiàn)在線調(diào)試，這大大 加快了系統(tǒng)的開發(fā)與調(diào)試。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的提供一種消防模擬系統(tǒng)，基于凌陽公司生產(chǎn)的SPCE061A單片機(jī)為核 心，旨在通過該系統(tǒng)的模擬訓(xùn)練達(dá)到平時(shí)訓(xùn)練人們?nèi)绾握_應(yīng)對(duì)火災(zāi)的效果。通過對(duì)本系 統(tǒng)的熟悉，使人們(1) 了解家庭火災(zāi)類型的辨別及其撲救方法；(2)懂得常見家用滅火器材 的類型及其適用的火災(zāi)類型；(3)根據(jù)火災(zāi)類型，學(xué)習(xí)家用滅火器材的正確選擇和規(guī)范操 作方法；懂得在家庭中應(yīng)該配備消防器材。 本發(fā)明提供的一種消防模擬系統(tǒng)，包括燈箱展板，火災(zāi)實(shí)景模型(內(nèi)含現(xiàn)代家用 模型報(bào)警和滅火器材)等。具體部件有(1)燈箱展臺(tái)主要用于展示家庭火災(zāi)類型的辨別及 其撲救的彩色圖片；(2)火災(zāi)實(shí)景模型展示一組常發(fā)生于家庭的不同類型的火災(zāi)，如固體 火災(zāi)(A類火)，液體火災(zāi)(B類火)，電器火災(zāi)(C類火)，通過聲光和造型展示火災(zāi)的"逼真" 情景，幾類火災(zāi)依次有序地發(fā)生；(3)滅火器材三種滅火器材，分別對(duì)應(yīng)撲滅三種火，內(nèi)設(shè) 紅外傳感器，模擬滅火過程；(4)控制模塊SPCE061A開發(fā)板，控制軟件和控制電路。
本發(fā)明提供的一種消防模擬系統(tǒng)簡(jiǎn)便、智能、容易使用。


圖1為消防模擬系統(tǒng)操作流程圖；
圖2為消防模擬系統(tǒng)軟件流程圖
具體實(shí)施例方式— 操作流程 滅火器材滅火時(shí)具有選擇性，只有正確選擇時(shí)才能達(dá)到滅火目的。常見的家庭火 災(zāi)有三大類第一類固體火災(zāi)，也稱A類火災(zāi)，如被子、木材、紙張書籍等引起的火災(zāi)；第二 類液體火災(zāi)，也稱B類火災(zāi)，如煤油、汽油、菜油、油漆等引起的火災(zāi)；第三類電器火災(zāi)，也稱 C類火災(zāi)，如電器超負(fù)荷引起的火災(zāi)。選錯(cuò)了滅火器材實(shí)施滅火，不僅起不到滅火作用，反而 使火勢(shì)進(jìn)一步蔓延，甚至還會(huì)引發(fā)其它事故，比如不能用水類滅火器去撲救油類火災(zāi)和電 器火災(zāi)。 開發(fā)該系統(tǒng)的出發(fā)點(diǎn)就是讓訓(xùn)練者通過實(shí)際操作正確認(rèn)識(shí)三種火的區(qū)別以及撲滅 方式，模擬滅火器材規(guī)范地布置或安放在廚房和餐廳的各個(gè)部位，當(dāng)火災(zāi)實(shí)景模型啟動(dòng)后，常 見的三類火災(zāi)相繼地在廚房和餐廳中發(fā)生，參與演練的觀眾可從"家"中備用的滅火器中選擇 合適的滅火器，采用正確的操作方式，對(duì)準(zhǔn)模擬火源進(jìn)行滅火。主要操作流程圖如圖1 :
1點(diǎn)火模擬系統(tǒng)有3個(gè)點(diǎn)火開關(guān)，每個(gè)點(diǎn)火開關(guān)對(duì)應(yīng)點(diǎn)燃一種火，操作者通過手 動(dòng)按下點(diǎn)火開關(guān)，選擇點(diǎn)的火的種類，并點(diǎn)燃一種火。此時(shí)系統(tǒng)發(fā)出提示語音"您好，準(zhǔn)備 完畢，請(qǐng)選擇滅火器。" 2用戶選擇滅火器用戶選擇一種滅火器后，通過觸動(dòng)滅火器上的微動(dòng)開關(guān)，給微 處理器一個(gè)信號(hào)，微處理器判斷滅火器選擇的正確與否，并給出語音提示。若選擇正確，則 提示"操作正確，請(qǐng)繼續(xù)！"若選擇錯(cuò)誤，則提示"對(duì)不起，您的操作不正確，請(qǐng)重新選擇滅 火器！" 3滅火微處理器通過安裝在滅火器的紅外傳感器接收端和安裝在失火處的紅外 傳感器的發(fā)射端來判斷用戶操作的正確與否，并給出相應(yīng)的提示語音。若用戶用滅火器已 對(duì)準(zhǔn)失火處，則提示"操作正確，請(qǐng)繼續(xù)。"若2分鐘內(nèi)仍沒對(duì)準(zhǔn)失火處，則提示"未對(duì)準(zhǔn)失 火處，請(qǐng)重新操作！" 4滅火時(shí)間的判斷微處理器通過內(nèi)部時(shí)鐘判斷用戶滅火時(shí)間的長(zhǎng)短，若符合要 求(即對(duì)準(zhǔn)3分鐘)，則發(fā)出提示語音"您的操作全部正確，謝謝您的合作！"，并自動(dòng)將火 熄滅。 5結(jié)束，返回重新點(diǎn)火。
二外圍電路 外圍電路是在微處理器的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)模擬系統(tǒng)功能的具體電路。主要的功能包括 下面幾個(gè)方面 (1)通過點(diǎn)火開關(guān)給10 口信號(hào)，控制電路點(diǎn)火；
(2)通過微動(dòng)開關(guān)給10 口信號(hào)，判斷滅火器選擇的正確與否；
(3)通過紅外傳感器的收發(fā)信號(hào)，判斷滅火器是否對(duì)準(zhǔn)失火處；
(4)通過單片機(jī)內(nèi)部時(shí)鐘，判斷對(duì)準(zhǔn)時(shí)間是否符合要求。
外圍電路元件包括微動(dòng)開關(guān)，紅外傳感器、繼電器、I/O線、點(diǎn)火開關(guān)和外接電源。
三軟件實(shí)現(xiàn)流程 主要軟件實(shí)現(xiàn)流程圖如圖2 : 6、 IOA 口初始值為0x003f， IOB 口初始值為0x0038。 7、按下點(diǎn)火開關(guān)，10 口各數(shù)值產(chǎn)生變化。若按下第一個(gè)開關(guān)，點(diǎn)燃第一種火，JDQ1 動(dòng)作，IOA 口數(shù)據(jù)變?yōu)?x003e， IOB 口數(shù)據(jù)變?yōu)?x0039 ;若按下第二個(gè)開關(guān)，點(diǎn)燃第二種火， JDQ2動(dòng)作，IOA 口數(shù)據(jù)變?yōu)?x003d， IOB 口數(shù)據(jù)變?yōu)?x003a ;若按下第三個(gè)開關(guān)，點(diǎn)燃第三 種火，JDQ3動(dòng)作，IOA 口數(shù)據(jù)變?yōu)?x003b， IOB 口數(shù)據(jù)為0x003c。 8、取滅火器觸動(dòng)微動(dòng)開關(guān)，若前面點(diǎn)燃的是第一種火，同時(shí)取下了第一種滅火器， 則IOB 口數(shù)據(jù)0x0031，若取下了第二種滅火器，則I0B 口數(shù)據(jù)為0x0029，若取下了第三種滅 火器，則IOB 口數(shù)據(jù)為0x0019 ;若前面點(diǎn)燃的是第二種火，同時(shí)取下了第一種滅火器，則IOB 口數(shù)據(jù)0x0032，若取下了第二種滅火器，則IOB 口數(shù)據(jù)為0x002a，若取下了第三種滅火器， 則IOB 口數(shù)據(jù)為Ox001a ;若前面點(diǎn)燃的是第三種火，同時(shí)取下了第一種滅火器，則IOB 口數(shù) 據(jù)0x0034，若取下了第二種滅火器，則IOB 口數(shù)據(jù)為0x002c，若取下了第三種滅火器，則IOB 口數(shù)據(jù)為Ox001c。 9、判斷是否對(duì)準(zhǔn)失火處，這是根據(jù)安放在滅火器上的紅外傳感器接收端和安放在 起火處的紅外傳感器發(fā)射端來判斷的。若點(diǎn)燃的是第一種火，同時(shí)前面操作正確，紅外傳 感器接收端對(duì)準(zhǔn)了發(fā)射端，則JDQ4動(dòng)作，IOA 口變?yōu)?x0037，否則不產(chǎn)生變化；若點(diǎn)燃的是 第二種火，同時(shí)前面操作正確，紅外傳感器接收端對(duì)準(zhǔn)了發(fā)射端，則JDQ5動(dòng)作，IOA 口變?yōu)?0x002f，否則不產(chǎn)生變化；若點(diǎn)燃的是第三種火，同時(shí)前面操作正確，紅外傳感器接收端對(duì) 準(zhǔn)了發(fā)射端，則JDQ6動(dòng)作，IOA 口變?yōu)镺x001f，否則不產(chǎn)生變化。 10、滅火時(shí)間的判斷是由單片機(jī)自己內(nèi)部時(shí)鐘判斷的，若滅火時(shí)間正確，則IOB 口 數(shù)據(jù)變?yōu)?x0000，否則不產(chǎn)生變化。
11、結(jié)束，返回點(diǎn)火操作。 本發(fā)明提供的一種消防模擬系統(tǒng)經(jīng)過實(shí)驗(yàn)論證系統(tǒng)是可行的，也是經(jīng)濟(jì)的。凌陽 的SPCE061A的語音功能，降低了編程以及硬件設(shè)置的難度，同時(shí)應(yīng)用凌陽單片機(jī)能夠在實(shí) 現(xiàn)本系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上，進(jìn)行有效地硬件擴(kuò)展和軟件的改進(jìn)。
權(quán)利要求
一種模擬消防演示系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)以凌陽單片機(jī)作為語音的輸入輸出和系統(tǒng)的主控芯片，主電路包括一系列傳感器、斷路器、擴(kuò)音器等等。該系統(tǒng)主要功能為訓(xùn)練人們應(yīng)付日?？赡馨l(fā)生的火災(zāi)開發(fā)的模擬系統(tǒng)，能分別進(jìn)行模擬易燃物、油類及電器類著火的設(shè)定，同時(shí)能進(jìn)行語音提示，提示被示教者正確使用對(duì)應(yīng)的滅火器進(jìn)行快速準(zhǔn)確的滅火動(dòng)作；并結(jié)合光電傳感器的工作原理，進(jìn)行滅火成功與否的判斷，按工作流程分別給出對(duì)應(yīng)的語音提示，提示判斷滅火成功與否。以此循環(huán)不斷地訓(xùn)練人們準(zhǔn)確應(yīng)對(duì)突發(fā)失火事件。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種模擬消防演示系統(tǒng)，所述模擬消防演示系統(tǒng)是一套旨在訓(xùn)練人們應(yīng)付日?？赡馨l(fā)生的火災(zāi)開發(fā)的模擬系統(tǒng)，能分別進(jìn)行模擬易燃物、油類及電器類著火的設(shè)定，同時(shí)能進(jìn)行語音提示，提示被示教者正確使用對(duì)應(yīng)的滅火器進(jìn)行快速準(zhǔn)確的滅火動(dòng)作；并結(jié)合光電傳感器的工作原理，進(jìn)行滅火成功與否的判斷，按工作流程分別給出對(duì)應(yīng)的語音提示，提示判斷滅火成功與否。其中應(yīng)用了凌陽單片機(jī)作為語音的輸入輸出和系統(tǒng)的主控芯片。
文檔編號(hào)G09B19/00GK101719323SQ20091005156
公開日2010年6月2日 申請(qǐng)日期2009年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月18日
發(fā)明者祁漢逸 申請(qǐng)人:祁漢逸