一種呼吸器智能數(shù)顯電子壓力表系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種呼吸器智能數(shù)顯電子壓力表系統(tǒng)，包括單片機(jī)控制單元及與單片機(jī)控制單元連接的自帶表盤(pán)的高精度壓力傳感器、液晶顯示單元、供電單元。本設(shè)計(jì)指針、數(shù)字雙制式實(shí)時(shí)顯示，便于準(zhǔn)確讀數(shù)；報(bào)警方式無(wú)需額外消耗氣瓶氣體；此外，該設(shè)計(jì)還新增了電池防反接、氣瓶打開(kāi)自動(dòng)開(kāi)機(jī)、氣瓶氣量剩余使用時(shí)間顯示、HUD抬頭可視發(fā)射、電池低壓報(bào)警、液晶模塊背光燈開(kāi)關(guān)、呼救、環(huán)境溫度測(cè)量及報(bào)警等功能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種呼吸器智能數(shù)顯電子壓力表
系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種呼吸器智能數(shù)顯電子壓力表系統(tǒng)，屬于消防設(shè)備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]空氣呼吸器是消防救援人員危險(xiǎn)場(chǎng)合必須使用的裝備?？諝夂粑髯詭馄康臍怏w剩余量對(duì)于消防救援人員的人身安全至關(guān)重要，所以空呼的氣瓶壓力表作用舉足輕重?，F(xiàn)有空呼氣瓶壓力表主要是指針式壓力表，它是利用自帶表盤(pán)的壓力傳感器檢測(cè)并指示氣瓶剩余氣體壓力，通過(guò)其特殊的機(jī)械結(jié)構(gòu)在氣瓶氣壓低于6MPa時(shí)利用氣瓶氣體沖擊報(bào)警哨并持續(xù)產(chǎn)生有效報(bào)警聲提示使用人員及時(shí)撤離。它雖然具有氣壓測(cè)量精確的優(yōu)點(diǎn)，但其缺點(diǎn)主要有如下幾點(diǎn):
[0003]1、氣瓶壓力指示采用傳統(tǒng)指針指示，顯示不夠直觀，使用不方便；
[0004]2、氣瓶壓力不足報(bào)警只能通過(guò)消耗氣瓶剩余氣體的辦法實(shí)現(xiàn)，這樣就使得消防救援人員安全撤離時(shí)間大為縮短，給使用人員的人身安全帶來(lái)極大的隱患；
[0005]3、功能簡(jiǎn)單，只有氣瓶壓力指示和氣瓶壓力不足報(bào)警兩個(gè)功能，無(wú)法滿足更多安全保護(hù)的需求。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的是提供一種呼吸器智能數(shù)顯電子壓力表系統(tǒng)，采取獨(dú)立供電的方式，提供氣瓶壓力報(bào)警及數(shù)字、指針顯示。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)手段來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
[0008]一種呼吸器智能數(shù)顯電子壓力表系統(tǒng)，其特征在于:包括單片機(jī)控制單元及與單片機(jī)控制單元連接的自帶表盤(pán)的高精度壓力傳感器、液晶顯示單元、供電單元。
[0009]優(yōu)選的，所述的一種呼吸器智能數(shù)顯電子壓力表系統(tǒng)，其特征在于:還包括與單片機(jī)控制單元連接的聲光報(bào)警單元。
[0010]優(yōu)選的，所述的一種呼吸器智能數(shù)顯電子壓力表系統(tǒng)，其特征在于:所述聲光報(bào)警單元為高響度蜂鳴片和高亮發(fā)光二極管。
[0011]優(yōu)選的，所述的一種呼吸器智能數(shù)顯電子壓力表系統(tǒng)，其特征在于:所述高亮發(fā)光二極管為6個(gè)LED燈。
[0012]優(yōu)選的，所述的一種呼吸器智能數(shù)顯電子壓力表系統(tǒng)，其特征在于:還包括與單片機(jī)控制單元連接的溫度傳感器、運(yùn)動(dòng)傳感器、2.4G無(wú)線發(fā)射模塊。
[0013]優(yōu)選的，所述的一種呼吸器智能數(shù)顯電子壓力表系統(tǒng)，其特征在于:還包括與單片機(jī)控制單元連接的功能按鍵、切屏按鍵、液晶背光控制電路、LED指示燈單元。
[0014]優(yōu)選的，所述的一種呼吸器智能數(shù)顯電子壓力表系統(tǒng)，其特征在于:還包括與所述
2.4G無(wú)線發(fā)射模塊配套的HUD氣瓶壓力平視顯示裝置。
[0015]優(yōu)選的，所述的一種呼吸器智 能數(shù)顯電子壓力表系統(tǒng)，其特征在于:所述運(yùn)動(dòng)傳感器為陀螺儀。
[0016]優(yōu)選的，所述的一種呼吸器智能數(shù)顯電子壓力表系統(tǒng)，其特征在于:所述供電單元包括電池及防反接電路、DC-DC升壓電路。
[0017]本實(shí)用新型的有益效果是:1、采用自帶表盤(pán)的高精度壓力傳感器保證壓力檢測(cè)及指示精確可靠，利用內(nèi)置M⑶實(shí)現(xiàn)壓力指示的數(shù)字化，測(cè)量結(jié)果通過(guò)液晶屏直觀顯示，便于使用人員方便準(zhǔn)確讀數(shù)，實(shí)現(xiàn)指針、數(shù)字雙制式實(shí)時(shí)顯示；
[0018]2、當(dāng)氣瓶壓力小于6MPa時(shí)，本發(fā)明會(huì)通過(guò)高響度蜂鳴片和高亮發(fā)光二極管自動(dòng)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)表示氣瓶壓力不足，提示使用人員及時(shí)撤離，采用電子報(bào)警方式無(wú)需額外消耗氣瓶氣體，從而最大限度保證使用人員的安全撤離時(shí)間，提高安全系數(shù)；
[0019]3、為滿足使用人員的需求，本發(fā)明還新增了電池防反接、氣瓶打開(kāi)自動(dòng)開(kāi)機(jī)、氣瓶氣量剩余使用時(shí)間顯示、HUD抬頭可視發(fā)射、電池低壓報(bào)警、液晶模塊背光燈開(kāi)關(guān)、呼救、環(huán)境溫度測(cè)量及報(bào)警等功能。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本設(shè)計(jì)組成結(jié)構(gòu)實(shí)施示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面將結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0022]如圖1所示，一種呼吸器智能數(shù)顯電子壓力表系統(tǒng)，其特征在于:包括單片機(jī)控制單元及與單片機(jī)控制單元連接的自帶表盤(pán)的高精度壓力傳感器、液晶顯示單元、供電單元。
[0023]壓力傳感器可以將氣瓶壓力轉(zhuǎn)換成與之對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)。當(dāng)氣瓶打開(kāi)時(shí)，壓力傳感器輸出相應(yīng)電壓值給處于超低功耗休眠狀態(tài)的單片機(jī)，單片機(jī)控制DC-DC升壓電路實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)機(jī)功能。單片機(jī)根據(jù)壓力傳感器提供的電壓信號(hào)精確計(jì)算出氣瓶壓力值，并根據(jù)使用人員前3秒鐘的用氣量動(dòng)態(tài)計(jì)算出剩余氣體的使用時(shí)間。氣瓶壓力值和剩余氣體使用時(shí)間通過(guò)液晶模塊數(shù)字顯示。壓力傳感器自帶模擬指針表盤(pán)，可用指針指示氣瓶壓力值，實(shí)現(xiàn)氣瓶壓力的模擬、數(shù)字雙制式顯示，使得本發(fā)明使用人群更廣，使用范圍更寬，使用更加靈活。
[0024]優(yōu)選的，所述的一種呼吸器智能數(shù)顯電子壓力表系統(tǒng)，其特征在于:還包括與單片機(jī)控制單元連接的聲光報(bào)警單元。
[0025]當(dāng)氣瓶壓力值小于6MPa時(shí)，單片機(jī)通過(guò)聲光報(bào)警單元發(fā)出相應(yīng)報(bào)警信號(hào)提示使用者注意及時(shí)安全撤離現(xiàn)場(chǎng)。
[0026]優(yōu)選的，所述的一種呼吸器智能數(shù)顯電子壓力表系統(tǒng)，其特征在于:所述聲光報(bào)警單元為高響度蜂鳴片和高亮發(fā)光二極管。
[0027]優(yōu)選的，所述的一種呼吸器智能數(shù)顯電子壓力表系統(tǒng)，其特征在于:所述高亮發(fā)光二極管為6個(gè)LED燈。
[0028]聲光報(bào)警單元利用蜂鳴器發(fā)聲、LED燈發(fā)光產(chǎn)生相應(yīng)聲光報(bào)警信號(hào)。
[0029]優(yōu)選的，所述的一種呼吸器智能數(shù)顯電子壓力表系統(tǒng)，其特征在于:還包括與所述
2.4G無(wú)線發(fā)射模塊配套的HUD氣瓶壓力平視顯示裝置。
[0030]優(yōu)選的，所述的一種呼吸器智能數(shù)顯電子壓力表系統(tǒng)，其特征在于:還包括與單片機(jī)控制單元連接的溫度傳感器、運(yùn)動(dòng)傳感器、2.4G無(wú)線發(fā)射模塊。
[0031]優(yōu)選的，所述的一種呼吸器智能數(shù)顯電子壓力表系統(tǒng)，其特征在于:還包括與單片機(jī)控制單元連接的功能按鍵、切屏按鍵、液晶背光控制電路、LED指示燈單元。
[0032]優(yōu)選的，所述的一種呼吸器智能數(shù)顯電子壓力表系統(tǒng)，其特征在于:還包括與所述
2.4G無(wú)線發(fā)射模塊配套的HUD氣瓶壓力平視顯示裝置。
[0033]2.4G無(wú)線發(fā)射模塊采用專(zhuān)用藍(lán)牙模塊，可用來(lái)無(wú)線傳輸氣瓶壓力數(shù)據(jù)和溫度報(bào)警信號(hào)給與之配套的HUD氣瓶壓力平視顯示裝置。呼吸器智能數(shù)顯電子壓力表與HUD氣瓶壓力平視顯示裝置需通過(guò)對(duì)碼操作實(shí)現(xiàn)配對(duì)連接。
[0034]具體對(duì)碼操作為同時(shí)長(zhǎng)按功能按鍵和切屏按鍵使得呼吸器智能數(shù)顯電子壓力表進(jìn)入對(duì)碼狀態(tài)，藍(lán)色LED燈閃爍，對(duì)碼狀態(tài)持續(xù)時(shí)間30秒鐘，在此狀態(tài)下，按住HUD氣瓶壓力平視顯示裝置的對(duì)碼按鍵2秒鐘即可完成對(duì)碼，對(duì)碼成功后藍(lán)燈每3秒鐘閃爍一次，表示電子壓力表處于連接狀態(tài)。
[0035]如果斷開(kāi)連接，配對(duì)指示燈處于熄滅狀態(tài)。斷開(kāi)連接的情況有兩種:
[0036](I)主機(jī)關(guān)機(jī):主機(jī)關(guān)機(jī)后，雙方斷開(kāi)鏈接，HUD氣瓶壓力平視顯示裝置處于待機(jī)狀態(tài)。再次打開(kāi)電子壓力表，雙方會(huì)自動(dòng)連接。
[0037](2)其他非法斷開(kāi)連接:比如超出連接距離等，兩者再次進(jìn)入可連接范圍，只要電子壓力表處于開(kāi)機(jī)范圍，雙方會(huì)自動(dòng)連接。
[0038]溫度傳感器可以將環(huán)境溫度轉(zhuǎn)換成與之對(duì)應(yīng)的電信號(hào)并提供給單片機(jī)，單片機(jī)通過(guò)計(jì)算準(zhǔn)確得出當(dāng)前環(huán)境溫度并通過(guò)液晶模塊數(shù)字顯示，實(shí)現(xiàn)環(huán)境溫度測(cè)量功能。當(dāng)環(huán)境溫度超過(guò)設(shè)定值時(shí)，紅色LED燈亮表示當(dāng)前環(huán)境不適宜繼續(xù)作業(yè)，提示使用人員及時(shí)撤離作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)并把相應(yīng)信號(hào)通過(guò)2.4G無(wú)線發(fā)射模塊傳輸給與之配套的HUD氣瓶壓力平視顯示裝置，實(shí)現(xiàn)溫度報(bào)警功能，從而提高產(chǎn)品的安全性。
[0039]LED指示單元由紅、黃、藍(lán)3個(gè)不同顏色的高亮LED燈組成，紅燈表示溫度報(bào)警指示燈，黃燈表示電池欠電指示燈，藍(lán)燈表示對(duì)碼指示燈。
[0040]液晶顯示單元采用圖像型點(diǎn)陣液晶模塊，其背光燈控制端由液晶背光控制電路控制。短按功能鍵，單片機(jī)控制液晶背光控制電路實(shí)現(xiàn)液晶模塊背光燈的控制。
[0041]液晶模塊顯示界面有兩種，一種只顯示氣瓶壓力，另一種顯示氣瓶壓力值、剩余氣體使用時(shí)間和環(huán)境溫度。通過(guò)短按切屏按鍵，使用人員可以實(shí)現(xiàn)顯示界面的切換，從而為使用人員提供了更多選擇，體現(xiàn)了以人為本的精神。
[0042]優(yōu)選的，所述的一種呼吸器智能數(shù)顯電子壓力表系統(tǒng)，其特征在于:所述運(yùn)動(dòng)傳感器為陀螺儀。
[0043]運(yùn)動(dòng)傳感器使用陀螺儀，可以將使用人員的作業(yè)活動(dòng)轉(zhuǎn)換成與之對(duì)應(yīng)的電信號(hào)并提供給單片機(jī)，單片機(jī)通過(guò)相關(guān)計(jì)算確定使用人員是否有作業(yè)活動(dòng)。當(dāng)單片機(jī)通過(guò)陀螺儀檢測(cè)到使用人員連續(xù)靜止超過(guò)30秒時(shí)，單片機(jī)自動(dòng)控制聲光報(bào)警單元發(fā)出預(yù)報(bào)警信號(hào)，持續(xù)15秒，在此期間使用人員可以通過(guò)作業(yè)活動(dòng)或者短按功能鍵的方式撤銷(xiāo)報(bào)警信號(hào)；當(dāng)單片機(jī)通過(guò)陀螺儀檢測(cè)到使用人員連續(xù)靜止超過(guò)45秒時(shí)，單片機(jī)自動(dòng)控制聲光報(bào)警單元發(fā)出有別于預(yù)報(bào)警信號(hào)的報(bào)警信號(hào)，此時(shí)使用人員只能通過(guò)短按功能鍵的方式撤銷(xiāo)報(bào)警信號(hào)，否則將會(huì)一直報(bào)警，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)呼救功能。此外，當(dāng)遇到危險(xiǎn)需要呼救時(shí)，使用人員也可以通過(guò)長(zhǎng)按切屏按鍵的方式主動(dòng)呼救。主動(dòng)呼救和自動(dòng)呼救構(gòu)成了完整的呼救器功能，從而提局廣品的安全性。
[0044]優(yōu)選的，所述的一種呼吸器智能數(shù)顯電子壓力表系統(tǒng)，其特征在于:所述供電單元包括電池及防反接電路、DC-DC升壓電路。
[0045]本發(fā)明采用低功耗處理，電池部分采用2節(jié)普通7號(hào)干電池供電即可滿足需求。電池通過(guò)專(zhuān)用防反接電路直接給單片機(jī)控制單元供電。電池防反接電路可以保證在電池接反的情況下不至于損壞產(chǎn)品。在關(guān)機(jī)或者沒(méi)與氣瓶接通時(shí)，單片機(jī)處于超低功耗休眠狀態(tài)，靜態(tài)電流平均為50 μ Α,在此狀態(tài)下普通2節(jié)7號(hào)干電池可使用I年之久。
[0046]功能按鍵和切屏按鍵均為不自鎖按鍵，分別與單片機(jī)兩個(gè)不同管腳相連。當(dāng)按鍵沒(méi)有按下時(shí)，單片機(jī)相應(yīng)管腳為高電平；當(dāng)按鍵按下時(shí)，單片機(jī)相應(yīng)管腳為低電平。單片機(jī)通過(guò)相應(yīng)管腳的電平是否為低來(lái)判斷相應(yīng)按鍵是否按下，通過(guò)內(nèi)部定時(shí)/計(jì)數(shù)器計(jì)按鍵按下時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)判斷按鍵是長(zhǎng)按還是短按。
[0047]當(dāng)長(zhǎng)按功能鍵時(shí)，單片機(jī)使能DC-DC升壓電路給電路其它各部分供電，完成開(kāi)機(jī)操作。再次長(zhǎng)按功能鍵，單片機(jī)取消DC-DC升壓電路使能輸出，完成關(guān)機(jī)操作。如此反復(fù)，實(shí)現(xiàn)呼吸器智能數(shù)顯電子壓力表的開(kāi)關(guān)機(jī)操作。
[0048]單片機(jī)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換接口對(duì)電池電壓進(jìn)行采樣計(jì)算的方法實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測(cè)量電池電壓，從而有效測(cè)量電池電量。當(dāng)電池電量不足時(shí)，單片機(jī)通過(guò)點(diǎn)亮黃色LED燈的方式進(jìn)行電池低壓報(bào)警，在此狀態(tài)下本發(fā)明仍能繼續(xù)工作I天。
[0049]本發(fā)明主要應(yīng)用場(chǎng)合為消防救援時(shí)使用，結(jié)構(gòu)上采用防水防爆設(shè)計(jì)，防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP67，以滿足實(shí)際使用場(chǎng)合的需要。
[0050]以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征及優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種呼吸器智能數(shù)顯電子壓力表系統(tǒng)，其特征在于:包括單片機(jī)控制單元及與單片機(jī)控制單元連接的自帶表盤(pán)的高精度壓力傳感器、液晶顯示單元、供電單元。
2.如權(quán)利要求1所述的一種呼吸器智能數(shù)顯電子壓力表系統(tǒng)，其特征在于:還包括與單片機(jī)控制單元連接的聲光報(bào)警單元。
3.如權(quán)利要求2所述的一種呼吸器智能數(shù)顯電子壓力表系統(tǒng)，其特征在于:所述聲光報(bào)警單元為高響度蜂鳴片和高亮發(fā)光二極管。
4.如權(quán)利要求3所述的一種呼吸器智能數(shù)顯電子壓力表系統(tǒng)，其特征在于:所述高亮發(fā)光二極管為6個(gè)LED燈。
5.如權(quán)利要求1或者2所述的一種呼吸器智能數(shù)顯電子壓力表系統(tǒng)，其特征在于:還包括與單片機(jī)控制單元連接的溫度傳感器、運(yùn)動(dòng)傳感器、2.4G無(wú)線發(fā)射模塊。
6.如權(quán)利要求5所述的一種呼吸器智能數(shù)顯電子壓力表系統(tǒng)，其特征在于:還包括與單片機(jī)控制單元連接的功能按鍵、切屏按鍵、液晶背光控制電路、LED指示燈單元。
7.如權(quán)利要求5所述的一種呼吸器智能數(shù)顯電子壓力表系統(tǒng)，其特征在于:還包括與所述2.4G無(wú)線發(fā)射模塊配套的HUD氣瓶壓力平視顯示裝置。
8.如權(quán)利要求5所述的一種呼吸器智能數(shù)顯電子壓力表系統(tǒng)，其特征在于:所述運(yùn)動(dòng)傳感器為陀螺儀。
9.如權(quán)利要求1或者2所述的一種呼吸器智能數(shù)顯電子壓力表系統(tǒng)，其特征在于:所述供電單元包括電池及防反接電路、DC-DC升壓電路。
【文檔編號(hào)】G01L19/08GK203606062SQ201320658937
【公開(kāi)日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2013年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月24日
【發(fā)明者】吳利民, 王新文, 廖振浩 申請(qǐng)人:南京正澤科技有限公司