專利名稱：船舶機艙檢測報警裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及船舶配套設備技術領域，尤其是船舶機艙檢測報警裝置，具體地，涉及一種用于船舶機艙自動檢測與報警的可編程控制裝置。
背景技術：
現(xiàn)有技術中，船舶機艙內設有各種設備，為了保障船舶各設備的正常運行，通常設 有報警系統(tǒng)，例如通過輪機員呼叫報警、機艙延伸報警和死人報警系統(tǒng)，但由于各報警部分 獨立執(zhí)行工作，三個報警部分之間沒有關聯(lián)，一旦出現(xiàn)報警出錯或人員不及時就位，其它報 警不能及時得到信息，可能會導致嚴重后果。并且，各報警沒有相應的自檢能力，有時會出 現(xiàn)故障未報的情形，其后果不堪設想。例如，中國專利申請?zhí)枮镃N03237313. 9的《機用船用報警器》披露了一種機用船 用報警器，其由電源、以電子芯片IC為核心的自動報警控制電路、聲光報警輸出電路和信 號采集電路組成。該技術方案只能簡單地通過報警聲、報警燈進行報警，在緊急情況下無法 進行向特定人員或遠程的報警工作。因此，機艙作為船舶的關鍵部分，也是引發(fā)事故的主要根源。為避免機艙內事故的 發(fā)生，國內外已研制出成套的船舶機艙報警控制系統(tǒng)，這些產(chǎn)品多數(shù)用于大型和高檔船舶， 而且主要硬件是專用集成電路芯片(ASIC)，存在價格昂貴、靈活性不高等缺陷。
實用新型內容本實用新型目的在于提供一種可提高報警準確性、及時性、全面性的能夠進行電 話報警的船舶機艙檢測報警裝置。本實用新型所采用的技術方案是提供一種船舶機艙檢測報警裝置，所述檢測報 警裝置包括多路傳感器、警報顯示電路、報警器控制電路、在高級警報時進行電話撥號報警 的雙音多頻芯片以及電話線接口，所述報警器控制電路包括多路引腳端，分別連接所述多 路傳感器、所述顯示電路以及所述雙音多頻芯片，所述雙音多頻芯片的輸出端連接所述電 話線接口。優(yōu)選地，所述雙音多頻芯片采用MT8880芯片。優(yōu)選地，所述報警器控制電路采用復雜可編程邏輯器件。進一步地，所述復雜可編程邏輯器件包括相互通過多個引腳連接的摘/掛機控制 模塊、電話音信號識別模塊以及收發(fā)時序模塊，所述摘/掛機控制模塊通過所述引腳端連 接所述雙音多頻芯片的輸入端及所述多路傳感器，所述收發(fā)時序模塊及電話音信號識別 模塊通過所述引腳端分別連接所述雙音多頻芯片的輸入端及請求信號輸出端。進一步地，所述電話音信號識別模塊還包括對所述電話音信號的脈沖進行計數(shù)的 計數(shù)器。優(yōu)選地，所述多路傳感器包括船舶機艙內的油壓測量傳感器、油溫測量傳感器、水 溫測量傳感器或轉速測量傳感器等傳感器。[0012]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的優(yōu)點在于本實用新型設計的船舶機艙檢測報警 裝置以復雜可編程邏輯器件和雙音多頻芯片為主要硬件，系統(tǒng)功能由軟件編程決定，靈活 性強且結構簡單，能有效克服現(xiàn)有技術中的缺陷。報警器控制電路能夠根據(jù)警報類型采取 適當?shù)膱缶胧?，除了能常?guī)地進行驅動警報顯示電路顯示異常信號的類別與危險級別， 如果判斷警報為高級危險警報，還將啟動電話撥號報警。采用當機艙內油壓、油溫、水溫、轉 速等重要參數(shù)出現(xiàn)異常值或危險值時，能根據(jù)異常級別發(fā)出聲、光或通過撥打電話的形式 發(fā)出報警信號，具體通過對船舶機艙內主機的油壓、油溫、水溫、轉速等重要參數(shù)進行檢測 與報警，檢測任務由多路傳感器完成。
圖1示出了本實用新型提供的船舶機艙檢測報警裝置的系統(tǒng)總體結構示意圖。圖2示出了本 實用新型提供的船舶機艙檢測報警裝置的報警器控制電路的頂層 電路圖。圖3示出了本實用新型檢測報警裝置的報警器控制電路的摘/掛機控制模塊的引 腳分布圖。圖4示出了本實用新型檢測報警裝置的報警器控制電路的電話音信號識別模塊 的引腳分布圖。圖5示出了本實用新型檢測報警裝置在其應用環(huán)境下的工作流程圖。
具體實施方式
以下結合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。實施例如圖1、圖2、圖3、圖4所示，在本實施例中，所述檢測報警裝置包括多路 傳感器、警報顯示電路、報警器控制電路、在高級警報時進行電話撥號報警的雙音多頻芯片 DTMF以及電話線接口，所述報警器控制電路包括多路引腳端，分別連接所述多路傳感器、所 述顯示電路以及所述雙音多頻芯片DTMF，所述雙音多頻芯片DTMF的輸出端連接所述電話 線接口。具體地，所述雙音多頻芯片DTMF采用MT8880芯片，所述報警器控制電路采用復雜 可編程邏輯器件CPLD。所述報警器控制電路能夠根據(jù)警報類型采取適當?shù)膱缶胧诔?規(guī)警報時能進行驅動警報顯示電路顯示異常信號的類別與危險級別，如果判斷警報為高級 危險警報，還將控制啟動所述雙音多頻芯片DTMF通過所述電話線接口進行電話撥號報警。進一步地，所述復雜可編程邏輯器件CPLD包括相互通過多個引腳連接的摘/掛 機控制模塊3、電話音信號識別模塊1以及收發(fā)時序模塊2，所述摘/掛機控制模塊3通過 所述引腳端連接所述雙音多頻芯片DTMF的輸入端及所述多路傳感器，所述收發(fā)時序模塊2 及電話音信號識別模塊1通過所述引腳端分別連接所述雙音多頻芯片的輸入端及請求信 號輸出端。所述電話音信號識別模塊1根據(jù)電話系統(tǒng)信號音來判斷電路是否處于可撥號狀 態(tài)。所述摘/掛機控制模塊3根據(jù)船舶機艙的各傳感器信息及所述電話音信號識別模塊1 的判斷結果發(fā)出摘機/掛機命令。所述收發(fā)時序模塊2根據(jù)所述電話音信號識別模塊1的 判斷結果及所述摘/掛機控制模塊3的摘機/掛機命令輸出撥號信號至所述雙音多頻芯片 DTMF來進行撥號報警。所述雙音多頻芯片DTMF優(yōu)選地采用MT8880芯片作為其硬件，其是一種帶有呼叫處理濾波器的單片雙音多頻芯片DTMF信號收發(fā)器；所述復雜可編程邏輯器件CPLD優(yōu)選地 采用FLEX10K10L-84芯片，其是一種典型的CPLD芯片，本領域技術人員理解，上述芯片可以 在現(xiàn)有技術中獲得，且根據(jù)實際工藝和船舶現(xiàn)場需要采用不同的雙音多頻芯片DTMF及復 雜可編程邏輯器件CPLD來實現(xiàn)本實用新型，在此不予贅述如圖1及圖5所示，本實用新型設計的船舶機艙檢測報警裝置系統(tǒng)功能由軟件編 程決定，用于船舶機艙自動檢測的可編程檢測報警裝置設計方案。系統(tǒng)初始化后，所述船 舶機艙檢測報警裝置首先查詢傳感器，當本裝置的油壓測量傳感器、油溫測量傳感器、水溫 測量傳感器或轉速測量傳感器等傳感器測量的機艙內油壓、油溫、水溫、轉速等重要參數(shù)出 現(xiàn)異常值或危險值時，所述警報顯示電路能根據(jù)異常級別發(fā)出聲、光或控制所述雙音多頻 芯片DTMF通過所述電話線接口撥打電話的形式發(fā)出報警信號，同時發(fā)出命令控制有關執(zhí) 行機構來解除危險。具體地，例如以主機油溫信號為例，異常級別指的是溫度超過安全值 的程度，可以在復雜可編程邏輯器件CPLD編程時針對采集到的不同溫度值范圍撥打對應 的電話號碼或者驅動不同的報警信號指示燈，只需將對應的電話號碼的二進制數(shù)值儲存在 指定的存儲單元即可。檢測報警裝置的檢測任務由多路傳感器完成，當檢測到信號的異常 值(如油壓、油溫等超出警戒值)時，驅動所述警報顯示電路顯示異常信號的類別與危險級 另IJ，驅動聲、光報警同時驅動執(zhí)行機構盡快解除危險，如果判斷為高級危險，則啟動雙音多 頻模塊DTMF撥號報警，其中報警裝置完成以下主要功能摘掛機命令的發(fā)出、判斷電路是 否處于可撥號狀態(tài)、撥號有效后如何處理等。本實用新型的檢測報警裝置采用原理圖和硬件描述語言相結合的混合輸入設計 方法，就是先根據(jù)設計要求劃分出若干功能模塊，建立相應的頂層電路圖，各模塊用高速硬 件描述語言(例如VHDL)編程，用MAXPLUSSII軟件進行系統(tǒng)級編譯和仿真，再通過JATG數(shù) 據(jù)線將編譯得到的代碼下載到CPLD硬件，最后進行系統(tǒng)級測試。本實用新型采用自頂向下 的EDA設計方法，由可編程芯片實現(xiàn)控制功能，通過修改程序就可更新?lián)芴枌ο蟮认到y(tǒng)功 能，對油壓、油溫、水溫、轉速等船舶機艙的關鍵參數(shù)進行檢測和電話報警。如圖2及圖4所示，所述電話音識別模塊1的主要用于區(qū)分電話系統(tǒng)信號音是撥 號音、回鈴音還是忙音，然后將判斷的電路是否處于可撥號狀態(tài)的結果信號傳遞給所述電 話音信號識別模塊1及收發(fā)時序模塊2。具體地，所述電話音識別模塊1的芯片至少包括 IRQl引腳、PICKl引腳、CLKl引腳、BUSYl引腳以及DIALl引腳。所述電話音識別模塊1的IRQl引腳連接輸入收發(fā)時序模塊2輸出的頻率不同的 請求信號，電話音識別模塊1模塊接收請求信號后，所述電話音識別模塊1包括一計數(shù)器， 所述計數(shù)器對請求信號脈沖進行計數(shù)來判斷電話音是否為撥號音。所述電話音識別模塊1的PICKl引腳連接所述摘/掛機控制模塊3的芯片的PICK2 引腳，其接收所述摘/掛機控制模塊3發(fā)出的摘機/掛機命令信號。所述電話音識別模塊1的CLKl引腳連接輸入系統(tǒng)時鐘信號。所述電話音識別模塊1的BUSYl引腳連接所述摘/掛機控制模塊3的芯片的BUSY2 引腳，其向所述摘/掛機控制模塊3輸出所述電話音識別模塊1判斷的電路是否處于可撥 號狀態(tài)的結果信號。所述電話音識別模塊1的DIALl引腳連接所述收發(fā)時序模塊2的芯片的DIAL3引 腳，其向所述收發(fā)時序模塊2輸出所述電話音識別模塊1判斷的電路是否處于可撥號狀態(tài)的結果信號。本領域技術人員理解，所述電話系統(tǒng)信號音的撥號音、回鈴音及忙音，這三種聲音 經(jīng)過所述MT8880處理后是頻率不同的脈沖信號，若在一定時間內對它們計數(shù)，結果是不同 的。在本實施例中，由所述電話音識別模塊1對這三種聲音的脈沖信號識別時，可借助兩個 計數(shù)器組成，第一個用于定時，第二個對MT8880的輸出信號計數(shù)。具體地，由于電話系統(tǒng)信號音的撥號音、回鈴音和忙音的音源頻率均為450Hz (赫 茲)(誤差25Hz)的正弦波，只是三種信號音的斷續(xù)比不同且在時間周期上有明顯的差異， 即撥號音為連續(xù)信號，忙音為0. 35秒通0. 35秒斷，回鈴音為1秒通4秒斷。若對所述MT880 輸出的請求信號記數(shù)5秒，那么撥號音的計數(shù)下限為(450Hz-25Hz) X5秒=2125次，計數(shù) 上限為(450Hz+25Hz)父5秒=2375次，即計數(shù)范圍為2125至2375次。同理，忙音的計數(shù)器 范圍是1041至1212次，回鈴音的計數(shù)器范圍是425至475次，無信號音時的計數(shù)應為零?；诖嗽碓O計的所述電話音識別模塊1如附圖所示。在所述電話音識別模塊 內部設置了兩個計數(shù)器。第一個對所述電話音識別模塊1的CLKl引腳輸入的系統(tǒng)時鐘信 號進行計數(shù)，產(chǎn)生5秒控制信號；第二個對所述電話音識別模塊1的IRQl引腳傳輸來的請 求信號的脈沖進行計數(shù)。所述兩個計數(shù)器由所述電話音識別模塊1的PICKl引腳(高電 平有效)輸入的摘機命令信號同時啟動，并在5秒后判斷第二個計數(shù)器的計數(shù)值。優(yōu)選地， 為減少誤差，識別忙音和撥號音時取它們的計數(shù)中間值1668次作為判據(jù)。同理撥號音和回 玲音判據(jù)是858次，即5秒內，第二個計數(shù)器的計數(shù)結果超過1668次為撥號音，在858次和 1668次之間為忙音，858次以下為回鈴音，若計數(shù)接近零表示無信號音。那么如果計數(shù)值大 于1668次，則說明電話系統(tǒng)處于可撥號狀態(tài)，所述電話音識別模塊1將DIALl引腳置為有 效高電平“1”、BUSY1引腳置為無效低電平“0”，以觸發(fā)本實用新型進行撥號操作。如圖2及圖3所示，所述摘/掛機控制模塊3根據(jù)船舶機艙的各傳感器信息及所 述電話音信號識別模塊的判斷結果向所述電話音識別模塊1及所述收發(fā)時序模塊2發(fā)出摘 /掛機命令。具體地，所述摘/掛機控制模塊3至少包括CLK2引腳、BUSY2引腳、EN2引腳、 ST0P2引腳、RESET2引腳以及PICK2引腳。所述CLK2引腳連接輸入系統(tǒng)時鐘信號。所述BUSY2引腳連接所述電話音識別模塊1的芯片的BUSYl引腳，其接收所述電 話音識別模塊1判斷輸出的電路是否處于可撥號狀態(tài)的結果信號。所述EN2引腳連接輸入傳感器信號SENSOR。所述ST0P2引腳連接輸入所述收發(fā)時序模塊2的芯片的ST0P3引腳。所述RESET2引腳連接輸入系統(tǒng)復位信號，當系統(tǒng)需要復位時，所述系統(tǒng)通過所述 RESET2引腳向所述摘/掛機控制模塊3輸入復位信號(高電平)，此時所述摘/掛機控制 模塊3進行復位工作。所述PICK2引腳連接所述收發(fā)時序模塊2的芯片的PICK3引腳及所述電話音識別 模塊1的芯片的PICKl引腳，其向所述收發(fā)時序模塊2及所述電話音識別模塊1發(fā)出的摘 機/掛機命令信號。所述摘/掛機控制模塊3的引腳分布如附圖所示，共有一個輸出引腳PICK2和六 個輸入引腳，各引腳均為高電平有效。所述PICK2引腳為摘/掛機信號輸出腳，當輸出摘機 命令信號時輸出高電平，當輸出掛機命令信號時輸出低電平。當有異常信號發(fā)生時，所述傳
6感器信號SENSOR通過所述EN2引腳輸入高電平有效，如果此時所述BUSY2引腳輸入為低電 平(系統(tǒng)不忙)時，所述摘/掛機控制模塊3輸出摘機命令信號，所述PICK2引腳輸出高電 平。所述傳感器信號SENSOR通過所述EN2引腳輸入高電平有效，如果此時所述電話音識別 模塊1模塊送來的是系統(tǒng)忙信號，即所述BUSY2引腳為高電平，則所 述摘/掛機控制模塊3 輸出掛機命令信號，即所述PICK2引腳輸出低電平。進一步地，所述摘/掛機控制模塊3根 據(jù)所述CLK2引腳輸入的系統(tǒng)信號進行計時，兩秒鐘后重新啟動上述摘/掛機命令程序，直 到電話音為電路是否處于可撥號狀態(tài)。當撥號報警任務完成后，收發(fā)時序模塊2通過ST0P3 引腳向所述摘/掛機控制模塊3的ST0P2引腳輸出高電平，使所述摘/掛機控制模塊3產(chǎn) 生掛機輸出信號，即當所述ST0P2引腳是高電平時，所述PICK2引腳輸出掛機命令信號(低 電平)。如圖2所示，所述收發(fā)時序模塊2根據(jù)所述電話音信號識別模塊1的判斷結果及 所述摘/掛機控制模塊3的摘機/掛機命令輸出撥號信號至所述雙音多頻芯片DTMF來通 過所述電話線接口進行撥號報警。具體地，所述摘/掛機控制模塊3至少包括CLK3引腳、 DIAL3引腳、PICK3引腳、ST0P3引腳以及其他必要的引腳，其他必要的引腳在本實施例中 即與所述MT8880中進行連接輸出撥號信號所需的引腳，例如如圖所示的CS、CP、RSO、R_W、 T-R、DATA等引腳，本領域技術人員理解，這些引腳的連接及工作與現(xiàn)有技術中與MT8880進 行撥號工作時的連接方式相同，在此不予贅述。所述收發(fā)時序模塊2的CLK3引腳連接輸入系統(tǒng)時鐘信號。所述收發(fā)時序模塊2的DIAL3引腳連接所述電話音識別模塊1的芯片的DIALl引 腳，其接收所述電話音識別模塊1判斷的電路是否處于可撥號狀態(tài)的結果信號。所述收發(fā)時序模塊2的PICK3引腳連接所述摘/掛機控制模塊3的芯片的PICK2 引腳，其接收所述摘/掛機控制模塊3發(fā)出的摘機/掛機命令信號。所述收發(fā)時序模塊2的ST0P3引腳連接所述摘/掛機控制模塊3的芯片的ST0P2 引腳，當撥號報警工作完成后，所述ST0P3引腳向所述摘機/掛機控制模塊3的芯片的 ST0P2引腳輸出高電平。當所述DIAL3引腳接收的所述電話音識別模塊1的芯片的DIALl引腳的高電平信 號，表示電路處于可撥號狀態(tài)，當所述PICK3引腳接收所述摘/掛機控制模塊3的芯片的 PICK2引腳的高電平信號，表示需要進行撥號工作。本領域技術人員理解，所述收發(fā)時序模 塊2根據(jù)所述CLK3引腳輸入系統(tǒng)時鐘信號定時地檢測所述DIAL3引腳及PICK3引腳的輸 入電平，當所述DIAL3引腳及PICK3引腳的均為高電平時，進行撥號報警工作，并在完成撥 號工作時，將結果傳輸給所述摘/掛機控制模塊3，即所述ST0P3引腳輸出高電平。本領域技術人員理解，在本實用新型中，所述摘/掛機控制模塊3、電話音信號識 別模塊1及收發(fā)時序模塊2三個模塊共用一個系統(tǒng)時鐘，系統(tǒng)復位信號有效時，所述摘/ 掛機控制模塊3輸出掛機信號，在正常狀態(tài)下，所述摘/掛機控制模塊3的EN2引腳為低 電平，使所述PICK2引腳也輸出低電平，此時三個模塊均不工作；當傳感器檢測到異常信號 時，所述EN2引腳及PICK2引腳為高電平。摘/掛機信號輸入到所述收發(fā)時序模塊2，所述 收發(fā)時序模塊2將呼叫處理命令字寫入MT8880芯片中，將其設置為呼叫處理模式，MT8880 根據(jù)此時電話網(wǎng)的實際情況輸出頻率不同的請求信號，所述請求信號與電話音信號識別模 塊1的請求信號輸入端(即所述IRQl引腳)連接，所述電話音信號識別模塊1接受輸出請求信號后，對請求信號脈沖進行計數(shù)以判斷電話音是否為撥號音。若非撥號音，通過所述 BUSYl引腳產(chǎn)生電話忙信號(高電平)至所述摘/掛機控制模塊3，輸出掛機信號，實現(xiàn)電 話掛機。然后所述電話音信號識別模塊1對請求信號重新進行判斷，若為撥號音，則電話音 信號識別模塊1通過所述DIALl引腳輸出撥號信號(高電平)至所述收發(fā)時序模塊2，以控 制MT8880按預先設置的電話號碼自動撥出。
權利要求一種船舶機艙檢測報警裝置，其特征在于包括多路傳感器、警報顯示電路、報警器控制電路、在高級警報時進行電話撥號報警的雙音多頻芯片以及電話線接口，所述報警器控制電路包括多路引腳端，分別連接所述多路傳感器、所述顯示電路以及所述雙音多頻芯片，所述雙音多頻芯片的輸出端連接所述電話線接口。
2.根據(jù)權利要求1所述的檢測報警裝置，其特征在于所述雙音多頻芯片采用MT8880芯片。
3.根據(jù)權利要求1所述的檢測報警裝置，其特征在于所述報警器控制電路采用復雜 可編程邏輯器件。
4.根據(jù)權利要求3所述的檢測報警裝置，其特征在于所述復雜可編程邏輯器件包括 相互通過多個引腳連接的摘/掛機控制模塊、電話音信號識別模塊以及收發(fā)時序模塊，所 述摘/掛機控制模塊通過所述引腳端連接所述雙音多頻芯片的輸入端及所述多路傳感器， 所述收發(fā)時序模塊及電話音信號識別模塊通過所述引腳端分別連接所述雙音多頻芯片的 輸入端及請求信號輸出端。
5.根據(jù)權利要求4所述的檢測報警裝置，其特征在于所述電話音信號識別模塊還包 括對所述電話音信號的脈沖進行計數(shù)的計數(shù)器。
6.根據(jù)權利要求1至5中任一項所述的檢測報警裝置，其特征在于所述多路傳感器 包括船舶機艙內的油壓測量傳感器、油溫測量傳感器、水溫測量傳感器或轉速測量傳感器。
專利摘要本實用新型提供一種船舶機艙檢測報警裝置，其特征在于包括多路傳感器、警報顯示電路、報警器控制電路、在高級警報時進行電話撥號報警的雙音多頻芯片以及電話線接口，所述報警器控制電路包括多路引腳端，分別連接所述多路傳感器、所述顯示電路以及所述雙音多頻芯片，所述雙音多頻芯片的輸出端連接所述電話線接口。本實用新型以復雜可編程邏輯器件和雙音多頻芯片為主要硬件，系統(tǒng)功能由軟件編程決定，靈活性強且結構簡單，能有效克服現(xiàn)有技術中的缺陷。報警器控制電路能夠根據(jù)警報類型采取適當?shù)膱缶胧?，除了能常?guī)地進行驅動警報顯示電路顯示異常信號的類別與危險級別，如果判斷警報為高級危險警報，還將啟動電話撥號報警。
文檔編號G08B25/08GK201732460SQ201020172288
公開日2011年2月2日 申請日期2010年4月23日 優(yōu)先權日2010年4月23日
發(fā)明者劉玉良, 吳*, 孫旭偉 申請人:浙江海洋學院