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云梯消防車狀態監測系統構建研究

來源:原創論文網 添加時間:2017-03-22
摘要


  前言
  
  近年來,各大城市高層建筑火災事件頻發,高層與超高層建筑為救火工作帶來了一定的難度,救火工作面臨著荷載加重、工作范圍較廣、機器失控、救援速度加快等困難,因此,要對云梯進行科學的設計,保證云梯具有較高的安全性能,云梯消防車是指有支撐機構、起升機構、汽車底盤等部分構成,與普通的消防車相比,云梯消防車更適合較為高層的建筑救火作業之中,云梯消防車中設置了伸縮式的云梯和工作斗,可以為消防員救火和救援提供依據,為了確保云梯消防車救火工作的安全,不僅要對以上參數進行監測,還要對極限狀態時產生的數據進行預警。
  
  1.云梯消防車運行狀態的嵌入式監測系統概述

  
  在云梯消防車運行狀態下的嵌入式監測系統主要是將單片機作為整個控制系統的核心,并把傳感器所采集到的各種信號,通過轉換、處理后通過液晶屏顯示的同時按下按鍵,以便于能夠及時控制云梯消防車,此外,利用串口通信技術將參數傳到上位機中,并對上位機的作業情況進行實時監測,上位機再經過參數設置、數據發送處理輸出等環節,最后把參數打印出來。
  
  2.云梯消防車運行狀態的嵌入式監測系統設計內容
  
  2.1嵌入式監測系統上位機
  
  嵌入式監測系統上位機主要功能是接受單片機傳輸的數據,并對云梯消防車的參數進行實時顯示、儲存,再由上位機來控制云梯消防車的運行,進一步完成人機交互工作。上位機的數據通信主要利用Proteus提供的虛擬串口,之后再將虛擬串口與VSPD軟件連接,這時就能將虛擬串口與通信控件連接起來,進而達上位機與下位機之間的數據通信。MSComm控件有與串口密切相關的特點,通過input和output發送與接收串口數據,促使單片機與PC機進行數據通信,該控件主要由事件驅動方式與查詢方式兩種處理方式,其中事件驅動方式是一種有效處理串行端口之間相互作用的方法,具有程序響應速度快、可靠性能高等優點。
  
  對上位機數據庫進行管理,主要是指對云梯消防車所得監測數據中關于產品的更新設計、操作規程等參數的處理,同時也是監測參數時的對比數據。因此,此系統需要將所有的歷史數據都準確的保存在數據庫中,方便用戶的對比使用,這就需要在上位機數據庫中利用相應的程序對數據進行編輯、讀取等操作。
  
  2.2嵌入式監測系統下位機
  
  嵌入式監測系統下位機的設計主要是考慮到硬件設計和軟件設計兩個方面的內容,其中硬件設計主要是選用以AT89C52為控制核心的單片機,利用相關繪制軟件繪制出相應的電路圖,然后進行仿真測試。在這個系統設計中,Proteus是當前較為先進的一種嵌入式仿真軟件,在實際1況進行逼真模擬,還能夠對單片機外部的電路以及其他電路情況進行仿真,不僅如此,其軟件與硬件之間的結合仿真、系統自我調試等功能都比較強大,尤其是在硬件成本高、資源缺乏情況下,這一款軟件的實用性顯得更強,其仿真原理能夠有效的應用到現實生活中。
  
  Proteus軟件充分模擬了云梯消防車的起升、伸縮以及變幅等工作狀態,其硬件的仿真原理主要包括,AD轉換模塊、液晶顯示模塊以及云梯控制模塊等,AD轉換模塊主要是指,通過改變電位器阻值傳感信號,利用AD模塊將模擬信號進行數字轉換,然后發送給單片機。由于比系統的設計選用的單片機是通用微處理器,因此采用AD模塊進行轉換操作比較簡單,價格合理,多被設計在多通道單片機系統控制之中。液晶顯示模塊主要是指云梯消防車自我監測控制系統運行的某個過程。
  
  例如,由于Proteus中的液晶顯示器中沒有完善的中文字庫,需要模擬軟件來采集現實的數字、圖像以及漢字之后被調用于程序中。而云梯消防車運行狀態下的嵌入式檢測系統則是通過LCD液晶顯示器來讀取、展現云梯消防車的性能參數、圖形等界面。
  
  云梯的控制模塊主要是指,云梯消防車作業過程中,監測云梯的上升、伸縮、變幅和回轉等狀態中的各項參數值,當云梯運行時,如果測量范圍超出了參數設定值的許可范圍,云梯就會立即停止運行。
  
  而云梯的起升和變幅是通過變幅油缸、伸縮馬達、回轉馬達來實現的。嵌入式監測系統利用繼電器和按鍵對液壓參數進行控制,按鍵按下時,如果電磁閥是打開的則表明油路導通,而再次按鍵后繼電器斷開則表示油路關閉,同時用燈泡的亮滅來明確反應出電磁閥開關的過程。
  
  2.3監測系統仿真驗證
  
  在嵌入式監測系統中下位機液晶屏的運行中,其所顯示的參數值和上位機界面參數值的吻合度較高甚至達到精準的程度后,就驗證了此系統數據的準確性與可靠性;在此仿真過程中,上位機界面將會顯示出被測參數變化的曲線,如果某一個參數值上升到一定限度時,指示燈就會由綠色變為紅色,開始預警,這時需要按下下位機按鍵,使云梯停止工作,這時將記錄模塊中記錄的參數值進行測量,并進行記錄查找,打印,通過分析參數值,來調整云梯下位機電位器的阻值,得到準確的仿真界面,保證云梯消防車正常作業。
  
  3.結語
  
  目前城市中的高層建筑越來越多,根據城市高層建筑的安全需要,云梯消防車的設計與應用也逐漸被重視起來,據研究表明,利用嵌入式軟件與硬件結合,能夠充分實現對云梯消防車信號的采集、處理、顯示以及報警等,嵌入式監測系統能夠對云梯消防車工作狀態進行有效的監測,促進云梯消防車的應用效率,為保障高層建筑的安全,保護人民的財產安全做出了較大的貢獻。
  
  參考文獻:
  
  [1]鄔昱昆,謝新宇,楊青松,趙元憶。綏江縣城新址場平工程安全監測系統設計[J].東華理工大學學報(自然科學版)。2016(01)
  
  [2]顧國華,李毅,謝凱,郭澤成。云梯消防車急救援平臺動態信息監測系統實現[J].電子產品世界。2015(11)

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