专利名称：一种消防车恒压控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种智能控制装置，特别涉及一种用于控制消防车出水压力的消防车恒压控制装置。
背景技术：
目前，消防车领域中在实施救火或救援的过程中，消防水枪通常与水泵连接，水泵连接水源，水泵通过发动机来带动，并通过发动机油门控制装置控制发动机转速，从而控制控制水泵的输出压力。而实际的工作中，经常会遇到需要多个水枪同时喷射的情况，而在多个水枪同时使用时，流量的增大会使得水泵内压力变小，使得每个水枪的喷射力变小，导致压力不足，进而影响消防效率。而在多个水枪同时应用时，突然关掉其中的多个水枪时，导致水泵内压力突然增大，导致持有未关闭的水枪的消防人员在压力的冲击下出现危险。另外，在出现消防管路出现断裂、水泵故障、软管脱落等情况时，也会导致水压不稳，而保证消防管路的水压稳定、及时、准确地调整压力成为消防灭火领域的一个需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种消防车恒压控制装置，以解决现有消防车出水口压力不稳定的问题。本发明提出一种消防车恒压控制装置，用于控制消防车的出水口压力，包括控制面板、控制器和油门控制单元，控制面板用于通过按键方式输入压力控制信号，控制器分别与控制面板和油门控制单元相连，用于将控制面板输出的压力控制信号传输给油门控制单元，并由油门控制单元控制发动机转速来改变消防车出水口压力。其中，控制面板又进一步包括按键电路、第一处理器、第一通信电路和显示屏接口电路。按键电路用于电压控制信号的输入，第一处理器与按键电路相连，用于对输入的电压控制信号进行处理，第一通信电路与第一处理器相连，用于输出第一处理器处理后的电压控制信号。显示屏接口电路与第一处理器相连，并连接到显示器。控制器又进一步包括第二通信电路、第二处理器和控制信号输出电路。第二通信电路与第一通信电路相连，用于接收电压控制信号，第二处理器与第二通信电路相连，用于对第二通信电路接收到的电压控制信号进行处理，控制信号输出电路分别与第二处理器及油门控制单元相连，用于将电压控制信号输出给油门控制单元，以对发动机转速进行控制。优选的，所述的消防车恒压控制装置还包括压力传感器，其设置在消防车的出水口处，用于感测当前出水口的压力；控制器还包括模拟信号输入接口电路，分别与第二处理器及压力传感器相连，用于将压力传感器检测到的当前压力信号传输给第二处理器，并进一步传输给控制面板进行显示。优选的，所述的消防车恒压控制装置还包括转速传感器，其与消防车的发动机相连，用于测量发动机的当前转速；控制器还包括开关信号输入接口，其分别与第二处理器及转速传感器相连，用于将转速传感器测量到的发动机当前转速信号传输给第二处理器，并进一步传输给控制面板进行显示。优选的，控制面板还包括扬声器，其与第一处理器相连，用于在消防员按键时发出
提不首。优选的，第一处理器和第二处理器均为单片机。优选的，按键电路包括四个按键开关，均直接与第一处理器相连。优选的，第一通信电路和第二通信电路分别包括一个MAX1483芯片，用于实现TTL 电平和485电平的转换。优选的，控制面板还包括电源电路，其与第一处理器及外围接口电路相连，用于为第一处理器以及外围接口电路供电。相对于现有技术，本发明的有益效果是本发明可以通过对直观测量数据的观察，来设定消防车出水口的出水压力，并使其保持在一个稳定的范围内，特别对于一些经验不足的消防员来说，本发明可以有效的避免因出水口压力不稳定而造成的伤害。
图1为本发明消防车恒压控制装置的一种实施例结构图；图2为本发明消防车恒压控制装置的一种外部连接示意图；图3为本发明第一处理器的一种实施例电路图；图4为本发明按键电路106的一种实施例电路图；图5为本发明显示屏接口电路的一种实施例电路图；图6为本发明第一通信电路的一种实施例电路图；图7为本发明第二处理器的一种实施例电路图；图8为本发明第二通信电路的一种实施例电路图；图9为本发明控制信号输出电路的一种实施例电路图；图10为本发明开关信号输入接口电路的一种实施例电路图；图11为本发明模拟信号输入接口电路的一种实施例电路图。
具体实施例方式本发明的主要思想是运用单片机输出的电压控制消防车油门，并改变消防车发动机转速，从而控制消防泵转速来改变消防车出水口压力。以下结合附图，具体说明本发明。请参见图1，其为本发明消防车恒压控制装置的一种实施例结构图。此消防车恒压控制装置包括控制面板101、控制器102、油门控制单元103、压力传感器104和转速传感器 105。控制面板101用于通过按键方式输入压力控制信号，并显示当前的系统压力、设定压力以及泵转速。控制器102分别与控制面板101、油门控制单元103、压力传感器104和转速传感器105相连，用于将控制面板101输出的压力控制信号传输给油门控制单元103，并由油门控制单元103控制发动机转速来改变消防车出水口压力，以及将压力传感器104和转速传感器105测量的当前压力信号和发动机当前转速信号传输给控制面板101，并进行显不。
其中，控制面板101又进一步包括按键电路106、第一处理器107、显示屏接口电路 108、扬声器109、第一通信电路110和电源电路111。电源电路111分别与按键电路106、第一处理器107、显示屏接口电路108、扬声器109和第一通信电路110相连，用于为第一处理器107以及各个外围接口电路供电。第一处理器107分别与按键电路106、显示屏接口电路 108、扬声器109和第一通信电路110相连，用于完成各种信号的处理和传输。第一通信电路110与控制器102相连，用于实现与控制器102之间的通信。控制器102又进一步包括第二通信电路112、第二处理器113、控制信号输出电路 114、模拟信号输入接口电路115和开关信号输入接口电路116。第二通信电路112与第一通信电路110相连，用于实现控制器102和控制面板101之间的数据传输。模拟信号输入接口电路115与压力传感器104传感器相连，用于接收压力传感器104检测到的出水口当前压力信号，并传输给第二处理器113。开关信号输入接口电路116与转速传感器105相连，用于接收转速传感器105测量到的发动机当前转速信号，并传输给第二处理器113。第二处理器113分别与第二通信电路112、控制信号输出电路114、模拟信号输入接口电路115 和开关信号输入接口电路116相连，用于处理压力和转速信号，并通过第二通信电路112传输给控制面板101进行显示，以及将控制面板101传输过来的压力控制信号传输给控制信号输出电路114，进而传输给油门控制单元103，以实现对发动机转速的控制。请参见图2，其为本发明消防车恒压控制装置的一种外部连接示意图。控制面板 101和控制器102采用485通信，可以通过电缆连接，实现远距离控制，操控方便。控制面板 101外部安装有显示屏201，与内部的显示屏接口电路108相连，用于显示系统压力、设定压力和泵转速。控制面板101外部还安装有四个按键202，分别表示“自动”、“手动”、“增大” 和“减小”，与内部的按键电路106连接，实现电压控制的输入功能。控制器102外部安装有一个电源开关203和多个接口，其中，油门控制单元103连接到“Vout+”端和“Vout-”端，压力传感器104连接到“Ail+”端和“Ail-”端，转速传感器 105连接到“Dil+”端和“Dil-”端。使用时，可以根据工作要求，按“手动”、“自动”功能键切换手动和自动工作状态。 进入“自动”工作状态后，压力设定显示区显示要设定的压力值，此时可以按压力设定的“增大”、“减小”按钮增加或减少要设定的压力值。自动工作状态下，油门的输出控制电压由系统自动控制。进人“手动”工作状态后，压力设定显示区显示“手动”，此时可以按油门的“增大”、“减小”按钮增加或减少油门控制端的输出电压。为便于充分理解本发明，申请人揭示了各个关键部分的较佳的电路图，并进一步说明本发明。请参见图3，其为本发明第一处理器的一种实施例电路图。第一处理器107采用了单片机(即芯片U2)，并通过接口连接外围各接口电路。由于单片机内部有AD转换功能，可以省去外部的AD转换芯片；单片机还有PWM输出，可通过单片机口线输出PWM信号， 经滤波电路输出一个电压信号，可作为外部执行器的控制信号，省去DA转换芯片；这样的设计，可简化电路，提高电路的复杂度，使电路更可靠，同时也降低电路的成本。请参见图4，其为本发明按键电路的一种实施例电路图。四个开关S1、S2、S3和S4 分别连接控制面板101外部的“自动”、“手动”、“增大”和“减小”四个控制按键202，且四个开关Si、S2、S3和S4的一端共同连接5V的电压，另一端依次连接到芯片U2的P22、P23、 P32禾口 P33接线端。
请参见图5，其为本发明显示屏接口电路的一种实施例电路图。根据控制器要求， 本接口电路可连接160*160点阵的液晶显示器。请参见图6，其为本发明第一通信电路的一种实施例电路图。这里采用MAX1483芯片(即芯片U3)实现TTL电平和485电平的转换。请参见图7，其为本发明第二处理器的一种实施例电路图。与第一处理器107相同，本实施例的第二处理器也采用了单片机(即芯片U9)，并通过接口连接外围各接口电路。由于单片机内部有AD转换功能，可以省去外部的AD转换芯片；单片机还有PWM输出， 可通过单片机口线输出PWM信号，经滤波电路输出一个电压信号，可作为外部执行器的控制信号，省去DA转换芯片；这样的设计，可简化电路，提高电路的复杂度，使电路更可靠，同时也降低电路的成本。请参见图8，其为本发明第二通信电路的一种实施例电路图。与第一通信电路相同，本实施例也采用MAX1483芯片(即芯片U10)来实现TTL电平和485电平的转换。请参见图9，其为本发明控制信号输出电路的一种实施例电路图。放大器LM358的正向输入端连接芯片U9的PWMO输出端，用于接收芯片U9输出的PWM控制信号，然后经放大器LM358放大后输入到接插件J5的YO端，最后通过接插件J5的“Vout+”端和“Vout-” 端输入给油门控制单元103。请参见图10，其为本发明开关信号输入接口电路的一种实施例电路图。芯片TO的 “1”端连接24V输入电压，“2”端连接到“Dil+”端(即与转速传感器105相连)，芯片U6的 “3”端连接到芯片U9的P32端。芯片TO可以通过内部的接近开关或光电开关将输入的外部开关信号转换为5V或OV的电平信号，并之戒传送到芯片U9进行处理，从而实现转速的检测。请参见图11，其为本发明模拟信号输入接口电路的一种实施例电路图。放大器 LM358的正向输入端连接到“Ail+”端(即连接到压力传感器104)，放大器LM358的输出端连接到芯片U9的PlO脚。本实施例的电路把外部压力传感器104输入的4-20mA信号转换为1-5V电压，并输入给单片机芯片U9，并由单片机对信号进行处理。下面结合上述电路图详述其工作过程上电后，压力传感器104将出水口的测量信号传输给模拟信号输入接口电路115，然后经模拟信号输入接口电路115转换为1-5V电压后输入到第二处理器113进行处理。同时，转速传感器105将测量到的发动机转速传输给开关信号输入接口电路116，并由开关信号输入接口电路116转换为5V或OV的电平信号后输入到第二处理器113进行处理。然后第二处理器113将压力传感器104和转速传感器 105的输入信号通过485通信线传输给控制面板101，并在显示屏上进行实时显示。消防员根据显示的实时数据，通过按动按键202来输入压力控制信号，压力控制信号由按键电路106产生并传输给第一处理器107进行处理，然后由第一处理器107通过 485通信线传输给第二处理器113。第二处理器113。接收到压力控制信号后，以PWM控制信号的方式输出给控制信号输出电路114，并经控制信号输出电路114放大后输出给油门控制单元103，并由油门控制单元103实现对发动机转速的控制。本发明可以控制消防车的出水压力，并保持自动平衡，可以有效避免消防员因水压不稳定而受到的伤害。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种消防车恒压控制装置，用于控制消防车的出水口压力，其特征在于，包括一控制面板、一控制器和一油门控制单元，该控制面板用于通过按键方式输入压力控制信号，该控制器分别与该控制面板和该油门控制单元相连，用于将该控制面板输出的压力控制信号传输给该油门控制单元，并由该油门控制单元控制发动机转速来改变消防车出水口压力，其中，该控制面板又进一步包括一按键电路，用于电压控制信号的输入；一第一处理器，与该按键电路相连，用于对输入的电压控制信号进行处理；一第一通信电路，与该第一处理器相连，用于输出该第一处理器处理后的电压控制信号；一显示屏接口电路，其与该第一处理器相连，并连接到显示器；该控制器又进一步包括一第二通信电路，与该第一通信电路相连，用于接收电压控制信号；一第二处理器，与该第二通信电路相连，用于对该第二通信电路接收到的电压控制信号进行处理；一控制信号输出电路，分别与该第二处理器及该油门控制单元相连，用于将电压控制信号输出给该油门控制单元，以对发动机转速进行控制。
2.如权利要求1所述的消防车恒压控制装置，其特征在于，其还包括一压力传感器，其设置在消防车的出水口处，用于感测当前出水口的压力；该控制器还包括一模拟信号输入接口，分别与该第二处理器及该压力传感器相连，用于将该压力传感器检测到的当前压力信号传输给该第二处理器，并进一步传输给该控制面板进行显示。
3.如权利要求1所述的消防车恒压控制装置，其特征在于，其还包括一转速传感器，其与消防车的发动机相连，用于测量发动机的当前转速；该控制器还包括一开关信号输入接口电路，其分别与该第二处理器及该转速传感器相连，用于将该转速传感器测量到的发动机当前转速信号传输给该第二处理器，并进一步传输给该控制面板进行显示。
4.如权利要求1所述的消防车恒压控制装置，其特征在于，该控制面板还包括一扬声器，其与该第一处理器相连，用于在消防员按键时发出提示音。
5.如权利要求1所述的消防车恒压控制装置，其特征在于，该第一处理器和该第二处理器均为单片机。
6.如权利要求1所述的消防车恒压控制装置，其特征在于，该按键电路包括四个按键开关，该些按键开关均直接与第一处理器相连。
7.如权利要求1所述的消防车恒压控制装置，其特征在于，该第一通信电路和该第二通信电路分别包括一 MAX1483芯片，用于实现TTL电平和485电平的转换。
8.如权利要求1所述的消防车恒压控制装置，其特征在于，该控制面板还包括一电源电路，其与该第一处理器及外围接口电路相连，用于为该第一处理器以及外围接口电路供 H1^ ο
全文摘要
本发明提出一种消防车恒压控制装置，用于控制消防车的出水口压力，包括控制面板、控制器和油门控制单元，控制面板用于通过按键方式输入压力控制信号，控制器分别与控制面板和油门控制单元相连，用于将控制面板输出的压力控制信号传输给油门控制单元，并由油门控制单元控制发动机转速来改变消防车出水口压力。本发明可以将消防车出水口的压力保持在一个稳定的范围内，可以有效防止因吹水口不稳定而对消防员造成的伤害。
文档编号G05B19/042GK102236357SQ201010171018
公开日2011年11月9日 申请日期2010年5月6日 优先权日2010年5月6日
发明者凌有铸, 孙驷洲, 徐晓光, 杨会成, 王萍萍 申请人:徐晓光