专利名称：船舶机舱检测报警装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及船舶配套设备技术领域，尤其是船舶机舱检测报警装置，具体地，涉及一种用于船舶机舱自动检测与报警的可编程控制装置。
背景技术：
现有技术中，船舶机舱内设有各种设备，为了保障船舶各设备的正常运行，通常设 有报警系统，例如通过轮机员呼叫报警、机舱延伸报警和死人报警系统，但由于各报警部分 独立执行工作，三个报警部分之间没有关联，一旦出现报警出错或人员不及时就位，其它报 警不能及时得到信息，可能会导致严重后果。并且，各报警没有相应的自检能力，有时会出 现故障未报的情形，其后果不堪设想。例如，中国专利申请号为CN03237313. 9的《机用船用报警器》披露了一种机用船 用报警器，其由电源、以电子芯片IC为核心的自动报警控制电路、声光报警输出电路和信 号采集电路组成。该技术方案只能简单地通过报警声、报警灯进行报警，在紧急情况下无法 进行向特定人员或远程的报警工作。因此，机舱作为船舶的关键部分，也是引发事故的主要根源。为避免机舱内事故的 发生，国内外已研制出成套的船舶机舱报警控制系统，这些产品多数用于大型和高档船舶， 而且主要硬件是专用集成电路芯片(ASIC)，存在价格昂贵、灵活性不高等缺陷。
实用新型内容本实用新型目的在于提供一种可提高报警准确性、及时性、全面性的能够进行电 话报警的船舶机舱检测报警装置。本实用新型所采用的技术方案是提供一种船舶机舱检测报警装置，所述检测报 警装置包括多路传感器、警报显示电路、报警器控制电路、在高级警报时进行电话拨号报警 的双音多频芯片以及电话线接口，所述报警器控制电路包括多路引脚端，分别连接所述多 路传感器、所述显示电路以及所述双音多频芯片，所述双音多频芯片的输出端连接所述电 话线接口。优选地，所述双音多频芯片采用MT8880芯片。优选地，所述报警器控制电路采用复杂可编程逻辑器件。进一步地，所述复杂可编程逻辑器件包括相互通过多个引脚连接的摘/挂机控制 模块、电话音信号识别模块以及收发时序模块，所述摘/挂机控制模块通过所述引脚端连 接所述双音多频芯片的输入端及所述多路传感器，所述收发时序模块及电话音信号识别 模块通过所述引脚端分别连接所述双音多频芯片的输入端及请求信号输出端。进一步地，所述电话音信号识别模块还包括对所述电话音信号的脉冲进行计数的 计数器。优选地，所述多路传感器包括船舶机舱内的油压测量传感器、油温测量传感器、水 温测量传感器或转速测量传感器等传感器。[0012]与现有技术相比，本实用新型的优点在于本实用新型设计的船舶机舱检测报警 装置以复杂可编程逻辑器件和双音多频芯片为主要硬件，系统功能由软件编程决定，灵活 性强且结构简单，能有效克服现有技术中的缺陷。报警器控制电路能够根据警报类型采取 适当的报警措施，除了能常规地进行驱动警报显示电路显示异常信号的类别与危险级别， 如果判断警报为高级危险警报，还将启动电话拨号报警。采用当机舱内油压、油温、水温、转 速等重要参数出现异常值或危险值时，能根据异常级别发出声、光或通过拨打电话的形式 发出报警信号，具体通过对船舶机舱内主机的油压、油温、水温、转速等重要参数进行检测 与报警，检测任务由多路传感器完成。
图1示出了本实用新型提供的船舶机舱检测报警装置的系统总体结构示意图。图2示出了本 实用新型提供的船舶机舱检测报警装置的报警器控制电路的顶层 电路图。图3示出了本实用新型检测报警装置的报警器控制电路的摘/挂机控制模块的引 脚分布图。图4示出了本实用新型检测报警装置的报警器控制电路的电话音信号识别模块 的引脚分布图。图5示出了本实用新型检测报警装置在其应用环境下的工作流程图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。实施例如图1、图2、图3、图4所示，在本实施例中，所述检测报警装置包括多路 传感器、警报显示电路、报警器控制电路、在高级警报时进行电话拨号报警的双音多频芯片 DTMF以及电话线接口，所述报警器控制电路包括多路引脚端，分别连接所述多路传感器、所 述显示电路以及所述双音多频芯片DTMF，所述双音多频芯片DTMF的输出端连接所述电话 线接口。具体地，所述双音多频芯片DTMF采用MT8880芯片，所述报警器控制电路采用复杂 可编程逻辑器件CPLD。所述报警器控制电路能够根据警报类型采取适当的报警措施，在常 规警报时能进行驱动警报显示电路显示异常信号的类别与危险级别，如果判断警报为高级 危险警报，还将控制启动所述双音多频芯片DTMF通过所述电话线接口进行电话拨号报警。进一步地，所述复杂可编程逻辑器件CPLD包括相互通过多个引脚连接的摘/挂 机控制模块3、电话音信号识别模块1以及收发时序模块2，所述摘/挂机控制模块3通过 所述引脚端连接所述双音多频芯片DTMF的输入端及所述多路传感器，所述收发时序模块2 及电话音信号识别模块1通过所述引脚端分别连接所述双音多频芯片的输入端及请求信 号输出端。所述电话音信号识别模块1根据电话系统信号音来判断电路是否处于可拨号状 态。所述摘/挂机控制模块3根据船舶机舱的各传感器信息及所述电话音信号识别模块1 的判断结果发出摘机/挂机命令。所述收发时序模块2根据所述电话音信号识别模块1的 判断结果及所述摘/挂机控制模块3的摘机/挂机命令输出拨号信号至所述双音多频芯片 DTMF来进行拨号报警。所述双音多频芯片DTMF优选地采用MT8880芯片作为其硬件，其是一种带有呼叫处理滤波器的单片双音多频芯片DTMF信号收发器；所述复杂可编程逻辑器件CPLD优选地 采用FLEX10K10L-84芯片，其是一种典型的CPLD芯片，本领域技术人员理解，上述芯片可以 在现有技术中获得，且根据实际工艺和船舶现场需要采用不同的双音多频芯片DTMF及复 杂可编程逻辑器件CPLD来实现本实用新型，在此不予赘述如图1及图5所示，本实用新型设计的船舶机舱检测报警装置系统功能由软件编 程决定，用于船舶机舱自动检测的可编程检测报警装置设计方案。系统初始化后，所述船 舶机舱检测报警装置首先查询传感器，当本装置的油压测量传感器、油温测量传感器、水温 测量传感器或转速测量传感器等传感器测量的机舱内油压、油温、水温、转速等重要参数出 现异常值或危险值时，所述警报显示电路能根据异常级别发出声、光或控制所述双音多频 芯片DTMF通过所述电话线接口拨打电话的形式发出报警信号，同时发出命令控制有关执 行机构来解除危险。具体地，例如以主机油温信号为例，异常级别指的是温度超过安全值 的程度，可以在复杂可编程逻辑器件CPLD编程时针对采集到的不同温度值范围拨打对应 的电话号码或者驱动不同的报警信号指示灯，只需将对应的电话号码的二进制数值储存在 指定的存储单元即可。检测报警装置的检测任务由多路传感器完成，当检测到信号的异常 值(如油压、油温等超出警戒值)时，驱动所述警报显示电路显示异常信号的类别与危险级 另IJ，驱动声、光报警同时驱动执行机构尽快解除危险，如果判断为高级危险，则启动双音多 频模块DTMF拨号报警，其中报警装置完成以下主要功能摘挂机命令的发出、判断电路是 否处于可拨号状态、拨号有效后如何处理等。本实用新型的检测报警装置采用原理图和硬件描述语言相结合的混合输入设计 方法，就是先根据设计要求划分出若干功能模块，建立相应的顶层电路图，各模块用高速硬 件描述语言(例如VHDL)编程，用MAXPLUSSII软件进行系统级编译和仿真，再通过JATG数 据线将编译得到的代码下载到CPLD硬件，最后进行系统级测试。本实用新型采用自顶向下 的EDA设计方法，由可编程芯片实现控制功能，通过修改程序就可更新拨号对象等系统功 能，对油压、油温、水温、转速等船舶机舱的关键参数进行检测和电话报警。如图2及图4所示，所述电话音识别模块1的主要用于区分电话系统信号音是拨 号音、回铃音还是忙音，然后将判断的电路是否处于可拨号状态的结果信号传递给所述电 话音信号识别模块1及收发时序模块2。具体地，所述电话音识别模块1的芯片至少包括 IRQl引脚、PICKl引脚、CLKl引脚、BUSYl引脚以及DIALl引脚。所述电话音识别模块1的IRQl引脚连接输入收发时序模块2输出的频率不同的 请求信号，电话音识别模块1模块接收请求信号后，所述电话音识别模块1包括一计数器， 所述计数器对请求信号脉冲进行计数来判断电话音是否为拨号音。所述电话音识别模块1的PICKl引脚连接所述摘/挂机控制模块3的芯片的PICK2 引脚，其接收所述摘/挂机控制模块3发出的摘机/挂机命令信号。所述电话音识别模块1的CLKl引脚连接输入系统时钟信号。所述电话音识别模块1的BUSYl引脚连接所述摘/挂机控制模块3的芯片的BUSY2 引脚，其向所述摘/挂机控制模块3输出所述电话音识别模块1判断的电路是否处于可拨 号状态的结果信号。所述电话音识别模块1的DIALl引脚连接所述收发时序模块2的芯片的DIAL3引 脚，其向所述收发时序模块2输出所述电话音识别模块1判断的电路是否处于可拨号状态的结果信号。本领域技术人员理解，所述电话系统信号音的拨号音、回铃音及忙音，这三种声音 经过所述MT8880处理后是频率不同的脉冲信号，若在一定时间内对它们计数，结果是不同 的。在本实施例中，由所述电话音识别模块1对这三种声音的脉冲信号识别时，可借助两个 计数器组成，第一个用于定时，第二个对MT8880的输出信号计数。具体地，由于电话系统信号音的拨号音、回铃音和忙音的音源频率均为450Hz (赫 兹)(误差25Hz)的正弦波，只是三种信号音的断续比不同且在时间周期上有明显的差异， 即拨号音为连续信号，忙音为0. 35秒通0. 35秒断，回铃音为1秒通4秒断。若对所述MT880 输出的请求信号记数5秒，那么拨号音的计数下限为(450Hz-25Hz) X5秒=2125次，计数 上限为(450Hz+25Hz)父5秒=2375次，即计数范围为2125至2375次。同理，忙音的计数器 范围是1041至1212次，回铃音的计数器范围是425至475次，无信号音时的计数应为零。基于此原理设计的所述电话音识别模块1如附图所示。在所述电话音识别模块 内部设置了两个计数器。第一个对所述电话音识别模块1的CLKl引脚输入的系统时钟信 号进行计数，产生5秒控制信号；第二个对所述电话音识别模块1的IRQl引脚传输来的请 求信号的脉冲进行计数。所述两个计数器由所述电话音识别模块1的PICKl引脚(高电 平有效)输入的摘机命令信号同时启动，并在5秒后判断第二个计数器的计数值。优选地， 为减少误差，识别忙音和拨号音时取它们的计数中间值1668次作为判据。同理拨号音和回 玲音判据是858次，即5秒内，第二个计数器的计数结果超过1668次为拨号音，在858次和 1668次之间为忙音，858次以下为回铃音，若计数接近零表示无信号音。那么如果计数值大 于1668次，则说明电话系统处于可拨号状态，所述电话音识别模块1将DIALl引脚置为有 效高电平“1”、BUSY1引脚置为无效低电平“0”，以触发本实用新型进行拨号操作。如图2及图3所示，所述摘/挂机控制模块3根据船舶机舱的各传感器信息及所 述电话音信号识别模块的判断结果向所述电话音识别模块1及所述收发时序模块2发出摘 /挂机命令。具体地，所述摘/挂机控制模块3至少包括CLK2引脚、BUSY2引脚、EN2引脚、 ST0P2引脚、RESET2引脚以及PICK2引脚。所述CLK2引脚连接输入系统时钟信号。所述BUSY2引脚连接所述电话音识别模块1的芯片的BUSYl引脚，其接收所述电 话音识别模块1判断输出的电路是否处于可拨号状态的结果信号。所述EN2引脚连接输入传感器信号SENSOR。所述ST0P2引脚连接输入所述收发时序模块2的芯片的ST0P3引脚。所述RESET2引脚连接输入系统复位信号，当系统需要复位时，所述系统通过所述 RESET2引脚向所述摘/挂机控制模块3输入复位信号(高电平)，此时所述摘/挂机控制 模块3进行复位工作。所述PICK2引脚连接所述收发时序模块2的芯片的PICK3引脚及所述电话音识别 模块1的芯片的PICKl引脚，其向所述收发时序模块2及所述电话音识别模块1发出的摘 机/挂机命令信号。所述摘/挂机控制模块3的引脚分布如附图所示，共有一个输出引脚PICK2和六 个输入引脚，各引脚均为高电平有效。所述PICK2引脚为摘/挂机信号输出脚，当输出摘机 命令信号时输出高电平，当输出挂机命令信号时输出低电平。当有异常信号发生时，所述传
6感器信号SENSOR通过所述EN2引脚输入高电平有效，如果此时所述BUSY2引脚输入为低电 平(系统不忙)时，所述摘/挂机控制模块3输出摘机命令信号，所述PICK2引脚输出高电 平。所述传感器信号SENSOR通过所述EN2引脚输入高电平有效，如果此时所述电话音识别 模块1模块送来的是系统忙信号，即所述BUSY2引脚为高电平，则所 述摘/挂机控制模块3 输出挂机命令信号，即所述PICK2引脚输出低电平。进一步地，所述摘/挂机控制模块3根 据所述CLK2引脚输入的系统信号进行计时，两秒钟后重新启动上述摘/挂机命令程序，直 到电话音为电路是否处于可拨号状态。当拨号报警任务完成后，收发时序模块2通过ST0P3 引脚向所述摘/挂机控制模块3的ST0P2引脚输出高电平，使所述摘/挂机控制模块3产 生挂机输出信号，即当所述ST0P2引脚是高电平时，所述PICK2引脚输出挂机命令信号(低 电平)。如图2所示，所述收发时序模块2根据所述电话音信号识别模块1的判断结果及 所述摘/挂机控制模块3的摘机/挂机命令输出拨号信号至所述双音多频芯片DTMF来通 过所述电话线接口进行拨号报警。具体地，所述摘/挂机控制模块3至少包括CLK3引脚、 DIAL3引脚、PICK3引脚、ST0P3引脚以及其他必要的引脚，其他必要的引脚在本实施例中 即与所述MT8880中进行连接输出拨号信号所需的引脚，例如如图所示的CS、CP、RSO、R_W、 T-R、DATA等引脚，本领域技术人员理解，这些引脚的连接及工作与现有技术中与MT8880进 行拨号工作时的连接方式相同，在此不予赘述。所述收发时序模块2的CLK3引脚连接输入系统时钟信号。所述收发时序模块2的DIAL3引脚连接所述电话音识别模块1的芯片的DIALl引 脚，其接收所述电话音识别模块1判断的电路是否处于可拨号状态的结果信号。所述收发时序模块2的PICK3引脚连接所述摘/挂机控制模块3的芯片的PICK2 引脚，其接收所述摘/挂机控制模块3发出的摘机/挂机命令信号。所述收发时序模块2的ST0P3引脚连接所述摘/挂机控制模块3的芯片的ST0P2 引脚，当拨号报警工作完成后，所述ST0P3引脚向所述摘机/挂机控制模块3的芯片的 ST0P2引脚输出高电平。当所述DIAL3引脚接收的所述电话音识别模块1的芯片的DIALl引脚的高电平信 号，表示电路处于可拨号状态，当所述PICK3引脚接收所述摘/挂机控制模块3的芯片的 PICK2引脚的高电平信号，表示需要进行拨号工作。本领域技术人员理解，所述收发时序模 块2根据所述CLK3引脚输入系统时钟信号定时地检测所述DIAL3引脚及PICK3引脚的输 入电平，当所述DIAL3引脚及PICK3引脚的均为高电平时，进行拨号报警工作，并在完成拨 号工作时，将结果传输给所述摘/挂机控制模块3，即所述ST0P3引脚输出高电平。本领域技术人员理解，在本实用新型中，所述摘/挂机控制模块3、电话音信号识 别模块1及收发时序模块2三个模块共用一个系统时钟，系统复位信号有效时，所述摘/ 挂机控制模块3输出挂机信号，在正常状态下，所述摘/挂机控制模块3的EN2引脚为低 电平，使所述PICK2引脚也输出低电平，此时三个模块均不工作；当传感器检测到异常信号 时，所述EN2引脚及PICK2引脚为高电平。摘/挂机信号输入到所述收发时序模块2，所述 收发时序模块2将呼叫处理命令字写入MT8880芯片中，将其设置为呼叫处理模式，MT8880 根据此时电话网的实际情况输出频率不同的请求信号，所述请求信号与电话音信号识别模 块1的请求信号输入端(即所述IRQl引脚)连接，所述电话音信号识别模块1接受输出请求信号后，对请求信号脉冲进行计数以判断电话音是否为拨号音。若非拨号音，通过所述 BUSYl引脚产生电话忙信号(高电平)至所述摘/挂机控制模块3，输出挂机信号，实现电 话挂机。然后所述电话音信号识别模块1对请求信号重新进行判断，若为拨号音，则电话音 信号识别模块1通过所述DIALl引脚输出拨号信号(高电平)至所述收发时序模块2，以控 制MT8880按预先设置的电话号码自动拨出。
权利要求一种船舶机舱检测报警装置，其特征在于包括多路传感器、警报显示电路、报警器控制电路、在高级警报时进行电话拨号报警的双音多频芯片以及电话线接口，所述报警器控制电路包括多路引脚端，分别连接所述多路传感器、所述显示电路以及所述双音多频芯片，所述双音多频芯片的输出端连接所述电话线接口。
2.根据权利要求1所述的检测报警装置，其特征在于所述双音多频芯片采用MT8880芯片。
3.根据权利要求1所述的检测报警装置，其特征在于所述报警器控制电路采用复杂 可编程逻辑器件。
4.根据权利要求3所述的检测报警装置，其特征在于所述复杂可编程逻辑器件包括 相互通过多个引脚连接的摘/挂机控制模块、电话音信号识别模块以及收发时序模块，所 述摘/挂机控制模块通过所述引脚端连接所述双音多频芯片的输入端及所述多路传感器， 所述收发时序模块及电话音信号识别模块通过所述引脚端分别连接所述双音多频芯片的 输入端及请求信号输出端。
5.根据权利要求4所述的检测报警装置，其特征在于所述电话音信号识别模块还包 括对所述电话音信号的脉冲进行计数的计数器。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的检测报警装置，其特征在于所述多路传感器 包括船舶机舱内的油压测量传感器、油温测量传感器、水温测量传感器或转速测量传感器。
专利摘要本实用新型提供一种船舶机舱检测报警装置，其特征在于包括多路传感器、警报显示电路、报警器控制电路、在高级警报时进行电话拨号报警的双音多频芯片以及电话线接口，所述报警器控制电路包括多路引脚端，分别连接所述多路传感器、所述显示电路以及所述双音多频芯片，所述双音多频芯片的输出端连接所述电话线接口。本实用新型以复杂可编程逻辑器件和双音多频芯片为主要硬件，系统功能由软件编程决定，灵活性强且结构简单，能有效克服现有技术中的缺陷。报警器控制电路能够根据警报类型采取适当的报警措施，除了能常规地进行驱动警报显示电路显示异常信号的类别与危险级别，如果判断警报为高级危险警报，还将启动电话拨号报警。
文档编号G08B25/08GK201732460SQ201020172288
公开日2011年2月2日 申请日期2010年4月23日 优先权日2010年4月23日
发明者刘玉良, 吴*, 孙旭伟 申请人:浙江海洋学院