专利名称：桥梁安全预警提示系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及用于道路交通桥梁安全检测预警技术领域，尤其是涉及一种桥梁 安全预警提示系统。
技术背景近年来，随着我国道路交通的发展，尤其是铁路交通的快速发展，桥梁工程技术也 得到了飞跃的发展。随着我国重大交通网络的进一步完善，逐步克服了偏远地区、地理环境 复杂地区的交通问题，桥梁的建设在其中发挥了重大的作用。桥梁工程技术的发展使桥梁 的结构造型愈见简洁美观，桥梁跨度不断增加，特大跨度的桥梁逐年增多。桥梁作为国家基 础设施的重要组成部分，在国民经济和社会生活中的作用越来越重要。同时，人们对大型桥 梁的安全性、耐久性和正常使用功能非常关注。桥梁检测技术作为桥梁工程领域的重要组 成部分，现有的桥梁检测数据的传输均采用有线电缆方式来完成。这种技术手段虽具有技 术含量低、数据传输效率高、准确性好的优点，但是在大跨度桥梁结构测试中，随着桥梁跨 度的增加和传感器数量增加，有线电缆用量剧增，而且几千米的有线电缆布线工作量得难 以实施。对于长大跨度的桥梁。现有采用长距离有线电缆的连接方式进行桥梁检测存在诸 多不便。例如现场测试周期长、效率底下及灵活性差；布置和撤离有线电缆工作量大；如果 测试点数目多，有线电缆分布复杂凌乱、容易接错，并为后期的数据处理带来难以补救的困 难；这些情况制约了桥梁工程技术的发展。实用新型专利200510009658. χ实用新型专利公开了一种基于传感器的桥梁无线 监测系统，其以无线方式对桥梁结构的动态数据、静态数据进行测量，其具有检测精度高、 测试周期短、效率高、工作量小、无需借助现有的通信网络、高可靠性等优点。但现有技术对 桥梁使用过程的检测停留在静态数据采集分析和动态的评价，其技术实施受到地理位置的 限制，尤其对于山区因突发自然灾害造成的桥梁坍塌事故，无法实施有效监控和预警，这样 就造成偏远地区的桥梁在发生突然坍塌时无法及时警告行驶的车辆，容易引天气原因造成 人员和财产的损失。
发明内容本实用新型是对现有的技术的不足而提供的一种桥梁安全预警提示系统，其采用 电路的结构设计，能够对桥梁因地震泥石流等自然灾害发生时导致的桥梁坍塌事故发出警 报，从而有效解决了现有技术中的问题。本实用新型解决其技术问题所采用的方案是所述的桥梁安全预警提示系统，包 括有电源模块，其特点是还包括有报警电路模块和语音及声光报警装置，所述的电源模块 由蓄电池模块及太阳能发电装置组成，太阳能发电装置的正负极输出端与蓄电池模块的正 负极输入端相连，蓄电池模块的输出端与DC/DC电压转换模块相连，DC/DC电压转换模块的 输出端分别与感应线断路比较电路和报警电路模块相连，报警电路模块与语音及声光报警 装置相连。[0006]所述的感应线断路比较电路包括感应导线和断路比较器，断路比较器型号为 LM139WA，感应导线的一端通过可变电阻R2与断路比较器的负输入端连接，断路比较器的 负输入端通过电阻Rl与DC/DC电压转换模块的正输出端相连；感应导线的另一端通过电阻 R4与断路比较器的正输入端连接，断路比较器的正输入端通过电阻R3与DC/DC电压转换模 块的正输出端相连；感应导线和电阻R4的连接处与断路比较器的GND引脚和DC/DC电压转 换模块的负输出端相连，断路比较器的输出引脚和电源引脚与光电耦合器的CHTH0DE输入 端相连，电阻RlO安装在断路比较器的输出引脚和电源引脚之间，光电耦合器的ANODE输入 端通过电阻R5与DC/DC电压转换模块的正输出端相连，光电耦合器的COLLECTOR输出端与 DC/DC电压转换模块的正输出端相连。所述的报警电路模块包括三极管和继电器，三极管的基极通过电阻R6与光电耦 合器的EMITTER输出端相连，三极管Ql的发射极与DC/DC电压转换模块的负输出端相连， 三极管Ql的发射极与基极之间设有电阻R7，三极管Ql的集电极通过二极管与DC/DC电 压转换模块的正输出端相连，三极管Ql的集电极与继电器线圈一端相连，继电器线圈另一 端与DC/DC电压转换模块的正输出端相连，继电器的输出端一引脚接蓄电池模块的正输出 端，继电器的输出端另一引脚接语音及声光报警装置的报警铃和报警灯，报警铃和报警灯 之间设有电阻，所述的三极管的集电极与二极管的正极相连，二极管的负极与DC/DC电压 转换模块的正输出端相连，所述的语音及声光报警装置的报警铃和报警灯均为两个，第一 报警铃和第一报警灯之间设有电阻R8，第二报警铃和第二报警灯之间设有电阻R9，所述的 报警灯为发光二极管。所述的感应线断路比较电路采用MCS51单片机替换，DC/DC电压转换模块正输出 端与单片机的VCC引脚相连，DC/DC电压转换模块负输出端与单片机模块的GND引脚相连， 感应导线的一端与DC/DC电压转换模块正输出端相连，感应导线的另一端与单片机的中断 INTO引脚相连，报警电路模块的三极管Cl的基极通过电阻Rll与单片机的Pl. 0引脚相连， 三极管C2的基极通过电阻R12与单片机的Pl. 1引脚相连，三极管Cl和三极管C2的集电 极与蓄电池模块的正输出端相连，三极管Cl的发射极与报警灯相连，三极管C2的发射极与 报警铃相连。所述的DC/DC电压转换模块的输出电压为5V或6V，蓄电池模块的输出电压为 12V。本实实用新型通过上述技术方案，存在如下效果所述的桥梁安全预警提示系统， 其采用了一种感应线断路比较电路，能够很好的实现桥梁坍塌事故的预警提示功能，实现 了桥梁坍塌时的声光报警提示功能。该系统结构简单，稳定可靠，扩展方便。
图1是本实用新型实施例1的结构原理及电路连接示意图；图2是本实用新型实施例2的结构原理及电路连接示意图。图中所示1、感应导线；2、断路比较器；3、光电耦合器，4、三极管Ql ；5、二极管； 6、继电器；7、报警铃；8、报警灯；9、太阳能发电装置；10、蓄电池模块；11、DC/DC电压转换 模块；12、MCS51单片机；13、三极管Cl ；14、三极管C2。
具体实施方式
以下结合附图所示之最佳实施例作进一步详述实施例1，如图1所示，所述的桥梁安全预警提示系统，包括有电源模块，其特点是 还包括有报警电路模块和语音及声光报警装置，所述的电源模块由蓄电池模块10及太阳 能发电装置9组成，太阳能发电装置9的正负极输出端与蓄电池模块10的正负极输入端相 连，蓄电池模块10的输出端与DC/DC电压转换模块11相连，DC/DC电压转换模块11的输 出端分别与感应线断路比较电路和报警电路模块相连，报警电路模块与语音及声光报警装 置相连。所述的感应线断路比较电路包括感应导线1和断路比较器2，断路比较器2型号为 LM139WA，感应导线1的一端通过可变电阻R2与断路比较器2的负输入端连接，断路比较器 2的负输入端通过电阻Rl与DC/DC电压转换模块11的正输出端相连；感应导线1的另一 端通过电阻R4与断路比较器2的正输入端连接，断路比较器2的正输入端通过电阻R3与 DC/DC电压转换模块11的正输出端相连；感应导线1和电阻R4的连接处与断路比较器2的 GND引脚和DC/DC电压转换模块11的负输出端相连，断路比较器2的输出引脚和电源引脚 与光电耦合器3的CHTH0DE输入端相连，电阻RlO安装在断路比较器2的输出引脚和电源 引脚之间，光电耦合器3的ANODE输入端通过电阻R5与DC/DC电压转换模块11的正输出 端相连，光电耦合器3的COLLECTOR输出端与DC/DC电压转换模块11的正输出端相连。所述的报警电路模块包括三极管Q14和继电器6，三极管Q14的基极通过电阻R6 与光电耦合器3的EMITTER输出端相连，三极管Q14的发射极与DC/DC电压转换模块11的 负输出端相连，三极管Q14的发射极与基极之间设有电阻R7，三极管Q14的集电极通过二极 管与DC/DC电压转换模块11的正输出端相连，三极管Q14的集电极与继电器6线圈一端相 连，继电器6线圈另一端与DC/DC电压转换模块11的正输出端相连，继电器6的输出端一 引脚接蓄电池模块10的正输出端，继电器6的输出端另一引脚接语音及声光报警装置的报 警铃7和报警灯8，报警铃7和报警灯8之间设有电阻，所述的三极管Q14的集电极与二极 管5的正极相连，二极管5的负极与DC/DC电压转换模块11的正输出端相连，所述的语音 及声光报警装置的报警铃7和报警灯8均为两个，第一报警铃和第一报警灯之间设有电阻 R8，第二报警铃和第二报警灯之间设有电阻R9，所述的报警灯8为发光二极管。所述的DC/ DC电压转换模块11的输出电压为6V，蓄电池模块10的输出电压为12V。实施时，连接各器件，调整可变电阻R2使得比较器断路比较器2的负输入端电压 小于正输入端电压，此时断路比较器2的输出端输出高电平，光电耦合器3不导通，三极管 Q14不导通，报警铃7、报警灯8均不工作。当桥梁坍塌时，感应导线1断开，断路比较器2 的负输入端电压大于正输入端电压，此时断路比较器2的输出端输出低电平，光电耦合器3 导通，三极管Q14导通，报警铃7、报警灯8均接通工作，警示行人及车辆桥梁坍塌。实施例，2，如图2所示，与实施例1不同的是，所述的感应线断路比较电路采用 MCS51单片机12替换，DC/DC电压转换模块11正输出端与单片机12的VCC引脚相连，DC/ DC电压转换模块11负输出端与单片机模块12的GND引脚相连，感应导线1的一端与DC/ DC电压转换模块11正输出端相连，感应导线1的另一端与单片机12的中断INTO引脚相 连，报警电路模块的三极管C113的基极通过电阻Rll与单片机12的Pl. 0引脚相连，三极 管C214的基极通过电阻R12与单片机12的Pl. 1引脚相连，三极管C113和三极管C214的集电极与蓄电池模块10的正输出端相连，三极管C113的发射极与报警灯8相连，三极管 C214的发射极与报警铃7相连。所述的DC/DC电压转换模块11的输出电压为5V，蓄电池 模块10的输出电压为12V。 实施时，连接感应导线1、MCS51单片机12、蓄电池模块10等各器件，编写程序，设 置MCS51单片机12的INTO工作在边沿触发模式下，下载程序到MCS51单片机12，当桥梁不 坍塌时感应导线1保持接通，MCS51单片机12的中断INTO引脚电平不发生跳变，此时MCS51 单片机的Pl. 0、Pl. 1引脚均输出低电平，三极管C113和三极管C214均不导通，报警铃7、 报警灯8不工作。桥梁坍塌时导致感应导线1断开，MCS51单片机12的中断INTO引脚由 高电平变为低电平发生跳变，此时MCS51单片机12在软件的控制下开始工作，MCS51单片 机12的Pl. 0、Pl. 1引脚输出高电平，三极管C113和三极管C214导通，报警铃7、报警灯8 开始工作，起到警示的作用。
权利要求1.一种桥梁安全预警提示系统，包括有电源模块，其特征是还包括有报警电路模块和 语音及声光报警装置，所述的电源模块由蓄电池模块及太阳能发电装置组成，太阳能发电 装置的正负极输出端与蓄电池模块的正负极输入端相连，蓄电池模块的输出端与DC/DC电 压转换模块相连，DC/DC电压转换模块的输出端分别与感应线断路比较电路和报警电路模 块相连，报警电路模块与语音及声光报警装置相连。
2.根据权利要求1所示的桥梁安全预警提示系统，其特征在于所述的感应线断路比 较电路包括感应导线和断路比较器，断路比较器型号为LM139WA，感应导线的一端通过可变 电阻R2与断路比较器的负输入端连接，断路比较器的负输入端通过电阻Rl与DC/DC电压 转换模块的正输出端相连；感应导线的另一端通过电阻R4与断路比较器的正输入端连接， 断路比较器的正输入端通过电阻R3与DC/DC电压转换模块的正输出端相连；感应导线和电 阻R4的连接处与断路比较器的GND引脚和DC/DC电压转换模块的负输出端相连，断路比较 器的输出引脚和电源引脚与光电耦合器的CHTH0DE输入端相连，电阻RlO安装在断路比较 器的输出引脚和电源引脚之间，光电耦合器的ANODE输入端通过电阻R5与DC/DC电压转换 模块的正输出端相连，光电耦合器的COLLECTOR输出端与DC/DC电压转换模块的正输出端 相连。
3.根据权利要求1所示的桥梁安全预警提示系统，其特征在于所述的报警电路模块 包括三极管Ql和继电器，三极管Ql的基极通过电阻R6与光电耦合器的EMITTER输出端相 连，三极管Ql的发射极与DC/DC电压转换模块的负输出端相连，三极管Ql的发射极与基极 之间设有电阻R7，三极管Ql的集电极通过二极管与DC/DC电压转换模块的正输出端相连， 三极管Ql的集电极与继电器线圈一端相连，继电器线圈另一端与DC/DC电压转换模块的正 输出端相连，继电器的输出端一引脚接蓄电池模块的正输出端，继电器的输出端另一引脚 接语音及声光报警装置的报警铃和报警灯，报警铃和报警灯之间设有电阻。
4.根据权利要求3所示的桥梁安全预警提示系统，其特征在于所述的三极管的集电 极与二极管的正极相连，二极管的负极与DC/DC电压转换模块的正输出端相连。
5.根据权利要求3所示的桥梁安全预警提示系统，其特征在于所述的语音及声光报 警装置的报警铃和报警灯均为两个，第一报警铃和第一报警灯之间设有电阻R8，第二报警 铃和第二报警灯之间设有电阻R9。
6.根据权利要求3或5所示的桥梁安全预警提示系统，其特征在于所述的报警灯为 发光二极管。
7.根据权利要求1所示的桥梁安全预警提示系统，其特征在于所述的感应线断路比 较电路采用MCS51单片机替换，DC/DC电压转换模块正输出端与单片机的VCC引脚相连，DC/ DC电压转换模块负输出端与单片机模块的GND引脚相连，感应导线的一端与DC/DC电压转 换模块正输出端相连，感应导线的另一端与单片机的中断INTO引脚相连，报警电路模块的 三极管Cl的基极通过电阻Rll与单片机的Pl. 0引脚相连，三极管C2的基极通过电阻R12 与单片机的Pl. 1引脚相连，三极管Cl和三极管C2的集电极与蓄电池模块的正输出端相 连，三极管Cl的发射极与报警灯相连，三极管C2的发射极与报警铃相连。
8.根据权利要求1或7所示的桥梁安全预警提示系统，其特征在于所述的DC/DC电 压转换模块的输出电压为6V或5V，蓄电池模块的输出电压为12V。
专利摘要本实用新型涉及用于道路交通桥梁安全检测预警技术领域，尤其是涉及一种桥梁安全预警提示系统。包括有电源模块，其特点是还包括有报警电路模块和语音及声光报警装置，所述的电源模块由蓄电池模块及太阳能发电装置组成，太阳能发电装置的正负极输出端与蓄电池模块的正负极输入端相连，蓄电池模块的输出端与DC/DC电压转换模块相连，DC/DC电压转换模块的输出端分别与感应线断路比较电路和报警电路模块相连，报警电路模块与语音及声光报警装置相连。其采用了一种感应线断路比较电路，能够很好的实现桥梁坍塌事故的预警提示功能，实现了桥梁坍塌时的声光报警提示功能。该系统结构简单，稳定可靠，扩展方便。
文档编号G08B21/00GK201927154SQ201120015658
公开日2011年8月10日 申请日期2011年1月14日 优先权日2011年1月14日
发明者康会峰, 王晓亮, 王晓光, 郭共绍, 黄新春 申请人:北华航天工业学院