专利名称：船舶水位检测报警系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种报警系统，尤其是涉及一种船舶水位检测报警系统的结构改良。
背景技术：
船舶水位涉及到船舶运行的安全问题，至关重要。及时了解船舶的水位情况，可以防止船舶的因进水而危及船舶。为了对水位进行检测，人们进行了长期的探索，提出了多种多样的实施方案。例如，中国专利文献公开了一种水位检测控制装置申请号CN00225152.3，由压力传感器接信号智能化处理单元，其输出端接微处理中心CPU，CPU上的信号输出端分别接发光二极管、蜂鸣器，控制输出端接水泵控制系统；高频开关电源分别向A/D转换器和CPU供电。还有人发明了船用舱底水位报警装置申请号CN87209903，适用于出海捕鱼渔轮的鱼舱水位控制和其他船舶机舱与舵机舱的水位控制的船用舱底水位报警装置，由固定脚、支架、传感结构和控制器组成，其传感结构中有三个处于不同高度的水位传感浮，在三个水位传感浮内装有水银触点开关，由其动作发出信号通过导线给控制器，自动作出排水、报警和停止排水的动作。
上述方案的信号传输都是通过有线的方式进行的。至少存在如下的缺点1.线路的布置比较烦琐，受到位置的限制，使用的灵活性较差；2.容易造成故障，在长期使用过程中线路容易老化、接触不良，使用寿命较短；3.容易受到外界环境的干扰，信号容易失真，导致船舶的安全性难以得到保障。
发明内容
本实用新型主要是解决现有技术所存在的采用有线方式进行信号的传送，线路的布置比较烦琐，受到位置的限制，使用的灵活性较差等的技术问题；提供了一种设计合理，结构简单，易于布置的船舶水位检测报警系统。
本实用新型还有一目的是解决现有技术所存在的在长期使用过程中线路容易老化、接触不良，造成信号失真，船舶的安全性难以得到保障等的技术问题；提供了一种信号传输稳定、可靠，不易受到干扰，船舶的安全性高，能够及时进行定位的船舶水位检测报警系统。
本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的船舶水位检测报警系统，包括分布在船体上的若干水位传感器，其特征在于所述的每个水位传感器分别连接有一个信号采集数字化模块，每个信号采集数字化模块分别与一个用于发送水位信号的无线传输模块相连；在中央处理模块上连接有用于接收水位信号的无线传输模块，所述的中央处理模块对水位信号进行处理，在水位超过设定值时通过连接于其上的报警装置发出报警信号。
作为优选，所述的中央处理模块上还连接有用于显示报警位置的显示屏。
本实用新型通过分布在船舶各处的水位传感器检测该位置的水位情况。水位传感器的水位信息发送至本位置的无线传输模块，无线传输模块将这些水位信息收集之后发送到中心处理模块。中心处理模块根据收到的信息来判断水位是否需要报警。如果有水位出现异常情况，中心处理模块将通过屏幕提示水位出现预警的位置，并发出警报信号。本实用新型创造性地通过无线通讯的传输手段传输水位信息数据，给系统的应用带来了很大的灵活性。由于不需要通过有线通讯的布线环节，使系统的安装和水位检测点的布置灵活方便，不受检测位置的限制。
作为优选，所述的无线传输模块连接有电压调整模块，并且所述的无线传输模块采用环形差分天线。
作为优选，所述的信号采集数字化模块与用于发送水位信号的无线传输模块之间通过异步串行接口相连。
作为优选，所述的水位传感器为与水压成线性关系的液位变送传感器，并且所述的水位传感器由不锈钢探头、电缆和电气盒组成。
作为优选，所述的信号采集数字化模块包括与水位传感器相连的A/D转换芯片，以及与A/D转换芯片相连的单片机。
作为优选，所述的报警装置为声音报警装置、光线报警装置、语音提示装置中的任何一种或其组合。
因此，本实用新型具有如下优点1.设计合理，结构简单，通过无线传输的方式有效地克服了线路布局问题，不受检测位置的限制，大大提高了检测点布置的灵活性；2.不易受到外界因素的干扰，信号传输稳定，系统工作的可靠性高，提升了安全性能；3.电路设计合理，使用寿命长，外围电路简单可靠。
附图1是本实用新型的一种电结构框图；附图2是本实用新型的一种无线传输模块与信号采集数字化模块的连接结构图；附图3是本实用新型的一种水位传感器和信号采集数字化模块的连接结构图。
图中，水位传感器1、信号采集数字化模块2、无线传输模块3、中央处理模块4、报警装置5、显示屏6。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
实施例如图1所示的船舶水位检测报警系统，包括水位传感器1、信号采集数字化模块2、无线传输模块3、中央处理模块4、报警装置5、显示屏6等组件。
在整个船体上分布有多个水位传感器1，各个水位传感器1的高低可以根据实际需要布置。每个水位传感器1分别连接有一个信号采集数字化模块2，每个信号采集数字化模块2分别与一个用于发送水位信号的无线传输模块3相连。在中央处理模块4上连接有用于接收水位信号的无线传输模块3，中央处理模块4对水位信号进行处理，在水位超过设定值时通过连接于其上的报警装置5发出报警信号。中央处理模块4上还连接有用于显示报警位置的显示屏6，通过显示屏可以方便地显示出具体的报警位置，以便于快速应对。无线传输模块3连接有电压调整模块，并且所述的无线传输模块3采用环形差分天线。信号采集数字化模块2与用于发送水位信号的无线传输模块3之间通过TTL异步串行接口相连。水位传感器1为与水压成线性关系的液位变送传感器，并且所述的水位传感器1由不锈钢探头、电缆和电气盒组成。信号采集数字化模块2包括与水位传感器1相连的A/D转换芯片，以及与A/D转换芯片相连的单片机。报警装置5为声音报警装置和光线报警装置的组合，在出现警戒水位时，产生声光报警信号。
如图2所示，无线传输模块3采用的是nRF9E5作为主控芯片，nRF9E5是Nordic VLSI公司于2004年2月5日推出的系统级RF芯片，其内置nRF905433/868/915MHz收发器、8051兼容微控制器和4输入10位80ksps A/D转换器，是真正的系统级芯片。内置nRF905收发器与nRF905芯片的收发器一样，可以工作于ShockBurst(自动处理前缀、地址和CRC)方式。内置电压调整模块，最大限度地抑制噪音，为系统提供1.9～3.6V的工作电压，QFN5×5mm封装，载波检测。由于nRF905功耗低，工作可靠，因此很适用于无线数据传输系统的设计。ANT1和ANT2为天线连接引脚，可采用PCB环形差分天线，晶振工作频率为16MHz。
如图3所示，系统采用ST3011型液位变送传感器，该传感器结构简单、测量精确，安装方便。ST3011型液位变送传感器由不锈钢探头、导器电缆、电气盒组成。传感器将压力信号转换成电信号。传感器在量程范围内输出的信号为直流4-20mA信号，该信号与所测水位成线性关系。
信号采集数字化模块使用MCS-51系列的89C51单片机结合ICL7135实现ST3011型液位变送传感器的电流信号的采集与量化。ICL7135为4位半BCD码(相当于14位二进制数)双积分式高精度A/D转换器。在外接时钟频率为1MHz时，其转换速率为25次/S。完全能够达到系统所需的转换速度要求。
ICL7135的A/D转换结果是动态并行输出的，因此需要与MCS-51的并行接口相连接。如图3所示的ICL7135与AT89C51的外围电路接口逻辑。图中压力式水位传感器的数据采集部分主要由ICL7135、74HC157、MC14017等组成。图中74HC157为4位2选1数据多路开关。ICL7135的高位选通信号D5输出为高电平时，万位数据B1和极性、过量程、欠量程标志输入到AT89C51的P00、P01、P02、P03，当D5为低电平时，ICL7135的B1、B2、B4、B8输出低位的BCD码，此时BCD码数据线B1、B2、B4、B8输入到AT89C51的P00、P01、P02、P03口。MC14017作为方波发生器，为ICL7135提供时钟信号。当AT89C51的晶振频率取12MHz时，MC14017的CLK输入端输入时钟频率为2MHz，经10分频后，Cout输出为200kHz的方波，作为ICL7135的时钟脉冲。
本实用新型中所使用的各种芯片是公知技术，对于其结构和工作原理，本文不做赘述。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了水位传感器1、信号采集数字化模块2、无线传输模块3、中央处理模块4、报警装置5、显示屏6等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。
权利要求1.一种船舶水位检测报警系统，包括分布在船体上的若干水位传感器(1)，其特征在于所述的每个水位传感器(1)分别连接有一个信号采集数字化模块(2)，每个信号采集数字化模块(2)分别与一个用于发送水位信号的无线传输模块(3)相连；在中央处理模块(4)上连接有用于接收水位信号的无线传输模块(3)，所述的中央处理模块(4)对水位信号进行处理，在水位超过设定值时通过连接于其上的报警装置(5)发出报警信号。
2.根据权利要求1所述的船舶水位检测报警系统，其特征在于所述的中央处理模块(4)上还连接有用于显示报警位置的显示屏(6)。
3.根据权利要求1或2所述的船舶水位检测报警系统，其特征在于所述的无线传输模块(3)连接有电压调整模块，并且所述的无线传输模块(3)采用环形差分天线。
4.根据权利要求3所述的船舶水位检测报警系统，其特征在于所述的信号采集数字化模块(2)与用于发送水位信号的无线传输模块(3)之间通过异步串行接口相连。
5.根据权利要求1或2所述的船舶水位检测报警系统，其特征在于所述的水位传感器(1)为与水压成线性关系的液位变送传感器，并且所述的水位传感器(1)由不锈钢探头、电缆和电气盒组成。
6.根据权利要求3所述的船舶水位检测报警系统，其特征在于所述的水位传感器(1)为与水压成线性关系的液位变送传感器，并且所述的水位传感器(1)由不锈钢探头、电缆和电气盒组成。
7.根据权利要求1或2所述的船舶水位检测报警系统，其特征在于所述的信号采集数字化模块(2)包括与水位传感器(1)相连的A/D转换芯片，以及与A/D转换芯片相连的单片机。
8.根据权利要求3所述的船舶水位检测报警系统，其特征在于所述的信号采集数字化模块(2)包括与水位传感器(1)相连的A/D转换芯片，以及与A/D转换芯片相连的单片机。
9.根据权利要求1或2所述的船舶水位检测报警系统，其特征在于所述的报警装置(5)为声音报警装置、光线报警装置、语音提示装置中的任何一种或其组合。
10.根据权利要求3所述的船舶水位检测报警系统，其特征在于所述的报警装置(5)为声音报警装置、光线报警装置、语音提示装置中的任何一种或其组合。
专利摘要本实用新型涉及一种船舶水位检测报警系统的结构改良。包括分布在船体上的若干水位传感器，其特征在于所述的每个水位传感器分别连接有一个信号采集数字化模块，每个信号采集数字化模块分别与一个用于发送水位信号的无线传输模块相连；在中央处理模块上连接有用于接收水位信号的无线传输模块，所述的中央处理模块对水位信号进行处理，在水位超过设定值时通过连接于其上的报警装置发出报警信号。具有如下优点通过无线传输的方式有效地克服了线路布局问题，不受检测位置的限制，大大提高了检测点布置的灵活性；不易受到外界因素的干扰，信号传输稳定，系统工作的可靠性高，提升了安全性能；电路设计合理，使用寿命长，外围电路简单可靠。
文档编号B63B39/12GK2897817SQ200620103610
公开日2007年5月9日 申请日期2006年5月15日 优先权日2006年5月15日
发明者张文祥, 郝婕, 张亮, 李超 申请人:浙江万里学院