一种呼吸器智能数显电子压力表系统的制作方法
【专利摘要】一种呼吸器智能数显电子压力表系统，包括单片机控制单元及与单片机控制单元连接的自带表盘的高精度压力传感器、液晶显示单元、供电单元。本设计指针、数字双制式实时显示，便于准确读数；报警方式无需额外消耗气瓶气体；此外，该设计还新增了电池防反接、气瓶打开自动开机、气瓶气量剩余使用时间显示、HUD抬头可视发射、电池低压报警、液晶模块背光灯开关、呼救、环境温度测量及报警等功能。
【专利说明】一种呼吸器智能数显电子压力表
系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种呼吸器智能数显电子压力表系统，属于消防设备领域。
【背景技术】
[0002]空气呼吸器是消防救援人员危险场合必须使用的装备。空气呼吸器自带气瓶的气体剩余量对于消防救援人员的人身安全至关重要，所以空呼的气瓶压力表作用举足轻重。现有空呼气瓶压力表主要是指针式压力表，它是利用自带表盘的压力传感器检测并指示气瓶剩余气体压力，通过其特殊的机械结构在气瓶气压低于6MPa时利用气瓶气体冲击报警哨并持续产生有效报警声提示使用人员及时撤离。它虽然具有气压测量精确的优点，但其缺点主要有如下几点:
[0003]1、气瓶压力指示采用传统指针指示，显示不够直观，使用不方便；
[0004]2、气瓶压力不足报警只能通过消耗气瓶剩余气体的办法实现，这样就使得消防救援人员安全撤离时间大为缩短，给使用人员的人身安全带来极大的隐患；
[0005]3、功能简单，只有气瓶压力指示和气瓶压力不足报警两个功能，无法满足更多安全保护的需求。
实用新型内容
[0006]针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种呼吸器智能数显电子压力表系统，采取独立供电的方式，提供气瓶压力报警及数字、指针显示。
[0007]为实现上述目的，本实用新型是通过以下技术手段来实现的:
[0008]一种呼吸器智能数显电子压力表系统，其特征在于:包括单片机控制单元及与单片机控制单元连接的自带表盘的高精度压力传感器、液晶显示单元、供电单元。
[0009]优选的，所述的一种呼吸器智能数显电子压力表系统，其特征在于:还包括与单片机控制单元连接的声光报警单元。
[0010]优选的，所述的一种呼吸器智能数显电子压力表系统，其特征在于:所述声光报警单元为高响度蜂鸣片和高亮发光二极管。
[0011]优选的，所述的一种呼吸器智能数显电子压力表系统，其特征在于:所述高亮发光二极管为6个LED灯。
[0012]优选的，所述的一种呼吸器智能数显电子压力表系统，其特征在于:还包括与单片机控制单元连接的温度传感器、运动传感器、2.4G无线发射模块。
[0013]优选的，所述的一种呼吸器智能数显电子压力表系统，其特征在于:还包括与单片机控制单元连接的功能按键、切屏按键、液晶背光控制电路、LED指示灯单元。
[0014]优选的，所述的一种呼吸器智能数显电子压力表系统，其特征在于:还包括与所述
2.4G无线发射模块配套的HUD气瓶压力平视显示装置。
[0015]优选的，所述的一种呼吸器智 能数显电子压力表系统，其特征在于:所述运动传感器为陀螺仪。
[0016]优选的，所述的一种呼吸器智能数显电子压力表系统，其特征在于:所述供电单元包括电池及防反接电路、DC-DC升压电路。
[0017]本实用新型的有益效果是:1、采用自带表盘的高精度压力传感器保证压力检测及指示精确可靠，利用内置M⑶实现压力指示的数字化，测量结果通过液晶屏直观显示，便于使用人员方便准确读数，实现指针、数字双制式实时显示；
[0018]2、当气瓶压力小于6MPa时，本发明会通过高响度蜂鸣片和高亮发光二极管自动发出声光报警信号表示气瓶压力不足，提示使用人员及时撤离，采用电子报警方式无需额外消耗气瓶气体，从而最大限度保证使用人员的安全撤离时间，提高安全系数；
[0019]3、为满足使用人员的需求，本发明还新增了电池防反接、气瓶打开自动开机、气瓶气量剩余使用时间显示、HUD抬头可视发射、电池低压报警、液晶模块背光灯开关、呼救、环境温度测量及报警等功能。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本设计组成结构实施示意图。
【具体实施方式】
[0021]下面将结合说明书附图，对本实用新型作进一步的说明。
[0022]如图1所示，一种呼吸器智能数显电子压力表系统，其特征在于:包括单片机控制单元及与单片机控制单元连接的自带表盘的高精度压力传感器、液晶显示单元、供电单元。
[0023]压力传感器可以将气瓶压力转换成与之对应的电压信号。当气瓶打开时，压力传感器输出相应电压值给处于超低功耗休眠状态的单片机，单片机控制DC-DC升压电路实现自动开机功能。单片机根据压力传感器提供的电压信号精确计算出气瓶压力值，并根据使用人员前3秒钟的用气量动态计算出剩余气体的使用时间。气瓶压力值和剩余气体使用时间通过液晶模块数字显示。压力传感器自带模拟指针表盘，可用指针指示气瓶压力值，实现气瓶压力的模拟、数字双制式显示，使得本发明使用人群更广，使用范围更宽，使用更加灵活。
[0024]优选的，所述的一种呼吸器智能数显电子压力表系统，其特征在于:还包括与单片机控制单元连接的声光报警单元。
[0025]当气瓶压力值小于6MPa时，单片机通过声光报警单元发出相应报警信号提示使用者注意及时安全撤离现场。
[0026]优选的，所述的一种呼吸器智能数显电子压力表系统，其特征在于:所述声光报警单元为高响度蜂鸣片和高亮发光二极管。
[0027]优选的，所述的一种呼吸器智能数显电子压力表系统，其特征在于:所述高亮发光二极管为6个LED灯。
[0028]声光报警单元利用蜂鸣器发声、LED灯发光产生相应声光报警信号。
[0029]优选的，所述的一种呼吸器智能数显电子压力表系统，其特征在于:还包括与所述
2.4G无线发射模块配套的HUD气瓶压力平视显示装置。
[0030]优选的，所述的一种呼吸器智能数显电子压力表系统，其特征在于:还包括与单片机控制单元连接的温度传感器、运动传感器、2.4G无线发射模块。
[0031]优选的，所述的一种呼吸器智能数显电子压力表系统，其特征在于:还包括与单片机控制单元连接的功能按键、切屏按键、液晶背光控制电路、LED指示灯单元。
[0032]优选的，所述的一种呼吸器智能数显电子压力表系统，其特征在于:还包括与所述
2.4G无线发射模块配套的HUD气瓶压力平视显示装置。
[0033]2.4G无线发射模块采用专用蓝牙模块，可用来无线传输气瓶压力数据和温度报警信号给与之配套的HUD气瓶压力平视显示装置。呼吸器智能数显电子压力表与HUD气瓶压力平视显示装置需通过对码操作实现配对连接。
[0034]具体对码操作为同时长按功能按键和切屏按键使得呼吸器智能数显电子压力表进入对码状态，蓝色LED灯闪烁，对码状态持续时间30秒钟，在此状态下，按住HUD气瓶压力平视显示装置的对码按键2秒钟即可完成对码，对码成功后蓝灯每3秒钟闪烁一次，表示电子压力表处于连接状态。
[0035]如果断开连接，配对指示灯处于熄灭状态。断开连接的情况有两种:
[0036](I)主机关机:主机关机后，双方断开链接，HUD气瓶压力平视显示装置处于待机状态。再次打开电子压力表，双方会自动连接。
[0037](2)其他非法断开连接:比如超出连接距离等，两者再次进入可连接范围，只要电子压力表处于开机范围，双方会自动连接。
[0038]温度传感器可以将环境温度转换成与之对应的电信号并提供给单片机，单片机通过计算准确得出当前环境温度并通过液晶模块数字显示，实现环境温度测量功能。当环境温度超过设定值时，红色LED灯亮表示当前环境不适宜继续作业，提示使用人员及时撤离作业现场并把相应信号通过2.4G无线发射模块传输给与之配套的HUD气瓶压力平视显示装置，实现温度报警功能，从而提高产品的安全性。
[0039]LED指示单元由红、黄、蓝3个不同颜色的高亮LED灯组成，红灯表示温度报警指示灯，黄灯表示电池欠电指示灯，蓝灯表示对码指示灯。
[0040]液晶显示单元采用图像型点阵液晶模块，其背光灯控制端由液晶背光控制电路控制。短按功能键，单片机控制液晶背光控制电路实现液晶模块背光灯的控制。
[0041]液晶模块显示界面有两种，一种只显示气瓶压力，另一种显示气瓶压力值、剩余气体使用时间和环境温度。通过短按切屏按键，使用人员可以实现显示界面的切换，从而为使用人员提供了更多选择，体现了以人为本的精神。
[0042]优选的，所述的一种呼吸器智能数显电子压力表系统，其特征在于:所述运动传感器为陀螺仪。
[0043]运动传感器使用陀螺仪，可以将使用人员的作业活动转换成与之对应的电信号并提供给单片机，单片机通过相关计算确定使用人员是否有作业活动。当单片机通过陀螺仪检测到使用人员连续静止超过30秒时，单片机自动控制声光报警单元发出预报警信号，持续15秒，在此期间使用人员可以通过作业活动或者短按功能键的方式撤销报警信号；当单片机通过陀螺仪检测到使用人员连续静止超过45秒时，单片机自动控制声光报警单元发出有别于预报警信号的报警信号，此时使用人员只能通过短按功能键的方式撤销报警信号，否则将会一直报警，实现自动呼救功能。此外，当遇到危险需要呼救时，使用人员也可以通过长按切屏按键的方式主动呼救。主动呼救和自动呼救构成了完整的呼救器功能，从而提局广品的安全性。
[0044]优选的，所述的一种呼吸器智能数显电子压力表系统，其特征在于:所述供电单元包括电池及防反接电路、DC-DC升压电路。
[0045]本发明采用低功耗处理，电池部分采用2节普通7号干电池供电即可满足需求。电池通过专用防反接电路直接给单片机控制单元供电。电池防反接电路可以保证在电池接反的情况下不至于损坏产品。在关机或者没与气瓶接通时，单片机处于超低功耗休眠状态，静态电流平均为50 μ Α,在此状态下普通2节7号干电池可使用I年之久。
[0046]功能按键和切屏按键均为不自锁按键，分别与单片机两个不同管脚相连。当按键没有按下时，单片机相应管脚为高电平；当按键按下时，单片机相应管脚为低电平。单片机通过相应管脚的电平是否为低来判断相应按键是否按下，通过内部定时/计数器计按键按下时间的长短来判断按键是长按还是短按。
[0047]当长按功能键时，单片机使能DC-DC升压电路给电路其它各部分供电，完成开机操作。再次长按功能键，单片机取消DC-DC升压电路使能输出，完成关机操作。如此反复，实现呼吸器智能数显电子压力表的开关机操作。
[0048]单片机通过A/D转换接口对电池电压进行采样计算的方法实现准确测量电池电压，从而有效测量电池电量。当电池电量不足时，单片机通过点亮黄色LED灯的方式进行电池低压报警，在此状态下本发明仍能继续工作I天。
[0049]本发明主要应用场合为消防救援时使用，结构上采用防水防爆设计，防护等级达到IP67，以满足实际使用场合的需要。
[0050]以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.一种呼吸器智能数显电子压力表系统，其特征在于:包括单片机控制单元及与单片机控制单元连接的自带表盘的高精度压力传感器、液晶显示单元、供电单元。
2.如权利要求1所述的一种呼吸器智能数显电子压力表系统，其特征在于:还包括与单片机控制单元连接的声光报警单元。
3.如权利要求2所述的一种呼吸器智能数显电子压力表系统，其特征在于:所述声光报警单元为高响度蜂鸣片和高亮发光二极管。
4.如权利要求3所述的一种呼吸器智能数显电子压力表系统，其特征在于:所述高亮发光二极管为6个LED灯。
5.如权利要求1或者2所述的一种呼吸器智能数显电子压力表系统，其特征在于:还包括与单片机控制单元连接的温度传感器、运动传感器、2.4G无线发射模块。
6.如权利要求5所述的一种呼吸器智能数显电子压力表系统，其特征在于:还包括与单片机控制单元连接的功能按键、切屏按键、液晶背光控制电路、LED指示灯单元。
7.如权利要求5所述的一种呼吸器智能数显电子压力表系统，其特征在于:还包括与所述2.4G无线发射模块配套的HUD气瓶压力平视显示装置。
8.如权利要求5所述的一种呼吸器智能数显电子压力表系统，其特征在于:所述运动传感器为陀螺仪。
9.如权利要求1或者2所述的一种呼吸器智能数显电子压力表系统，其特征在于:所述供电单元包括电池及防反接电路、DC-DC升压电路。
【文档编号】G01L19/08GK203606062SQ201320658937
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年10月24日 优先权日:2013年10月24日
【发明者】吴利民, 王新文, 廖振浩 申请人:南京正泽科技有限公司