一种基于红外的倾斜报警装置的制作方法

本实用新型涉及一种基于红外的倾斜报警装置，属于监控技术领域。

背景技术：

脚手架是建筑施工和舞台搭建不可缺少的工具，随着建筑物不断高大化和复杂化，这就导致随之而来脚手架故障排查变得越来越困难，脚手架安全事故爆发率越来越高。若是有一套监测设备，在脚手架角度发生很小的倾斜时就能发出报警，施工人员及时排查隐患，则可有效防止脚手架坍塌。

技术实现要素：

针对现有技术的以上技术需求，本实用新型的目的在于提供一种基于红外的倾斜报警装置，能够在物体发生倾斜时报警。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种基于红外的倾斜报警装置，其特征在于，包括红外测量装置、供电电路、驱动电路、ARM处理器、预警电路和液晶触摸屏；

所述红外测量装置由红外发送器、红外接收器和测量盘构成，测量盘由圆盘、质量块和转动轴构成，圆盘上围绕圆心均匀分布着一圈通孔，通孔的数量为360个，对应的表示一个通孔到相邻的另一个通孔的角度变化值为1°，所有通孔的中心与圆心的距离相同，质量块的材料为钨，质量块固定于圆盘上，圆盘的中心具有一个大通孔，转动轴置于圆盘的大通孔内，圆盘可绕转动轴进行360°旋转，红外发送器和红外接收器置于圆盘的两侧，红外发送器和红外接收器放置位置正对圆盘上的通孔位置或者两个通孔之间的位置，且红外发送器和红外接收器的发射和接收方向与转动轴的轴向平行，红外测量装置的转动轴轴向与待测物体的安装方向垂直；

所述供电电路由电池、电源转换板及电池充电管理板组成，电池标称电压为5.5V，电源转换板将电池电压转换为5V与3.3V两种电压，电池充电管理板外接充电口，供电电路为两套红外测量装置、驱动电路、ARM处理器、预警电路和液晶触摸屏供电；

所述驱动电路主要由电压跟随器和分压电路组成，将红外测量装置输出的测量信号转换为0V～3.3V波动的电压信号，传送给ARM处理器；

所述预警电路由蜂鸣器、指示灯、驱动电路板组成，当红外测量装置检测到异常信号后，ARM处理器控制预警电路中的驱动电路板，驱动电路板驱动蜂鸣器和指示灯，预警电路输出声音预警和灯光闪烁；

所述液晶触摸屏用于启动或停止监测活动以及设备的开机和休眠；

所述红外测量装置与驱动电路相连，驱动电路与ARM处理器相连，ARM处理器输出端与液晶触摸屏相连，ARM处理器输出端与预警电路相连。

更优的，所述供电电路提供5V与3.3V两种不同的电压，其中供电电路为ARM处理器提供3.3V电压，供电电路为红外测量装置、驱动电路、预警电路、液晶触摸屏提供5V电压。

更优的，所述红外测量装置安装有质量块，在平衡状态，在质量块的重力作用下，测量盘绕转动轴旋转，直至质量块处于正下方，此时红外发送器和红外接收器放置位置正对圆盘上的通孔位置或者两个通孔之间的位置，红外发送器与供电电路相连，红外接收器与驱动电路相连，供电电路为红外发送器提供5V电压，当红外接收器接收到红外发送器的光信号时，驱动电路将红外发送器感受到的电平信号进行转换和驱动处理，提供给ARM处理器，当红外发送器和红外接收器放置位置正对圆盘上的通孔位置时，此时红外发送器将红外信号通过测量盘上的通孔传递给红外接收器，此时红外接收器输出5V的高电平，当红外发送器和红外接收器放置在圆盘上的两个通孔之间的位置时，此时红外接收器接收不到红外发送器发送的信号，此时红外接收器输出不大于0.4V低电平，当待测物体发生倾斜时，由于测量盘上的质量块要始终处于正下方，测量盘会自动找正，测量盘发生转动，红外发送器和红外接收器记录测量盘的转动过程，并将信号传输给ARM处理器，ARM处理器根据接收到的两路红外测量装置中的红外接收器的高低电平变化信息，可综合解算出待测物体的倾斜角度和相应的频率。

更优的，所述ARM处理器设置有倾斜裕度报警值，倾斜裕度报警值为1°～6°，当倾斜角度达到裕度报警值时，预警电路发出警报。

本实用新型的工作原理如下：

将本实用新型固定在初始状态为任何倾斜角度的待测物体上。

通过液晶触摸屏完成系统开机自检后，系统启动测试工作，当待测物体发生倾斜时，红外测量装置内的测量盘发生旋转，红外接收器接收到红外发送器输出的红外信号的变化，红外接收器并将该信号传输给驱动电路，驱动电路对信号进行处理后，将该信息传输给ARM处理器，该ARM处理器对接收到的红外测量装置的信号进行识别并处理，综合解算出物体的倾斜角度，当倾斜角度达到预警值时，预警电路工作，发出声音预警和灯光闪烁，提醒相关人员注意。

点击液晶触摸屏上的停止开关，系统进入停止测试模式，停止任何数据的记录和预警动作。

因为采用了以上技术方案，本实用新型的有益技术效果如下：

a) 本实用新型采用红外测量装置，能感受到待测物体任何角度及相应的频率变化，测量可靠度高；

b) 测量盘上设置质量块，质量块选择钨材料，因为钨的密度较大，质量块可以以较小的体积具备较大的质量，从而更加敏感待测物体的角度倾斜变化。

附图说明

图1为本实用新型一种基于红外的倾斜报警装置的组成示意图；

图2为本实用新型一种基于红外的倾斜报警装置的红外测量装置的组成示意图；

图3为本实用新型一种基于红外的倾斜报警装置测试某一倾斜角度的数据记录。

图1～图3中：1—红外测量装置、1-1—红外发送器、1-2—红外接收器、1-3—测量盘、2—供电电路、3—驱动电路、4—ARM处理器、5—预警电路、6—液晶触摸屏。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本实用新型的一种基于红外的倾斜报警装置的较佳实施例，如图1所示，包括红外测量装置1、供电电路2、驱动电路3、ARM处理器4、预警电路5和液晶触摸屏6；

所述红外测量装置1如图2所示，由红外发送器1-1、红外接收器1-2和测量盘1-3构成，测量盘1-3由圆盘、质量块和转动轴构成，圆盘上围绕圆心均匀分布着一圈通孔，通孔数量为360个，对应的表示一个通孔到相邻的另一个通孔的角度变化值为1°，所有通孔的中心与圆心的距离相同，质量块的材料为钨，质量块固定于圆盘上，圆盘的中心具有一个大通孔，转动轴置于圆盘的大通孔内，圆盘可绕转动轴进行360°旋转，红外发送器1-1和红外接收器1-2置于圆盘的两侧，红外发送器1-1和红外接收器1-2放置位置正对圆盘上的通孔位置或者两个通孔之间的位置，且红外发送器1-1和红外接收器1-2的发射和接收方向与转动轴的轴向平行，红外测量装置1的转动轴轴向与待测物体的安装方向垂直；

所述供电电路2由电池、电源转换板及电池充电管理板组成，电池标称电压为5.5V，电源转换板将电池电压转换为5V与3.3V两种电压，电池充电管理板外接充电口，其中供电电路2为ARM处理器4提供3.3V电压，供电电路2为红外测量装置1、驱动电路3、预警电路5、液晶触摸屏6提供5V电压；

所述驱动电路3主要由电压跟随器和分压电路组成，将红外测量装置1输出的测量信号转换为0V～3.3V波动的电压信号，传送给ARM处理器4；

所述预警电路5由蜂鸣器、指示灯、驱动电路板组成，当红外测量装置1检测到异常信号后，ARM处理器4控制预警电路5中的驱动电路板，驱动电路板驱动蜂鸣器和指示灯，预警电路5输出声音预警和灯光闪烁；

所述液晶触摸屏6用于启动或停止监测活动以及设备的开机和休眠；

本实施例电路连接关系如图1所示，所述红外测量装置1与驱动电路3相连，驱动电路3与ARM处理器4相连，ARM处理器4输出端与液晶触摸屏6相连，ARM处理器4输出端与预警电路5相连。

进一步的，所述红外测量装置1安装有质量块，在平衡状态，在质量块的重力作用下，测量盘绕转动轴旋转，直至质量块处于正下方，此时红外发送器1-1和红外接收器1-2放置位置正对圆盘上的通孔位置或者两个通孔之间的位置，红外发送器1-1与供电电路2相连，红外接收器1-2与驱动电路3相连，供电电路2为红外发送器1-1提供5V电压，当红外接收器1-2接收到红外发送器1-1的光信号时，驱动电路3将红外发送器1-1感受到的电平信号进行转换和驱动处理，提供给ARM处理器4，当红外发送器1-1和红外接收器1-2放置位置正对圆盘上的通孔位置时，此时红外发送器1-1将红外信号通过测量盘上的通孔传递给红外接收器1-2，此时红外接收器1-2输出5V的高电平，当红外发送器1-1和红外接收器1-2放置在圆盘上的两个通孔之间的位置时，此时红外接收器1-2接收不到红外发送器1-1发送的信号，此时红外接收器1-2输出不大于0.4V低电平，当待测物体发生倾斜时，由于测量盘上的质量块要始终处于正下方，测量盘会自动找正，测量盘发生转动，红外发送器1-1和红外接收器1-2记录测量盘的转动过程，并将信号传输给ARM处理器4，ARM处理器4根据接收到的两路红外测量装置1中的红外接收器1-2的高低电平变化信息，可综合解算出待测物体的倾斜角度和相应的频率。

进一步的，所述ARM处理器4设置有倾斜裕度报警值，倾斜裕度报警值为1°～6°，当倾斜角度达到裕度报警值时，预警电路5发出警报。

本实施例的工作原理如下：将本实用新型固定在初始状态为任何倾斜角度的待测物体上。

通过液晶触摸屏6完成系统开机自检后，系统启动测试工作，当待测物体发生角度倾斜时，红外测量装置1内的测量盘1-3发生旋转，红外接收器1-2接收到红外发送器1-1输出的红外信号的变化，红外接收器1-2并将该信号传输给驱动电路3，驱动电路3对信号进行处理后，将该信息传输给ARM处理器4，该ARM处理器4对接收到的两路红外测量装置1的信号进行识别并综合解算处理，可得到待测物体的倾斜角度和相应的变化时间，例如，初始状态，红外发送器1-1和红外接收器1-2正对测量盘1-3上的通孔，当待测物体的角度变化为2°，ARM处理器4的记录情况如图3所示。初始△t时刻，ARM处理器4记录的红外测量装置1传递过来的高电平信号，然后ARM处理器4记录的红外测量装置1传递过来的低电平信号，持续时间为t1，相应的待测物体的倾斜角度为0.5°，然后ARM处理器4记录的红外测量装置1传递过来的高电平信号，持续时间为t2，相应的待测物体的倾斜角度为1°，然后ARM处理器4记录的红外测量装置1传递过来的低电平信号，持续时间为t3，相应的待测物体的倾斜角度为1.5°，然后ARM处理器4记录的红外测量装置1传递过来的高电平信号，持续时间为t4，相应的待测物体的倾斜角度为2°。当倾斜角度达到设定的倾斜角度2°的预警值时，预警电路5工作，发出声音预警和灯光闪烁，提醒相关人员注意。

点击液晶触摸屏6上的停止开关，系统进入停止测试模式，停止任何数据的记录和预警动作。

本实施例中涉及的具体电路结构和软件程序，本领域技术人员可根据所选器件的具体型号，根据器件的使用说明书，电路设计手册以及实际应用芯片对应的软件编程书籍，手册和说明书等材料，根据实际需要进行自行设计。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。