一种超声波检测水成膜泡沫液箱的无线传输系统的制作方法

1.本发明涉及高速公路隧道消防巡检领域，具体涉及一种超声波检测水成膜泡沫液箱的无线传输系统。


背景技术：

2.水成膜泡沫消火栓箱由箱体、管线式比例混合器、泡沫喷枪、泡沫液罐、软管卷盘、消火栓等组成。它是一种新型高效固定泡沫灭火装置。该装置采用afff/3环保型水成膜泡沫灭火剂，它是将消火栓箱和水成膜泡沫灭火有效地结合起来，适用于扑灭较复杂的初期火灾，是高层和大型建筑、工厂、仓库、船舶、隧道及其他各种公共场所必备的固定消防设施。
3.现有的高速公路隧道消防系统内，通常采用水成膜泡沫消火栓箱作为火灾发生时的初期灭火装置，而为了保证水成膜泡沫消火栓箱能及时工作，就需要定期对水成膜泡沫液箱内的泡沫液体进行检测，以防止在发生火灾后水成膜泡沫液箱不存有泡沫液体而导致无法及时灭火，而现有的水成膜泡沫液箱检测方式大多都是由人工进行定时检测，这种检测方式太过费时费力，且检测的效率较低。
4.因此，发明一种超声波检测水成膜泡沫液箱的无线传输系统很有必要。


技术实现要素：

5.为此，本发明提供一种超声波检测水成膜泡沫液箱的无线传输系统，通过装置之间的配合作用，以解决现有的水成膜泡沫液箱检测方式大多都是由人工进行定时检测，这种检测方式太过费时费力，且检测的效率较低的问题。
6.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种超声波检测水成膜泡沫液箱的无线传输系统，包括mcu主控制模块，所述mcu主控制模块通过电性连接的方式连接有超声波控制模块，所述超声波控制模块通过超声波的方式连接有水成膜泡沫液箱，所述mcu主控制模块通过电性连接的方式连接有电池管理及看门狗电路模块，所述mcu主控制模块通过电性连接的方式连接有计数器，所述计数器通过电性连接的方式连接有基准rc时钟源。
7.优选的，所述超声波控制模块上通过电性连接的方式固定有探头，所述探头与水成膜泡沫液箱配合使用。
8.优选的，所述mcu主控制模块通过无线连接的方式连接有蓝牙无线模块，所述蓝牙无线模块另一端通过无线连接的方式连接有接收组件。
9.优选的，所述探头设置的数量为两组，所述探头具体为发射换能器和接收换能器。
10.优选的，所述超声波控制模块中超声波发射模组包括调制器，所述mcu主控制模块通过电性连接的方式与调制器连接，所述调制器通过电性连接的方式连接有达林顿管，所述达林顿管通过电性连接的方式连接有功放器，所述功放器通过电性连接的方式连接有发射换能器。
11.优选的，所述超声波控制模块中超声波接收模组包括运放器，所述运放器通过电
性连接的方式与接收换能器连接，所述运放器通过电性连接的方式连接有整形器，所述整形器通过电性连接的方式连接有解调器，所述解调器通过电性连接的方式与mcu主控制模块连接。
12.优选的，所述发射换能器发射的超声波频率具体为2khz。
13.本发明的有益效果是：本发明主要采用超声探测技术，其穿过不同弹性介质时，会引起初始扰动或振动，它以波的形式在弹性介质内传播，形成弹性波。根据拉密运动方程，可得知在不同性质及种类的介质中的纵波及横波的传播速度不同。通过反复实验得知，空泡沫液箱与装满泡沫液的箱体的回波时间截然不同，我们通过调节本装置的临界时间值，超过就认为有泡沫液，低于就认为无泡沫液，因此，通过上述装置即可实现超低功耗、低成本的对消防栓水成膜装置的在线检测，仅用一颗14250电池即可实现10年的连续监测及传输工作，填补了高速公路隧道消防自动巡检的空白。
附图说明
14.图1为本发明整体的流程结构示意图；图2为本发明整体的结构示意图。
15.图中：1、水成膜泡沫液箱；2、超声波控制模块；3、mcu主控制模块；4、电池管理及看门狗电路模块；5、计数器；6、基准rc时钟源；7、蓝牙无线模块。
具体实施方式
16.以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
17.参照附图1
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图2，本发明提供的一种超声波检测水成膜泡沫液箱的无线传输系统，包括mcu主控制模块3，mcu主控制模块3通过电性连接的方式连接有超声波控制模块2，超声波控制模块2通过超声波的方式连接有水成膜泡沫液箱1，mcu主控制模块3通过电性连接的方式连接有电池管理及看门狗电路模块4，mcu主控制模块3通过电性连接的方式连接有计数器5，计数器5通过电性连接的方式连接有基准rc时钟源6，具体的，设置的mcu主控制模块3由超低功耗的32位arm芯片构组，运行相应的arm指令，其可对其余元件进行控制，设置的超声波控制模块2一是为了发射超声波，二是为了将反射后的超声波进行解析，使得mcu主控制模块3能判断水成膜泡沫液箱1内是否存有泡沫液体，设置的电池管理及看门狗电路模块4包括电池模块和看门狗电路模块两种，设置的电池模块包括一颗14250电池以及向超声波控制模块2与mcu主控制模块3进行供电的电路，设置的看门狗电路模块就是定期地查看芯片内部的情况，一旦发生错误就向芯片发出重启信号的电路，看门狗命令在程序的中断中拥有最高的优先级，防止程序跑飞，也可以防止程序在线运行时候出现死循环，设置的计数器5主要是对脉冲的个数进行计数，以实现测量、计数和控制的功能，同时兼有分频功能，计数器是由基本的计数单元和一些控制门所组成，计数单元则由一系列具有存储信息功能的各类触发器构成，设置的基准rc时钟源6是用来为脉冲发生器提供频率稳定且电平匹配的方波时钟脉冲信号。
18.进一步地，超声波控制模块2上通过电性连接的方式固定有探头，探头与水成膜泡
沫液箱1配合使用，具体的，设置的探头是为了发射超声波以及接收反弹回的超声波；进一步地，mcu主控制模块3通过无线连接的方式连接有蓝牙无线模块7，蓝牙无线模块7另一端通过无线连接的方式连接有接收组件，具体的，设置的蓝牙无线模块7是为了通过无线的方式将mcu主控制模块3检测出的数据传输至接收组件内，设置的接收组件包括蓝牙汇集接收器和管理平台，设置蓝牙汇集接收器是为了将蓝牙无线模块7发出mcu主控制模块3检测的数据进行打包，并通过统一设置的lora节点将数据传输至管理平台供相关人员进行查看；进一步地，探头设置的数量为两组，探头具体为发射换能器和接收换能器，具体的，设置的发射换能器是利用晶体的逆压电效应，将一定功率的电信号转换成一定能量的声信号发射出去，设置的接收换能器是利用晶体的压电效应，将物体在传播的声信号转换成电信号输送至mcu主控制模块3处；进一步地，超声波控制模块2中超声波发射模组包括调制器，mcu主控制模块3通过电性连接的方式与调制器连接，调制器通过电性连接的方式连接有达林顿管，达林顿管通过电性连接的方式连接有功放器，功放器通过电性连接的方式连接有发射换能器，具体跌，设置的调制器是为了将mcu主控制模块3发出的检测脉冲调制成模拟信号，设置的达林顿管又称复合管，它将两个三极管串联，以组成一只等效的新的三极管，这只等效三极管的放大倍数是原二者之积，因此它的特点是放大倍数非常高，达林顿管的作用一般是在高灵敏的放大电路中放大非常微小的信号，在本发明中是为了对模拟信号进行放大，设置的功放器是为了对达林顿管放大后的模拟信号再次进行放大；进一步地，超声波控制模块2中超声波接收模组包括运放器，运放器通过电性连接的方式与接收换能器连接，运放器通过电性连接的方式连接有整形器，整形器通过电性连接的方式连接有解调器，解调器通过电性连接的方式与mcu主控制模块3连接，具体的，设置的运放器是为了对接收换能器接收的超声波信号进行放大，设置的解调器可与调制器形成调制解调器，解调器是为了将模拟信号转换成数字信号，使得mcu主控制模块3能进行读取；进一步地，发射换能器发射的超声波频率具体为2khz，具体的，设置超声波频率为2khz是为了使声波能量更集中，穿透力更强；本发明的使用过程如下：mcu主控制模块3第一次加电时进行初始化设置，包括初始化各种传感器探头的配置参数、蓝牙无线模块7的运行参数，看门狗的复位时间、深度休眠唤醒时间，并同时将所有参数写进bkp备份寄存器中，该寄存器由电池提供的纳安级微电流来维持，在待机时主电源切断时可以继续保持，mcu主控制模块3唤醒时又可立马读取；mcu主控制模块3在初始化完成后，关闭所有外部模组电源，然后关闭自身所有io、串口、定时器、dma等资源，cpu停机转入深度休眠，此时模块的整体功耗低于1.2微安，仅基准rc时钟源6及看门狗计数器继续工作；达到检预设的测唤醒条件，开启超声波检测模组，进入水成膜检测流程；将bkp中存储的参数传递给检测模组相关寄存器，对模组进行初始化，并等待电容等元器件到达稳定状态；mcu主控制模块3生成检测波形送给检测模组，并开启计数器5；检测模组将信号经过调制、放大后，发送给超声波探头转换成一定能量的声波后发射出去；超声波发射出去后半穿透耦合剂（负责将探头与水成膜泡沐液箱壁相结合，并排除掉空气介质）、水成膜箱壁、泡沐液，然后沿途反射回来，最终由超声波探头接收到；探头接收到后经过能电转换变成电信号，并经过放大、解调后交由mcu主控制模块3进行处理；声波在不
同距离时反射回来的波到达探头的时间依次不同，mcu主控制模块3结合计数器5，可绘制时间轴作为x坐标，信号强作为y坐标的波形图，比对特征图，在不同液位时有明显不同，mcu据此作出是否超出预设阀值的判断；检测值如果超过阀值则马上开启蓝牙无线通信模组，将信号尽快发送出去；如果检测值正常，则看是否到达心跳时间，未到时间则继续深度休眠，已到心跳时间则将当前正常值数据发送出去。
19.以上所述，仅是本发明的较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案对本发明加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于本发明要求保护的范围。