专利名称：智能扫描红外测温报警装置及方法
技术领域：
本发明涉及大型变压器、地下电缆隧道内的动力电缆的火灾报警技术，更具体地说，是涉及一种智能扫描红外测温报警装置及方法。
背景技术：
目前，许多重要工业场所存在着众多火灾安全隐患，如工业企业的大型变压器、地下电缆隧道内的动力电缆等，它们都给社会和企业带来了很大的消防安全隐患，是社会和企业的重点防火区域，一旦发生火灾，将造成不可估量的损失。具体地说，一些大型变压器内部本身就安装有温度传感报警装置，一旦变压器温度异常升高，就会发出报警信号给相关人员，但这种温度传感器是直接接触式的，只能检测出某一点温度情况，而其他位置的温度情况就无法得知了，所以存在较大的局限性。还有电缆隧道内部的动力电缆都敷设在电缆槽架上，这些电缆上部设有S型或悬挂式布置的缆式感温探测器即感温电缆监控电缆的 温度状态，当感温电缆感应到的电缆表面温度超过一定值就会发出报警信号。但是，感温电缆报警方式也有其不足之处，就是它的安装位置会对被监控的动力电缆施工造成一定的不便。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种智能扫描红外测温报警装置及方法，可以对大型变压器或电缆隧道内的动力电缆等重要工业设备设施进行温度测量和报警。为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案根据本发明的一方面，提供了一种智能扫描红外测温报警装置，包括云台控制模块，包括AT89C52型单片机；至少一个云台，通过传输网络与所述云台控制模块相连，接收云台控制模块的控制信号；云台包括ULN2003A驱动电路、水平调节步进电机以及垂直调节步进电机，水平调节步进电机的输入端以及垂直调节步进电机的输入端分别与ULN2003A驱动电路相连；BA-30TC红外线测温仪，设于云台的下方并与云台固定连接；报警联动模块，其输入端与BA-30TC红外线测温仪的输出端相连；电源模块，分别与云台、红外线测温仪、云台控制模块以及报警联动模块相连。还包括PC机，所述PC机通过SN75LBC184接口转换芯片与AT89C52型单片机实行通信。所述传输网络为有线网络或/和无线网络。所述云台控制模块至少提供对所述云台的“手动”和“自动”逻辑控制。根据本发明的另一方面，还提供了一种智能扫描红外测温报警方法，该测量方法的具体步骤为A.云台控制模块采用自动运行或手动运行模式通过传输网络向云台中的ULN2003A驱动电路发出控制信号；B. ULN2003A驱动电路接收控制信号后，分别向水平调节步进电机或/和垂直调节步进电机发出相对应的步进信号，带动云台移动；C.云台带动BA-30TC红外线测温仪移动对待监控设备进行温度检测；当待监控设备温度超出设定范围值，输出一组开关量信号至报警联动模块，发出现场声光报警，同时自动通过GSM手机短信模块发送报警信息通知相关人员。所述步骤A中的手动运行模式至少包括“向下”按钮、“向上”按钮、“向右”按钮以
及“向左”按钮。所述步骤A中的自动运行模式为依据待监控设备设定若干个关键点，确定其水平和垂直坐标，并设定在各个关键点上BA-30TC红外线测温仪的各种状态，连接各个关键点产生轨迹线。 所述步骤A中的传输网络采用有线网络或/和无线网络。还包括PC机，所述PC机通过SN75LBC184接口转换芯片与AT89C52型单片机实行通信。本发明是对大型变压器或电缆隧道内的动力电缆等重要工业设备设施进行温度测量和报警的消防自动测温报警装置及方法，它能使红外线测温仪通过预设路线轨迹自动监控扫描设备的重要关键部位，实现了简单的智能化运行的效果，可以保证对设备的24小时全天候全方位监控，并能在异常时自动发出超温报警信号给相关人员，从而为及时处置险情争取到了宝贵的时间。本发明的消防自动测温报警装置还实现了对重要设备监控的无人化，提高了工作效率，增强了设备管理的安全可靠性，降低了运营成本。
图I为本发明的一种智能扫描红外测温报警装置的原理示意图；图2为图I中云台控制模块以及云台的原理示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。请参阅图I、图2所示的一种智能扫描红外测温报警装置包括云台控制模块13，包括AT89C52型单片机；至少一个云台11，通过传输网络16与云台控制模块13相连，接收云台控制模块的控制信号。云台11包括ULN2003A驱动电路111、水平调节步进电机112以及垂直调节步进电机113，水平调节步进电机112的输入端以及垂直调节步进电机113的输入端分别与ULN2003A驱动电路111相连。云台11的作用是驱动BA-30TC红外线测温仪12的转动，由于BA-30TC红外线测温仪12固定在云台11上，所以只要能够通过串口控制云台11就可以实现BA-30TC红外线测温仪12的转动，从而实现防火设备目标轨迹的跟踪扫描。BA-30TC红外线测温仪12，设于云台11的下方并与云台11固定连接。红外线测温仪安装于云台11的传动机构上，这样云台的垂直和水平方向上的两台步进电机就能带动BA-30TC红外线测温仪12上下左右旋转运动。云台11中的垂直和水平方向上使用两台相同的步进电机，步进电机可由驱动电路ULN2003A驱动。红外线测温仪选用带高低温报警开关量信号输出红外线测温仪BA-30TC，报警温度可以自由设定，当监控设备温度超出设定范围值，就能输出一组开关量信号至报警联动模块14，发出现场声光报警同时自动通过GSM手机短信模块发送报警信息通知相关人员。报警联动模块14，其输入端与BA-30TC红外线测温仪12的输出端相连。报警联动模块14通过BA-30TC红外线测温仪12在监控过程中的输出的开关量信号执行现场声光报警及无线远程报警，无线远程报警指的是GSM手机短信模块会通过GSM手机网络将超温报警至相关人员处。电源模块15，分别与云台11、BA-30TC红外线测温仪12、云台控制模块13以及报警联动模块14相连。电源模块15负责提供云台11、BA-30TC红外线测温仪12、云台控制模块13及报警联动模块14工作所需要的电源。云台控制模块13通过传输网络16连接至云台11，它能控制云台11上下左右四个方位的转动，从而带动联接其上的BA-30TC红外线测温仪12，云台控制模块13提供了一种云台运动轨迹控制系统AT89C52型单片机通过步进电机对红外测温系统运行进行精确控`制确定一个监控过程的运动轨迹时，首先选择该过程中的若干个关键点，即机位，确定其水平和垂直坐标，并设定在各个机位点上测温仪的各种状态，如俯仰角度，然后连接各个机位点产生轨迹线，并确定在轨迹上测温仪的运动特性，比如移动速度，云台的旋转和俯仰等，最后通过组合首尾相连的各个轨迹，完成一个过程的完整测温仪运动轨迹方案。系统具有记忆功能，需要时可还原任何一次监控过程的状态和运动轨迹，因此，系统在监控过程中可将其机位点记录存入相关数据库，并能随时提取调用。云台控制模块13对于云台11的转动设置手动方式和自动工作方式两种(1)手动运行模式利用按钮对云台11的每一步进行单独控制，例如，按“向下”按钮，电动全方位云台11使红外测温仪向下；按“向右”按钮，电动全方位云台11使红外测温仪向右。(2)自动运行模式云台11在原位时，按下“自动”按钮，云台11带动BA-30TC红外线测温仪12自动连续地按事先设定的运动轨迹执行周期监控动作。当按下停止按钮，云台11保持当前状态，重新恢复后云台11按停止前的动作继续进行工作。传输网络16通常为局域网/广域网、无线网络或两者并用。当然，还可以使用PC机17来控制AT89C52型单片机，但PC机只配备了标准的RS-232串口，AT89C52型单片机采用RS-485总线控制串口通信，因此还必须加上RS-232和RS-485转换电路，才能实现通信，RS232C与RS485转换电路设计选用SN75LBC184芯片。PC机将信息从串口发出，通过RS485总线将信息传送到现场的单片机，单片机通过处理得到PC控制指令，发出控制信息控制云台11的水平调节步进电机112或/和垂直调节步进电机113运行。云台11运行有不仅可以由云台控制模块13控制，还可以接收上位PC机17的控制，云台控制模块13包括AT89C52型单片机131以及键盘132，通过键盘132或PC机17输入信息，AT89C52型单片机131对输入的信息进行处理，然后发出控制信号给ULN2003A驱动电路111，驱动水平调节步进电机112或/和垂直调节步进电机113运转。AT89C52型单片机131是控制系统的核心，它的工作包括处理键盘输入、响应PC串口中断、控制电机运行等。键盘132完成的是控制信息的输入功能，在本系统中采用了独立式键盘，而不采用矩阵键盘，这样既可以简化软硬件，而且又能够满足系统要求。ULN2003A驱动电路111用于控制BA-30TC红外线测温仪12的运动。本发明中对云台电机的转速没有要求，所以没有启用步进电机专用的驱动器，这样不仅可以节约成本，而且可以减少工作量。AT89C52型单片机131产生步进电机工作所需脉冲信号，脉冲信号通过一级功率放大电路后再送给相对应的步进电机，这样实现对于电机的控制。本发明还提供了一种智能扫描红外测温报警方法，该测量方法的具体步骤为
A.云台控制模块采用自动运行或手动运行模式通过传输网络向云台中的ULN2003A驱动电路发出控制信号；B. ULN2003A驱动电路接收控制信号后，分别向水平调节步进电机或/和垂直调节步进电机发出相对应的步进信号，带动云台移动；C.云台带动BA-30TC红外线测温仪移动对待监控设备进行温度检测；当待监控设备温度超出设定范围值，输出一组开关量信号至报警联动模块，发出现场声光报警，同时自动通过GSM手机短信模块发送报警信息通知相关人员。所述步骤A中的手动运行模式至少包括“向下”按钮、“向上”按钮、“向右”按钮以
及“向左”按钮。所述步骤A中的自动运行模式为依据待监控设备设定若干个关键点，确定其水平和垂直坐标，并设定在各个关键点上BA-30TC红外线测温仪的各种状态，连接各个关键点产生轨迹线。所述步骤A中的传输网络采用有线网络或/和无线网络。还包括PC机，所述PC机通过SN75LBC184接口转换芯片与AT89C52型单片机实行通信。本发明涉及生产消防安全领域，是一种极其可靠的消防自动监控装置。它正常运行时调度端可以对大型变压器及电缆隧道内的动力电缆等设备进行远程扫描监控，设备存在隐患时可以马上发现并及时处置。本发明也特别适合于需投入密集人力作业的设备安全监测及其它安全、成本等客观条件下不便人力监测的重要场合，因此具有十分广泛的应用推广性。需要指出的是，本发明的智能扫描红外测温报警装置与本发明的智能扫描红外测温报警方法在原理和实现过程上是相同或类似的，故其重复部分在此不再赘述。本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明的目的，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求的范围内。
权利要求
1.一种智能扫描红外测温报警装置，其特征在于，包括 云台控制模块，包括AT89C52型单片机； 至少一个云台，通过传输网络与所述云台控制模块相连，接收云台控制模块的控制信号；云台包括ULN2003A驱动电路、水平调节步进电机以及垂直调节步进电机，水平调节步进电机的输入端以及垂直调节步进电机的输入端分别与ULN2003A驱动电路相连； BA-30TC红外线测温仪，设于云台的下方并与云台固定连接； 报警联动模块，其输入端与BA-30TC红外线测温仪的输出端相连； 电源模块，分别与云台、BA-30TC红外线测温仪、云台控制模块以及报警联动模块相连。
2.根据权利要求I所述的智能扫描红外测温报警装置，其特征在于 还包括PC机，所述PC机通过SN75LBC184接口转换芯片与AT89C52型单片机实行通信。
3.根据权利要求I所述的智能扫描红外测温报警装置，其特征在于 所述传输网络为有线网络或/和无线网络。
4.根据权利要求I所述的智能扫描红外测温报警装置，其特征在于 所述云台控制模块至少提供对所述云台的“手动”和“自动”逻辑控制。
5.—种智能扫描红外测温报警方法,其特征在于 该测量方法的具体步骤为 A.云台控制模块采用自动运行或手动运行模式通过传输网络向云台中的ULN2003A驱动电路发出控制信号； B.ULN2003A驱动电路接收控制信号后，分别向水平调节步进电机或/和垂直调节步进电机发出相对应的步进信号，带动云台移动； C.云台带动BA-30TC红外线测温仪移动对待监控设备进行温度检测；当待监控设备温度超出设定范围值，输出一组开关量信号至报警联动模块，发出现场声光报警，同时自动通过GSM手机短信模块发送报警信息通知相关人员。
6.根据权利要求5所述的智能扫描红外测温报警方法，其特征在于 所述步骤A中的手动运行模式至少包括“向下”按钮、“向上”按钮、“向右”按钮以及“向左”按钮。
7.根据权利要求5所述的智能扫描红外测温报警方法，其特征在于 所述步骤A中的自动运行模式为依据待监控设备设定若干个关键点，确定其水平和垂直坐标，并设定在各个关键点上BA-30TC红外线测温仪的各种状态，连接各个关键点产生轨迹线。
8.根据权利要求5所述的智能扫描红外测温报警方法，其特征在于 所述步骤A中的传输网络采用有线网络或/和无线网络。
9.根据权利要求5所述的智能扫描红外测温报警方法，其特征在于 还包括PC机，所述PC机通过SN75LBC184接口转换芯片与AT89C52型单片机实行通信。
全文摘要
本发明公开了一种智能扫描红外测温报警装置及方法，包括云台、红外线测温仪、云台控制模块、报警联动模块以及电源模块，云台控制模块采用自动运行或手动运行模式通过传输网络向云台中的ULN2003A驱动电路发出控制信号；ULN2003A驱动电路接收控制信号后，分别向水平调节步进电机或/和垂直调节步进电机发出相对应的步进信号，带动云台移动；云台带动BA-30TC红外线测温仪移动对待监控设备进行温度检测；当待监控设备温度超出设定范围值，输出一组开关量信号至报警联动模块，发出现场声光报警，同时自动通过GSM手机短信模块发送报警信息通知相关人员。
文档编号G08B17/06GK102722956SQ20121020364
公开日2012年10月10日 申请日期2012年6月19日 优先权日2012年6月19日
发明者孔利明, 徐磊, 朱莉, 杜峰, 许慧华, 钮静莹 申请人:宝钢发展有限公司