一种水电站报警系统及方法_3

文档序号:8413351阅读:来源:国知局
GPRS模块与主芯片连接使用的是PH-6A接口,使用的是s3c6410芯片的UARTl 口。主处理器获取经玮度信息后,转换为GPRS模块可发送的数据,然后通过无线网络将数据实时地发送到下一级水电站,通知他们哪个水电站放水以便做相应的准备工作。
[0039]所述人体红外检测模块,在本系统设计中,为实现在不被允许的情况下,闲杂人等进入水电站危险区域时,系统能及时有效地检测到人的进入,所以采用了人体红外温度检测技术。选用深圳市电应普科技有限公司设计DYP-ME003人体感应模块,该模块是基于红外线技术设计的一款自动控制产品,其优点灵敏度高,可靠性强,超低电压工作模式,也可干电池供电。此检测模块检测输出时的输出电压为高电平,而单片机AT89C52检测外部输入信号时只能检测到输入低电平,所以在设计电路时使用与非门的集成芯片HD74LS00P做一个电平转换。
[0040]所述重力传感器模块,在本系统设计中,为防止水电站重要设备的丢失,采用重力传感器作为重要设备丢失触发检测器。由于重力传感器输出的是模拟信号,且输出十分微弱的毫伏级信号,所以在设计时采用模拟放大器0P27G做一级信号放大,然后输入到模数转换器ADC0832中做数模转换,这样单片机才能获取到重力传感器检测到的信号。在本系统设计中,采用电阻应变式压力传感器,其是由弹性体和电阻应变片、电缆线等组成,而内部线路采用惠更斯电桥,当弹性体承受压力而发生变形时,电阻应变片(转换元件)的阻值将发生变化(增大或减小),从而使电桥失去平衡,产生相应的差动电信号,供后续电路放大和处理。模拟放大器0P27G是一款精度高,低噪声,高速放大,可一级放大1000倍以上的性价比很高的高性能放大器,且输出级具有良好的负载驱动能力。模数转换器ADC0832是美国国家半导体公司生产的一款8位分辨率,双通道的模数转换器,其工作原理为逐次逼近的方式实现模式转换;由于它体积小,兼容性强,性价比高。
[0041]所述语音输出模块,在本系统设计中,为实现在红外检测模块和重力传感器模块监测输出报警信号的情况下,系统能自动及时有效地语音提醒进入危险区域和盗窃分子的功能,本系统选择产品WT588D作为语音输出模块。WT588D语音芯片可设置两种功能控制方式,实现语音播放、语音停止、循环播放、调节音量大小、下一曲播放设置等功能。一种是按键控制方式,这种方式触发灵活,可任意设置一个按键实现脉冲循环触发设置、脉冲不可循环触发设置、无效按键设置、电平持续可循环、电平持续不可循环、电平非持续可循环等控制触发方式。第二种是一线串口软件控制或者三线串口软件控制方式,这种方式主控制器可以通过事先编辑好的程序发送指令实现播放、停止、调节音量大小等控制功能。而在本系统中,根据实际需要选择一线串口连接方式与单片机AT89C52连接。在语音信号的输出端,还需要连接一个扬声器与芯片相连,扬声器根据芯片商的推荐选择其参数阻抗为0.8Ω,功率为0.5W。
[0042]所述应急处理模块,包括应急电源和备用无线网络。应急电源用于市电停电时,采用已经充好的充电电源或干电池。备用无线网络,在GPS/GPRS网络无覆盖的复杂山地地区设计无线收发系统,采用无线中继的方式或者无线广播传输方式,传输报警信号,以确保系统运行的可靠性。另外,当使用环境较佳时,中继式无线传输方式和广播式无线传输方式可同时使用。
[0043]所述软件实现方法主要包括QT/Linux系统下的串口通信,GPS定位信息的读取与分离,GPRS模块短信功能的实现,检测模块的软件设计,人机交互界面的设计等。
[0044]所述QT/Linux系统下的串口通信,在QT/linux系统下实现串口通信,首先要打开串口设置串口的基本信息包括波特率设置,校验位和停止位设置等。串口的设置主要是设置term1s结构体的各成员变量的值。在具体实现人机界面设置参数选择时,使用switch Ocase语句来实现。配置完串口的相关属性后,就可以使用系统封装的打开,读写函数对串口进行操作了。其使用方法与文件操作一样,区别在于串口是一个终端设备而已。串口通信程序流程图如图3所示。
[0045]所述GPS定位信息的读取与分离,GPS模块与TQ6410开发板通过串口通信,GPS模块每隔一秒向串口发送一条NMEA-0183标准语句。系统初始化后,当主处理器接收到来自检测模块的报警信号后,系统会自动调用预置的GPS读取函数,读取GPS定位信息,当串口接收到GPS数据后,放在串口缓冲区中,注意数据放在缓冲区之前,开启了一个定时器,且设定的扫描时间间隔应小于GPS接收机发送的间隔,其作用是防止时间过长,缓冲区数据溢出数据丢失。在每次读取缓冲区数据时,系统关闭之前关闭定时器,读完数据后再重新开启定时器。GPS定位信号的分离是根据GPS模块发送的标准语句格式分离的,由于信号语句格式有很多中,在本系统只采用了 $GPGGA这种格式。其每条语句都以标识符开头,语句后均有奇偶校验位,用隔开,而且每句都以〈CR〉,<LF>作为结束符,因此,在程序设计时只用switch O…case O…语句或者if ()语句就可准确将经玮度、海拔、速度等信息区分开运用到设计的用户界面显示,关键代码如下。其程序流程图如图4所示。
[0046]所述GPRS模块短信功能的实现,为了实现语音短信远距离报警或传输信号功能,特用GPRS模块来实现。因为选用的是百汇公司提供的无线GPRS模块,故在程序设计时只需软件通过串口发送AT指令即可。在GPRS模块功能设计中,通过发送AT指令实现很多功能,例如:短信收发,电话拨打和挂机,无线上网,电话号码簿的设置。使用AT指令实现语音通话相对简单,通过串口调试工具或者超级终端给GPRS模块发送相应指令就可以了,格式为:拨打电话指令格式:ATD+所要拨打的电话号码,例如:ATD13648811690。而挂断电话时只发送指令ATH就可以实现。在使用AT命令发送短信时可采用TEXT模式。首先设置短信息发送格式I为TEXT模式:AT+CMGF = 1,返回:0K,设置短消息服务中心:AT+CSCA= ”+8613800000500,返回:OK,发送:AT+CMGS = 13648811690,设置接收短信手机号码。收到[>]响应后再发送短消息内容。短信发送程序流程图如图5所示。对所收到的短信,通常使用事件方式,通过发送指令AT+CNMI设置接收到的短信消息存储到SIM卡,并返回提示信息。
[0047]所述检测模块的软件设计包括人体红外检测EYP-ME003的软件设计和重力传感模块的软件设计。由于使用的人体红外检测模块EYP-ME003是半成产品,其在供电后,当检测到人进入检测区域后,直接输出5V的高电平数字脉冲,只要将其转化为单片机能识别的外部输入低电平即可。因此,在设计此程序时只要在whileO语句函数内检测接入管脚是否为低电平即可。在重力模块软件设计中,主要的难点是ADC0832的使用及读取到的信号如何转化为重量。根据ADC0832的工作时序图可以得出其工作过程,ADC0832数据读取程序流程图如图6所示。
[0048]所述人机交互界面的设计,本系统的界面设计软件QT4.5的界面设计方法和大多数开发者使用的MFC很相似。在MFC中,界面的组成元素如:组框、按钮、文本框等元素功能的实现是通过类向导完成的,而在QT中其实现原理基本相同只不过在元素和功能关联时使用的是信号和槽来实现的。首先打开QT4.5的界面设计主窗口并新建一个项目,在新建的项目中新建一个按钮,并设置其参数,在编辑菜单中点击SLOTS按钮打开信号和槽设计菜单,最后连
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