CN104888393A - 新型智能监控消火栓 - Google Patents

Abstract

本发明公开了新型智能监控消防栓，解决消防设备无法实现在线监测的问题。本发明包括消火栓本体，设置于消火栓本体下方并与其相连的水压传感法兰，以及与水压传感法兰相连并位于法兰下方的水源接管；所述水压传感法兰包括中空结构的圆柱，设置于圆柱上方并与消火栓本体相连的上圆盘，以及设置于圆柱下方并与水源接管相连的下圆盘；所述圆柱、上圆盘和下圆盘为同心轴；所述圆柱侧边还设有用于检测圆柱内水压的水压传感器。本发明通过设置水压传感法兰，不仅提供了检测水压的环境，而且能够实时检测水压，从而能够清楚的了解目前水压情况，以供消防员判断目前的水压是否能够满足灭火的需求，便于给消防员们提供准确的信息，从而快速调整用水方案。

Description

新型智能监控消火栓

技术领域

 本发明涉及一种新型智能监控消火栓。

背景技术

目前短信通信已融入人们的日常生活之中，是不可缺少的一种通信手段，其信息传输的可靠性和准确性也非常高。随着城市规模的不断扩大，应急消防救援的处理能力要求越来越高，其任务也越来越繁重，因忙于处置应急消防事故和广大百姓的生活难题，一定程度上忽视了对消防应急设备日常维护工作的检查，从而很难准确掌握消防应急设施的现状，在需要使用消防水进行救援的关键时候，如果没水或水压太低，就会延误救援时间，严重影响消防事故处理效率，使生命财产造成更大的损失。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型智能监控消火栓，解决目前消防设备无法实现在线监测的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

新型智能监控消火栓，包括消火栓本体，设置于消火栓本体下方并与其相连的水压传感法兰，以及与水压传感法兰相连并位于法兰下方的水源接管；所述水压传感法兰包括中空结构的圆柱，设置于圆柱上方并与消火栓本体相连的上圆盘，以及设置于圆柱下方并与水源接管相连的下圆盘；所述圆柱、上圆盘和下圆盘为同心轴；所述圆柱侧边还设有用于检测圆柱内水压的水压传感器。

进一步地，所述圆柱侧边还设有用于罩住水压传感器的传感器防护罩。

再进一步地，所述上圆盘和下圆盘分别套接于圆柱的两端；且上圆盘和下圆盘上均设有通孔；所述圆柱体、上圆盘和下圆盘整体呈“工”字型。

更进一步地，所述水压传感器位于圆柱侧边的中部。

另外，所述消火栓本体的侧边还设有与水压传感器相连的消防水智能检测仪。

进一步地，所述消防水智能检测仪包括处理器，分别与处理器相连的电源管理电路、控制输出电路、压力传感器检测电路、报警信号输入电路、防死机电路、蓄电池电量报警检测电路、短信通讯模块、遥控巡检接收电路；所述控制输出电路还与压力传感器检测电路相连；所述短信通讯模块还分别连接有GSM天线和GSM卡电路；所述电源管理电路还连接有稳压电路；其中，压力传感器检测电路与水压传感器相连。

再进一步地，所述控制输出电路的端口为四个，报警信号输入电路的端口为四个。

更进一步地，所述处理器为ATMEGA64处理器，短信通讯模块为SIM900A通信模块。

此外，所述遥控巡检接收电路采用高频无线超外差接收模块RX-C6。所述防死机电路采用ATMEGA88芯片。

值得说明的是，为了方便安装和保护消防水智能检测仪，故而可在消火栓本体侧边开设一个暗盒，然后将消防水智能检测仪放置于暗盒内，从而能够保护消防水智能检测仪不被外界因素损坏。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本发明将水压传感法兰由上圆盘、下圆盘和圆柱组成，从而提供了检测水压的环境，同时在圆柱上设置水压传感器，当水流过圆柱时，即可成功的检测出当前水压，从而能够清楚的了解目前水压情况，以供消防员判断目前的水压是否能够满足灭火的需求，便于给消防员们提供准确的信息，从而快速调整用水方案。

（2）本发明将处理器、短信通讯模块和压力传感器检测电路进行合理配置，搭建了一个集短信传输、远程控制、智能管理一体的设备。压力传感器检测电路及时获取消防管道中水压参数，在单片机中进行编码加密，通过短信通讯模式发送到中心服务端，实现对消防用水的适时监测。

（3）本发明充分考虑到扩展功能的需求，设计了四个信号输入端口和四个控制输出端口，能同时实现对其它相关设备的实时检测和远程控制。本发明将各种实时检测数据及时上传，通过中心服务端软件功能的扩展应用，具有较高的推广应用价值。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中水压传感法兰的结构示意图。

图3为本发明的***框图。

图4为5V稳压电路的电路原理图。

图5为3.3V和4.3V稳压电路的电路原理图。

图6为处理器的电路原理图。

图7为短信通讯模块的电路原理图。

图8为压力传感器检测电路的电路原理图。

图9为报警信号输入电路的电路原理图。

图10为控制输出电路的电路原理图。

图11为蓄电池电量报警检测电路的电路原理图。

图12为遥控巡检接收电路的电路原理图。

图13为防死机电路的电路原理图。

图14为电源管理电路的电路原理图。

其中，附图中标记对应的零部件名称为：1-消火栓本体，2-水压传感法兰，3-水源接管，4-圆柱，5-上圆盘，6-下圆盘，7-水压传感器，8-传感器防护罩，9-通孔，10-消防水智能检测仪。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例

如图1～3所示，新型智能监控消火栓，包括消火栓本体1，设置于消火栓本体下方并与其相连的水压传感法兰2，以及与水压传感法兰相连并位于法兰下方的水源接管3；所述水压传感法兰包括中空结构的圆柱4，设置于圆柱上方并与消火栓本体相连的上圆盘5，以及设置于圆柱下方并与水源接管相连的下圆盘6；所述圆柱、上圆盘和下圆盘为同心轴；所述圆柱侧边还设有用于检测圆柱内水压的水压传感器7。本发明通过在现有的消火栓与水源接管之间安装了一个水压传感法兰，从而实现了实时监测当前水压情况，从而能够较快制定出救火的具体方案。从而有效的避免因水压太低，延误救援时间，影响消防事故处理效率，使生命财产造成更大的损失。具体则是通过圆柱与上圆盘和下圆盘的配合，在使用时，将水压传感法兰连接于消火栓本体与水源接管，这样就能够使水流经过圆柱，提供一个能够检测水压的环境，从而能够使水压传感器检测到当前的水压，从而能够让使用者清楚的了解到所使用的水当前的水压，以判断是否能够满足当前的需求，是否达到正常的压力，确认是否需要提升压力，从而提高救火的效率。

为了确保水压传感器位于圆柱体外部的一端不被恶意损坏，所述圆柱侧边还设有用于罩住水压传感器的传感器防护罩8。通过设置传感器防护罩，能够对水压传感器进行保护，以及避免受外部的影响或被破坏了。

为了方便将水压传感法兰与消火栓和水源接管进行安装，所述上圆盘和下圆盘分别套接于圆柱的两端；且上圆盘和下圆盘上均设有通孔9；所述圆柱体、上圆盘和下圆盘整体呈“工”字型。通过上述设置能够极其方便的将水压传感法兰安装在现有消火栓与水源接管之间；同时也方便拆卸、维修。

另外，为了更加方便且及时的将水压情况传递给消防员或使用者，所述消火栓本体的侧边还设有与水压传感器相连的消防水智能检测仪。

该消防水智能检测仪，包括处理器，分别与处理器相连的电源管理电路、控制输出电路、压力传感器检测电路、报警信号输入电路、防死机电路、蓄电池电量报警检测电路、短信通讯模块、遥控巡检接收电路；所述控制输出电路还与压力传感器检测电路相连；所述短信通讯模块还分别连接有GSM天线和GSM卡电路；所述电源管理电路还连接有稳压电路。同时，压力传感器检测电路还与水压传感器相连，用于实时接收水压传感器传递出的水压信号。

其中，稳压电路是为压力传感器检测电路、控制输出电路、遥控巡检接收电路、短信通讯模块等提供电源，本设计的稳压电路包括5V、3.3V、4.3V三种。

5V稳压电路直接为压力传感器检测电路、控制输出电路、遥控巡检接收电路等提供电源，主要是采用一只LM2596-5V及***电路组成开关电源稳压电路，具有较好的线性和负载调节能力，输出电流可达到3A，输入电压范围为6.5～37V，输出电压稳压精度可达到4%以内，完全满足不同场合的电源需求，具体电路原理图如图4所示。

4.3V稳压电路是为短信模块提供电源，因为短信通讯模块工作电源范围为3.2～4.8V，峰值电流为2A，因此在设计中直接利用5V电源串接整流二极管实现降压至4.4V左右供电，具体电路原理图如图5所示。

3.3V稳压电路主要是为处理器和防死机电路供电，采用AS1117-3.3三端稳压及***电路组成，输出固定电压3.3V，输出电流为1A，线路调整率：0.2%（最大）负载调整率：0.4%（最大），具有***电路少、成本低、输出电压稳定的特点，具体电路原理图如图5所示。

进一步地，所述处理器为ATMEGA64处理器，配制32K外部存储器和外部时钟晶体。完成短信通讯模块控制管理、输入输出信号监测管理和数据处理等主要工作，具体的电路原理图如图6所示。

所述短信通讯模块采用SIM900A通信模块，该模块采用SMT封装的双频GSM/GPRS模块，基于STE的单芯片案，采用功能强大的处理器ARM9216EJ-S内核，可以内置客户应用程序，能满足低成本、紧凑尺寸的开发要求。本发明主要运用该模块的SMS传输功能，通过核心处理器发送国际通用AT指令（GSM07.07,07.05和增强AT命令），完成数据短信的接收和发送，实现短信通讯，具体的电路原理图如图7所示。

压力传感器检测电路具体的检测则是选用液体压力传感器，该电路主要作用是将压力传感器所获取的水压值电压信号，进行分压和平滑处理，满足A/D转换器的输入范围要求，具体电路原理图如图8所示。

为了满足设备多种运用环境的扩展功能需求，本发明设计了4路输入信号监测端口和4路输出控制端口。

在报警信号输入电路中都进行了电位上拉，信号输入通常要求为开关量信号，也可以接入规定范围内的高低电平信号，ATMEGA64处理器将适时扫描各输入端信号状态，并将输入端信号状态情况上报至短信中心服务端。报警信号输入电路的电路原理图如图9所示。

输出控制端口用于对各种电器设备的控制，输出信号有开关量输出和高低电平输出两种，当设备接收到短信中心的相应控制指令后，立即按照指令要求改变输出端信号状态，实现对设备的远程控制。输出控制也可根据所控制设备的需要进行电路相应改变。控制输出电路的电路原理图如图10所示。

为适应设备在无人值守的野外环境工作，便于维护人员及时更换电池的进行充电维护，设计了蓄电池电量报警检测电路，该电路采用LM358双运算放大器芯片实现对电池电压的监测，当电压达到某一门限值时，使输出电位翻转，CPU对应管脚检测到电位改变，立即向中心发送电池欠电信息。该蓄电池电量报警检测电路的电路原理图如图11所示。

遥控巡检接收电路采用高频无线超外差接收模块RX-C6，具有接收灵敏度高、体积小巧、重码率低的特点，其良好的选择性和杂散辐射抑制能力，使其具有较高的稳定性和可靠性。自带数据解码电路，可轻易实现无线产品的开发。无需外加任何电路即可以做到无线信号输入到数据信号输出。可与2260、2262、2240、1527等多芯片的遥控器匹配。可实现315MHz、433.92MHz、330MHz、390MHz、418MHz等频率下工作。其原理是当RX-C6接收到有效遥控信号时，VT发生电位翻转，从而驱动Q4使输出电位翻转，蜂鸣器BY发声、巡检指示灯XJ点亮，同时CPU检测到电位改变，向中心发送巡检信息。该遥控巡检接收电路的电路原理图如图12所示。

所述防死机电路采用ATMEGA88芯片。该防死机电路与处理器相互配合，不间断通信，互相监测处理器运行状态，当***某部分出现故障或其中一方处理器停止工作时，另一方处理器将发出重启指令，恢复***电路的正常工作，防死机电路的具体原理图如图13所示。

电源管理电路主要用NE555构成的单稳态触发电路和继电器驱动电路组成，用于管理和控制***主要电路的工作电源。当设备某单片机程序停止工作（死机）或网络通信故障时，通过处理器发出指令，关闭电源，延时约15秒后重新加电，使各单元电路恢复正常工作状态，所述电源管理电路的具体原理图如图14所示。

消防水智能检测仪是以公共移动通信平台为基础，以短信方式通信为手段，采用处理器控制管理，集水压监测、设备管理、远程控制、数据加密、短信通讯于一体，填补了国内对公共消防设施进行大范围实时在线监测和管理的空白，是新时期消防***实现科学化管理的必要手段，在现代化城市建设中占有重要的地位，具有极大的推广运用价值。

本发明具体的实现方式为通过压力传感检测电路，实时检测消防设备中是否还有水源，以及当前水压情况，并且通过处理器及时以短信形式告知消防人员，从而能够随时了解消防设备中水源情况，避免延误救援时间，提高消防事故处理效率，降低受灾人员的财产损失。

值得说明的是本发明未公开电路原理图的设备均为现有技术，故而不在此赘述。另外，本发明的消火栓本体为与现有的结构相同，本发明主要改进点是在现有的消火栓上设置了水压传感法兰和消防水智能检测仪。

按照上述实施例，便可很好地实现本发明。值得说明的是，基于上述结构设计的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样，故其也应当在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种新型智能监控消火栓，包括消火栓本体（1），其特征在于，还包括设置于消火栓本体下方并与其相连的水压传感法兰（2），以及与水压传感法兰相连并位于法兰下方的水源接管（3）；所述水压传感法兰包括中空结构的圆柱（4），设置于圆柱上方并与消火栓本体相连的上圆盘（5），以及设置于圆柱下方并与水源接管相连的下圆盘（6）；所述圆柱、上圆盘和下圆盘为同心轴；所述圆柱侧边还设有用于检测圆柱内水压的水压传感器（7）。

2. 根据权利要求1所述的新型智能监控消火栓，其特征在于，所述消火栓本体的侧边还设有与水压传感器相连的消防水智能检测仪（10）。

3. 根据权利要求2所述的新型智能监控消火栓，其特征在于，所述消防水智能检测仪包括处理器，分别与处理器相连的电源管理电路、控制输出电路、压力传感器检测电路、报警信号输入电路、防死机电路、蓄电池电量报警检测电路、短信通讯模块、遥控巡检接收电路；所述控制输出电路还与压力传感器检测电路相连；所述短信通讯模块还分别连接有GSM天线和GSM卡电路；所述电源管理电路还连接有稳压电路；其中，压力传感器检测电路与水压传感器相连。

4. 根据权利要求1～3任一项所述的新型智能监控消火栓，其特征在于，所述圆柱侧边还设有用于罩住水压传感器的传感器防护罩（8）。

5. 根据权利要求4所述的新型智能监控消火栓，其特征在于，所述上圆盘和下圆盘分别套接于圆柱的两端；且上圆盘和下圆盘上均设有通孔（9）；所述圆柱体、上圆盘和下圆盘整体呈“工”字型。

6. 根据权利要求5所述的新型智能监控消火栓，其特征在于，所述水压传感器位于圆柱侧边的中部。

7. 根据权利要求3所述的新型智能监控消火栓，其特征在于，所述控制输出电路的端口为四个，报警信号输入电路的端口为四个。

8. 根据权利要求7所述的新型智能监控消火栓，其特征在于，所述处理器为ATMEGA64处理器，短信通讯模块为SIM900A通信模块。

9. 根据权利要求8所述的新型智能监控消火栓，其特征在于，所述遥控巡检接收电路采用高频无线超外差接收模块RX-C6。

10. 根据权利要求9所述的新型智能监控消火栓，其特征在于，所述防死机电路采用ATMEGA88芯片。