專利名稱：語音播報型數字壓力檢測系統的制作方法
技術領域：
發明涉及一種壓力檢測系統，具體涉及一種語音播報型數字壓力檢測系統。
背景技術：
消防人員在火災現場進行救援時，由于煙霧較大，需配備空氣呼吸氣瓶提供空氣。為了保障消防人員的人身安全，需對空氣呼吸氣瓶的壓力進行實時檢測，從而間接檢測氣瓶的剩余氣量，以提示消防人員及時撤離。現有市場上的壓力檢測裝置，通常都只進行壓力值的數字顯示，而數字顯示屏一般亮度不高，在煙霧環境下很難看清。同時消防員在火災現場進行救援作業時，不方便頻繁的去看數字顯示屏，從而對消防人員的人身安全帶來一定的安全隱患。

發明內容
有鑒于此，本發明提供一種語音播報型數字壓力檢測系統，能夠對待測對象的壓力值進行實時的語音播報和數字顯示，且整個系統可靠性高。該語音播報型數字壓力檢測系統包括:壓力傳感器、信號調理模塊、數字控制模塊和電源，其中壓力傳感器與信號調理模塊相連，信號調理模塊和電源分別與數字控制模塊相連。所述壓力傳感器用于采集待測對象的壓力信號，并將采集到的壓力信號轉換為電壓信號發送給信號調理模塊。所述信號調理模塊包括運算放大模塊和電壓轉電流模塊。所述運算放大模塊接收到壓力傳感器發送的電壓信號后，對該信號進行放大處理。然后通過電壓轉電流模塊將電壓信號轉換為電流信號后，發送給數字控制模塊。所述數字控制模塊包括電源轉換模塊、語音播報模塊、顯示控制模塊和電流轉電壓模塊。所述電源轉換模塊與電源相連，電源轉換模塊對電源提供的電壓進行轉換后分別提供給信號調理模塊和壓力傳感器。所述電流轉電壓模塊用于將接收到的電流信號轉換為電壓信號后進行A/D轉換，并將轉換后的數字信號分別發送給顯示控制模塊和語音播報模塊。顯示控制模塊實現對壓力信號的實時顯示。所述語音播報模塊實現對壓力信號的實時播報，語音播報模塊中集成有小型單片機系統，用于控制語音播報模塊中語音合成芯片的播報。在所述數字控制模塊中，電源轉換模塊與電源間集成了雙按鍵電源開關電路實現對電源通斷電的控制。所述雙按鍵電源開關電路包括:電阻R14、電阻R15、電阻R16、電阻R17、電阻R24、場效應管V7、場效應管V6、場效應管V3、按鍵開關SI和按鍵開關S2。其中場效應管V7為P溝道場效應管，場效應管V6和場效應管V3均為N溝道場效應管。其連接關系為:所述場效應管V7的源極與外部電源V。。相連，漏極與被控對象電源端相連，柵極與場效應管V6的漏極相連，同時在所述場效應管V7的柵極與外部電源\c間連接電阻R24。所述場效應管V6的漏極通過電阻R16與外部電源\c相連，柵極與場效應管V3的漏極相連，源極接地。所述場效應管V3的漏極通過電阻R17與外部電源V。。相連，源極接地。所述按鍵開關SI與按鍵開關S2串聯后一端通過電阻R15與場效應管V3的漏極相連，另一端與場效應管V3的柵極相連。在所述場效應管V6的漏極與場效應管V3的柵極間連接電阻R14。所述數字控制模塊中進一步包括RS485芯片，所述RS485芯片用于實現氣壓數據的遠距離傳輸。所述數字控制模塊中還包括低氣壓報警模塊，所述低氣壓報警模塊通過蜂鳴器對待測對象的低氣壓情況進行報警。當壓力傳感器檢測到待測對象的氣壓值低于設定值時，系統啟動蜂鳴器進行報警。所述數字控制模塊中集成了電量指示電路，所述電量指示電路與單片機相連，單片機采集電源的電量后與其內部的設定值比較，然后通過雙色指示燈對電源的電量進行指
/Jn o有益效果:通過該檢測系統能夠對待測對象的氣壓值進行語音播報和數字顯示，且在系統中集成了雙按鍵防誤操作功能、電源電量檢測功能及低氣壓報警功能，從而使整個系統的可
靠性高。


圖1為本發明的原理框圖；圖2為雙按鍵電源開關電路的電路圖。
具體實施例方式下面結合附圖并舉實施例，對本發明進行詳細描述。本實施例提供一種運用在空氣呼吸氣瓶上的語音播報型數字壓力檢測系統，通過該系統能夠對空氣呼吸氣瓶內的氣壓進行實時檢測和播報，同時具有低氣壓報警功能，以保證空氣呼吸氣瓶內的氣量不足時，消防人員有充足的時間撤離。本實施例中的壓力檢測系統能夠采集0 30MPa的壓力值。該系統包括壓力傳感器、信號調理模塊、數字控制模塊和電源，如圖1所示。其中壓力傳感器與信號調理模塊相連，信號調理模塊和電源分別與數字控制模塊相連。本實施例中的電源直接采用3.7V的鋰電池。所述壓力傳感器用于采集空氣呼吸氣瓶內氣流的壓力信號，并將采集到的壓力信號轉換為電壓信號后發送給信號調理模塊。所述信號調理模塊包括運算放大模塊和電壓轉電流模塊；信號調理模塊中的運算放大模塊接收到壓力傳感器發送的電壓信號后，對該信號進行放大處理。由于壓力傳感器采集的電壓信號為電壓信號，在信號傳輸過程中容易衰減，因此通過電壓轉電流模塊將壓力信號轉換為電流信號后，發送給數字控制模塊。所述數字控制模塊包括電源轉換模塊、語音播報模塊、顯示控制模塊、電流轉電壓模塊、RS485芯片和報警模塊。所述鋰電池與電源轉換模塊相連，電源轉換模塊對鋰電池提供的電源進行轉換后分別提供給信號調理模塊和壓力傳感器。電流轉電壓模塊用于將接收到的電流信號轉換為電壓信號后進行AD轉換；并將轉換后的數字信號分別發送給顯示控制模塊、語音播報模塊和報警模塊。顯示控制模塊采用三位數碼管實現對壓力信號的實時顯示。報警模塊通過蜂鳴器實現低壓報警功能，當壓力傳感器檢測到氣瓶內的壓力低于6MPa時，蜂鳴器啟動進行報警，報警間隔時間為0.5秒，且語音提示間隔時間隨氣壓的而越來越短。RS485芯片實現壓力數據的遠傳。語音播報模塊通過耳機實現對壓力信號的實時播報，所述語音播報模塊中集成有小型單片機系統，從而控制語音播報模塊中語音合成芯片的播報。為了保證消防人員在救援現場的安全，本實施例中通過對單片機系統的編程使語音播報模塊能夠完成以下語音播報功能:(I)語音提示壓力值:當氣瓶內的壓力為20MPa、10MPa、6MPa時，系統會各語音提示兩次壓力值；(2)氣瓶打開時間提示:從氣瓶內的壓力下降開始計時，系統記錄使用時間，并每隔設定時間語音提示一次；(3)氣瓶氣量剩余使用時間播報:當氣瓶壓力大于IOMPa時,每6分鐘播報一次剩余時間；當氣瓶壓力大于5MPa小于IOMPa時，每3分鐘播報一次剩余時間；當氣瓶壓力小于5MPa時，每I分鐘播報一次剩余時間。為進一步提高系統使用的可靠性，在系統中增加了電量提示功能及雙按鍵防誤操作功能。所述電量提示功能為:數字控制模塊中集成了電量指示電路，電量指示電路與單片機相連，單片機采集電源的電量后與其內部的設定值比較，然后通過雙色指示燈對電源的電量進行指示。當鋰電池電壓低于3.7V時，紅色指示燈亮，代表電池需要充電；當鋰電池電壓高于3.7V時，綠色指示燈亮，代表電池不需要充電。所述雙按鍵防誤操作功能為:在數字控制模塊中，電源轉換模塊與電源之間集成了雙按鍵電源開關電路只有兩個按鍵同時按下時，系統才會上電。所述雙按鍵電源開關電路如圖2所示，包括:電阻R14、電阻R15、電阻R16、電阻R17、電阻R24、場效應管V7、場效應管V6、場效應管V3、按鍵開關SI和按鍵開關S2。其中場效應管V7為P溝道場效應管，場效應管V6和場效應管V3均為N溝道場效應管。其連接關系為:所述場效應管V7的源極與外部電源\c相連，漏極與被控對象電源端相連，柵極與場效應管V6的漏極相連，同時在所述場效應管V7的柵極與外部電源Vcc間連接電阻R24。所述場效應管V6的漏極通過電阻R16與外部電源V。。相連，柵極與場效應管V3的漏極相連，源極接地。所述場效應管V3的漏極通過電阻R17與外部電源V。。相連，源極接地。所述按鍵開關SI與按鍵開關S2串聯后一端通過電阻R15與場效應管V3的漏極相連，另一端與場效應管V3的柵極相連；在所述場效應管V6的漏極與場效應管V3的柵極間連接電阻R14。該電路只有在按鍵開關SI和按鍵開關S2同時按下時，場效應管V7才能導通，然后外部電源與多功能數字壓力檢測系統的電源端接通，從而為系統供電。該壓力檢測系統的工作原理為:首先將壓力該壓力檢測系統與空氣呼吸氣瓶相連，消防人員進入火災現場后打開空氣呼吸器氣瓶，帶上耳機，同時按下雙按鍵開關使系統通電。壓力傳感器實時采集氣瓶中的壓力信號；將該壓力信號轉換為電壓信號后發送給信號調理模塊，信號調理模塊對該信號進行放大處理，并通過電壓轉電流模塊將該電壓信號轉換為電流信號(目的:防止信號在傳輸線上的衰減)。信號調理模塊將轉換后的電流信號發送給數字控制模塊，數字控制模塊將接收到的電流信號轉換為電壓信號后進行A/D轉換，并將轉換后的數字信號發送給數碼管進行壓力值的實時顯示，同時將數字信號發送給語音播報模塊，實現其語音提示功能。當壓力傳感器采集的壓力值小于設定值時，蜂鳴器啟動，進行低壓報警，提示消防人員撤離。綜上所述，以上僅為本發明的較佳實施例而已，并非用于限定本發明的保護范圍。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.語音播報型數字壓力檢測系統，其特征在于，包括:壓力傳感器、信號調理模塊、數字控制模塊和電源，其中壓力傳感器與信號調理模塊相連，信號調理模塊和電源分別與數字控制模塊相連； 所述壓力傳感器用于采集待測對象的壓力信號，并將采集到的壓力信號轉換為電壓信號發送給信號調理模塊； 所述信號調理模塊包括運算放大模塊和電壓轉電流模塊；所述運算放大模塊接收到壓力傳感器發送的電壓信號后，對該信號進行放大處理；然后通過電壓轉電流模塊將電壓信號轉換為電流信號后，發送給數字控制模塊； 所述數字控制模塊包括電源轉換模塊、語音播報模塊、顯示控制模塊和電流轉電壓模塊；所述電源轉換模塊與電源相連，電源轉換模塊對電源提供的電壓進行轉換后分別提供給信號調理模塊和壓力傳感器；所述電流轉電壓模塊用于將接收到的電流信號轉換為電壓信號后進行A/D轉換，并將轉換后的數字信號分別發送給顯示控制模塊和語音播報模塊；顯示控制模塊實現對壓力信號的實時顯示； 所述語音播報模塊實現對壓力信號的實時播報，語音播報模塊中集成有小型單片機系統，用于控制語音播報模塊中語音合成芯片的播報。
2.如權利要求1所述的語音播報型數字壓力檢測系統，其特征在于，在所述數字控制模塊中，電源轉換模塊與電源間集成了雙按鍵電源開關電路實現對電源通斷電的控制；所述雙按鍵電源開關電路包括:電阻R14、電阻R15、電阻R16、電阻R17、電阻R24、場效應管V7、場效應管V6、場效應管V3、按鍵開關SI和按鍵開關S2 ;其中場效應管V7為P溝道場效應管，場效應管V6和場效應管V3均為N溝道場效應管；其連接關系為:所述場效應管V7的源極與外部電源\c相連，漏極與被控對象電源端相連，柵極與場效應管V6的漏極相連，同時在所述場效應管V7的柵極與外部電源\c間連接電阻R24 ;所述場效應管V6的漏極通過電阻R16與外部電源Vrc相連，柵極與場效應管V3的漏極相連，源極接地；所述場效應管V3的漏極通過電阻R17與外部電源V。。相連，源極接地；所述按鍵開關SI與按鍵開關S2串聯后一端通過電阻R15與場效應管V3的漏極相連，另一端與場效應管V3的柵極相連；在所述場效應管V6的漏極與場效應管V3的柵極間連接電阻R14。
3.如權利要求1或2所述的語音播報型數字壓力檢測系統，其特征在于，所述數字控制模塊中進一步包括RS485芯片，所述RS485芯片用于實現氣壓數據的遠距離傳輸。
4.如權利要求1或2所述的語音播報型數字壓力檢測系統，其特征在于，所述數字控制模塊中還包括低氣壓報警模塊，所述低氣壓報警模塊通過蜂鳴器對待測對象的低氣壓情況進行報警；當壓力傳感器檢測到待測對象的氣壓值低于設定值時，系統啟動蜂鳴器進行報目O
5.如權利要求1或2所述的語音播報型數字壓力檢測系統，其特征在于，所述數字控制模塊中集成了電量指示電路，所述電量指示電路與單片機相連，單片機采集電源的電量后與其內部的設定值比較，然后通過雙色指示燈對電源的電量進行指示。
全文摘要
本發明公開一種語音播報型數字壓力檢測系統，該系統包括壓力傳感器、信號調理模塊、數字控制模塊和電源，其中壓力傳感器用于采集待測對象的壓力信號，并將采集到的壓力信號發送給信號調理模塊；信號調理模塊對接收到壓力信號進行放大處理及轉換后，發送給數字控制模塊；數字控制模塊實現對壓力信號的實時顯示和實時播報。為增強系統的可靠性，在電源轉換模塊與電源間集成雙按鍵電源開關電路實現對電源通斷電的控制；并增加低氣壓報警功能和電量指示功能。
文檔編號G01L19/12GK103196626SQ20131009338
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月22日 優先權日2013年3月22日
發明者馬占平, 范明, 葉盛奎 申請人:北京長城電子裝備有限責任公司