基于单片机的船舱温度临界报警系统

: 针对传统的船舱温度临界报警系统,由于温度监控不到位导致报警不及时的问题,提出一个基于单片机的船舱温度临界报警系统设计。该设计将单片机作为核心控制硬件,控制系统整体电路。同时设计数据采集模块,利用温度测量仪测试船舱温度,传感器将数据置换成电信号,并以数据帧的形式将结果发送到报警模块,检测温度信号波幅,进行报警处理,至此报警系统设计完毕。实验结果表明,所设计的报警系统对于温度的监测结果更准确,报警率提高了 38.55%
关键词: 单片机 数据采集 数据置换传送 对比检测

0 引 言

船舱作为船舶承载旅客或货物的主要场所,对于该场所的安全性要求的更高,尤其是在温度方面。过高或过低的温度都会产生人身体不适、货物腐烂、融化变质等状况。因此要对船舱温度进行实时监测,当温度达到安全临界值时进行报警,保证人和货物的安全。传统的报警系统不够精确,不能及时监测到船舱温度的变化状况,导致不能及时报警。因此设计一个基于单片机的报警系统,加强监测能力,及时报警,保证船舶的使用安全。

1 基于单片机的船舱温度临界报警系统硬件设计

针对船舱的温度变化,设计一个基于单片机的温度临界报警系统硬件,利用该系统硬件对船舱内的温度进行及时的报警处理,保证船舶的航行安全。选用的单片机型号为 STC89C52 ,将其作为中央处理模块中的核心微处理器,控制报警系统电路。报警系统利用该单片机设置一个船舱温度监测控制电路,并将该电路与 AR847+ 温度测量仪相连接,进行船舱温度实时监测。此电路中有 4 个引脚,分别为 VCC GND TRIG以及 ECHO ,将其按照顺序标注为 A1 A4 的序号。该单片机控制下的系统电路如 1 所示。

2 船舱温度临界报警系统软件设计

在上述船舱温度临界报警系统硬件设计完毕的础上,为了保证该单片机工作的可靠性,设计报警系 统软件,对船舱温度进行实时监控及报警。

2.1 数据的采集与传输

首先建立一个船舱温度采集单元,进行船舱温度测量,并将测量结果通过中央处理单元模块发送到报警模块中。此时要考虑的环境因素有很多,包括船舱的整体面积、测量反应时间等因素。因此在船舱中预设若干个监测点,将温度测量仪放置在该点位上,得到测量结果。将测量的温度数据上传到中央处理单元中,此时中央处理单元对该温度数据进行统计,计算船舱的整体温度,计算公式如下:
式中: C n 为 个测量位置下的船舱平均温度; 为设置的温度测量位置数; 为当天的天气温度常数; 为船舱的干燥系数。处理单元依照上述公式得到船舱的平均温度,利用传输模块以数据帧的形式将该结果发送到报警模块中。
利用该数据帧将温度数据发送到报警模块,此时传输模块要保证传输数据的完整性。利用传感器将温度数据置换成电信号,数据置换公式为:
式中: 为置换后的温度数据置换函数; 为置后的换电信号强度; 为电信号波长; 为电信号强度波动函数。将置换后的温度数据组成数据帧,打开传感器传送端口,编制数据发送指令,将数据实时发送到报警模块中

2.2 检测报警

报警模块接收到上述的电信号后,进行检测与分析,并对于温度异常的信号进行报警处理。检测报警模块在温度临界报警系统中处于极为重要的位置,它对接收到的数据信号进行分析,根据温度临界值划分风险等级,并按照等级迅速报警。此时,报警模块根据电信号 的波动幅度进行检测:
式中: 为信号波动幅度; 为信号传输速率; 为信号波段变化时长; 为每一波段的信号总量。根据得到的信号频率设置报警系统运行状态,如 1 所示。
根据 1 可知,进行信号频率监测后,进行报警判断。当此信号波动幅度平稳没有大起大落时,说明测量得到的船舱温度是安全的,不会发生危险;当温度信号波动异常且波幅较大时,说明船舱温度产生剧烈变化,此时将该数值与温度临界预警值相对比,判断剧烈波动的数据信号是否超过临界门限。当该信号没有超过报警门限时,说明此时的船舱温度在允许波动范围内,为正常状态;如果该信号值超过临界值,则令该系统立即发出警报,各报警状态的处理方法如 表 2 所示。
根据 2 可知,当船舱温度处于临界值以下时,报警系统不会发出任何反应;当温度达到或者超过温度临界值时,报警系统通过主控程序发出声光警报,

相关推荐

  1. 基于51单片机汽车胎压温度检测报警系统设计

    2024-06-09 01:16:01       6 阅读

最近更新

  1. 鸿蒙Arkts上传图片并获取接口返回信息

    2024-06-09 01:16:01       0 阅读
  2. .NETCORE 微软企业登录

    2024-06-09 01:16:01       0 阅读
  3. bash和sh区别

    2024-06-09 01:16:01       0 阅读
  4. 从零手写实现 nginx-23-directive IF 条件判断指令

    2024-06-09 01:16:01       0 阅读
  5. svm 超参数

    2024-06-09 01:16:01       0 阅读
  6. shell判断语句练习

    2024-06-09 01:16:01       0 阅读
  7. MySQL周内训参照2、DDL与DML语句

    2024-06-09 01:16:01       0 阅读
  8. Scala学习笔记12: 高阶函数

    2024-06-09 01:16:01       0 阅读
  9. 详解 Flink CDC 的介绍和入门案例

    2024-06-09 01:16:01       0 阅读

热门阅读

  1. 内网中redis无法连接访问问题

    2024-06-09 01:16:01       5 阅读
  2. UML 统一建模语言简介

    2024-06-09 01:16:01       4 阅读
  3. 面试 Redis 八股文十问十答第四期

    2024-06-09 01:16:01       3 阅读
  4. Lua 时间工具类

    2024-06-09 01:16:01       3 阅读
  5. Ratchet websocket token 验证

    2024-06-09 01:16:01       5 阅读
  6. Composition API函数

    2024-06-09 01:16:01       3 阅读
  7. Python入门Git:探索版本控制的奥秘

    2024-06-09 01:16:01       5 阅读