一种水电站报警系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种水电站报警系统及方法，该系统包括主处理器、从处理器、GPS模块、GPRS模块、人体红外检测模块、重力传感器模块、语音输出模块、应急处理模块，该系统一方面，在水电站不定期、不定时地提闸放水时对下游河道的游人进行及时有效的通知，使他们在洪水来临前及时撤离，避免不必要的悲剧发生；另一方面，系统通过检测设备对保证水电站正常运行的重要设备进行实时监控，防止重要设备的丢失影响水电站正常运行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于水电站
，涉及，具体地说，涉及一种基于TQ6410的水电站报警系统及方法。
技术介绍
在国内，随着科学与技术的发展，应用在各个领域不同类型和功能的报警系统在市场上随处可见，但是，目前还没有一个针对水电站蓄水量达到警戒容量时，或者在枯水季节，水电站工作人员对水电站进行常规检修时，随机地提(升)闸放水的情况下，对水电站下游河道的游人进行及时有效的通知，使他们在洪水来临前，能快速离开，避免悲剧的发生，并且对保证水电站正常运行的重要设备的安全进行实时监控的综合、完善、有效的报警系统。
技术实现思路
为了克服现有技术中存在的缺陷，本专利技术提供，该系统一方面，在水电站不定期、不定时地提闸放水时对下游河道的游人进行及时有效的通知，使他们在洪水来临前及时撤离，避免不必要的悲剧发生；另一方面，系统通过检测设备对保证水电站正常运行的重要设备进行实时监控，防止重要设备的丢失影响水电站正常运行。其技术方案如下:一种水电站报警系统，包括主处理器、从处理器、GPS模块、GPRS模块、人体红外检测模块、重力传感器模块、语音输出模块、应急处理模块。该报警系统实现的功能有三个，一是:当水电站放水时，主处理器发出指令，在本地启动大功率播放器播放“洪水来了，危险”的事先设定好的语音提示。同时，主处理器发出指令调用GPS定位信息读取函数，读取放水水电站的经玮度信息并将读取的数据分离，转换为无线网络可发送的数据，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。二是:人体红外检测到闸口危险区域有人进入后，主处理器启动大功率播放器播放语音警告，让游人撤离危险区域。三是:作为辅助监控功能的重力传感器检测到设备丢失信号后，则判定为防盗报警信号，系统调用GPS定位信息读取函数并将读取的数据分离，转换为无线网络可发送的数据，然后通过无线网络将数据发送给水电站管理中心或公安机关报警，使他们知道事发地的准确信息，做相应的快速防盗处理所述主处理器MCU，根据报警系统的实际性能需要选用天嵌科技提供的QT6410，此处理器是基于CPU的子系统的ARM1176JZF-S，具有JAVA加速引擎和16KB/16KBI/D缓存和16KB/16KBI/DTCM。在各自地TBDV和TBDV的400/533/667MHz操作频率。一个8位ITU601/656相机接口，用于缩放的高达4M像素，固定的16M像素。多标准编解码器提供的MPEG-4/H.263/H.264编码和解码的高达30帧/s，VCl视频解码、达到30帧/s。所述从处理器，选用AT89C52单片机，人体红外检测到闸口危险区域有人进入后，此信号先传入单片机处理，再经主处理器处理，主处理器启动大功率播放器播放语音警告，让游人撤离危险区域。重力传感器检测到设备丢失信号后，此信号先经单片机AT89C52处理，再经主处理器处理，判定为防盗报警信号，系统调用GPS定位信息读取函数并将读取的数据分离，转换为无线网络GPRS可发送的数据，然后通过无线网络将数据发送给水电站管理中心或公安机关报警，使他们知道事发地的准确信息，做相应的快速防盗处理。所述GPS模块，根据系统性能要求和设计方便，选用台湾HOLUX公司开发的GPS模块M-87。M-87是一款高灵敏性，快速位置修正，低耗电量，漂移小的性价比很高的产品。M-87与主芯片连接使用的是1.25-6A接口，使用的是s3c6410芯片的UART3 口。本系统中，主处理器发出指令调用GPS定位信息读取函数，读取放水水电站的经玮度信息并将读取的数据分离，转换为无线网络GPRS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。所述GPRS模块，GPRS模块来实现设计中语音短信报警信号，在设计中GPRS模块通过串口与主处理器QT6410直接相连，为系统设计提供了可靠性，节约了成本。选择百汇公司设计的无线GPRS模块，其是一款专为广大自由职业设计人员提供的高效、便捷的无线通信模块。无论何时何地通过手提电脑等方式都可自由移动上网，拨打电话，和短信收发。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。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。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。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。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，采用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水电站报警系统，其特征在于：包括主处理器、从处理器、GPS模块、GPRS模块、人体红外检测模块、重力传感器模块、语音输出模块、应急处理模块；所述主处理器MCU，根据报警系统的实际性能需要选用天嵌科技提供的QT6410，此处理器是基于CPU的子系统的ARM1176JZF‑S，具有JAVA加速引擎和16KB/16KBI/D缓存和16KB/16KBI/DTCM；在各自地TBDV和TBDV的400/533/667MHz操作频率；一个8位ITU601/656相机接口，用于缩放的高达4M像素，固定的16M像素；多标准编解码器提供的MPEG‑4/H.263/H.264编码和解码的高达30帧/s，VC1视频解码、达到30帧/s；所述从处理器，选用AT89C52单片机，人体红外检测到闸口危险区域有人进入后，此信号先传入单片机处理，再经主处理器处理，主处理器启动大功率播放器播放语音警告，让游人撤离危险区域；重力传感器检测到设备丢失信号后，此信号先经单片机AT89C52处理，再经主处理器处理，判定为防盗报警信号，系统调用GPS定位信息读取函数并将读取的数据分离，转换为无线网络GPRS发送的数据，然后通过无线网络将数据发送给水电站管理中心或公安机关报警，使他们知道事发地的准确信息，做相应的快速防盗处理；所述GPS模块，根据系统性能要求和设计方便，选用台湾HOLUX公司开发的GPS模块M‑87；M‑87是一款高灵敏性，快速位置修正，低耗电量，漂移小的性价比很高的产品；M‑87与主芯片连接使用的是1.25‑6A接口，使用的是s3c6410芯片的UART3口；本系统中，主处理器发出指令调用GPS定位信息读取函数，读取放水水电站的经纬度信息并将读取的数据分离，转换为无线网络GPRS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；所述GPRS模块，GPRS模块来实现设计中语音短信报警信号，在设计中GPRS模块通过串口与主处理器QT6410直接相连，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UART1口；主处理器获取经纬度信息后，转换为GPRS模块发送的数据，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；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，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HD74LSOOP做一个电平转换；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OP27G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，电阻应变片的阻值将发生变化，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；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；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；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。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓芳，樊晓虹，董燕飞，陈英，弓亚超，卢亚鹏，王丹阳，张晓杰，芦明，
申请(专利权)人：河南城建学院，
类型：发明
国别省市：河南;41