基于单片机的船舶机舱温湿度、烟雾监控系统技术方案

本实用新型专利技术是基于单片机的船舶机舱温湿度、烟雾监控系统，包括电源模块、主控芯片模块、存储模块、通信模块以及传感采集模块，所述的存储模块与主控芯片模块信号连接，所述的通信模块与主控芯片模块信号连接，所述的传感采集模块与主控芯片模块信号连接，该种监测主机系统能够实时采集船舶机舱内温、湿度以及烟雾信息，并将数据通过RS485接口发送出去，为后续的报警、显示、查看历史数据等系统功能提供数据基础。

Monitoring System of Temperature, Humidity and Smoke in Marine Engine Room Based on Single Chip Microcomputer

【技术实现步骤摘要】
基于单片机的船舶机舱温湿度、烟雾监控系统
本技术是涉及传感器电路
，具体的说是用于基于单片机的船舶机舱温湿度、烟雾监控系统。
技术介绍
目前在船舶自动化控制和机舱报警系统等方面具有较高的自动化水平，但是在舱内环境监测、火灾预警等方面的自动化程度相对较低。船舶机舱里有许多重要的设备，且布线错综复杂，温度过高，湿度过大等环境参数的变化会直接影响机舱设备的正常运行，甚至导致火灾事故的发生，影响人命财产的安全。需要一种便捷、有效的监控设备，能够精准监控舱内温湿度变化，并在出现烟雾时，发出信号，进行报警。
技术实现思路
本技术针对现有技术中的不足，提供一种基于单片机的船舶机舱温湿度、烟雾监控系统，系统能够实时采集船舶机舱内温、湿度以及烟雾信息并将数据通过RS485接口发送出去。为实现上述目的，本技术采用以下技术方案：基于单片机的船舶机舱温湿度、烟雾监控系统，其特征在于：包括电源模块、主控芯片模块、存储模块、通信模块以及传感采集模块，所述的存储模块与主控芯片模块信号连接，所述的通信模块与主控芯片模块信号连接，所述的传感采集模块与主控芯片模块信号连接；所述的电源模块能够为内部的系统工作提供直流电源；所述的主控芯片模块用于系统驱动以及对传感采集模块采集到的数据进行数字信号处理；所述的存储模块存储设备的工作模式、设备地址以及通信参数的信息；所述的通信模块能够将数字化的环境数据信息发送到外部终端；所述的传感采集模块能够采集环境的温度、湿度以及烟雾环境的准确数据。所述的电源模块为基于LM2596电源芯片的电源电路，电源芯片LM2596的VIN引脚与二极管D1的负极连接，二极管D1的正极与电源连接，电源芯片LM2596的VIN引脚与电解电容C1的正极连接，电解电容C1的负极接地，电源芯片LM2596的ON/OFF引脚接地，电源芯片LM2596的GND引脚接地，电源芯片LM2596的VOUT引脚与二极管D2的负极连接，二极管D2的正极接地，电源芯片LM2596的VOUT引脚与电感L1一端连接，电感L1的另一端与电解电容C2的正极连接，电解电容C2的负极接地，电源芯片LM2596的FB引脚分别与电容C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10的一端连接，电容C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10的另一端均接数字地，电容C6的一端与电源输出端连接。所述的主控芯片模块包括主控芯片、晶振电路、复位电路、LED指示灯电路以及SWD下载口电路，所述的主控芯片为STM32f103c8t6，主控芯片STM32f103c8t6的PD0引脚与电阻R4一端连接，电阻R4一端与晶振Y1一端连接，晶振Y1一端与电容C11一端连接，电容C11另一端与电容C12一端连接，电容C12另一端与晶振Y1另一端连接，晶振Y1另一端与电阻R4另一端连接，电阻R4另一端与主控芯片STM32f103c8t6的PD1引脚连接，电容C11另一端与电容C12一端均接地；主控芯片STM32f103c8t6的BOOT0引脚与电阻R5一端连接，电阻R5的另一端接地；主控芯片STM32f103c8t6的NRST引脚与电阻R6一端连接，电阻R6的另一端与电源输出端连接，电阻R6一端与电容C13一端连接，电容C13另一端接地，主控芯片STM32f103c8t6的VBAT引脚、VDD-1引脚、VDD-2引脚、VDD-3引脚以及VDDA引脚均与电源输出端连接；所述的LED指示灯电路包括LED灯LED1，LED灯LED1的正极与电阻R1一端连接，电阻R1的另一端与电源输出端连接，LED灯LED1的负极接数字地；所述的SWD下载口电路基于SWDDebug芯片，SWDDebug芯片的RST引脚与电源输出端连接，SWDDebug芯片的RST引脚与电阻R2一端连接，电阻R2另一端与SWDDebug芯片的SWDIO引脚连接，SWDDebug芯片的SWDIO引脚与主控芯片STM32f103c8t6的PA13引脚连接，SWDDebug芯片的GND引脚与数字地连接，SWDDebug芯片的GND引脚与电阻R3一端连接，电阻R3另一端与与SWDDebug芯片的SWDCLK引脚连接，SWDDebug芯片的SWDCLK引脚与主控芯片STM32f103c8t6的PA14引脚连接。所述的存储模块采用AT24C02存储芯片，存储芯片AT24C02的A0、A1、A2、GND引脚接数字地，存储芯片AT24C02的VCC1引脚接电源输出端，存储芯片AT24C02的WP引脚接数字地，存储芯片AT24C02的SCL引脚与主控芯片STM32f103c8t6的PB0引脚连接，存储芯片AT24C02的SDA引脚与主控芯片STM32f103c8t6的PB1引脚连接。所述的通信模块采用SP3485收发器，收发器SP3485的RO引脚与主控芯片STM32f103c8t6的PA10引脚连接，收发器SP3485的RE和DE引脚均与主控芯片STM32f103c8t6的PA11引脚连接，收发器SP3485的DI引脚与主控芯片STM32f103c8t6的PA9引脚连接，收发器SP3485的VCC引脚与电源输出端连接，收发器SP3485的GND引脚接地，收发器SP3485的A引脚与B引脚之间连接有电阻R14，收发器SP3485的A引脚以及收发器SP3485的B引脚进行数据信号的差分输出，分别输出温湿度数据信号以及烟雾数据信号。所述的传感采集模块包括温、湿度采集模块以及烟雾传感器，所述的温、湿度采集模块与主控芯片模块信号连接，所述的烟雾传感器与主控芯片模块信号连接。所述的温、湿度采集模块采用AM2322模块，模块AM2322的VDD引脚与电源输出端连接，模块AM2322的GND引脚接地，模块AM2322的SDA引脚与主控芯片STM32f103c8t6的PB6引脚连接，模块AM2322的SCL引脚与主控芯片STM32f103c8t6的PB7引脚连接。所述的烟雾传感器采用MQ2模块，模块MQ2的VDD引脚以及PS引脚均与电源输出端连接，模块MQ2的GND引脚以及CSB引脚均接地，模块MQ2的CSB引脚接地，模块MQ2的CLK引脚与主控芯片STM32f103c8t6的PA6引脚连接，模块MQ2的SDI引脚与主控芯片STM32f103c8t6的PA7引脚连接。传感器采集船舶机舱温度、湿度、烟雾信息后，通过RS485接口传给系统主控单元，主控单元将传感器信息通过无线方式上传到数据监控中心进行处理并存入数据库，操作人员可以进行实时监控并查看历史数据，系统集成报警功能，能实现报警阈值的设置，并支持多路报警信号输出，从而实现机舱环境的自动化监控。本技术的有益效果是：提供了一种新型的基于单片机的温湿度、烟雾监控设备的电路配置方式，通过可以不间断的实时监控船舶机舱内的温度、湿度和和烟雾状态，并将采集到的数据通过RS485接口传出，为后续的数据处理做好基础。附图说明图1为本技术基于单片机的船舶机舱温湿度、烟雾监控系统的结构原理图。图2为本技术基于单片机的船舶机舱温湿度、烟雾监控系统电源模块的电路原理图。图3为本技术基于单片机的船舶机舱温湿度、烟雾监控系统主控芯片模块的电路原理图。图4为本技术基于单片机的船舶机舱温湿度、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于单片机的船舶机舱温湿度、烟雾监控系统，其特征在于：包括电源模块、主控芯片模块、存储模块、通信模块以及传感采集模块，所述的存储模块与主控芯片模块信号连接，所述的通信模块与主控芯片模块信号连接，所述的传感采集模块与主控芯片模块信号连接；所述的电源模块能够为内部的系统工作提供直流电源；所述的主控芯片模块用于系统驱动以及对传感采集模块采集到的数据进行数字信号处理；所述的存储模块存储设备的工作模式、设备地址以及通信参数的信息；所述的通信模块能够将数字化的环境数据信息发送到外部终端；所述的传感采集模块能够采集环境的温度、湿度以及烟雾环境的准确数据。

【技术特征摘要】
1.基于单片机的船舶机舱温湿度、烟雾监控系统，其特征在于：包括电源模块、主控芯片模块、存储模块、通信模块以及传感采集模块，所述的存储模块与主控芯片模块信号连接，所述的通信模块与主控芯片模块信号连接，所述的传感采集模块与主控芯片模块信号连接；所述的电源模块能够为内部的系统工作提供直流电源；所述的主控芯片模块用于系统驱动以及对传感采集模块采集到的数据进行数字信号处理；所述的存储模块存储设备的工作模式、设备地址以及通信参数的信息；所述的通信模块能够将数字化的环境数据信息发送到外部终端；所述的传感采集模块能够采集环境的温度、湿度以及烟雾环境的准确数据。2.如权利要求1所述的基于单片机的船舶机舱温湿度、烟雾监控系统，其特征在于：所述的电源模块为基于LM2596电源芯片的电源电路，电源芯片LM2596的VIN引脚与二极管D1的负极连接，二极管D1的正极与电源连接，电源芯片LM2596的VIN引脚与电解电容C1的正极连接，电解电容C1的负极接地，电源芯片LM2596的ON/OFF引脚接地，电源芯片LM2596的GND引脚接地，电源芯片LM2596的VOUT引脚与二极管D2的负极连接，二极管D2的正极接地，电源芯片LM2596的VOUT引脚与电感L1一端连接，电感L1的另一端与电解电容C2的正极连接，电解电容C2的负极接地，电源芯片LM2596的FB引脚分别与电容C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10的一端连接，电容C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10的另一端均接数字地，电容C6的一端与电源输出端连接。3.如权利要求2所述的基于单片机的船舶机舱温湿度、烟雾监控系统，其特征在于：所述的主控芯片模块包括主控芯片、晶振电路、复位电路、LED指示灯电路以及SWD下载口电路，所述的主控芯片为STM32f103c8t6，主控芯片STM32f103c8t6的PD0引脚与电阻R4一端连接，电阻R4一端与晶振Y1一端连接，晶振Y1一端与电容C11一端连接，电容C11另一端与电容C12一端连接，电容C12另一端与晶振Y1另一端连接，晶振Y1另一端与电阻R4另一端连接，电阻R4另一端与主控芯片STM32f103c8t6的PD1引脚连接，电容C11另一端与电容C12一端均接地；主控芯片STM32f103c8t6的BOOT0引脚与电阻R5一端连接，电阻R5的另一端接地；主控芯片STM32f103c8t6的NRST引脚与电阻R6一端连接，电阻R6的另一端与电源输出端连接，电阻R6一端与电容C13一端连接，电容C13另一端接地，主控芯片STM32f103c8t6的VBAT引脚、VDD-1引脚、VDD-2引脚、VDD-3引脚以及VDDA引脚均与电源输出端连接；所述的LED指示灯电路包括LED灯LED1，LED灯LED1的正极与电阻R1一端连接，电阻R1的另一端与电源输出端连接，LED灯LED1的负极接数字地；所述的SWD下载口电路基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：李冰蟾，
申请(专利权)人：江苏海事职业技术学院，
类型：新型
国别省市：江苏,32