专利名称：一种控制消防炮的解码器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于消防自动控制的电子设备，具体涉及用于控制消防炮的解码器。
背景技术：
据《光学技术》(2003年5月第29卷第3期292～294页)“基于CCD图像的火灾空间定位方法”和《大洋资讯网》(http//www.dayoo.com，2001年4月14日)“我大空间火灾研究世界领先”综合报道现有的消防炮由于自身没有自动识别火焰、自动定位及远程通讯功能，一般只能在火灾发生发展到被人或其他火灾探测器发现后，由人工启动按钮进行喷水灭火，在火灾扑灭后，也需人工手动控制消防水炮停止运行，这难免会贻误灭火的最佳时机，也会造成次生水害的问题，尤其在无人值守的高大空间和需要重点保护区域，特别需要安装自动消防炮；据《中国消防人网站》(http//www.china-fireren.com)2001年消防论文“深圳会议展览中心方案消防给水设计论证综述”一文报道“国内90年代开始消防水炮产品的研制，上海消防科研所″九五″攻关课题之一即是″消防水炮研制″，但该所研制的水炮只是一种遥控水炮，不能自动对准着火点，也不能同报警系统联动”。可见现有的消防炮在控制上还存在很多不足之处，主要靠人工去遥控，不能由系统控制消防炮自动对准火焰。主要原因是缺少能执行消防炮状态采集、与计算机实行远程通讯、对消防炮进行驱动控制以及具有处理运算能力的解码器，无法及时给计算机传递消防炮位置和状态信息，也无法将计算机的控制指令传递给消防炮，以控制消防炮的角度和位置。
发明内容
本实用新型提供一种控制消防炮的解码器，具有消防炮驱动、状态反馈、微处理运算和远程通讯功能，能将采集的消防炮状态信息、通过与计算机远程通讯来实现对消防炮的自动控制。
本实用新型控制消防炮的解码器，包括功率驱动模块1，它由电阻R1～R20、功率管Q1～Q4、三极管Q5～Q8、光电藕合器U1～U4、稳压二极管DW1～DW4、二极管D1～D8、发光二极管L1～L4、插座CN2组成；其中，U1、U2、U3、U4的1脚分别和R5、R9、R13、R17的一端一一对应相接，U1、U2、U3、U4的2脚分别和L1、L4、L3、L2的阴极一一对应相接后接外部端子CN2-5、CN2-4、CN2-3和CN2-2，L1、L4、L3、L2的阳极和R6、R10、R14、R18的一端一一对应相接，U1的4脚、Q5的基极和R7的一端相接，U2的4脚、Q6的基极和R11的一端相接，U3的4脚、Q7的基极和R15的一端相接，U4的4脚、Q8的基极和R19的一端相接，R8的一端、R1的一端、D1的阴极和Q5的集电极相接，R12的一端、R2的一端、D2的阴极和Q6的集电极相接，R16的一端、R3的一端、D3的阴极和Q7的集电极相接，R20的一端、R4的一端、D4的阴极和Q8的集电极相接，R1的另一端、D1的阳极、DW1的阴极与Q1的栅极相接，R2的另一端、D2的阳极、DW2的阴极与Q2的栅极相接，R3的另一端、D3的阳极、DW3的阴极与Q3的栅极相接，R4的另一端、D4的阳极、DW4的阴极与Q4的栅极相接，U1的3脚、Q5的发射极、DW1的阳极、MOT的M+端、Q1的源极、D5的阳极、D6的阴极和Q2的漏极连接在一起，U4的3脚、Q8的发射极、DW4的阳极、Q4的源极、D8的阳极、MOT的M-端、D7的阴极和Q3的漏极连接在一起，R5、R6、R9、R10、R13、R14、R17、R18的另一端都和+5V电源相接，R7、R8、R11、R12、R15、R16、R19、R20的另一端都和+12V电源相接，Q1的漏极、D5的阴极、Q4的漏极、D8的阴极与+24V电源相接，Q2的源极、Q6发射极、DW2的阳极、U2的3脚、D6的阳极、D7的阳极、Q3的源极、DW3的阳极、Q7的发射极、U3的3脚与地相接，MOT的M+和M-端与炮体电机接线柱相联结；其特征在于还包括微处理模块2、通讯模块3和数据采集模块4组成；所述的微处理模块2由集成电路U5、U6，拨码开关U7，电阻R21、R22，排组PR2、PR3，发光二极管L5，电容C1、C2，晶体振荡器CY1组成；所述通讯模块3由集成电路U8，电阻R23，跳线夹JP1，2脚插座CN7组成；其中，U5的X2、电容C1的一端和CY1的一端相接，U5的X1、电容C2的一端和CY1的另外一端相接，U5的TXD与U8的DI相接，U5的RXD与U8的R0相接，U5的INT0接在U8的2、3引脚上，U5的P10、P11、P12、P13分别与U6的CS、SO、CK、SI相接，+5V电源通过R22、L5接在U5的INT1上，U8的A、B分别和485的两根通讯线相接，A、B之间由R23、JP1连接，U5的RESET、R21的一端和U6的RT脚相接，R21的另一端、U6的VCC、WP两引脚、U5的EA/VP引脚和U8的VCC引脚都接在+5V电源上，PR3一侧八脚和接线端子分别接在U5的P00、P01、P02、P03、P04、P05、P06、P07上，PR3的另一侧八脚接+5V电源，PR2一侧的八脚和U7一侧的八脚、U5的P20、P21、P22、P23、P24、P25、P26、P27一一对应相接，PR2另一侧八脚接+5V电源，U7的另一侧的八脚接地，U5的P04、P05、P06、P07分别与功率驱动模块1的CN2-2、CN2-3、CN2-4、CN2-5对应相接；所述的数据采集模块4由电阻R24～R34，电位器W1～W4，集成电路U9～U11，三端稳压块U12、U13，电容E1～E6、C3～C8和电感L9组成；其中，U9的RG-通过R24、W1、R25和U9的RG+相接，U10的RG-通过R28、W3、R29和U10的RG+相接，U9的IN-与W2的调节端相接，+5V电源、R26、W2、R27串联接地，U10的IN-与W4的调节端相接，+5V电源、R30、W4、R31串联接地，U9的REF、VS-和U10的REF、VS-都接地，U9的VS+、U10的VS+、C8的一端、C7的一端、E4的正极和E3的正极与+5V电源相接，+12V电源通过L9分别与E1的正极、C3的一端、U12的Vin、E5的正极、C5的一端、U13的Vin相接，U12的Vout、C4的一端、E2的正极相接与+5V电源联结，U13的Vout、C6的一端、E6的正极和R32的一端相接，R32的另一端、R33的一端和端子REF+相接，E1的负极、C3的另一端、U12的GND、C4的另一端、E2的负极都接地，U13的GND、E5的负极、C5的另一端、C6的另一端、E6的负极、R34的一端都接地，U11的VCC接+5V电源，U11的GND接地，U11的A0和A1脚分别接端子A01和A02，U11的CN6-1、CN6-2、CN6-3、CN6-4、CN6-5分别与微处理模块2的U5的P00、P01、P02、P03、P04和T0脚对应相接，U9的IN1脚和U10的IN2脚与炮体角度电位器相连接。
本实用新型解码器是消防炮远程自动控制设备。使用时，功率驱动模块1与消防炮的水平和垂直方向电机MOT连接，数据采集模块4与消防炮的水平电位器和垂直电位器相接，解码器的通讯模块3与计算机串口通过RS485连接，微处理模块2是解码器的核心，与功率驱动模块1、通讯模块3和数据采集模块4都相接；数据采集模块4通过安装在消防炮上的水平电位器和垂直电位器及时获取消防炮的位置信息，微处理模块2将采集的模拟信号转化为数字信号后由通讯模块3传递给计算机，计算机的控制指令再通过RS485通讯接口和通讯模块3传递给功率驱动模块1，由功率驱动模块1驱动消防炮的水平方向电机和垂直方向电机，使消防炮在水平方向和垂直方向发生转动。
本实用新型解码器，功率驱动模块1采用IGBT模块为核心，具有驱动功率大、开关速度快、可靠性高的特点；其微处理模块2采用单片机INTER MCS-51系列作为处理核心，将采集的模拟信号转化为数字信号后传递给计算机，运算速度快，可靠性高；其通讯模块3采用RS485C组网技术，可将多台设备挂接在同一总线上，通讯距离长达1200米而无需中继；其数据采集模块4将消防炮的极限位置、旋转角度信息精确采集下来，传递给计算机；本实用新型由于采用了上述的功率驱动模块1的驱动功能、微处理模块2的微处理功能、通讯模块3的远程通讯功能和数据采集模块4的数据采集功能，成功地解决了消防炮远程自动控制的难题，实现消防炮定点自动扑救。
图1为本实用新型解码器的结构原理图。
图2为本实用新型解码器的功率驱动模块电路图；图3为本实用新型解码器的微处理模块和通讯模块电路图；图4为本实用新型解码器的数据采集模块电路图。
具体实施方式
以下结合附图说明本实用新型的具体实施方式
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实施例1本实用新型解码器功率驱动模块1由两个相同的电路组成，分别用于控制消防炮在水平和垂直方向的旋转；由电阻R1～R20、功率管Q1～Q4、三极管Q5～Q8、光电藕合器U1～U4、稳压二极管DW1～DW4、二极管D1～D8、发光二极管L1～L4、插座CN2组成；其中，U1、U2、U3、U4的1脚分别和R5、R9、R13、R17的一端一一对应相接，U1、U2、U3、U4的2脚分别和L1、L4、L3、L2的阴极一一对应相接后接外部端子CN2-5、CN2-4、CN2-3和CN2-2，L1、L4、L3、L2的阳极和R6、R10、R14、R18的一端一一对应相接，U1的4脚、Q5的基极和R7的一端相接，U2的4脚、Q6的基极和R11的一端相接，U3的4脚、Q7的基极和R15的一端相接，U4的4脚、Q8的基极和R19的一端相接，R8的一端、R1的一端、D1的阴极和Q5的集电极相接，R12的一端、R2的一端、D2的阴极和Q6的集电极相接，R16的一端、R3的一端、D3的阴极和Q7的集电极相接，R20的一端、R4的一端、D4的阴极和Q8的集电极相接，R1的另一端、D1的阳极、DW1的阴极与Q1的栅极相接，R2的另一端、D2的阳极、DW2的阴极与Q2的栅极相接，R3的另一端、D3的阳极、DW3的阴极与Q3的栅极相接，R4的另一端、D4的阳极、DW4的阴极与Q4的栅极相接，U1的3脚、Q5的发射极、DW1的阳极、MOT的M+端、Q1的源极、D5的阳极、D6的阴极和Q2的漏极连接在一起，U4的3脚、Q8的发射极、DW4的阳极、Q4的源极、D8的阳极、MOT的M-端、D7的阴极和Q3的漏极连接在一起，R5、R6、R9、R10、R13、R14、R17、R18的另一端都和+5V电源相接，R7、R8、R11、R12、R15、R16、R19、R20的另一端都和+12V电源相接，Q1的漏极、D5的阴极、Q4的漏极、D8的阴极与+24V电源相接，Q2的源极、Q6发射极、DW2的阳极、U2的3脚、D6的阳极、D7的阳极、Q3的源极、DW3的阳极、Q7的发射极、U3的3脚与地相接，MOT的M+和M-端与炮体电机接线柱相联结；微处理模块2由集成电路U5、U6，拨码开关U7，电阻R21、R22，排组PR2、PR3，发光二极管L5，电容C1、C2，晶体振荡器CY1组成；通讯模块3由集成电路U8，电阻R23，跳线夹JP1，2脚插座CN7组成；其中，U5的X2、电容C1的一端和CY1的一端相接，U5的X1、电容C2的一端和CY1的另外一端相接，U5的TXD与U8的DI相接，U5的RXD与U8的R0相接，U5的INT0接在U8的2、3引脚上，U5的P10、P11、P12、P13分别与U6的CS、SO、CK、SI相接，+5V电源通过R22、L5接在U5的INT1上，U8的A、B分别和485的两根通讯线相接，A、B之间由R23、JP1连接，U5的RESET、R21的一端和U6的RT脚相接，R21的另一端、U6的VCC、WP两引脚、U5的EA/VP引脚和U8的VCC引脚都接在+5V电源上，PR3一侧八脚和接线端子分别接在U5的P00、P01、P02、P03、P04、P05、P06、P07上，PR3的另一侧八脚接+5V电源，PR2一侧的八脚和U7一侧的八脚、U5的P20、P21、P22、P23、P24、P25、P26、P27一一对应相接，PR2另一侧八脚接+5V电源，U7的另一侧的八脚接地，U5的P04、P05、P06、P07分别与功率驱动模块1的CN2-2、CN2-3、CN2-4、CN2-5对应相接；数据采集模块4由电阻R24～R34，电位器W1～W4，集成电路U9～U11，三端稳压块U12、U13，电容E1～E6、C3～C8和电感L9组成；其中，U9的RG-通过R24、W1、R25和U9的RG+相接，U10的RG-通过R28、W3、R29和U10的RG+相接，U9的IN-与W2的调节端相接，+5V电源、R26、W2、R27串联接地，U10的IN-与W4的调节端相接，+5V电源、R30、W4、R31串联接地，U9的REF、VS-和U10的REF、VS-都接地，U9的VS+、U10的VS+、C8的一端、C7的一端、E4的正极和E3的正极与+5V电源相接，+12V电源通过L9分别与E1的正极、C3的一端、U12的Vin、E5的正极、C5的一端、U13的Vin相接，U12的Vout、C4的一端、E2的正极相接与+5V电源联结，U13的Vout、C6的一端、E6的正极和R32的一端相接，R32的另一端、R33的一端和端子REF+相接，E1的负极、C3的另一端、U12的GND、C4的另一端、E2的负极都接地，U13的GND、E5的负极、C5的另一端、C6的另一端、E6的负极、R34的一端都接地，U11的VCC接+5V电源，U11的GND接地，U11的A0和A1脚分别接端子A01和A02，U11的CN6-1、CN6-2、CN6-3、CN6-4、CN6-5分别与微处理模块2的U5的P00、P01、P02、P03、P04和T0脚对应相接，U9的IN1脚和U10的IN2脚与炮体角度电位器相连接。
本实用新型解码器的工作过程如下数据采集模块4采集消防炮在水平和垂直方向上的角度信息，由微处理模块2将采集的模拟信号转化为数字信号后传递给计算机，经过程序分析之后通过RS485通讯接口和通讯模块3将计算机控制指令传递给功率驱动模块1，由功率驱动模块1驱动消防炮在水平方向和垂直方向发生转动，同时，数据采集模块4继续采集消防炮的位置信息并通过微处理模块2和通讯模块3及时反馈给计算机，以便于通过程序运算和分析后及时调整消防炮的位置和角度。
权利要求1.一种控制消防炮的解码器，由功率驱动模块1、微处理模块2、通讯模块3和数据采集模块4组成；其特征在于所述功率驱动模块1，由电阻R1～R20、功率管Q1～Q4、三极管Q5～Q8、光电藕合器U1～U4、稳压二极管DW1～DW4、二极管D1～D8、发光二极管L1～L4、插座CN2组成；其中，U1、U2、U3、U4的1脚分别和R5、R9、R13、R17的一端一一对应相接，U1、U2、U3、U4的2脚分别和L1、L4、L3、L2的阴极一一对应相接后接外部端子CN2-5、CN2-4、CN2-3和CN2-2，L1、L4、L3、L2的阳极和R6、R10、R14、R18的一端一一对应相接，U1的4脚、Q5的基极和R7的一端相接，U2的4脚、Q6的基极和R11的一端，相接，U3的4脚、Q7的基极和R15的一端相接，U4的4脚、Q8的基极和R19的一端相接，R8的一端、R1的一端、D1的阴极和Q5的集电极相接，R12的一端、R2的一端、D2的阴极和Q6的集电极相接，R16的一端、R3的一端、D3的阴极和Q7的集电极相接，R20的一端、R4的一端、D4的阴极和Q8的集电极相接，R1的另一端、D1的阳极、DW1的阴极与Q1的栅极相接，R2的另一端、D2的阳极、DW2的阴极与Q2的栅极相接，R3的另一端、D3的阳极、DW3的阴极与Q3的栅极相接，R4的另一端、D4的阳极、DW4的阴极与Q4的栅极相接，U1的3脚、Q5的发射极、DW1的阳极、MOT的M+端、Q1的源极、D5的阳极、D6的阴极和Q2的漏极连接在一起，U4的3脚、Q8的发射极、DW4的阳极、Q4的源极、D8的阳极、MOT的M-端、D7的阴极和Q3的漏极连接在一起，R5、R6、R9、R10、R13、R14、R17、R18的另一端都和+5V电源相接，R7、R8、R11、R12、R15、R16、R19、R20的另一端都和+12V电源相接，Q1的漏极、D5的阴极、Q4的漏极、D8的阴极与+24V电源相接，Q2的源极、Q6发射极、DW2的阳极、U2的3脚、D6的阳极、D7的阳极、Q3的源极、DW3的阳极、Q7的发射极、U3的3脚与地相接，MOT的M+和M-端与炮体电机接线柱相联结；所述的微处理模块2由集成电路U5、U6，拨码开关U7，电阻R21、R22，排组PR2、PR3，发光二极管L5，电容C1、C2，晶体振荡器CY1组成；所述通讯模块3由集成电路U8，电阻R23，跳线夹JP1，2脚插座CN7组成；其中，U5的X2、电容C1的一端和CY1的一端相接，U5的X1、电容C2的一端和CY1的另外一端相接，U5的TXD与U8的DI相接，U5的RXD与U8的RO相接，U5的INT0接在U8的2、3引脚上，U5的P10、P11、P12、P13分别与U6的CS、SO、CK、SI相接，+5V电源通过R22、L5接在U5的INT1上，U8的A、B分别和485的两根通讯线相接，A、B之间由R23、JP1连接，U5的RESET、R21的一端和U6的RT脚相接，R21的另一端、U6的VCC、WP两引脚、U5的EA/VP引脚和U8的VCC引脚都接在+5V电源上，PR3一侧八脚和接线端子分别接在U5的P00、P01、P02、P03、P04、P05、P06、P07上，PR3的另一侧八脚接+5V电源，PR2一侧的八脚和U7一侧的八脚、U5的P20、P21、P22、P23、P24、P25、P26、P27一一对应相接，PR2另一侧八脚接+5V电源，U7的另一侧的八脚接地，U5的P04、P05、P06、P07分别与功率驱动模块1的CN2-2、CN2-3、CN2-4、CN2-5对应相接；所述的数据采集模块4由电阻R24～R34，电位器W1～W4，集成电路U9～U11，三端稳压块U12、U13，电容E1～E6、C3～C8和电感L9组成；其中，U9的RG-通过R24、W1、R25和U9的RG+相接，U10的RG-通过R28、W3、R29和U10的RG+相接，U9的IN-与W2的调节端相接，+5V电源、R26、W2、R27串联接地，U10的IN-与W4的调节端相接，+5V电源、R30、W4、R31串联接地，U9的REF、VS-和U10的REF、VS-都接地，U9的VS+、U10的VS+、C8的一端、C7的一端、E4的正极和E3的正极与+5V电源相接，+12V电源通过L9分别与E1的正极、C3的一端、U12的Vin、E5的正极、C5的一端、U13的Vin相接，U12的Vout、C4的一端、E2的正极相接与+5V电源联结，U13的Vout、C6的一端、E6的正极和R32的一端相接，R32的另一端、R33的一端和端子REF+相接，E1的负极、C3的另一端、U12的GND、C4的另一端、E2的负极都接地，U13的GND、E5的负极、C5的另一端、C6的另一端、E6的负极、R34的一端都接地，U11的VCC接+5V电源，U11的GND接地，U11的A0和A1脚分别接端子A01和A02，U11的CN6-1、CN6-2、CN6-3、CN6-4、CN6-5分别与微处理模块2的U5的P00、P01、P02、P03、P04和TO脚对应相接，U9的IN1脚和U10的IN2脚与炮体角度电位器相连接。
专利摘要本实用新型提供一种控制消防炮的解码器，特征是采用了功率驱动模块、微处理模块、通讯模块和数据采集模块的几个模块电路的组合；数据采集模块通过安装在消防炮上的水平和垂直电位器及时获取炮体的状态信息并传递给微处理模块，微处理模块将采集的模拟信号转化为数字信号后由通讯模块传递给计算机，计算机的控制指令再通过通讯模块传递给功率驱动模块，由功率驱动模块驱动消防炮的水平和垂直电机，使消防炮在水平和垂直方向发生转动；具有驱动消防炮、状态反馈、微处理运算和远程通讯功能，能将采集的消防炮状态信息、通过与计算机远程通讯来实现对消防炮的自动控制，实现了定点扑救，成功地解决了消防炮远程自动控制的难题。
文档编号A62C37/00GK2654163SQ0325234
公开日2004年11月10日 申请日期2003年9月30日 优先权日2003年9月30日
发明者袁宏永, 疏学明, 苏国锋, 梁光华, 马云, 王进军 申请人:中国科学技术大学