石化氣體泄漏立體光標示裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及3D立體點陣模型控制和LED顯示技術，特別是嵌入式傳感器技術、環(huán)境數據采集與交互技術。
【背景技術】
[0002]在工業(yè)信息化的背景下，有效的報警顯示系統(tǒng)已經從工業(yè)和消費類多媒體應用領域滲透。數字化的立體式交互體驗與顯示技術將為工業(yè)信息化服務。本實用新型基于石油化工生產過程中的氣體泄漏為報警觸發(fā)點，通過立體光標示顯示設備為廠區(qū)人員提供氣體泄漏信息。
[0003]與傳統(tǒng)工業(yè)生產上應用的報警顯示設備相比，本實用新型采用發(fā)光二極管作為顯示設備的基本構成元素，特有的8X8X8立體式顯示結構能滿足多角度、全方位的石化氣體泄漏和環(huán)境參數的信息直觀獲取。立體的LED報警顯示系統(tǒng)設計能明顯體現(xiàn)出在空間全方位、多角度的顯示優(yōu)越性和良好的應用前景。
[0004]現(xiàn)有的報警LED顯示機構一般分為圖文顯示屏和視頻顯示屏，均由LED矩陣塊組成，存在著生產使用過程復雜，顯示方向單一等問題。顯示效果受空間維度的限制，僅能在二維平面上傳播顯示的信息，滿足不了全方位、多角度獲取報警信息的需求，不能在石化廠區(qū)氣體泄漏事故發(fā)生時為事故現(xiàn)場搶救和人員撤離提供有效的信息和爭取搶救時間。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型要解決的技術問題是:提供一種8X 8 X 8立體式LED顯示矩陣單元，通過嵌入式傳感器技術采集石化廠區(qū)檢測氣體的濃度和相關環(huán)境參數，經過數據融合處理后判斷氣體濃度是否超標，再進行顯示動作的決策。解決了單一方向不能多角度、全方位獲取顯示石化氣體泄漏信息與警報提示，且不能同時滿足廠區(qū)環(huán)境美化與照明標示的缺點。
[0006]為實現(xiàn)上述目的的，本實用新型的技術方案如下：
[0007]石化氣體泄漏立體光標示裝置，其特征在于包括:氣體泄漏報警立體顯示機構；2)石化氣體傳感器采集機構;3)微機控制機構;4)基板與電路橋接基本外設，其中：
[0008]所述氣體泄漏報警立體顯示機構，為8X 8 X 8立體式矩陣模型，構成“前”、“后”、“左”、“右”、“上”五個方向可觀測的3D立體式的顯示光標示，能多角度、全方位獲取石化氣體泄漏信息，并設置有揚聲器；
[0009]所述石化氣體傳感器采集機構，包括有一氧化碳氣敏傳感器報警模塊、煙霧氣敏傳感器檢測模塊、溫濕度檢測模塊和火焰?zhèn)鞲衅魈綔y模塊；
[0010]所述基板與微機控制機構，采用的主控為STC12C5A60S2單片機芯片，驅動電路為74HC573數字芯片為鎖存驅動的8列并排的排列方式，同時用ULN2803達林頓晶體管陣列對光標示的LED層進行輸入放大與驅動控制；
[0011]所述基板與電路橋接基本外設，為帶有縱橫8X8矩陣排孔陣列組合、芯片插槽、排針接口和傳感器接口，基本外設電路基載與相對應LED引腳接口。
[0012]所述傳感器基本外設包括有一氧化碳氣敏傳感器報警模塊、煙霧氣敏傳感器檢測模塊、溫濕度檢測模塊和火焰?zhèn)鞲衅魈綔y模塊。
[0013]本實用新型設置有揚聲器報警單元，所述揚聲器報警單元當檢測到有石化氣體泄漏且超過規(guī)定濃度時，揚聲器就會做出相應的報警聲音警示播報。
[0014]光標示涉及嵌入式傳感器技術和環(huán)境數據采集技術，采用8X 8 X 8立體式矩陣的模型構成“前”、“后”、“左”、“右”、“上”五個方向可觀測的3D立體式的顯示光標示。采用的主控芯片為STC12C5A60S2單片機芯片，驅動電路為74HC573數字芯片為鎖存驅動的8列并排的排列方式，同時用ULN2803達林頓晶體管陣列對光標示的LED層進行輸入放大與驅動控制。利用STC12C5A60S2單片機芯片控制LED的亮滅，采用延時控制LED亮滅時間，最終使得整個立體展現(xiàn)不同緊急報警的造型和圖案，產生一種三維立體式的多角度可觀測的動態(tài)效果。
[0015]優(yōu)選的，所述STC12C5A60S2單片機芯片為寬電壓：5.5?3.3V，2.2?3.6V(STC12LE5A60S2系列）；設置有外部掉電檢測電路，可在掉電時將數據保存進EEPR0M;有空閑模式和掉電模式的低功耗設計;8通道數據寬度，10位高速ADC，2路PWM; 2通道比較單元；有可編程時鐘輸出功能。
[0016]優(yōu)選的，所述74HC573八位三態(tài)輸出寄存器，用來驅動512個LED發(fā)光二極管，有8路同相三態(tài)雙向總線收發(fā)器，可雙向傳輸數據。
[0017]優(yōu)選的，所述ULN2803達林頓晶體管，驅動能力為500MA\50V。應用時9腳接地，10腳接負載電源VCC，輸入的電平信號為O或5V。輸入O是輸出達林頓管截止，輸入為5V電平時，輸出達林頓飽和。輸出負載加在電源V+和輸出口上，當輸入為高電平時，輸出負載工作，該電路為反向輸出型，即輸入低電平電壓，輸出端才能導通工作。
[0018]優(yōu)選的，所述一氧化碳氣敏傳感器報警模塊為采用寬電壓LM393比較器、具有雙路信號輸出（模擬量輸出及TTL電平輸出）和氣敏材料為二氧化錫(Sn02)的MQ-7氣體傳感器。
[0019]優(yōu)選的，所述煙霧氣敏傳感器檢測模塊，特點是具有DO開關信號(TTL)輸出和AO模擬信號輸出，對液化氣、丙烷、氫氣的可燃性氣體的靈敏度高，對天然氣和其它可燃蒸汽的檢測亦能達到理想的水平的MQ-2氣體傳感器。
[0020]優(yōu)選的，所述溫濕度檢測模塊為濕度測量范圍在20%-95%，濕度測量誤差：土5 %，溫度測量范圍在0-80°C，溫度測量誤差：± 2°C，工作電壓為3 . 3V-5V的DHTl I溫濕度傳感器模塊。
[0021]優(yōu)選的，所述火焰?zhèn)鞲衅魈綔y模塊為可以檢測火焰波長范圍在760nm?11OOnm的光源，采用寬電壓LM393比較器，探測角度范圍為-60°?60°，對火焰光譜靈敏的4線制火源探測傳感器。
[0022]本實用新型設置有基板，所述基板為帶有橫縱8X8矩陣排孔陣列組合、芯片插槽與相對應排針接口、傳感器接口，基本外設電路基載與相對應排針接口。所述芯片插槽與相對應排針接口如說明書附圖圖2所示，74HC573芯片8位輸出口自上而下分別連接對應LED縱列自上而下的8個共陽極排孔，8個74HC573芯片都依此規(guī)律進行連接上64個排孔陣列。如說明書附圖圖3所示，主控芯片P0~0?P0~7I/0 口分別與74HC573芯片DO?D7輸入口相對應連接并且與剩余7個74HC573芯片DO?D7輸入口相并聯(lián)串行輸入連接。如說明書附圖圖I所示，主控芯片ΡΓ0?ΡΓ7Ι/0 口分別與ULN2803的INl?ΙΝ8輸入口相對應連接，ULN1803的OUTl?0UT8輸出口分別與光標示的LED層自上而下的8層共陰極端相連接。
[0023]本實用新型的光標示顯示圖案與動畫分別對應于不同石化氣體泄漏情形與對應不同氣體濃度，氣體濃度越高，LED的亮度越高，標示3D立體圖案閃動與變換得越快。
[0024]為了使本實用新型的技術方案和應用過程表述得更加清楚，下面結合【具體實施方式】和說明書附圖，對本實用新型做出進一步的詳細說明。在此，本實用新型的示意性實施方式及其說明用于解釋本實用新型，但不作為對本實用新型的技術限定。
[0025]下面結合附圖進行說明。
【附圖說明】
[0026]圖I是本實用新型的全景模型概況外觀示意圖。
[0027]圖2是本實用新型的俯視圖外觀不意圖。
[0028]圖3是本實用新型的74HC573芯片串行輸出輸入連接示意圖。
[0029]圖4是本實用新型的ULN2803晶體管集成芯片串行輸出輸入連接示意圖。
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