基于單片機的船舶艙室漏水報警系統(tǒng)設(shè)計

宋海燕+陳繼濤+秦富貞

摘 要：運用電極型水浸傳感器和STC12C5A60S2單片機，設(shè)計了一種基于單片機的船舶多路漏水檢測聲光報警系統(tǒng)，把漏水檢測與報警裝置緊密的結(jié)合在一起。當(dāng)船舶出現(xiàn)漏水情況時，通過單片機進行聲光報警，以起到對險情的預(yù)警作用。

關(guān)鍵詞：船舶；漏水報警；單片機

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.22.018

0 引言

目前國際上對于船舶多路漏水檢測聲光報警系統(tǒng)都是覆蓋使用，使用比較混亂。因此，設(shè)計一種具有專一性的船舶多路漏水聲光報警系統(tǒng)，具有非常重要的實際意義和運用價值。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計

本系統(tǒng)是多路船舶艙室漏水檢測聲光報警系統(tǒng)。報警器系統(tǒng)中的手動按鍵、聲音報警、燈光報警等，安裝在監(jiān)測室內(nèi)，電極型水浸傳感器分別安裝在每個艙室內(nèi)。

1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

艙室漏水多路聲光報警系統(tǒng)中的單路系統(tǒng)框圖如圖1所示。單片機控制器選用STC公司的內(nèi)置8通道10位精度逐次比較型模數(shù)轉(zhuǎn)換器的STC12C5A60S2增強型51單片機，具有速度高、低功耗等優(yōu)點，輸入電壓范圍為0-5 V。這里STC12C5A60S2處于船艙漏水多路聲光報警器的核心地位，一方面控制系統(tǒng)的正常運作，另一方面來處理電極水浸傳感器傳來的信號，是整個系統(tǒng)的中樞元件。

1.2 系統(tǒng)功能

船舶多路漏水檢測聲光報警系統(tǒng)能夠同時對多個船艙的艙室的漏水情況進行檢測，進行聲光報警。通過單片機監(jiān)測傳感器，如果檢測到漏水，就進行LED燈光報警和蜂鳴器聲音報警。處理完漏水情況后或發(fā)現(xiàn)是誤報警情況，通過人工干預(yù)，關(guān)閉報警器。

2 硬件電路設(shè)計

2.1 水浸傳感器檢測電路

該電路采用適用于船舶的電極型水浸傳感器，放置在需要檢測的區(qū)域。主要根據(jù)電極浸水阻值發(fā)生變化原理，通過對電壓檢測的數(shù)據(jù)來確定傳感器的工作狀態(tài)，再通過電壓比較器進行比較與處理，得到外部電路狀態(tài)的電平數(shù)值，并送往STC12C5A60S2單片機進行檢測處理與儲存。電極型水浸感傳器的接口電路如圖2所示。

STC12C5A60S2單片機內(nèi)置的ADC模塊的輸入通道復(fù)用P1.0-P1.7引腳，用戶通過程序設(shè)計將八路中的任意一路設(shè)置為模數(shù)轉(zhuǎn)換器功能。ADC模塊的參考電壓是單片機電源電壓。系統(tǒng)選用16路模擬開關(guān)CD4067連接傳感器輸出端和單片機。

2.2 供電電路

供電電路主要是通過穩(wěn)壓集成電路MC7805AK和濾波電容來實現(xiàn)的，為單片機提供穩(wěn)定電壓的同時濾除外界干擾，避免了電源波動對單片機運行產(chǎn)生的不良影響。

圖3所示為供電電路的典型的電路圖。

2.3 聲光報警電路

聲光報警電路中采用了內(nèi)部裝置是集成了多諧振蕩器的有源蜂鳴器，只要在外部施加直流電就可以正常工作。它的控制電路和驅(qū)動電路是非常簡潔方便的。同時，驅(qū)動發(fā)光二極管，在檢測到漏水時點亮二極管。

3 系統(tǒng)軟件

系統(tǒng)軟件運用全方位循序掃描程序的方法，實時監(jiān)控電極水傳感器的工作狀態(tài)。若檢測到電極水傳感器出現(xiàn)異常，則立即開啟聲音報警與燈光報警。在主控室的監(jiān)測人員，通過帶有編號的LED燈來判斷到底哪一個艙室發(fā)生漏水，確認(rèn)是否發(fā)生了漏水，然后采取緊急措施。

4 結(jié)束語

本文提出了基于單片機的船舶多路漏水檢測聲光報警系統(tǒng)的研究方案與設(shè)計方法，同時完成了采集與報警系統(tǒng)的研究與設(shè)計方法。實驗證明，本系統(tǒng)的總體設(shè)計合理，誤差率低，控制效果理想。

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作者簡介：宋海燕（1982-），女，碩士，副教授，主要研究方向：控制工程。endprint