消防水泵工作狀態(tài)記錄系統(tǒng)設(shè)計

張靜秋+李金奎

摘 要：文章對消防水泵工作狀態(tài)記錄系統(tǒng)設(shè)計進行研究，消防水泵工作狀態(tài)記錄系統(tǒng)是一種將記錄儀放置于消防水泵控制器內(nèi)的設(shè)計，水泵工作狀態(tài)記錄系統(tǒng)主要包括單片機最小系統(tǒng)、水泵的工作狀態(tài)采集電路和SD卡讀寫電路。消防水泵工作狀態(tài)記錄系統(tǒng)將主機發(fā)送來的水泵工作時的電壓、電流、時間等記錄在SD卡中，便于消防維護人員讀取SD卡中的信息，判斷水泵的工作狀態(tài)。該水泵工作狀態(tài)記錄系統(tǒng)最多可以記錄64個月的消防水泵工作狀態(tài)，并且可以實現(xiàn)循環(huán)記錄。

關(guān)鍵詞：消防水泵；SD卡；單片機

消防水泵工作狀態(tài)記錄系統(tǒng)是一種將記錄儀放置于消防水泵控制器內(nèi)的設(shè)計，水泵工作狀態(tài)記錄系統(tǒng)主要包括單片機最小系統(tǒng)，水泵的工作狀態(tài)采集電路和SD卡讀寫電路[1]。消防水泵工作狀態(tài)記錄系統(tǒng)將主機發(fā)送來的水泵工作時的電壓、電流、時間等記錄在SD卡中，并且在SD卡中創(chuàng)建fat文件系統(tǒng)，建立txt文本格式文件，便于消防維護人員通過PC機直接讀取SD卡中的信息，判斷水泵的工作狀態(tài)。同時根據(jù)主機命令通過GSM網(wǎng)絡(luò)發(fā)送信息到控制中心，便于工作人員實時掌握水泵的運行情況[2]。該水泵工作狀態(tài)記錄系統(tǒng)最多可以記錄64個月的消防水泵工作狀態(tài)，并且可以實現(xiàn)循環(huán)記錄。

1 主要硬件電路設(shè)計

1.1 水泵的工作狀態(tài)采集電路設(shè)計

該系統(tǒng)能根據(jù)當(dāng)前的狀態(tài)值，與規(guī)定值相比較，若遠(yuǎn)大于或遠(yuǎn)小于規(guī)定值時，會生成工作異常信息，將采集到的信息送給單片機，通過單片機送至SD卡存儲起來，并且通過數(shù)碼管顯示故障信息。如16號上午8時8分8秒設(shè)備發(fā)生故障時，系統(tǒng)將采集到的信息送給單片機，單片機再送給SD卡存儲起來，維修人員可用電腦讀出SD卡中的信息，確定設(shè)備是否正常工作。此系統(tǒng)也具有自動巡檢功能，按一特定周期執(zhí)行自動巡檢模式。即設(shè)置天數(shù)，設(shè)置時間自動巡檢。通常天數(shù)為1個月，時間為24小時。不需要維修人員定時檢查，工作更方便。工作狀態(tài)采集電路如圖1所示。

水泵的工作狀態(tài)包含水泵工作在自動/手動狀態(tài)、水泵啟動、水泵停止、故障燈等信息，信號取自于主機命令和現(xiàn)場采集的信號。

1.2 SD卡讀寫電路設(shè)計

SD存儲卡是一種基于半導(dǎo)體快閃記憶器的新一代記憶設(shè)備，由于它體積小、數(shù)據(jù)傳輸速度快、可熱插拔等優(yōu)良的特性，被廣泛地于便攜式裝置上使用[3]，例如MP3和數(shù)碼相機等設(shè)備上都采用SD卡作為其存儲設(shè)備。本設(shè)計將SD卡加入到單片機應(yīng)用開發(fā)系統(tǒng)中來，可以實時的存儲水泵工作狀態(tài)，方便消防維護人員掌握水泵的運行情況。對于SD卡的硬件結(jié)構(gòu)，在官方的文檔上有很詳細(xì)的介紹，如SD卡內(nèi)的存儲器結(jié)構(gòu)、存儲單元組織方式等內(nèi)容。要實現(xiàn)對它的讀寫，最核心的是它的時序，在經(jīng)過了大量研究測試后，終于成功地利用了AVR單片機實現(xiàn)了對SD卡的扇區(qū)讀寫，并對其讀寫速度進行了評估。

SD卡有兩種工作方式，一種是SD模式，該模式是PC的讀寫模式；另一種是SPI模式，各單片機讀寫采用的是SPI模式，讀寫方便可對扇區(qū)直接讀寫操作[4]。本設(shè)計中利用AVR單片機控制SD卡讀寫信息，并將信息長時間保存在卡中。SD卡的接口電路如圖2所示。

2 軟件設(shè)計

本設(shè)計軟件程序采用C語言，水泵工作狀態(tài)記錄系統(tǒng)的程序主要由水泵的工作狀態(tài)采集電路程序、消防管道壓力檢測電路程序、SD卡數(shù)據(jù)寫入程序、DS1302時鐘電路程序和通信程序等組成。SD卡數(shù)據(jù)寫入程序流程如圖 3 所示。

3 結(jié)語

系統(tǒng)實物、軟件調(diào)試完成后，將程序下載到單片機中，并測試消防水泵工作狀態(tài)記錄系統(tǒng)是否能夠正常記錄水泵工作狀態(tài)。將SD拔出，通過SD卡讀卡器，在PC機上打開TXT文本格式的文件，了解水泵的工作狀態(tài)，便于工作人員對水泵進行維護。測試結(jié)果如圖4所示。

[參考文獻]

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[3]馬潮.AVR單片機嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用實踐[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2007.

[4]張麗君，董毅.數(shù)碼顯示電路的研究與設(shè)計[J].北京印刷學(xué)院學(xué)報，2009（2）：65-67.

[5]張建龍.測量儀器基于SD卡的數(shù)據(jù)導(dǎo)出接口系統(tǒng)設(shè)計[D].沈陽：遼寧大學(xué)，2011.

Abstract：This paper studies the design of working state recording system for fire pump. The fire pump working state recording system is a kind of recording instrument placed in the fire pump controller design. The pump working state recording system mainly includes the smallest system of single chip microcomputer， the working state collection circuit and the SD card read and write circuit of the pump. The working condition recording system of the fire pump records the voltage， current and time recorded by the main engine when sent to the SD card， so that the fire service personnel can read the information in the SD card and determine the working state of the pump. The pump working state recording system can record up to 64 months of the working state of the fire pump and can record the circulation.

Key words：fire pump； SD card； single chip microcomputerendprint