一种消防车工作状态数据采集监控系统的制作方法

1.本实用新型属于消防车技术领域，尤其涉及一种消防车工作状态数据采集监控系统。


背景技术：

2.随着科学技术和社会经济的飞速发展，城镇化建设的步伐越来越快，但同时也会带来一定的火灾安全隐患。特别是对于高层建筑，其火灾隐患的概率大大增加，一旦出现事故，都是带有重大伤亡和财产损失。消防车作为目前主要的消防设备越来越受到重视，传统消防车对于整个车的状态掌握十分不明确，包括取力器油温、取力器液位以及底盘状态数据等都无法准确及时的把握，比如，在消防车打水灭火的时候，可调节发动机转速调节出口压力。除此之外，消防现场情况复杂，对于现场有害气体的检测也尤其重要。因此，实现整个消防车状态数据智能监控，实现数据可视化对于消防紧急救灾具有重要意义。消防法明确要求各级人民政府加大对消防车智能化、集成化提出了更高的要求。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种消防车工作状态数据采集监控系统。实现了实时采集消防车底盘和上装数据，帮助消防员在打水实操中及时掌握消防车的整体状态，实现了消防现场有害气体检测以及周围环境监控。
4.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种消防车工作状态数据采集监控系统，包括：
5.车载终端、陀螺仪、无线通信模块、gps定位模块、360度全景摄像模块、液位单光柱显示模块、智能触摸屏、可编程控制器、组态屏、rs232接口扩展模块、rs485接口扩展模块、can数据采集卡、bbm底盘接口模块、泡沫罐投入式液位高度测量传感器、水罐投入式液位高度测量传感器、气体模组传感器、取力器测温传感器、取力器油位传感器；
6.所述车载终端分别与所述的陀螺仪、无线通信模块、gps定位模块、360度全景摄像模块、液位单光柱显示模块、智能触摸屏、可编程控制器、rs232接口扩展模块、rs485接口扩展模块、can数据采集卡、bbm底盘接口模块通过有线方式依次连接；
7.所述的可编程控制器与所述组态屏通过有线方式连接。
8.所述rs232接口扩展模块分别与所述的泡沫罐投入式液位高度测量传感器、水罐投入式液位高度测量传感器通过有线方式依次连接；
9.所述rs485接口扩展模块分别与所述的气体模组传感器、取力器测温传感器、取力器油位传感器通过有线方式依次连接；
10.所述can数据采集卡与所述bbm底盘接口模块通过有线方式连接。
11.所述gps定位模块用于采集消防车位置信息，并将消防车位置信息传输至所述车载终端，所述车载终端将消防车位置信息传输至所述智能触摸屏实时显示；
12.所述360度全景摄像用于采集消防车周围景象，并将消防车周围景象传输至所述
车载终端，所述车载终端将消防车周围景象传输至所述智能触摸屏实时显示；
13.所述陀螺仪用于采集消防车倾角，并将消防车倾角传输至所述车载终端，通过消防车倾角与消防车倾角阈值进行对比，当消防车倾角超出消防车倾角阈值时，则所述车载终端进行车辆侧翻报警以提示司机谨慎驾驶。
14.所述泡沫罐投入式液位高度测量传感器用于采集泡沫罐液位高度，并将泡沫罐液位高度传输至所述rs232接口扩展模块；
15.所述水罐投入式液位高度测量传感器用于采集水罐液位高度，并将水罐液位高度传输至所述rs232接口扩展模块；
16.所述rs232接口扩展模块用于扩展rs232接口，将泡沫罐液位高度、水罐液位高度传输至所述车载终端。
17.所述车载终端将泡沫罐液位高度与泡沫罐液位阈值比较，若泡沫罐液位高度小于泡沫罐液位阈值，则所述车载终端进行泡沫罐液位报警；
18.所述车载终端将水罐液位高度与水罐液位阈值比较，若水罐液位高度小于水罐液位阈值，则所述车载终端进行水罐液位报警；
19.所述取力器测温传感器用于采集取力器内温度，将取力器内温度传输至所述rs485接口扩展模块；
20.所述取力器油位传感器用于采集取力器内油位，将取力器内油位传输至所述rs485接口扩展模块；
21.所述气体模组传感器用于检测有害气体浓度，将有害气体浓度传输至所述rs485接口扩展模块；
22.所述rs485接口扩展模块用于扩展rs485接口，将取力器内温度、取力器内油位、有害气体浓度传输至所述车载终端。
23.所述车载终端将取力器内温度与温度阈值比较，若取力器内温度大于温度阈值，则所述车载终端进行温度报警；
24.所述车载终端将取力器油位高度与取力器油位阈值比较，若取力器油位高度小于取力器油位阈值，则所述车载终端进行取力器油位报警；
25.所述车载终端将有害气体浓度与有害气体浓度阈值比较，若有害气体浓度大于有害气体浓度阈值，则所述车载终端进行有害气体浓度报警；
26.所述bbm底盘接口模块用于获取发动机转速、油箱油位、蓄电池电压、发动机油温，并将发动机转速、油箱油位、蓄电池电压、发动机油温通过所述can数据采集卡传输至所述车载终端实现在线监测。
27.所述车载终端将消防车位置信息、消防车周围景象、发动机转速、油箱油位、蓄电池电压、发动机油温、泡沫罐液位高度、水罐液位高度、取力器内温度、取力器内油位、有害气体浓度、消防车位置信息通过所述无线通信模块无线传输至云端，实现云端远程监控；
28.所述车载终端将水罐液位高度通过所述液位单光柱在驾驶室内实现液位监控。
29.所述车载终端将消防车周围景象、泡沫罐液位高度、水罐液位高度、取力器内温度、取力器内油位、有害气体浓度通过所述智能触摸屏显示。
30.所述车载终端将发动机转速、油箱油位、蓄电池电压、发动机油温、泡沫罐液位高度、水罐液位高度、取力器内温度、取力器内油位、有害气体浓度传输至所述可编程控制器；
31.所述可编程控制器将发动机转速、油箱油位、蓄电池电压、发动机油温、泡沫罐液位高度、水罐液位高度、取力器内温度、取力器内油位、有害气体浓度传输至组态屏进行显示。
32.本实用新型的有益效果：针对现有消防车数据采集单一，零散，反映消防车运行状态的核心数据无法实现远程监控等问题，本实用新型利用linux系统的开发板，采用多传感器数据融合技术，实现消防车状态数据云端监控和实时定位，包括消防车底盘数据和消防车打水数据，如发动机转速、油箱油位、取力器温度以及泡沫罐水罐液位等。实现消防车状态数据本地监控，可通过驾驶室触摸屏和器材室组态屏实时查看消防车状态数据。实现消防车状态数据报警，将消防车实时数据和云端下发阈值进行比较，不在阈值范围内显示报警。
附图说明
33.图1是本实用新型系统结构框图。
具体实施方式
34.下面结合附图1对本实用新型的实施方式进行详细描述。
35.如图1所示为本实用新型系统结构框图。本实用新型第一实施例为一种消防车工作状态数据采集监控系统，包括：
36.车载终端、陀螺仪、无线通信模块、gps定位模块、360度全景摄像模块、液位单光柱显示模块、智能触摸屏、可编程控制器、组态屏、rs232接口扩展模块、rs485接口扩展模块、can数据采集卡、bbm底盘接口模块、泡沫罐投入式液位高度测量传感器、水罐投入式液位高度测量传感器、气体模组传感器、取力器测温传感器、取力器油位传感器；
37.所述车载终端分别与所述的陀螺仪、无线通信模块、gps定位模块、360度全景摄像模块、液位单光柱显示模块、智能触摸屏、可编程控制器、rs232接口扩展模块、rs485接口扩展模块、can数据采集卡、bbm底盘接口模块通过有线方式依次连接；
38.所述的可编程控制器与所述的组态屏通过有线方式连接。
39.所述rs232接口扩展模块分别与所述的泡沫罐投入式液位高度测量传感器、水罐投入式液位高度测量传感器通过有线方式依次连接；
40.所述rs485接口扩展模块分别与所述的气体模组传感器、取力器测温传感器、取力器油位传感器通过有线方式依次连接；
41.所述can数据采集卡与所述bbm底盘接口模块通过有线方式连接。
42.所述gps定位模块用于采集消防车位置信息，并将消防车位置信息传输至所述车载终端，所述车载终端将消防车位置信息传输至所述智能触摸屏实时显示；
43.所述360度全景摄像用于采集消防车周围景象，并将消防车周围景象传输至所述车载终端，所述车载终端将消防车周围景象传输至所述智能触摸屏实时显示；
44.所述陀螺仪用于采集消防车倾角，并将消防车倾角传输至所述车载终端，通过消防车倾角与消防车倾角阈值进行对比，当消防车倾角超出消防车倾角阈值时，则所述车载终端进行车辆侧翻报警以提示司机谨慎驾驶。
45.所述泡沫罐投入式液位高度测量传感器用于采集泡沫罐液位高度，并将泡沫罐液
位高度传输至所述rs232接口扩展模块；
46.所述水罐投入式液位高度测量传感器用于采集水罐液位高度，并将水罐液位高度传输至所述rs232接口扩展模块；
47.所述rs232接口扩展模块用于扩展rs232接口，将泡沫罐液位高度、水罐液位高度传输至所述车载终端。
48.所述车载终端将泡沫罐液位高度与泡沫罐液位阈值比较，若泡沫罐液位高度小于泡沫罐液位阈值，则所述车载终端进行泡沫罐液位报警；
49.所述车载终端将水罐液位高度与水罐液位阈值比较，若水罐液位高度小于水罐液位阈值，则所述车载终端进行水罐液位报警；
50.所述取力器测温传感器用于采集取力器内温度，将取力器内温度传输至所述rs485接口扩展模块；
51.所述取力器油位传感器用于采集取力器内油位，将取力器内油位传输至所述rs485接口扩展模块；
52.所述气体模组传感器用于检测有害气体浓度，将有害气体浓度传输至所述rs485接口扩展模块；
53.所述rs485接口扩展模块用于扩展rs485接口，将取力器内温度、取力器内油位、有害气体浓度传输至所述车载终端。
54.所述车载终端将取力器内温度与温度阈值比较，若取力器内温度大于温度阈值，则所述车载终端进行温度报警；
55.所述车载终端将取力器油位高度与取力器油位阈值比较，若取力器油位高度小于取力器油位阈值，则所述车载终端进行取力器油位报警；
56.所述车载终端将有害气体浓度与有害气体浓度阈值比较，若有害气体浓度大于有害气体浓度阈值，则所述车载终端进行有害气体浓度报警；
57.所述bbm底盘接口模块用于获取发动机转速、油箱油位、蓄电池电压、发动机油温，并将发动机转速、油箱油位、蓄电池电压、发动机油温通过所述can数据采集卡传输至所述车载终端实现在线监测。
58.所述车载终端将消防车位置信息、消防车周围景象、发动机转速、油箱油位、蓄电池电压、发动机油温、泡沫罐液位高度、水罐液位高度、取力器内温度、取力器内油位、有害气体浓度、消防车位置信息通过所述无线通信模块无线传输至云端，实现云端远程监控；
59.所述车载终端将水罐液位高度通过所述液位单光柱在驾驶室内实现液位监控。
60.所述车载终端将消防车周围景象、泡沫罐液位高度、水罐液位高度、取力器内温度、取力器内油位、有害气体浓度通过所述智能触摸屏显示。
61.所述车载终端将发动机转速、油箱油位、蓄电池电压、发动机油温、泡沫罐液位高度、水罐液位高度、取力器内温度、取力器内油位、有害气体浓度传输至所述可编程控制器；
62.所述可编程控制器将发动机转速、油箱油位、蓄电池电压、发动机油温、泡沫罐液位高度、水罐液位高度、取力器内温度、取力器内油位、有害气体浓度传输至组态屏进行显示。
63.所述车载终端选型为rockchip rk3399车载终端。
64.所述陀螺仪选型为gy
‑
521mpu6050模块。
65.所述无线通信模块选型为dw5820e l850
‑
gl全网通4g模块。
66.所述gps定位模块选型为atk1218
‑
bd atk
‑
s1216。
67.所述360度全景摄像模块选型为适配纳智捷大7u7全景360度影像模块。
68.所述液位单光柱显示模块选型为智能单光柱数字显示控制仪。
69.所述智能触摸屏选型为hdmi typec显示器。
70.所述可编程控制器选型为西门子s7
‑
1200。
71.所述rs232接口扩展模块选型为工业级光电隔离rs232集线器。
72.所述rs485接口扩展模块选型为工业级光电隔离rs485集线器。
73.所述can数据采集卡选型为canhub can集线器。
74.所述bbm底盘接口模块选型为中国重汽国六底盘bbm控制器。
75.所述泡沫罐投入式液位高度测量传感器选型为投入式rs232液位变送器。
76.所述水罐投入式液位高度测量传感器选型为投入式rs232液位变送器。
77.所述气体模组传感器选型为工业可燃气体探测报警器传感器。
78.所述取力器测温传感器选型为高精度数显防爆485一体化温度变送器。
79.所述取力器油位传感器选型为压力变送器cyyz11 rs485水压气压液压油压传感器。
80.本实用新型第二实施例如下：
81.如图1所示为硬件架构图。所述主控处理器芯片为rockchip rk3399,其内嵌系统为ubuntu18.04，主控处理器主要实现数据的处理以及结构体协议封装传输实现web端以及本地数据监控。外设接口如图1所示，其中主控处理器和can数据采集卡为pcie卡槽连接，can数据采集卡接入车载底盘can总线，通过消息id获得胎温胎压、燃油液位、发动机油温、发动机转速、蓄电池电压等状态底盘数据。主控处理器485外设接口和485中继器连接，气体模组传感器用于检测消防现场的有害气体，包括甲烷、一氧化碳、一氧化氮等有害气体浓度的检测，取力器测温传感器用于检测取力器油温，取力器油位传感器用于检测取力器内油位高度，防止取力器温度过高或干磨造成设备损坏，三个传感器均接入485中继器，采用rs485协议实现数据传输。主控处理器232外设接口和232中继器连接，泡沫罐投入式液位高度测量传感器、水罐投入式液位高度测量传感器用于检测泡沫罐、水罐内液位，两个传感器均接入232中继器，采用rs232协议实现数据传输。主控处理器通过rj45接口和可编程控制器实现物理连接，通讯采用基于tcp/ip协议的socket连接，传感器采集到的状态数据由组态屏在后箱器材室显示。主控处理器通过hdmi1接口和360度全景摄像模块连接，实现消防车周围环境监控。主控处理器通过hdmi2接口和智能触摸屏连接，智能触摸屏用于显示消防车周围景象以及显示消防车状态数据。主控处理器外设接口adc和液位单光柱显示连接，输出范围为4
‑
20ma，电流液位单光柱置于驾驶室内用于显示水罐内液位显示，提醒消防员及时储水。主控处理器通过uart/usb接口和4g/gps模块连接，通过串口发送at指令，初始化启动4g模块和云端建立数据连接，解析gps返回数据获得消防车定位，最后可实现web端查看所有消防车网络位置显示。主控处理器通过iic接口和陀螺仪mpu6050连接，可实现消防车倾斜角度和平衡状态检测，以适应复杂消防现场。
82.应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。
83.应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本
实用新型专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本实用新型的保护范围之内，本实用新型的请求保护范围应以所附权利要求为准。