專利名稱：橋梁安全預(yù)警提示系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及用于道路交通橋梁安全檢測預(yù)警技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種橋梁 安全預(yù)警提示系統(tǒng)。
技術(shù)背景近年來，隨著我國道路交通的發(fā)展，尤其是鐵路交通的快速發(fā)展，橋梁工程技術(shù)也 得到了飛躍的發(fā)展。隨著我國重大交通網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步完善，逐步克服了偏遠(yuǎn)地區(qū)、地理環(huán)境 復(fù)雜地區(qū)的交通問題，橋梁的建設(shè)在其中發(fā)揮了重大的作用。橋梁工程技術(shù)的發(fā)展使橋梁 的結(jié)構(gòu)造型愈見簡潔美觀，橋梁跨度不斷增加，特大跨度的橋梁逐年增多。橋梁作為國家基 礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，在國民經(jīng)濟(jì)和社會生活中的作用越來越重要。同時，人們對大型橋 梁的安全性、耐久性和正常使用功能非常關(guān)注。橋梁檢測技術(shù)作為橋梁工程領(lǐng)域的重要組 成部分，現(xiàn)有的橋梁檢測數(shù)據(jù)的傳輸均采用有線電纜方式來完成。這種技術(shù)手段雖具有技 術(shù)含量低、數(shù)據(jù)傳輸效率高、準(zhǔn)確性好的優(yōu)點(diǎn)，但是在大跨度橋梁結(jié)構(gòu)測試中，隨著橋梁跨 度的增加和傳感器數(shù)量增加，有線電纜用量劇增，而且?guī)浊椎挠芯€電纜布線工作量得難 以實施。對于長大跨度的橋梁?，F(xiàn)有采用長距離有線電纜的連接方式進(jìn)行橋梁檢測存在諸 多不便。例如現(xiàn)場測試周期長、效率底下及靈活性差；布置和撤離有線電纜工作量大；如果 測試點(diǎn)數(shù)目多，有線電纜分布復(fù)雜凌亂、容易接錯，并為后期的數(shù)據(jù)處理帶來難以補(bǔ)救的困 難；這些情況制約了橋梁工程技術(shù)的發(fā)展。實用新型專利200510009658. χ實用新型專利公開了一種基于傳感器的橋梁無線 監(jiān)測系統(tǒng)，其以無線方式對橋梁結(jié)構(gòu)的動態(tài)數(shù)據(jù)、靜態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行測量，其具有檢測精度高、 測試周期短、效率高、工作量小、無需借助現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)、高可靠性等優(yōu)點(diǎn)。但現(xiàn)有技術(shù)對 橋梁使用過程的檢測停留在靜態(tài)數(shù)據(jù)采集分析和動態(tài)的評價，其技術(shù)實施受到地理位置的 限制，尤其對于山區(qū)因突發(fā)自然災(zāi)害造成的橋梁坍塌事故，無法實施有效監(jiān)控和預(yù)警，這樣 就造成偏遠(yuǎn)地區(qū)的橋梁在發(fā)生突然坍塌時無法及時警告行駛的車輛，容易引天氣原因造成 人員和財產(chǎn)的損失。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型是對現(xiàn)有的技術(shù)的不足而提供的一種橋梁安全預(yù)警提示系統(tǒng)，其采用 電路的結(jié)構(gòu)設(shè)計，能夠?qū)蛄阂虻卣鹉嗍鞯茸匀粸?zāi)害發(fā)生時導(dǎo)致的橋梁坍塌事故發(fā)出警 報，從而有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中的問題。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的方案是所述的橋梁安全預(yù)警提示系統(tǒng)，包 括有電源模塊，其特點(diǎn)是還包括有報警電路模塊和語音及聲光報警裝置，所述的電源模塊 由蓄電池模塊及太陽能發(fā)電裝置組成，太陽能發(fā)電裝置的正負(fù)極輸出端與蓄電池模塊的正 負(fù)極輸入端相連，蓄電池模塊的輸出端與DC/DC電壓轉(zhuǎn)換模塊相連，DC/DC電壓轉(zhuǎn)換模塊的 輸出端分別與感應(yīng)線斷路比較電路和報警電路模塊相連，報警電路模塊與語音及聲光報警 裝置相連。[0006]所述的感應(yīng)線斷路比較電路包括感應(yīng)導(dǎo)線和斷路比較器，斷路比較器型號為 LM139WA，感應(yīng)導(dǎo)線的一端通過可變電阻R2與斷路比較器的負(fù)輸入端連接，斷路比較器的 負(fù)輸入端通過電阻Rl與DC/DC電壓轉(zhuǎn)換模塊的正輸出端相連；感應(yīng)導(dǎo)線的另一端通過電阻 R4與斷路比較器的正輸入端連接，斷路比較器的正輸入端通過電阻R3與DC/DC電壓轉(zhuǎn)換模 塊的正輸出端相連；感應(yīng)導(dǎo)線和電阻R4的連接處與斷路比較器的GND引腳和DC/DC電壓轉(zhuǎn) 換模塊的負(fù)輸出端相連，斷路比較器的輸出引腳和電源引腳與光電耦合器的CHTH0DE輸入 端相連，電阻RlO安裝在斷路比較器的輸出引腳和電源引腳之間，光電耦合器的ANODE輸入 端通過電阻R5與DC/DC電壓轉(zhuǎn)換模塊的正輸出端相連，光電耦合器的COLLECTOR輸出端與 DC/DC電壓轉(zhuǎn)換模塊的正輸出端相連。所述的報警電路模塊包括三極管和繼電器，三極管的基極通過電阻R6與光電耦 合器的EMITTER輸出端相連，三極管Ql的發(fā)射極與DC/DC電壓轉(zhuǎn)換模塊的負(fù)輸出端相連， 三極管Ql的發(fā)射極與基極之間設(shè)有電阻R7，三極管Ql的集電極通過二極管與DC/DC電 壓轉(zhuǎn)換模塊的正輸出端相連，三極管Ql的集電極與繼電器線圈一端相連，繼電器線圈另一 端與DC/DC電壓轉(zhuǎn)換模塊的正輸出端相連，繼電器的輸出端一引腳接蓄電池模塊的正輸出 端，繼電器的輸出端另一引腳接語音及聲光報警裝置的報警鈴和報警燈，報警鈴和報警燈 之間設(shè)有電阻，所述的三極管的集電極與二極管的正極相連，二極管的負(fù)極與DC/DC電壓 轉(zhuǎn)換模塊的正輸出端相連，所述的語音及聲光報警裝置的報警鈴和報警燈均為兩個，第一 報警鈴和第一報警燈之間設(shè)有電阻R8，第二報警鈴和第二報警燈之間設(shè)有電阻R9，所述的 報警燈為發(fā)光二極管。所述的感應(yīng)線斷路比較電路采用MCS51單片機(jī)替換，DC/DC電壓轉(zhuǎn)換模塊正輸出 端與單片機(jī)的VCC引腳相連，DC/DC電壓轉(zhuǎn)換模塊負(fù)輸出端與單片機(jī)模塊的GND引腳相連， 感應(yīng)導(dǎo)線的一端與DC/DC電壓轉(zhuǎn)換模塊正輸出端相連，感應(yīng)導(dǎo)線的另一端與單片機(jī)的中斷 INTO引腳相連，報警電路模塊的三極管Cl的基極通過電阻Rll與單片機(jī)的Pl. 0引腳相連， 三極管C2的基極通過電阻R12與單片機(jī)的Pl. 1引腳相連，三極管Cl和三極管C2的集電 極與蓄電池模塊的正輸出端相連，三極管Cl的發(fā)射極與報警燈相連，三極管C2的發(fā)射極與 報警鈴相連。所述的DC/DC電壓轉(zhuǎn)換模塊的輸出電壓為5V或6V，蓄電池模塊的輸出電壓為 12V。本實實用新型通過上述技術(shù)方案，存在如下效果所述的橋梁安全預(yù)警提示系統(tǒng)， 其采用了一種感應(yīng)線斷路比較電路，能夠很好的實現(xiàn)橋梁坍塌事故的預(yù)警提示功能，實現(xiàn) 了橋梁坍塌時的聲光報警提示功能。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定可靠，擴(kuò)展方便。

圖1是本實用新型實施例1的結(jié)構(gòu)原理及電路連接示意圖；圖2是本實用新型實施例2的結(jié)構(gòu)原理及電路連接示意圖。圖中所示1、感應(yīng)導(dǎo)線；2、斷路比較器；3、光電耦合器，4、三極管Ql ；5、二極管； 6、繼電器；7、報警鈴；8、報警燈；9、太陽能發(fā)電裝置；10、蓄電池模塊；11、DC/DC電壓轉(zhuǎn)換 模塊；12、MCS51單片機(jī)；13、三極管Cl ；14、三極管C2。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖所示之最佳實施例作進(jìn)一步詳述實施例1，如圖1所示，所述的橋梁安全預(yù)警提示系統(tǒng)，包括有電源模塊，其特點(diǎn)是 還包括有報警電路模塊和語音及聲光報警裝置，所述的電源模塊由蓄電池模塊10及太陽 能發(fā)電裝置9組成，太陽能發(fā)電裝置9的正負(fù)極輸出端與蓄電池模塊10的正負(fù)極輸入端相 連，蓄電池模塊10的輸出端與DC/DC電壓轉(zhuǎn)換模塊11相連，DC/DC電壓轉(zhuǎn)換模塊11的輸 出端分別與感應(yīng)線斷路比較電路和報警電路模塊相連，報警電路模塊與語音及聲光報警裝 置相連。所述的感應(yīng)線斷路比較電路包括感應(yīng)導(dǎo)線1和斷路比較器2，斷路比較器2型號為 LM139WA，感應(yīng)導(dǎo)線1的一端通過可變電阻R2與斷路比較器2的負(fù)輸入端連接，斷路比較器 2的負(fù)輸入端通過電阻Rl與DC/DC電壓轉(zhuǎn)換模塊11的正輸出端相連；感應(yīng)導(dǎo)線1的另一 端通過電阻R4與斷路比較器2的正輸入端連接，斷路比較器2的正輸入端通過電阻R3與 DC/DC電壓轉(zhuǎn)換模塊11的正輸出端相連；感應(yīng)導(dǎo)線1和電阻R4的連接處與斷路比較器2的 GND引腳和DC/DC電壓轉(zhuǎn)換模塊11的負(fù)輸出端相連，斷路比較器2的輸出引腳和電源引腳 與光電耦合器3的CHTH0DE輸入端相連，電阻RlO安裝在斷路比較器2的輸出引腳和電源 引腳之間，光電耦合器3的ANODE輸入端通過電阻R5與DC/DC電壓轉(zhuǎn)換模塊11的正輸出 端相連，光電耦合器3的COLLECTOR輸出端與DC/DC電壓轉(zhuǎn)換模塊11的正輸出端相連。所述的報警電路模塊包括三極管Q14和繼電器6，三極管Q14的基極通過電阻R6 與光電耦合器3的EMITTER輸出端相連，三極管Q14的發(fā)射極與DC/DC電壓轉(zhuǎn)換模塊11的 負(fù)輸出端相連，三極管Q14的發(fā)射極與基極之間設(shè)有電阻R7，三極管Q14的集電極通過二極 管與DC/DC電壓轉(zhuǎn)換模塊11的正輸出端相連，三極管Q14的集電極與繼電器6線圈一端相 連，繼電器6線圈另一端與DC/DC電壓轉(zhuǎn)換模塊11的正輸出端相連，繼電器6的輸出端一 引腳接蓄電池模塊10的正輸出端，繼電器6的輸出端另一引腳接語音及聲光報警裝置的報 警鈴7和報警燈8，報警鈴7和報警燈8之間設(shè)有電阻，所述的三極管Q14的集電極與二極 管5的正極相連，二極管5的負(fù)極與DC/DC電壓轉(zhuǎn)換模塊11的正輸出端相連，所述的語音 及聲光報警裝置的報警鈴7和報警燈8均為兩個，第一報警鈴和第一報警燈之間設(shè)有電阻 R8，第二報警鈴和第二報警燈之間設(shè)有電阻R9，所述的報警燈8為發(fā)光二極管。所述的DC/ DC電壓轉(zhuǎn)換模塊11的輸出電壓為6V，蓄電池模塊10的輸出電壓為12V。實施時，連接各器件，調(diào)整可變電阻R2使得比較器斷路比較器2的負(fù)輸入端電壓 小于正輸入端電壓，此時斷路比較器2的輸出端輸出高電平，光電耦合器3不導(dǎo)通，三極管 Q14不導(dǎo)通，報警鈴7、報警燈8均不工作。當(dāng)橋梁坍塌時，感應(yīng)導(dǎo)線1斷開，斷路比較器2 的負(fù)輸入端電壓大于正輸入端電壓，此時斷路比較器2的輸出端輸出低電平，光電耦合器3 導(dǎo)通，三極管Q14導(dǎo)通，報警鈴7、報警燈8均接通工作，警示行人及車輛橋梁坍塌。實施例，2，如圖2所示，與實施例1不同的是，所述的感應(yīng)線斷路比較電路采用 MCS51單片機(jī)12替換，DC/DC電壓轉(zhuǎn)換模塊11正輸出端與單片機(jī)12的VCC引腳相連，DC/ DC電壓轉(zhuǎn)換模塊11負(fù)輸出端與單片機(jī)模塊12的GND引腳相連，感應(yīng)導(dǎo)線1的一端與DC/ DC電壓轉(zhuǎn)換模塊11正輸出端相連，感應(yīng)導(dǎo)線1的另一端與單片機(jī)12的中斷INTO引腳相 連，報警電路模塊的三極管C113的基極通過電阻Rll與單片機(jī)12的Pl. 0引腳相連，三極 管C214的基極通過電阻R12與單片機(jī)12的Pl. 1引腳相連，三極管C113和三極管C214的集電極與蓄電池模塊10的正輸出端相連，三極管C113的發(fā)射極與報警燈8相連，三極管 C214的發(fā)射極與報警鈴7相連。所述的DC/DC電壓轉(zhuǎn)換模塊11的輸出電壓為5V，蓄電池 模塊10的輸出電壓為12V。 實施時，連接感應(yīng)導(dǎo)線1、MCS51單片機(jī)12、蓄電池模塊10等各器件，編寫程序，設(shè) 置MCS51單片機(jī)12的INTO工作在邊沿觸發(fā)模式下，下載程序到MCS51單片機(jī)12，當(dāng)橋梁不 坍塌時感應(yīng)導(dǎo)線1保持接通，MCS51單片機(jī)12的中斷INTO引腳電平不發(fā)生跳變，此時MCS51 單片機(jī)的Pl. 0、Pl. 1引腳均輸出低電平，三極管C113和三極管C214均不導(dǎo)通，報警鈴7、 報警燈8不工作。橋梁坍塌時導(dǎo)致感應(yīng)導(dǎo)線1斷開，MCS51單片機(jī)12的中斷INTO引腳由 高電平變?yōu)榈碗娖桨l(fā)生跳變，此時MCS51單片機(jī)12在軟件的控制下開始工作，MCS51單片 機(jī)12的Pl. 0、Pl. 1引腳輸出高電平，三極管C113和三極管C214導(dǎo)通，報警鈴7、報警燈8 開始工作，起到警示的作用。
權(quán)利要求1.一種橋梁安全預(yù)警提示系統(tǒng)，包括有電源模塊，其特征是還包括有報警電路模塊和 語音及聲光報警裝置，所述的電源模塊由蓄電池模塊及太陽能發(fā)電裝置組成，太陽能發(fā)電 裝置的正負(fù)極輸出端與蓄電池模塊的正負(fù)極輸入端相連，蓄電池模塊的輸出端與DC/DC電 壓轉(zhuǎn)換模塊相連，DC/DC電壓轉(zhuǎn)換模塊的輸出端分別與感應(yīng)線斷路比較電路和報警電路模 塊相連，報警電路模塊與語音及聲光報警裝置相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所示的橋梁安全預(yù)警提示系統(tǒng)，其特征在于所述的感應(yīng)線斷路比 較電路包括感應(yīng)導(dǎo)線和斷路比較器，斷路比較器型號為LM139WA，感應(yīng)導(dǎo)線的一端通過可變 電阻R2與斷路比較器的負(fù)輸入端連接，斷路比較器的負(fù)輸入端通過電阻Rl與DC/DC電壓 轉(zhuǎn)換模塊的正輸出端相連；感應(yīng)導(dǎo)線的另一端通過電阻R4與斷路比較器的正輸入端連接， 斷路比較器的正輸入端通過電阻R3與DC/DC電壓轉(zhuǎn)換模塊的正輸出端相連；感應(yīng)導(dǎo)線和電 阻R4的連接處與斷路比較器的GND引腳和DC/DC電壓轉(zhuǎn)換模塊的負(fù)輸出端相連，斷路比較 器的輸出引腳和電源引腳與光電耦合器的CHTH0DE輸入端相連，電阻RlO安裝在斷路比較 器的輸出引腳和電源引腳之間，光電耦合器的ANODE輸入端通過電阻R5與DC/DC電壓轉(zhuǎn)換 模塊的正輸出端相連，光電耦合器的COLLECTOR輸出端與DC/DC電壓轉(zhuǎn)換模塊的正輸出端 相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所示的橋梁安全預(yù)警提示系統(tǒng)，其特征在于所述的報警電路模塊 包括三極管Ql和繼電器，三極管Ql的基極通過電阻R6與光電耦合器的EMITTER輸出端相 連，三極管Ql的發(fā)射極與DC/DC電壓轉(zhuǎn)換模塊的負(fù)輸出端相連，三極管Ql的發(fā)射極與基極 之間設(shè)有電阻R7，三極管Ql的集電極通過二極管與DC/DC電壓轉(zhuǎn)換模塊的正輸出端相連， 三極管Ql的集電極與繼電器線圈一端相連，繼電器線圈另一端與DC/DC電壓轉(zhuǎn)換模塊的正 輸出端相連，繼電器的輸出端一引腳接蓄電池模塊的正輸出端，繼電器的輸出端另一引腳 接語音及聲光報警裝置的報警鈴和報警燈，報警鈴和報警燈之間設(shè)有電阻。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所示的橋梁安全預(yù)警提示系統(tǒng)，其特征在于所述的三極管的集電 極與二極管的正極相連，二極管的負(fù)極與DC/DC電壓轉(zhuǎn)換模塊的正輸出端相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所示的橋梁安全預(yù)警提示系統(tǒng)，其特征在于所述的語音及聲光報 警裝置的報警鈴和報警燈均為兩個，第一報警鈴和第一報警燈之間設(shè)有電阻R8，第二報警 鈴和第二報警燈之間設(shè)有電阻R9。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或5所示的橋梁安全預(yù)警提示系統(tǒng)，其特征在于所述的報警燈為 發(fā)光二極管。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所示的橋梁安全預(yù)警提示系統(tǒng)，其特征在于所述的感應(yīng)線斷路比 較電路采用MCS51單片機(jī)替換，DC/DC電壓轉(zhuǎn)換模塊正輸出端與單片機(jī)的VCC引腳相連，DC/ DC電壓轉(zhuǎn)換模塊負(fù)輸出端與單片機(jī)模塊的GND引腳相連，感應(yīng)導(dǎo)線的一端與DC/DC電壓轉(zhuǎn) 換模塊正輸出端相連，感應(yīng)導(dǎo)線的另一端與單片機(jī)的中斷INTO引腳相連，報警電路模塊的 三極管Cl的基極通過電阻Rll與單片機(jī)的Pl. 0引腳相連，三極管C2的基極通過電阻R12 與單片機(jī)的Pl. 1引腳相連，三極管Cl和三極管C2的集電極與蓄電池模塊的正輸出端相 連，三極管Cl的發(fā)射極與報警燈相連，三極管C2的發(fā)射極與報警鈴相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所示的橋梁安全預(yù)警提示系統(tǒng)，其特征在于所述的DC/DC電 壓轉(zhuǎn)換模塊的輸出電壓為6V或5V，蓄電池模塊的輸出電壓為12V。
專利摘要本實用新型涉及用于道路交通橋梁安全檢測預(yù)警技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種橋梁安全預(yù)警提示系統(tǒng)。包括有電源模塊，其特點(diǎn)是還包括有報警電路模塊和語音及聲光報警裝置，所述的電源模塊由蓄電池模塊及太陽能發(fā)電裝置組成，太陽能發(fā)電裝置的正負(fù)極輸出端與蓄電池模塊的正負(fù)極輸入端相連，蓄電池模塊的輸出端與DC/DC電壓轉(zhuǎn)換模塊相連，DC/DC電壓轉(zhuǎn)換模塊的輸出端分別與感應(yīng)線斷路比較電路和報警電路模塊相連，報警電路模塊與語音及聲光報警裝置相連。其采用了一種感應(yīng)線斷路比較電路，能夠很好的實現(xiàn)橋梁坍塌事故的預(yù)警提示功能，實現(xiàn)了橋梁坍塌時的聲光報警提示功能。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定可靠，擴(kuò)展方便。
文檔編號G08B21/00GK201927154SQ201120015658
公開日2011年8月10日 申請日期2011年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月14日
發(fā)明者康會峰, 王曉亮, 王曉光, 郭共紹, 黃新春 申請人:北華航天工業(yè)學(xué)院