[实用新型]石化气体泄漏立体光标示装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及3D立体点阵模型控制和LED显示技术，特别是嵌入式传感器技术、环境数据采集与交互技术。

背景技术

在工业信息化的背景下，有效的报警显示系统已经从工业和消费类多媒体应用领域渗透。数字化的立体式交互体验与显示技术将为工业信息化服务。本实用新型基于石油化工生产过程中的气体泄漏为报警触发点，通过立体光标示显示设备为厂区人员提供气体泄漏信息。

与传统工业生产上应用的报警显示设备相比，本实用新型采用发光二极管作为显示设备的基本构成元素，特有的8×8×8立体式显示结构能满足多角度、全方位的石化气体泄漏和环境参数的信息直观获取。立体的LED报警显示系统设计能明显体现出在空间全方位、多角度的显示优越性和良好的应用前景。

现有的报警LED显示机构一般分为图文显示屏和视频显示屏，均由LED矩阵块组成，存在着生产使用过程复杂，显示方向单一等问题。显示效果受空间维度的限制，仅能在二维平面上传播显示的信息，满足不了全方位、多角度获取报警信息的需求，不能在石化厂区气体泄漏事故发生时为事故现场抢救和人员撤离提供有效的信息和争取抢救时间。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种8×8×8立体式LED显示矩阵单元，通过嵌入式传感器技术采集石化厂区检测气体的浓度和相关环境参数，经过数据融合处理后判断气体浓度是否超标，再进行显示动作的决策。解决了单一方向不能多角度、全方位获取显示石化气体泄漏信息与警报提示，且不能同时满足厂区环境美化与照明标示的缺点。

为实现上述目的的，本实用新型的技术方案如下：

石化气体泄漏立体光标示装置，其特征在于包括：气体泄漏报警立体显示机构；2)石化气体传感器采集机构；3)微机控制机构；4)基板与电路桥接基本外设，其中：

所述气体泄漏报警立体显示机构，为8×8×8立体式矩阵模型，构成“前”、“后”、“左”、“右”、“上”五个方向可观测的3D立体式的显示光标示，能多角度、全方位获取石化气体泄漏信息，并设置有扬声器；

所述石化气体传感器采集机构，包括有一氧化碳气敏传感器报警模块、烟雾气敏传感器检测模块、温湿度检测模块和火焰传感器探测模块；

所述基板与微机控制机构，采用的主控为STC12C5A60S2单片机芯片，驱动电路为74HC573数字芯片为锁存驱动的8列并排的排列方式，同时用ULN2803达林顿晶体管阵列对光标示的LED层进行输入放大与驱动控制；

所述基板与电路桥接基本外设，为带有纵横8×8矩阵排孔阵列组合、芯片插槽、排针接口和传感器接口，基本外设电路基载与相对应LED引脚接口。

所述传感器基本外设包括有一氧化碳气敏传感器报警模块、烟雾气敏传感器检测模块、温湿度检测模块和火焰传感器探测模块。

本实用新型设置有扬声器报警单元，所述扬声器报警单元当检测到有石化气体泄漏且超过规定浓度时，扬声器就会做出相应的报警声音警示播报。

光标示涉及嵌入式传感器技术和环境数据采集技术，采用8×8×8立体式矩阵的模型构成“前”、“后”、“左”、“右”、“上”五个方向可观测的3D立体式的显示光标示。采用的主控芯片为STC12C5A60S2单片机芯片，驱动电路为74HC573数字芯片为锁存驱动的8列并排的排列方式，同时用ULN2803达林顿晶体管阵列对光标示的LED层进行输入放大与驱动控制。利用STC12C5A60S2单片机芯片控制LED的亮灭，采用延时控制LED亮灭时间，最终使得整个立体展现不同紧急报警的造型和图案，产生一种三维立体式的多角度可观测的动态效果。

优选的，所述STC12C5A60S2单片机芯片为宽电压：5.5～3.3V，2.2～3.6V(STC12LE5A60S2系列)；设置有外部掉电检测电路，可在掉电时将数据保存进EEPROM；有空闲模式和掉电模式的低功耗设计；8通道数据宽度，10位高速ADC，2路PWM；2通道比较单元；有可编程时钟输出功能。

优选的，所述74HC573八位三态输出寄存器，用来驱动512个LED发光二极管，有8路同相三态双向总线收发器，可双向传输数据。

优选的，所述ULN2803达林顿晶体管，驱动能力为500MA/50V。应用时9脚接地，10脚接负载电源VCC，输入的电平信号为0或5V。输入0是输出达林顿管截止，输入为5V电平时，输出达林顿饱和。输出负载加在电源V+和输出口上，当输入为高电平时，输出负载工作，该电路为反向输出型，即输入低电平电压，输出端才能导通工作。