桥墩安全防护区域智能探测船舶驶入报警系统技术方案

本发明专利技术公开了一种桥墩安全防护区域智能探测船舶驶入报警系统，包括有依次连接的安装在桥墩的承台面上且朝向水面的船舶探测传感器、信号处理电路、中央处理器和报警器；船舶探测传感器选用大功率超声波传感器，包括有发射单元和接收单元；信号处理电路包括有与发射单元连接的发射控制单元、与接收单元连接的信号提取单元，发射控制单元和信号提取单元均与中央处理器连接；中央处理器通过检测信号输出控制单元与报警器连接。本发明专利技术对驶入桥墩安全防护区域的船舶实时探测并及时向大桥管理部门报警。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及桥墩安全防护领域，具体是一种桥墩安全防护区域智能探测船舶驶入报警系统。
技术介绍
长江、黄河及河流等架设的桥梁，其桥墩极易被违规行驶的船舶碰撞。当桥墩发生碰撞而船主开船逃逸后，桥梁管理部门又没有及时发现碰撞时，无法及时对碰撞的桥墩进行安全评估，致使大桥带着隐患运行，非常危险。为了确保大桥的安全，在桥墩的四周保护区域(保护区域的范围大小，视大桥性质确定)内是禁止船舶驶入的(船舶驶入保护区域内时，极有可能发生碰撞，视为安全隐患)，以避免发生碰撞事故的发生。但是仍有很多船舶驶入桥墩安全防护区域内，且桥梁管理部门无法进行监测。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种桥墩安全防护区域智能探测船舶驶入报警系统，对驶入桥墩安全防护区域的船舶实时探测并及时向大桥管理部门报警。本专利技术的技术方案为：桥墩安全防护区域智能探测船舶驶入报警系统，包括有依次连接的安装在桥墩的承台面上且朝向水面的船舶探测传感器、信号处理电路、中央处理器和报警器；所述的船舶探测传感器选用大功率超声波传感器，包括有发射单元和接收单元；所述的信号处理电路包括有与发射单元连接的发射控制单元、与接收单元连接的信号提取单元，所述的发射控制单元和信号提取单元均与中央处理器连接；所述的中央处理器通过检测信号输出控制单元与报警器连接。所述的大功率超声波传感器包括有依次连接的振荡器和前置滤波器，通过后置滤波器与前置滤波器连接的发射单元，通过混频器与前置滤波器连接的接收单元。所述的发射控制单元包括有三极管Q3、三极管Q5、三极管Q4、三极管Q8、场效应晶体管Q2、双向稳压管D3、多个电阻和电容，中央处理器发射的信号LD-CPU-TXD经过电阻R14与三极管Q3的基极连接，中央处理器发射的信号LD-CPU-TXD依次经过电阻R14、电阻17接地，中央处理器发射的信号LD-CPU-TXD经过电阻R24与三极管Q5的基极连接，中央处理器发射的信号LD-CPU-TXD依次经过电阻R24、电阻R26接地，三极管Q3的发射极、三极管Q5的发射极均接地，三极管Q3的集电极与场效应晶体管Q2的栅极连接，三极管Q3的集电极通过电阻R6与场效应晶体管Q2的源极连接，且场效应晶体管Q2的源极与供电电压输入端VCC连接，供电电压输入端VCC分别通过电容C4、电容C5接地，供电电压输入端VCC通过电阻R12与三极管Q5的集电极连接，供电电压输入端VCC依次通过电阻R12、电阻R16后分别与三极管Q4的基极、三极管Q8的基极连接，供电电压输入端VCC依次通过电阻R12、电阻R16、电阻R25后分别与三极管Q4的发射极、三极管Q8的发射极、双向稳压管D3的一端连接，三极管Q4的集电极、三极管Q8的集电极、双向稳压管D3的另一端均与供电电压输入端VCC连接。所述的信号提取单元包括有四运算放大器U1、三极管Q1、稳压管D1、稳压管D2、多个电阻和电容，加载信号LD-BUSV+输入端和加载信号LD-BUSV-输入端连接有电阻R13，加载信号LD-BUSV+输入端通过电阻R7、电阻R11接地，加载信号LD-BUSV+输入端依次通过电阻R7、电阻R8、电阻R9接地，加载信号LD-BUSV-输入端依次通过电阻R18、电阻R23接地，加载信号LD-BUSV+输入端依次通过电阻R7、电阻R8与四运算放大器U1的引脚5连接，加载信号LD-BUSV-输入端依次通过电阻R18、电阻R19与四运算放大器U1的引脚6连接，加载信号LD-BUSV-输入端依次通过电阻R18、电阻R19、并联的电容C8和电阻R21后与四运算放大器U1的引脚7连接，加载信号LD-BUSV-输入端依次通过电阻R18、电阻R19、并联的电容C8和电阻R21、电容C11、电阻R27、并联的电容C10和电阻R22后分别与四运算放大器U1的引脚8、引脚9连接，四运算放大器U1的引脚4连接供电电压输入端VCC，四运算放大器U1的引脚11接地，四运算放大器U1的引脚10和引脚12通过并联的电容C9、电阻R20后接地，四运算放大器U1的引脚10和引脚12均通过电阻R15连接供电电压输入端VCC，四运算放大器U1的引脚8通过依次通过并联的电容C10和电阻R22、电容C12、电阻R28、并联的电容C7和电阻R10、电容C6、反向并联的稳压管D1和稳压管D2后接地，四运算放大器U1的引脚13依次通过并联的电容C7和电阻R10、电容C6、反向并联的稳压管D1和稳压管D2后接地，四运算放大器U1的引脚14依次通过电容C6、反向并联的稳压管D1和稳压管D2后接地，四运算放大器U1的引脚3通过反向并联的稳压管D1和稳压管D2后接地，四运算放大器U1的引脚2通过电容C13接地，且四运算放大器U1的引脚2依次通过电阻R4、电阻R3接地，四运算放大器U1的引脚2通过电阻R5连接供电电压输入端VCC，四运算放大器U1的引脚依次通过电阻R1、电阻R2接地，且四运算放大器U1的引脚通过电阻R1与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极输出控制信号LD-CPU-RXD。所述的检测信号输出控制单元包括有运算放大器IC、施密特触发器U1A、二极管VD1、三极管VT1、多个电阻和电容，检测信号输入端A依次通过电阻R32、可变电阻RT2、电阻R34与运算放大器IC的同向输入端连接，检测信号输入端A依次通过可变电阻RT1、电阻R31、电阻R33与运算放大器IC的同向输入端连接，且测信号输入端A直接与运算放大器IC的反向输入端连接，检测信号输入端B依次通过电阻R34、可变电阻RT2与运算放大器IC的同向输入端连接，检测信号输入端B通过电阻电阻R33与运算放大器IC的反向输入端连接，且检测信号输入端B直接与运算放大器IC的同向输入端连接，运算放大器IC的输出端通过施密特触发器U1A、电阻R35、电阻R36、电阻R37与三极管VT1的基极连接，检测信号输入端B依次通过电阻R34、可变电阻RT2、电容C1、二极管VD1、电阻R35、施密特触发器U1A与运算放大器IC的输出端连接，运算放大器IC的同向输入端、三极管VT1的发射极均接地，运算放大器IC的反向输入端通过电容C2接地，且运算放大器IC的反向输入端直接与供电电压输入端VCC连接。所述的桥墩的承台面上设置有转轴式水平支架，所述的转轴式水平支架包括有固定于桥墩承台面上的转轴和水平转杆，水平转杆的内端与转轴固定连接，外端上固定有所述的船舶探测传感器。本专利技术的原理：本专利技术的船舶探测传感器对进入桥墩安全防护区域的船舶进行探测并报警。根据桥墩承台面的高度和水位的变化情况，水位的高度会有变化，但水位的升降是缓慢的，水位不会在几秒内突然升高或降低2米以上，也就是说测量的水位高度不会突变，当船舶探测传感器探测水位的高度差相对值突然大于3米时，而且连接有2秒以上的探测信号差时，可以确认是船舶，系统立即启动报警。即船舶探测传感器只要探测到物体满足以下两个条件:1.探测突变的高差大于3米(江河的波浪高度不会大于3m)，连续超过3米的高度差时间大于2秒时(飞鸟等飞过传感器探测区域的时间小于2秒，而且面积小于船舶)，就可以确认是船舶驶入保护区域。本专利技术的优点：本专利技术的船舶探测传感器选用大功率超声波传感器，测量准确度高，性能稳本文档来自技高网...

【技术保护点】
桥墩安全防护区域智能探测船舶驶入报警系统，其特征在于：包括有依次连接的安装在桥墩的承台面上且朝向水面的船舶探测传感器、信号处理电路、中央处理器和报警器；所述的船舶探测传感器选用大功率超声波传感器，包括有发射单元和接收单元；所述的信号处理电路包括有与发射单元连接的发射控制单元、与接收单元连接的信号提取单元，所述的发射控制单元和信号提取单元均与中央处理器连接；所述的中央处理器通过检测信号输出控制单元与报警器连接。

【技术特征摘要】
1.桥墩安全防护区域智能探测船舶驶入报警系统，其特征在于：包括有依次连接的安装在桥墩的承台面上且朝向水面的船舶探测传感器、信号处理电路、中央处理器和报警器；所述的船舶探测传感器选用大功率超声波传感器，包括有发射单元和接收单元；所述的信号处理电路包括有与发射单元连接的发射控制单元、与接收单元连接的信号提取单元，所述的发射控制单元和信号提取单元均与中央处理器连接；所述的中央处理器通过检测信号输出控制单元与报警器连接。2.根据权利要求1所述的桥墩安全防护区域智能探测船舶驶入报警系统，其特征在于：所述的大功率超声波传感器包括有依次连接的振荡器和前置滤波器，通过后置滤波器与前置滤波器连接的发射单元，通过混频器与前置滤波器连接的接收单元。3.根据权利要求1所述的桥墩安全防护区域智能探测船舶驶入报警系统，其特征在于：所述的发射控制单元包括有三极管Q3、三极管Q5、三极管Q4、三极管Q8、场效应晶体管Q2、双向稳压管D3、多个电阻和电容，中央处理器发射的信号LD-CPU-TXD经过电阻R14与三极管Q3的基极连接，中央处理器发射的信号LD-CPU-TXD依次经过电阻R14、电阻17接地，中央处理器发射的信号LD-CPU-TXD经过电阻R24与三极管Q5的基极连接，中央处理器发射的信号LD-CPU-TXD依次经过电阻R24、电阻R26接地，三极管Q3的发射极、三极管Q5的发射极均接地，三极管Q3的集电极与场效应晶体管Q2的栅极连接，三极管Q3的集电极通过电阻R6与场效应晶体管Q2的源极连接，且场效应晶体管Q2的源极与供电电压输入端VCC连接，供电电压输入端VCC分别通过电容C4、电容C5接地，供电电压输入端VCC通过电阻R12与三极管Q5的集电极连接，供电电压输入端VCC依次通过电阻R12、电阻R16后分别与三极管Q4的基极、三极管Q8的基极连接，供电电压输入端VCC依次通过电阻R12、电阻R16、电阻R25后分别与三极管Q4的发射极、三极管Q8的发射极、双向稳压管D3的一端连接，三极管Q4的集电极、三极管Q8的集电极、双向稳压管D3的另一端均与供电电压输入端VCC连接。4.根据权利要求1所述的桥墩安全防护区域智能探测船舶驶入报警系统，其特征在于：所述的信号提取单元包括有四运算放大器U1、三极管Q1、稳压管D1、稳压管D2、多个电阻和电容，加载信号LD-BUSV+输入端和加载信号LD-BUSV-输入端连接有电阻R13，加载信号LD-BUSV+输入端通过电阻R7、电阻R11接地，加载信号LD-BUSV+输入端依次通过电阻R7、电阻R8、电阻R9接地，加载信号LD-BUSV-输入端依次通过电阻R18、电阻R23接地，加载信号LD-BUSV+输入端依次通过电阻R7、电阻R8与四运算放大器U1的引脚5连接，加载信号LD-BUSV-输入端依次通过电阻R18、电阻R19与四运算放大器U1的引脚6连接，加载信号LD-BUSV-输入端依次通过电阻R18、电阻R19、并联的电容C8和电阻R21后与四运算放大器...

【专利技术属性】
技术研发人员：李诚，
申请(专利权)人：李诚，
类型：发明
国别省市：安徽;34