消防水泵工作状态记录系统设计

张静秋+李金奎

摘 要：文章對消防水泵工作状态记录系统设计进行研究，消防水泵工作状态记录系统是一种将记录仪放置于消防水泵控制器内的设计，水泵工作状态记录系统主要包括单片机最小系统、水泵的工作状态采集电路和SD卡读写电路。消防水泵工作状态记录系统将主机发送来的水泵工作时的电压、电流、时间等记录在SD卡中，便于消防维护人员读取SD卡中的信息，判断水泵的工作状态。该水泵工作状态记录系统最多可以记录64个月的消防水泵工作状态，并且可以实现循环记录。

关键词：消防水泵；SD卡；单片机

消防水泵工作状态记录系统是一种将记录仪放置于消防水泵控制器内的设计，水泵工作状态记录系统主要包括单片机最小系统，水泵的工作状态采集电路和SD卡读写电路[1]。消防水泵工作状态记录系统将主机发送来的水泵工作时的电压、电流、时间等记录在SD卡中，并且在SD卡中创建fat文件系统，建立txt文本格式文件，便于消防维护人员通过PC机直接读取SD卡中的信息，判断水泵的工作状态。同时根据主机命令通过GSM网络发送信息到控制中心，便于工作人员实时掌握水泵的运行情况[2]。该水泵工作状态记录系统最多可以记录64个月的消防水泵工作状态，并且可以实现循环记录。

1 主要硬件电路设计

1.1 水泵的工作状态采集电路设计

该系统能根据当前的状态值，与规定值相比较，若远大于或远小于规定值时，会生成工作异常信息，将采集到的信息送给单片机，通过单片机送至SD卡存储起来，并且通过数码管显示故障信息。如16号上午8时8分8秒设备发生故障时，系统将采集到的信息送给单片机，单片机再送给SD卡存储起来，维修人员可用电脑读出SD卡中的信息，确定设备是否正常工作。此系统也具有自动巡检功能，按一特定周期执行自动巡检模式。即设置天数，设置时间自动巡检。通常天数为1个月，时间为24小时。不需要维修人员定时检查，工作更方便。工作状态采集电路如图1所示。

水泵的工作状态包含水泵工作在自动/手动状态、水泵启动、水泵停止、故障灯等信息，信号取自于主机命令和现场采集的信号。

1.2 SD卡读写电路设计

SD存储卡是一种基于半导体快闪记忆器的新一代记忆设备，由于它体积小、数据传输速度快、可热插拔等优良的特性，被广泛地于便携式装置上使用[3]，例如MP3和数码相机等设备上都采用SD卡作为其存储设备。本设计将SD卡加入到单片机应用开发系统中来，可以实时的存储水泵工作状态，方便消防维护人员掌握水泵的运行情况。对于SD卡的硬件结构，在官方的文档上有很详细的介绍，如SD卡内的存储器结构、存储单元组织方式等内容。要实现对它的读写，最核心的是它的时序，在经过了大量研究测试后，终于成功地利用了AVR单片机实现了对SD卡的扇区读写，并对其读写速度进行了评估。

SD卡有两种工作方式，一种是SD模式，该模式是PC的读写模式；另一种是SPI模式，各单片机读写采用的是SPI模式，读写方便可对扇区直接读写操作[4]。本设计中利用AVR单片机控制SD卡读写信息，并将信息长时间保存在卡中。SD卡的接口电路如图2所示。

2 软件设计

本设计软件程序采用C语言，水泵工作状态记录系统的程序主要由水泵的工作状态采集电路程序、消防管道压力检测电路程序、SD卡数据写入程序、DS1302时钟电路程序和通信程序等组成。SD卡数据写入程序流程如图 3 所示。

3 结语

系统实物、软件调试完成后，将程序下载到单片机中，并测试消防水泵工作状态记录系统是否能够正常记录水泵工作状态。将SD拔出，通过SD卡读卡器，在PC机上打开TXT文本格式的文件，了解水泵的工作状态，便于工作人员对水泵进行维护。测试结果如图4所示。

[参考文献]

[1]于正林，苏承志，曹国华，等.AVR单片机原理及应用[M].北京：国防工业出版社，2009.

[2]张晔，王玉民.单片机应用技术[M].北京：高等教育出版社，2006.

[3]马潮.AVR单片机嵌入式系统原理与应用实践[M].北京：北京航空航天大学出版社，2007.

[4]张丽君，董毅.数码显示电路的研究与设计[J].北京印刷学院学报，2009（2）：65-67.

[5]张建龙.测量仪器基于SD卡的数据导出接口系统设计[D].沈阳：辽宁大学，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