[發明專利]一種煙花燃放智能傾角預警指示系統及其設計方法

在審

• 申請號: 202110385157.0
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN113108649A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 顧宇航;項雅萱;仲倩;姚鈴麗;申賀賀;魏且東
• 申請（專利權）人: 南京信息職業技術學院
• 主分類號: F42B4/00
• 分類號: F42B4/00;G01C9/00;G01C1/00;G08B21/24;G08B7/06
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.一種煙花燃放智能傾角預警指示系統，其特征在于，包括控制處理模塊、與所述控制處理模塊信號連接的傾角測量模塊和與所述控制處理模塊信號的連接的傾角顯示模塊；

所述傾角測量模塊用于實時獲取水平與垂直方向的實時傾角信號，獲并發送至所述控制處理模塊；

所述控制處理模塊用于根據獲取的實時測量的實時傾角信號，解算得出所測量角度生成對應的控制指令并傳輸至所述傾角顯示模塊；

所述傾角顯示模塊用于根據所述控制指令顯示傾斜角度并發出預警信號。

2.根據權利要求1所述的煙花燃放智能傾角預警指示系統，其特征在于，所述煙花燃放智能傾角預警指示系統為“Ｌ”型架構，具有明確的相垂直的兩軸方向，并在兩軸線上分別布局５路LED燈珠，單片機與傳感器布置在水平底部與Ｘ軸平行，用于確定水平角度。

3.根據權利要求1所述的煙花燃放智能傾角預警指示系統，其特征在于，所述預警指示系統還包括用于實現航向測量的IST8310三軸磁傳感器。

4.根據權利要求1所述的煙花燃放智能傾角預警指示系統，其特征在于，所述傾角測量模塊包括微慣性傳感器；

所述微慣性傳感器包括ICM20602芯片，所述ICM20602芯片的第二和第三引腳與主處理器STM32的I/O端口直接相連，并通過STM32進行處理；所述ICM20602芯片的部分引腳一端接1.71-3.45 VDC電源，并一端通過10nF的電容接地，所述ICM20602芯片的部分引腳直接接地，所述ICM20602芯片的部分引腳通過0.1uF的電容接地；所述ICM20602芯片的部分引腳一端接1.71-3.45 VDC電源，并引出兩個分別為C2 0.1uf和C4 2.2uf的電容相應接地。

5. 根據權利要求4所述的煙花燃放智能傾角預警指示系統，其特征在于，所述微慣性傳感器還包括IST8310芯片，所述IST8310芯片的部分引腳連接于主處理器上；所述IST8310芯片的部分引腳一端接1.71-3.45 VDC電源（3.3V）并通過一0.1uF的電容接地，所述IST8310芯片的部分引腳直接接地，所述IST8310芯片的部分引腳通過一4.7uF的電容直接接地，所述IST8310芯片的部分引腳選通所對應的芯片內存地址。

6.根據權利要求1所述的煙花燃放智能傾角預警指示系統，其特征在于，所述傾角顯示模塊包括LED燈珠和與所述LED燈珠相連接的LED燈珠驅動電路，所述傾角顯示模塊通過以LED燈的點亮數標定角度范圍；所述LED燈珠驅動電路包括I/O管腳連接的LED主芯片和與所述LED主芯片串聯的限流電阻。

7.根據權利要求1所述的煙花燃放智能傾角預警指示系統，其特征在于，所述控制處理模塊包括ARM-STM32F103微處理器，所述ARM-STM32F103微處理器包括主芯片、復位電路、時鐘電路和電源供電電路組成；

所述復位電路的RST端連接主芯片第7腳復位管腳；所述時鐘電路主頻選用8MHz晶振，其端口之間分別通過一個電容接地，并在端口與電容之間用晶振連接。

8.一種煙花燃放智能傾角預警指示系統設計方法，其特征在于，包括以下步驟：

選擇煙花燃放智能傾角預警指示系統的項器件選型；

進行煙花燃放智能傾角預警指示系統的硬件電路設計及PCB布板；

進行煙花燃放智能傾角預警指示系統的軟件功能開發；

對煙花燃放智能傾角預警指示系統進行功能調試。

9.根據權利要求8所述的煙花燃放智能傾角預警指示系統設計方法，其特征在于，進行煙花燃放智能傾角預警指示系統的軟件功能開發的方法包括：

在Keil-MDK5編譯環境中開發，根據項目需求，逐一模塊化開展功能模塊的開發；所述功能模塊包括：ARM單片機硬件時鐘初始化、LED功能引腳初始化、串口初始化、SPI通訊初始化、MPU6000初始化、傳感器校準、傾角算法解算。