[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

本發明公開了自動化控制領域的一種煙花燃放智能傾角預警指示系統及其設計方法，能夠起到煙花燃放在線傾角預警提示的作用。其包括控制處理模塊、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。本發明能夠具體量化傾角范圍，以供更具體直觀的感受角度傾斜范圍，起到傾角過大的實時預警功能。

技術領域

本發明涉及一種煙花燃放智能傾角預警指示系統及其設計方法，屬于自動化電路技術領域。

背景技術

“焰火”,煙火劑燃放時所發出的各種顏色的火花，有時即指煙火劑本身。目前煙火共有九大兩類。一般系包扎品，內裝藥劑。點燃后煙火噴射，呈各種顏色，并幻成各種景象。始于宋代。今又稱“禮花”，為節日所常用。

隨著環保煙花的不斷創新，煙花燃放又再次成為慶典活動中不可或缺的一部分，已經在青少年人群中越發流行，但因煙花燃放角度問題而導致安全事故頻發，因此，需設計一個傾角預警系統裝置來實現預警功能，為煙花的安全燃放提供技術支撐。

在角度檢測控制系統技術的傾角測量指示警報系統中，角度控制精準是其中一個重要參數，但由于角度控制精準度不高及靈敏度低等特點，對傾角實時顯示傾角角度的傾斜程度及角度變化難度很大。目前傾角測量主要有地磁傾角偏角磁力儀、Schulze型地磁儀、Elliott地磁儀及傾角測斜傳感器等方法。地磁傾角偏角磁力儀, 該儀器適用范圍小，僅能簡單地測量地磁傾角和偏角的絕對值。Schulze型地磁儀，主要用于測量地磁傾角、地震電磁學中地電場、地磁場、地電阻率和地震電磁擾動等，但該儀器體積大、笨重，很難適應當今高度集成化的控制系統。傾角測斜傳感器，該儀器通常主要用于直接測量各種傾斜系統中的水平傾斜角度。但其精度不高，該儀器包含非線性、重復性、噪聲、零點偏置漂移，零點非線性漂移以及交叉耦合等誤差。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的不足，提供一種煙花燃放智能傾角預警指示系統及其設計方法，能夠達到控制過程中的在線傾角預警提示作用。

為達到上述目的，本發明是采用下述技術方案實現的：

第一方面，本發明提供了一種煙花燃放智能傾角預警指示系統，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。

進一步的，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。

進一步的，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。

進一步的，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。