基于gsm網(wǎng)絡(luò)的家用多通道紅外感煙火災(zāi)報(bào)警器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于GSM網(wǎng)絡(luò)的家用多通道紅外感煙火災(zāi)報(bào)警器，包括紅外發(fā)射端電路，紅外接收端電路以及火災(zāi)報(bào)警電路，所述的紅外發(fā)射端電路包括設(shè)置在不同位置的紅外發(fā)射器，所述的設(shè)置在不同位置的紅外發(fā)射器連接有紅外發(fā)射端主控單片機(jī)，所述的紅外接收端電路包括與所述的紅外發(fā)射端電路等數(shù)量的紅外接收器。本實(shí)用新型能夠有效降低環(huán)境和噪聲干擾的影響，提高了紅外接收光束的信號與干擾加噪聲比，這不僅擴(kuò)大了火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的監(jiān)控范圍，而且提高了火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的報(bào)警準(zhǔn)確率。本實(shí)用新型監(jiān)控范圍大、誤報(bào)率低以及報(bào)警迅速的紅外感煙火災(zāi)報(bào)警器，在火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警領(lǐng)域具有一定的應(yīng)用價(jià)值。
【專利說明】基于GSM網(wǎng)絡(luò)的家用多通道紅外感煙火災(zāi)報(bào)警器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種火災(zāi)報(bào)警裝置，特別涉及一種基于GSM網(wǎng)絡(luò)的家用多通道紅外感煙火災(zāi)報(bào)警器。
【背景技術(shù)】
[0002]在各種威脅人類生命財(cái)產(chǎn)安全的災(zāi)害中，火災(zāi)是最頻繁、最容易發(fā)生的、對公眾安全和社會(huì)發(fā)展的威脅較大的一種災(zāi)害。不同于自然災(zāi)害，造成火災(zāi)的各種因素隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展而不斷增加。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城鄉(xiāng)居民整體生活水平的提高，現(xiàn)代家庭采用越來越多的易燃材料裝修，使用越來越多的大功率電器，導(dǎo)致家庭火災(zāi)發(fā)生的頻率越來越高。火災(zāi)不僅造成物質(zhì)財(cái)產(chǎn)損失，影響社會(huì)秩序的穩(wěn)定，而且會(huì)對人類生命安全、身心健康造成極大的傷害。
[0003]家用火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)與安裝在有安保人員值守的大型公共場所的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)相t匕，需要更高的報(bào)警準(zhǔn)確性和更低的誤報(bào)率。誤報(bào)警一直是火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中無法回避的一個(gè)重要問題。大多數(shù)的火災(zāi)報(bào)警器設(shè)計(jì)主要采用接觸式的傳感器采集火災(zāi)信號，這種接觸式的傳感器大多根據(jù)傳感器周圍環(huán)境如溫度或煙霧等的變化會(huì)引起輸出電信號的變化，從而當(dāng)出現(xiàn)突發(fā)情況時(shí)如溫度急劇上升或煙霧漫布時(shí)報(bào)警系統(tǒng)能及時(shí)發(fā)出警報(bào)。但是接觸式的傳感器只能監(jiān)視局部火災(zāi)信號，而不能及時(shí)監(jiān)控大范圍內(nèi)的火災(zāi)信號，這是導(dǎo)致火災(zāi)報(bào)警器報(bào)警效率低的一個(gè)非常重要的因素。在家庭火災(zāi)中，煙霧氣體是最早出現(xiàn)的火災(zāi)信號，可以采用煙霧傳感器來監(jiān)測空氣中煙霧濃度的變化以判斷是否出現(xiàn)火災(zāi)警情。紅外感煙傳感器是一種利用煙霧減光法測量煙霧濃度的非接觸式煙霧傳感器，其紅外發(fā)射器發(fā)射紅外光束，當(dāng)紅外光束穿過煙霧到達(dá)紅外接收器時(shí)，紅外光束的強(qiáng)度會(huì)減弱，當(dāng)其強(qiáng)度低于設(shè)定閥值時(shí)可判斷為出現(xiàn)火災(zāi)信號。雖然紅外感煙傳感器的工作方式是非接觸式的，能探測遠(yuǎn)離其的煙霧，但是紅外光束傳輸通道附近的物體的熱輻射、物體的臨時(shí)遮擋和接收器的噪聲都會(huì)影響紅外接收光束的強(qiáng)度，導(dǎo)致火災(zāi)報(bào)警器的誤報(bào)或有警情不報(bào)的情況出現(xiàn)，而且其火災(zāi)報(bào)警范圍也只僅限于紅外光束傳輸通道內(nèi)。因此，設(shè)計(jì)一種探測范圍大、誤報(bào)率低和報(bào)警迅速的紅外感煙火災(zāi)報(bào)警器就顯得非常重要。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]為解決上述問題，本實(shí)用新型公開了一種基于GSM網(wǎng)絡(luò)的家用多通道紅外感煙火災(zāi)報(bào)警器。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案:一種基于GSM網(wǎng)絡(luò)的家用多通道紅外感煙火災(zāi)報(bào)警器，包括紅外發(fā)射端電路，紅外接收端電路以及火災(zāi)報(bào)警電路，所述的紅外發(fā)射端電路包括設(shè)置在不同位置的紅外發(fā)射器，所述的設(shè)置在不同位置的紅外發(fā)射器連接有紅外發(fā)射端主控單片機(jī)，所述的紅外接收端電路包括與所述的紅外發(fā)射端電路等數(shù)量的紅外接收器。
[0006]作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述的火災(zāi)報(bào)警電路包括單片機(jī)主控電路、AD轉(zhuǎn)換電路、GSM模塊電路、LCD顯示電路以及按鍵電路，所述的AD轉(zhuǎn)換電路、GSM模塊電路、LCD顯示電路以及按鍵電路分別與單片機(jī)主控電路相連，所述的AD轉(zhuǎn)換電路與紅外接收端電路相連接，所述的每組的紅外發(fā)射器與紅外接收器之間的距離相等。
[0007]作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述的紅外接收器主要由紅外三極管接收器、信號放大電路、帶通濾波電路以及電壓轉(zhuǎn)換電路組成。
[0008]作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述的紅外發(fā)射端主控單片機(jī)采用型號為STC89C52RC的單片機(jī)。
[0009]作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述的單片機(jī)主控電路采用型號為STC89C52RC的單片機(jī)。
[0010]作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述的AD轉(zhuǎn)換電路包括芯片ADC0809。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果:
[0012]本實(shí)用新型采用多路放置在不同位置上的紅外感煙傳感器同時(shí)監(jiān)控?zé)熿F信號，并將采集后的信號進(jìn)行多路平均處理以有效降低環(huán)境和噪聲干擾的影響，提高了紅外接收光束的信號與干擾加噪聲比，這不僅擴(kuò)大了火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的監(jiān)控范圍，而且提高了火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的報(bào)警準(zhǔn)確率。出現(xiàn)火災(zāi)警情時(shí)，本報(bào)警器使用GSM網(wǎng)絡(luò)將報(bào)警短信到發(fā)送預(yù)設(shè)手機(jī)號碼中，在第一時(shí)間內(nèi)將火災(zāi)的報(bào)警信息及時(shí)發(fā)送到業(yè)主手機(jī)上，以降低火災(zāi)造成的損失。本實(shí)用新型基于GSM網(wǎng)絡(luò)的家用多通道紅外感煙火災(zāi)報(bào)警器監(jiān)控范圍大、誤報(bào)率低以及報(bào)警迅速的紅外感煙火災(zāi)報(bào)警器，在火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警領(lǐng)域具有一定的應(yīng)用價(jià)值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；
[0014]圖2為本實(shí)用新型的多路紅外感煙傳感器提高報(bào)警準(zhǔn)確率的示意圖；
[0015]圖3為本實(shí)用新型的紅外發(fā)射端電路圖；
[0016]圖4為本實(shí)用新型的紅外接收器電路圖；
[0017]圖5為本實(shí)用新型的火災(zāi)報(bào)警電路電路圖；
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下將結(jié)合具體實(shí)施例對本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明，應(yīng)理解下述【具體實(shí)施方式】僅用于說明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。
[0019]如圖1所示為本實(shí)用新型的一種基于GSM網(wǎng)絡(luò)的家用多通道紅外感煙火災(zāi)報(bào)警器的結(jié)構(gòu)框圖，包括紅外發(fā)射端電路，紅外接收端電路以及火災(zāi)報(bào)警電路，所述的紅外發(fā)射端電路包括設(shè)置在不同位置的紅外發(fā)射器，所述的設(shè)置在不同位置的紅外發(fā)射器連接有紅外發(fā)射端主控單片機(jī)，所述的紅外接收端電路包括與所述的紅外發(fā)射端電路等數(shù)量的紅外接收器，所述的每組的紅外發(fā)射器與紅外接收器之間的距離相等。
[0020]作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述的火災(zāi)報(bào)警電路包括單片機(jī)主控電路、AD轉(zhuǎn)換電路、GSM模塊電路、LCD顯示電路以及按鍵電路，所述的AD轉(zhuǎn)換電路、GSM模塊電路、LCD顯示電路以及按鍵電路分別與單片機(jī)主控電路相連，所述的AD轉(zhuǎn)換電路與紅外接收端電路相連接。
[0021]作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述的紅外接收器主要由紅外三極管接收器、信號放大電路、帶通濾波電路以及電壓轉(zhuǎn)換電路組成。
[0022]作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述的紅外發(fā)射端主控單片機(jī)采用型號為STC89C52RC的單片機(jī)。
[0023]作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述的單片機(jī)主控電路采用型號為STC89C52RC的單片機(jī)。
[0024]作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述的AD轉(zhuǎn)換電路包括芯片ADC0809。
[0025]圖3為本實(shí)用新型的紅外發(fā)射端電路圖，紅外線的傳輸距離與紅外發(fā)射功率和信號頻率有關(guān)，當(dāng)發(fā)射信號為特定頻率的方波脈沖時(shí)，紅外發(fā)射器的性能較好，紅外線發(fā)射距離遠(yuǎn)，受環(huán)境影響小。本實(shí)用新型通過單片機(jī)控制產(chǎn)生重復(fù)頻率為IKHz的紅外脈沖發(fā)射信號，然后分別通過8個(gè)三極管將發(fā)射信號驅(qū)動(dòng)到8個(gè)紅外發(fā)光二極管上，發(fā)射8路紅外脈沖信號。在紅外發(fā)射端電路中單片機(jī)STC89C52RC的P2 口輸出為高電平時(shí)，8個(gè)紅外發(fā)射管不發(fā)光，當(dāng)P2 口輸出為低電平時(shí)，8個(gè)紅外發(fā)射管發(fā)射紅外脈沖信號。
[0026]圖4為本實(shí)用新型的紅外接收器電路圖，本實(shí)用新型采用多路紅外接收器接收多路紅外發(fā)射器發(fā)射出的紅外信號，其接收頻率必須與發(fā)射器發(fā)射信號頻率相同。每一路紅外接收器主要由紅外三極管接收器、信號放大電路、帶通濾波電路以及電壓轉(zhuǎn)換電路組成。紅外接收器將接收的信號通過放大和帶通濾波后送入AD轉(zhuǎn)換器采樣以便能在單片機(jī)內(nèi)進(jìn)行處理。該電路采用紅外三極管接收器接收發(fā)射端發(fā)射的紅外信號，然后采用同相比例放大電路對接收信號進(jìn)行放大，放大后的信號經(jīng)過有源二階帶通濾波電路濾除部分噪聲和干擾，最后將濾波信號傳輸給芯片ADC0809進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換。由于運(yùn)算放大器LM324采用雙電源工作模式，分別為+5V和-5V，因此通過小功率極性反轉(zhuǎn)電源轉(zhuǎn)換器ICL7660將+5V電壓轉(zhuǎn)換為-5V給LM324供電。
[0027]圖5為本實(shí)用新型的火災(zāi)報(bào)警電路電路圖，火災(zāi)報(bào)警電路包括單片機(jī)主控電路、AD轉(zhuǎn)換電路、GSM模塊電路、LCD顯示電路以及按鍵電路，所述的AD轉(zhuǎn)換電路、GSM模塊電路、LCD顯示電路以及按鍵電路分別與單片機(jī)主控電路相連，所述的AD轉(zhuǎn)換電路與紅外接收端電路相連接。
[0028]單片機(jī)主控電路采用型號為STC89C52RC的單片機(jī)，AD轉(zhuǎn)換電路包括芯片ADC0809。單片機(jī)STC89C52RC控制ADC0809芯片按發(fā)射信號周期依次對各接收器的紅外接收信號進(jìn)行采樣，該電路圖中紅外接收器HWJSfHWJSS已經(jīng)作了簡化表示，各個(gè)紅外接收器的硬件電路圖如圖4所示。單片機(jī)STC89C52RC利用其內(nèi)部自帶的RAM實(shí)現(xiàn)對AD轉(zhuǎn)換后的8路紅外接收數(shù)據(jù)進(jìn)行多路平均處理，然后與設(shè)定的火災(zāi)閥值進(jìn)行比較，判斷是否發(fā)生火災(zāi)，并在液晶屏LCD1602上顯示多路平均后的信號波形，同時(shí)還可以顯示火災(zāi)閥值和預(yù)設(shè)手機(jī)號碼等。
[0029]由于紅外信號在不同的傳輸通道中的環(huán)境和噪聲干擾是隨機(jī)變化的，因此將多路紅外采集信號進(jìn)行多路平均處理能有效降低環(huán)境和噪聲干擾影響，提高紅外接收光束的信號與干擾加噪聲比(SINR)，從而提高火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的報(bào)警準(zhǔn)確率。圖2為多路紅外感煙傳感器提高報(bào)警準(zhǔn)確率的示意圖，如果某路紅外感煙傳感器的紅外傳輸路徑中存在臨時(shí)物體遮擋，則其相應(yīng)的紅外接收器就會(huì)接收不到紅外發(fā)射器發(fā)射的信號，這會(huì)導(dǎo)致單通道紅外感煙報(bào)警器會(huì)出現(xiàn)誤報(bào)警的現(xiàn)象，而多路紅外感煙報(bào)警器通過多路平均處理降低了環(huán)境和噪聲干擾的影響，其處理后的紅外信號受環(huán)境和噪聲干擾較少，因此在某一傳輸通道內(nèi)存在臨時(shí)物體時(shí)不會(huì)出現(xiàn)誤報(bào)警，有效解決了單路紅外感煙傳感器誤報(bào)率高的問題。
[0030]三個(gè)鍵盤S1、S2、S3分別接單片機(jī)P3.3、P3.4和P3.5 口，用于設(shè)定火災(zāi)判斷的閥值，其中SI為閥值設(shè)置開關(guān)鍵，S2為增鍵，S3為減鍵。當(dāng)判斷出現(xiàn)火災(zāi)信號時(shí)，單片機(jī)STC89C52RC通過串口通信將AT指令傳輸給GSM模塊，然后GSM模塊根據(jù)接收到的AT指令做出相應(yīng)操作。GSM模塊一共有40個(gè)端口，本系統(tǒng)將單片機(jī)P3.0 (RXD)、P3.1 ( TXD)與GSM模塊中的RXD0、TXD0端口相連進(jìn)行串口通信，單片機(jī)P3.7 口與GSM模塊IGT 口相連用于啟動(dòng)GSM模塊。單片機(jī)可控制GSM模塊在第一時(shí)間內(nèi)將火災(zāi)的報(bào)警信息及時(shí)發(fā)送到預(yù)設(shè)手機(jī)號碼即業(yè)主手機(jī)上。
[0031]本實(shí)用新型采用多路放置在不同位置上的紅外感煙傳感器同時(shí)監(jiān)控?zé)熿F信號，并將采集后的信號進(jìn)行多路平均處理以有效降低環(huán)境和噪聲干擾的影響，提高了紅外接收光束的信號與干擾加噪聲比，這不僅擴(kuò)大了火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的監(jiān)控范圍，而且提高了火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的報(bào)警準(zhǔn)確率。出現(xiàn)火災(zāi)警情時(shí)，本報(bào)警器使用GSM網(wǎng)絡(luò)將報(bào)警短信到發(fā)送預(yù)設(shè)手機(jī)號碼中，在第一時(shí)間內(nèi)將火災(zāi)的報(bào)警信息及時(shí)發(fā)送到業(yè)主手機(jī)上，以降低火災(zāi)造成的損失。本實(shí)用新型基于GSM網(wǎng)絡(luò)的家用多通道紅外感煙火災(zāi)報(bào)警器監(jiān)控范圍大、誤報(bào)率低以及報(bào)警迅速的紅外感煙火災(zāi)報(bào)警器，在火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警領(lǐng)域具有一定的應(yīng)用價(jià)值。
[0032]本實(shí)用新型方案所公開的技術(shù)手段不僅限于上述實(shí)施方式所公開的技術(shù)手段，還包括由以上技術(shù)特征任意組合所組成的技術(shù)方案。
【權(quán)利要求】
1.一種基于GSM網(wǎng)絡(luò)的家用多通道紅外感煙火災(zāi)報(bào)警器，其特征在于:包括紅外發(fā)射端電路，紅外接收端電路以及火災(zāi)報(bào)警電路，所述的紅外發(fā)射端電路包括設(shè)置在不同位置的紅外發(fā)射器，所述的設(shè)置在不同位置的紅外發(fā)射器連接有紅外發(fā)射端主控單片機(jī)，所述的紅外接收端電路包括與所述的紅外發(fā)射端電路等數(shù)量的紅外接收器，所述的每組的紅外發(fā)射器與紅外接收器之間的距離相等。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GSM網(wǎng)絡(luò)的家用多通道紅外感煙火災(zāi)報(bào)警器，其特征在于:所述的火災(zāi)報(bào)警電路包括單片機(jī)主控電路、AD轉(zhuǎn)換電路、GSM模塊電路、IXD顯示電路以及按鍵電路，所述的AD轉(zhuǎn)換電路、GSM模塊電路、LCD顯示電路以及按鍵電路分別與單片機(jī)主控電路相連，所述的AD轉(zhuǎn)換電路與紅外接收端電路相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GSM網(wǎng)絡(luò)的家用多通道紅外感煙火災(zāi)報(bào)警器，其特征在于:所述的紅外接收器主要由紅外三極管接收器、信號放大電路、帶通濾波電路以及電壓轉(zhuǎn)換電路組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GSM網(wǎng)絡(luò)的家用多通道紅外感煙火災(zāi)報(bào)警器，其特征在于:所述的紅外發(fā)射端主控單片機(jī)采用型號為STC89C52RC的單片機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于GSM網(wǎng)絡(luò)的家用多通道紅外感煙火災(zāi)報(bào)警器，其特征在于:所述的單片機(jī)主控電路采用型號為STC89C52RC的單片機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于GSM網(wǎng)絡(luò)的家用多通道紅外感煙火災(zāi)報(bào)警器，其特征在于:所述的AD轉(zhuǎn)換電路包括芯片ADC0809。
【文檔編號】G08B17/12GK203596076SQ201320568160
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年9月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月13日
【發(fā)明者】陳金立, 張秀再, 李家強(qiáng), 張智林 申請人:南京信息工程大學(xué)