易燃?xì)怏w泄漏自動遠(yuǎn)程報(bào)警系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】易燃?xì)怏w泄漏自動遠(yuǎn)程報(bào)警系統(tǒng)，屬于易燃?xì)怏w檢測技術(shù)、模擬與數(shù)字電子技術(shù)、長距離無線遙控技術(shù)、GSM短信通信技術(shù)領(lǐng)域，報(bào)警系統(tǒng)由氣體檢測模塊、門緩沖電路模塊、現(xiàn)場報(bào)警電路模塊、無線報(bào)警電路模塊和GSM短信通信電路模塊組成；氣體檢測模塊由探頭和氣體檢測器電路構(gòu)成；無線報(bào)警模塊由無線報(bào)警發(fā)射器電路和無線報(bào)警接收器電路組成；GSM短信通信電路模塊由單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)和GSM模塊組成；不僅能在現(xiàn)場報(bào)警，還可以到離現(xiàn)場一定距離的值班室報(bào)警；更可以以字母、文字或彩信圖片等形式向用戶手機(jī)自動發(fā)送短信報(bào)警信號。本實(shí)用新型功能齊全，能拓寬產(chǎn)品的應(yīng)用面，開發(fā)出系列產(chǎn)品，能為未來家庭和單位的用氣安全以及駕駛安全提供強(qiáng)有力的保障。
【專利說明】
易燃?xì)怏w泄漏自動遠(yuǎn)程報(bào)警系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型屬于易燃?xì)怏w檢測技術(shù)、模擬與數(shù)字電子技術(shù)、長距離無線遙控技術(shù)、 GSM短信通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種報(bào)警系統(tǒng)，具體的說是涉及一種易燃?xì)怏w泄漏自動遠(yuǎn)程報(bào) 警系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 化工企業(yè)可燃?xì)怏w泄漏遇明火會發(fā)生失火和爆炸等重大安全責(zé)任事故;家庭液化 氣天燃?xì)庑孤┯雒骰鹨矔l(fā)生失火和爆炸;現(xiàn)代交通法規(guī)定，不允許酒后駕車。而現(xiàn)有的報(bào) 警系統(tǒng)產(chǎn)品功能比較簡單，只有現(xiàn)場報(bào)警;沒有長距離無線遙控報(bào)警功能;也沒有可靠的自 動短信通信報(bào)警功能，靈敏度和可靠性也不高。目前市面上也未出現(xiàn)解決此類問題的報(bào)警 系統(tǒng)。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003] 本實(shí)用新型的目的在于克服上述系統(tǒng)的缺陷，提出一種易燃?xì)怏w泄漏自動遠(yuǎn)程報(bào) 警系統(tǒng)，該系統(tǒng)集各種報(bào)警技術(shù)為一體，不僅能在現(xiàn)場和離現(xiàn)場一定距離的值班室或監(jiān)控 室報(bào)警，更可以以字母、文字或彩信圖片等形式向用戶手機(jī)自動發(fā)送短信報(bào)警信號，能拓寬 產(chǎn)品的應(yīng)用面，開發(fā)出系列產(chǎn)品，能為未來家庭和單位的用氣安全以及駕駛安全提供強(qiáng)有 力的保障。
[0004] 本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：易燃?xì)怏w泄漏自動遠(yuǎn)程報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于:所述報(bào) 警系統(tǒng)由氣體檢測模塊、門緩沖電路模塊、現(xiàn)場報(bào)警電路模塊、無線報(bào)警電路模塊和GSM短 信通信電路模塊組成;所述氣體檢測模塊由探頭和氣體檢測器電路構(gòu)成;所述無線報(bào)警模 塊由無線報(bào)警發(fā)射器電路和無線報(bào)警接收器電路組成;所述GSM短信通信電路模塊由單片 機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)和GSM模塊組成;所述氣體檢測器電路作為信號輸入端并聯(lián)接入所述門緩 沖電路模塊;所述現(xiàn)場報(bào)警電路模塊、無線報(bào)警電路模塊和GSM短信通信電路模塊均通過所 述門緩沖電路模塊并聯(lián)輸出；所述氣體檢測器電路、門緩沖電路、現(xiàn)場報(bào)警電路、無線報(bào)警 發(fā)射器電路和GSM短信通信電路均設(shè)置在電路盒內(nèi)，所述電路盒內(nèi)的無線報(bào)警發(fā)射器電路 與電路盒外值班室內(nèi)的無線報(bào)警接收器電路無線連接發(fā)出報(bào)警，所述單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng) 與GSM模塊共同作用下與手機(jī)連接并發(fā)出報(bào)警。
[0005] 所述現(xiàn)場報(bào)警電路模塊上設(shè)有現(xiàn)場報(bào)警器，報(bào)警器采用TTL電平喇叭或AC220V電 鈴。
[0006] 所述探頭為氣體傳感器，氣體傳感器的個(gè)數(shù)為1~4個(gè)，氣體傳感器的型號為QM-N5 或QM-NJ9。
[0007] 所述氣體檢測器電路由氣體檢測A電路和氣體檢測B電路兩種方案，設(shè)置兩種方案 的目的進(jìn)一步提高報(bào)警的可靠性;氣體檢測A電路中電壓比較器U1的型號為LM339,二極管 D1的型號為IN4148;氣體檢測B電路中三極管T1的型號為9013,三極管D3和D4的型號為 IN4148,繼電器J的型號為JRFDC12V。
[0008] 所述GSM短信通信電路模塊中單片機(jī)的型號為STC12C5A60S2，GSM模塊型號為 S 頂808〇
[0009] 所述無線報(bào)警接收器電路中的接收天線和接收模塊電路固定安裝在報(bào)警值班室 的樓頂。
[0010] 所述電路盒的外部面板設(shè)有電源開關(guān)、氣體檢測開關(guān)1、氣體檢測開關(guān)2、值班報(bào)警 開關(guān)和手機(jī)報(bào)警開關(guān)，設(shè)置開關(guān)的目的是選擇性打開或關(guān)閉某氣體檢測和報(bào)警功能，電路 盒內(nèi)部設(shè)置現(xiàn)場報(bào)警用的喇叭或電鈴。
[0011] 本實(shí)用新型的有益效果為:本實(shí)用新型提出的易燃?xì)怏w泄漏自動遠(yuǎn)程報(bào)警系統(tǒng)， 產(chǎn)品設(shè)計(jì)新穎、工作原理清晰，通過電路設(shè)計(jì)、精選器件和符合實(shí)際情況的調(diào)試，研制出一 套適合家庭、單位和車輛使用的穩(wěn)定可靠的集各種報(bào)警技術(shù)為一體的新穎實(shí)用電子報(bào)警裝 置，不僅能在現(xiàn)場報(bào)警，還可以到離現(xiàn)場一定距離的值班室或監(jiān)控室報(bào)警;更可以以字母、 文字或彩信圖片等形式向用戶手機(jī)自動發(fā)送短信報(bào)警信號，本發(fā)明功能齊全，能拓寬產(chǎn)品 的應(yīng)用面，能根據(jù)需要開發(fā)出系列產(chǎn)品，能為未來家庭和單位的用氣安全以及駕駛安全提 供強(qiáng)有力的保障。
【附圖說明】
[0012] 圖1為本實(shí)用新型整體方案示意圖。
[0013] 圖2為本實(shí)用新型中氣體檢測器A電路圖。
[0014] 圖3為本實(shí)用新型中氣體檢測器B電路圖。
[0015] 圖4為本實(shí)用新型中門緩沖電路圖。
[0016] 圖5為本實(shí)用新型中現(xiàn)場報(bào)警電路圖。
[0017]圖6為本實(shí)用新型中長距離無線發(fā)射器電路圖。
[0018]圖7為本實(shí)用新型中長距離接收器電路圖。
[0019]圖8為本實(shí)用新型中GSM自動短信通信系統(tǒng)示意圖。
[0020] 圖9為本實(shí)用新型中產(chǎn)品外觀示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明：
[0022] 如圖1所示，易燃?xì)怏w泄漏自動遠(yuǎn)程報(bào)警系統(tǒng)，報(bào)警系統(tǒng)由氣體檢測模塊、門緩沖 電路模塊、現(xiàn)場報(bào)警電路模塊、無線報(bào)警電路模塊和GSM短信通信電路模塊組成;氣體檢測 模塊由探頭和氣體檢測器電路構(gòu)成;無線報(bào)警模塊由無線報(bào)警發(fā)射器電路和無線報(bào)警接收 器電路組成;GSM短信通信電路模塊由單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)和GSM模塊組成;氣體檢測器電 路作為信號輸入端并聯(lián)接入門緩沖電路模塊;現(xiàn)場報(bào)警電路模塊、無線報(bào)警電路模塊和GSM 短信通信電路模塊均通過門緩沖電路模塊并聯(lián)輸出；氣體檢測器電路、門緩沖電路、現(xiàn)場報(bào) 警電路、無線報(bào)警發(fā)射器電路和GSM短信通信電路均設(shè)置在電路盒內(nèi)，電路盒內(nèi)的無線報(bào)警 發(fā)射器電路與電路盒外值班室內(nèi)的無線報(bào)警接收器電路無線連接發(fā)出報(bào)警，單片機(jī)最小應(yīng) 用系統(tǒng)與GSM模塊共同作用下與手機(jī)連接并發(fā)出報(bào)警。
[0023] 如圖1所示，易燃?xì)怏w泄漏自動遠(yuǎn)程報(bào)警系統(tǒng)，現(xiàn)場報(bào)警電路模塊上設(shè)有現(xiàn)場報(bào)警 器，報(bào)警器采用TTL電平喇叭或AC220V電鈴;探頭為氣體傳感器，氣體傳感器的個(gè)數(shù)為1~4 個(gè)，開關(guān)斷開表示無需傳感探頭，根據(jù)需要布幾個(gè)氣體傳感探頭。氣體傳感器的型號為QM-N5或QM-NJ9;氣體檢測器電路由氣體檢測A電路和氣體檢測B電路兩種方案，設(shè)置兩種方案 的目的進(jìn)一步提高報(bào)警的可靠性;氣體檢測A電路中電壓比較器U1的型號為LM339,二極管 D1的型號為IN4148;氣體檢測B電路中三極管T1的型號為9013,三極管D3和D4的型號為 IN4148,繼電器J的型號為JRFDC12V;GSM短信通信電路模塊中單片機(jī)的型號為 STC12C5A60S2，GSM模塊型號為S頂808;無線報(bào)警接收器電路中的接收天線和接收模塊電路 固定安裝在報(bào)警值班室的樓頂；電路盒的外部面板設(shè)有電源開關(guān)、氣體檢測開關(guān)1、氣體檢 測開關(guān)2、值班報(bào)警開關(guān)和手機(jī)報(bào)警開關(guān)，電路盒內(nèi)部設(shè)置現(xiàn)場報(bào)警用的喇叭或電鈴。
[0024] 如圖1所示，易燃?xì)怏w泄漏自動遠(yuǎn)程報(bào)警系統(tǒng)，當(dāng)氣體檢測器檢測到一定濃度的氣 體時(shí)，即發(fā)出低電平報(bào)警信號。設(shè)置氣體檢測A、B的目的是兩種檢測方案可以同時(shí)工作，也 可以獨(dú)立工作，而且在現(xiàn)場布4個(gè)檢測探頭（1個(gè)探頭也可以，根據(jù)需要布幾個(gè)），只要有1個(gè) 探頭檢測到泄漏氣體(空間氣體達(dá)一定濃度），氣體檢測器即輸出低電平報(bào)警信號，這樣增 強(qiáng)了報(bào)警的可靠性和靈敏度。低電平報(bào)警信號一方面啟動現(xiàn)場報(bào)警電路工作報(bào)警;一方面 啟動長距離無線發(fā)送電路工作，使裝在值班室的無線接收電路報(bào)警;一方面啟動單片機(jī)和 GSM短信通信系統(tǒng)工作，使GSM短信通信模塊自動向主人手機(jī)以字母、文字或彩信圖片等形 式發(fā)送短信報(bào)警信號。
[0025] 如圖2所示，易燃?xì)怏w泄漏自動遠(yuǎn)程報(bào)警系統(tǒng)，氣體檢測器A電路工作原理如下：當(dāng) Q1氣體傳感器檢測到無燃?xì)?、液化氣、煤氣、酒精氣體時(shí)，A、B兩端之間的電導(dǎo)率增加，電阻 減少，B點(diǎn)的電位上升，調(diào)節(jié)Rwl，使電壓比較器U1的同相端電位高于反相端電位，其輸出端 出高電平，經(jīng)過反相器U2反相后輸出低電平。R3為限流電阻，D2為5V的穩(wěn)壓管。Q1可選用QM-N5、QM-NJ9等，在不同的場合下，使用不同型號的氣體傳感器，QM-NJ9對酒精特別敏感。U1: LM339，D1: IN4148。平時(shí)沒有檢測到(一定濃度以下的)氣體時(shí)輸出高電平。
[0026]如圖3所示，易燃?xì)怏w泄漏自動遠(yuǎn)程報(bào)警系統(tǒng)，氣體檢測器B電路工作原理如下：如 圖3為氣體檢測器B電路，當(dāng)Q2氣體傳感器檢測到無燃?xì)?、液化氣、煤氣、酒精氣體時(shí)，A、B兩 端之間的電導(dǎo)率增加，電阻減少，B點(diǎn)的電位上升，調(diào)節(jié)Rw2,使三極管T1導(dǎo)通，繼電器吸合， 常開開關(guān)閉合，輸出低電平。平時(shí)沒有檢測到(一定濃度以下的）氣體時(shí)輸出高電平。Q2可選 用 QM-N5、QM-NJ9 等。11:9013,03、04:預(yù)4148，繼電器^1^)(：12￥。
[0027]如圖4所示，易燃?xì)怏w泄漏自動遠(yuǎn)程報(bào)警系統(tǒng)，門緩沖電路中U3為4輸入與非門 74LS20，U4為反相器74LS04,4個(gè)輸入端只要有1個(gè)為低電平（不用懸空的輸入端視為高電 平），3個(gè)輸出端同時(shí)輸出低電平報(bào)警信號。
[0028]如圖5所示，易燃?xì)怏w泄漏自動遠(yuǎn)程報(bào)警系統(tǒng)，現(xiàn)場報(bào)警電路中輸入U(xiǎn)i為低電平 時(shí)，激發(fā)U6和U7工作，使U6輸出1kHz信號推動喇叭報(bào)警；同時(shí)U7工作推動DL發(fā)聲報(bào)警。其中 U5:反相器74LS04、U6:555定時(shí)器NE555、DL:AC220V電鈴。U7:交流固態(tài)繼電器(ACSSR)。 [0029]如圖6所示，易燃?xì)怏w泄漏自動遠(yuǎn)程報(bào)警系統(tǒng)，無線報(bào)警發(fā)射器電路工作原理如 下:針對長距離遙控要求，必須用大功率遙控發(fā)射器。當(dāng)編碼器U10 (MC145026)的運(yùn)接收到 來自延時(shí)定時(shí)電路的低電平報(bào)警信號時(shí)，U10將其地址碼(A1~A5)和數(shù)據(jù)碼(D6~D9)作脈 沖數(shù)碼調(diào)制，送入大功率放大發(fā)射模塊，通過發(fā)射天線向外發(fā)射無線電波。當(dāng)接收器(解碼 器）的地址碼和發(fā)射器(編碼器）的地址碼一致時(shí)，接收器接收發(fā)射器發(fā)射過來的數(shù)據(jù)碼報(bào) 警，不同的地方發(fā)送不同的數(shù)據(jù)碼。每對接收器和發(fā)射器(地址碼一致）可實(shí)現(xiàn)4個(gè)地方報(bào) 警。DIP1、DIP2是高、低電平選擇信號。由于發(fā)射功率大，因此用電子開關(guān)U9控制其接通電 源，當(dāng)?shù)碗娖綀?bào)警信號來時(shí)，經(jīng)反相后，U9開通，將電源接入電路;沒有報(bào)警信號時(shí)，電路不 接電源，電路就不工作，不耗費(fèi)電功率，節(jié)省了電能。安裝時(shí)，將大功率放大模塊部分和發(fā)射 天線部分裝到樓頂，并做好機(jī)械牢固和防水工作。U8為反相器74LS04，U9:⑶4066，Ul 1為大 功率放大發(fā)射模塊，E1為發(fā)射天線。
[0030] 如圖7所示，易燃?xì)怏w泄漏自動遠(yuǎn)程報(bào)警系統(tǒng)，長距離接收器工作原理如下：為裝 在值班室的無線遙控接收電路。接收電路在收到無線電波并解調(diào)后，經(jīng)接收模塊U12輸出串 行碼給解碼器(U13:MC145027)的數(shù)據(jù)輸入端DI，當(dāng)編碼與解碼的地址碼一致時(shí)，此時(shí)編碼 器中的數(shù)據(jù)從解碼器中的D6~D9數(shù)據(jù)端對應(yīng)輸出，并一直保持到新數(shù)據(jù)到來。編碼器和解 碼器的工作頻率一致。根據(jù)發(fā)光管是否點(diǎn)亮判斷是否有報(bào)警信號，根據(jù)哪一個(gè)發(fā)光管亮判 斷報(bào)警位置，也可只用一只發(fā)光管報(bào)警。實(shí)際使用時(shí)，接收天線(E2)和接收模塊電路部分裝 到報(bào)警值班室樓頂，并做好機(jī)械牢固和防水工作。該無線發(fā)送和接收系統(tǒng)的特點(diǎn)：
[0031] (1)沒有方向性，抗干擾能力強(qiáng)，也不會對其它設(shè)備產(chǎn)生干擾；
[0032] (2)能夠穿透建筑物、機(jī)箱、金屬設(shè)備等阻隔；
[0033] (3)用于發(fā)送接收串行信號；
[0034] (4)遙控距離遠(yuǎn)，空間直線距離長達(dá)500m~800m。
[0035]如圖8所示，易燃?xì)怏w泄漏自動遠(yuǎn)程報(bào)警系統(tǒng)，GSM短信通信系統(tǒng)工作原理如下:分 單片機(jī)和GSM模塊兩部分。首先對單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)編程，將接收信息的電話號碼(群發(fā) 時(shí)有若干號碼）、待自動所發(fā)的短信內(nèi)容(字母、文字或彩信圖片等形式）、發(fā)送次數(shù)和時(shí)間 間隔等內(nèi)容事先用C語言編程到單片機(jī)里，再通過單片機(jī)與GSM通信模塊通信，實(shí)現(xiàn)單片機(jī) 控制GSM短信通信模塊工作，在單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)的P10 口接收到低(0)電平報(bào)警信號時(shí)， 即控制GSM模塊電路自動向用戶手機(jī)發(fā)出短信報(bào)警信號。GSM模塊在應(yīng)用時(shí)，要插入待發(fā)送 短信的經(jīng)過注冊的電話號碼卡。單片機(jī)型號：31'(：120546032,631模塊型號 ：3頂808。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 易燃?xì)怏w泄漏自動遠(yuǎn)程報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于:所述報(bào)警系統(tǒng)由氣體檢測模塊、門緩 沖電路模塊、現(xiàn)場報(bào)警電路模塊、無線報(bào)警電路模塊和GSM短信通信電路模塊組成;所述氣 體檢測模塊由探頭和氣體檢測器電路構(gòu)成;所述無線報(bào)警模塊由無線報(bào)警發(fā)射器電路和無 線報(bào)警接收器電路組成；所述GSM短信通信電路模塊由單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)和GSM模塊組 成;所述氣體檢測器電路作為信號輸入端并聯(lián)接入所述門緩沖電路模塊;所述現(xiàn)場報(bào)警電 路模塊、無線報(bào)警電路模塊和GSM短信通信電路模塊均通過所述門緩沖電路模塊并聯(lián)輸出； 所述氣體檢測器電路、門緩沖電路、現(xiàn)場報(bào)警電路、無線報(bào)警發(fā)射器電路和GSM短信通信電 路均設(shè)置在電路盒內(nèi)，所述電路盒內(nèi)的無線報(bào)警發(fā)射器電路與電路盒外值班室內(nèi)的無線報(bào) 警接收器電路無線連接發(fā)出報(bào)警，所述單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)與GSM模塊共同作用下與手機(jī) 連接并發(fā)出報(bào)警。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的易燃?xì)怏w泄漏自動遠(yuǎn)程報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于:所述現(xiàn)場報(bào)警 電路模塊上設(shè)有現(xiàn)場報(bào)警器，報(bào)警器采用TTL電平喇叭或AC220V電鈴。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的易燃?xì)怏w泄漏自動遠(yuǎn)程報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于:所述探頭為氣 體傳感器，氣體傳感器的個(gè)數(shù)為1~4個(gè)，氣體傳感器的型號為QM-N5或QM-NJ9。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的易燃?xì)怏w泄漏自動遠(yuǎn)程報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于:所述氣體檢測 器電路由氣體檢測A電路和氣體檢測B電路兩種方案;氣體檢測A電路中電壓比較器U1的型 號為LM339，二極管D1的型號為IN4148;氣體檢測B電路中三極管T1的型號為9013，三極管D3 和D4的型號為IN4148,繼電器J的型號為JRFDC12V。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的易燃?xì)怏w泄漏自動遠(yuǎn)程報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于:所述GSM短信 通信電路模塊中單片機(jī)的型號為STC12C5A60S2，GSM模塊型號為S頂808。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的易燃?xì)怏w泄漏自動遠(yuǎn)程報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于:所述無線報(bào)警 接收器電路中的接收天線和接收模塊電路固定安裝在報(bào)警值班室的樓頂。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的易燃?xì)怏w泄漏自動遠(yuǎn)程報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于:所述電路盒的 外部面板設(shè)有電源開關(guān)、氣體檢測開關(guān)1、氣體檢測開關(guān)2、值班報(bào)警開關(guān)和手機(jī)報(bào)警開關(guān)， 電路盒內(nèi)部設(shè)置現(xiàn)場報(bào)警用的喇叭或電鈴。
【文檔編號】G08B21/16GK205656741SQ201620415383
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2016年5月10日 公開號201620415383.3, CN 201620415383, CN 205656741 U, CN 205656741U, CN-U-205656741, CN201620415383, CN201620415383.3, CN205656741 U, CN205656741U
【發(fā)明人】于衛(wèi), 尤玉軍, 李志軍, 江麗莉
【申請人】揚(yáng)州大學(xué)