基于gsm網(wǎng)絡的家用多通道紅外感煙火災報警器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于GSM網(wǎng)絡的家用多通道紅外感煙火災報警器，包括紅外發(fā)射端電路，紅外接收端電路以及火災報警電路，所述的紅外發(fā)射端電路包括設置在不同位置的紅外發(fā)射器，所述的設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，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，這不僅擴大了火災報警系統(tǒng)的監(jiān)控范圍，而且提高了火災報警系統(tǒng)的報警準確率。本實用新型監(jiān)控范圍大、誤報率低以及報警迅速的紅外感煙火災報警器，在火災自動報警領域具有一定的應用價值。
【專利說明】基于GSM網(wǎng)絡的家用多通道紅外感煙火災報警器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種火災報警裝置，特別涉及一種基于GSM網(wǎng)絡的家用多通道紅外感煙火災報警器。
【背景技術】
[0002]在各種威脅人類生命財產(chǎn)安全的災害中，火災是最頻繁、最容易發(fā)生的、對公眾安全和社會發(fā)展的威脅較大的一種災害。不同于自然災害，造成火災的各種因素隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展而不斷增加。隨著國民經(jīng)濟的發(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，導致家庭火災發(fā)生的頻率越來越高?；馂牟粌H造成物質財產(chǎn)損失，影響社會秩序的穩(wěn)定，而且會對人類生命安全、身心健康造成極大的傷害。
[0003]家用火災報警系統(tǒng)與安裝在有安保人員值守的大型公共場所的火災報警系統(tǒng)相t匕，需要更高的報警準確性和更低的誤報率。誤報警一直是火災報警系統(tǒng)設計過程中無法回避的一個重要問題。大多數(shù)的火災報警器設計主要采用接觸式的傳感器采集火災信號，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引起輸出電信號的變化，從而當出現(xiàn)突發(fā)情況時如溫度急劇上升或煙霧漫布時報警系統(tǒng)能及時發(fā)出警報。但是接觸式的傳感器只能監(jiān)視局部火災信號，而不能及時監(jiān)控大范圍內的火災信號，這是導致火災報警器報警效率低的一個非常重要的因素。在家庭火災中，煙霧氣體是最早出現(xiàn)的火災信號，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，當紅外光束穿過煙霧到達紅外接收器時，紅外光束的強度會減弱，當其強度低于設定閥值時可判斷為出現(xiàn)火災信號。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、物體的臨時遮擋和接收器的噪聲都會影響紅外接收光束的強度，導致火災報警器的誤報或有警情不報的情況出現(xiàn)，而且其火災報警范圍也只僅限于紅外光束傳輸通道內。因此，設計一種探測范圍大、誤報率低和報警迅速的紅外感煙火災報警器就顯得非常重要。
實用新型內容
[0004]為解決上述問題，本實用新型公開了一種基于GSM網(wǎng)絡的家用多通道紅外感煙火災報警器。
[0005]為了達到上述目的，本實用新型提供如下技術方案:一種基于GSM網(wǎng)絡的家用多通道紅外感煙火災報警器，包括紅外發(fā)射端電路，紅外接收端電路以及火災報警電路，所述的紅外發(fā)射端電路包括設置在不同位置的紅外發(fā)射器，所述的設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，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]作為本實用新型的一種改進，所述的火災報警電路包括單片機主控電路、AD轉換電路、GSM模塊電路、LCD顯示電路以及按鍵電路，所述的AD轉換電路、GSM模塊電路、LCD顯示電路以及按鍵電路分別與單片機主控電路相連，所述的AD轉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]作為本實用新型的一種改進，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換電路組成。
[0008]作為本實用新型的一種改進，所述的紅外發(fā)射端主控單片機采用型號為STC89C52RC的單片機。
[0009]作為本實用新型的一種改進，所述的單片機主控電路采用型號為STC89C52RC的單片機。
[0010]作為本實用新型的一種改進，所述的AD轉換電路包括芯片ADC0809。
[0011]本實用新型的有益效果:
[0012]本實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監(jiān)控煙霧信號，并將采集后的信號進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，這不僅擴大了火災報警系統(tǒng)的監(jiān)控范圍，而且提高了火災報警系統(tǒng)的報警準確率。出現(xiàn)火災警情時，本報警器使用GSM網(wǎng)絡將報警短信到發(fā)送預設手機號碼中，在第一時間內將火災的報警信息及時發(fā)送到業(yè)主手機上，以降低火災造成的損失。本實用新型基于GSM網(wǎng)絡的家用多通道紅外感煙火災報警器監(jiān)控范圍大、誤報率低以及報警迅速的紅外感煙火災報警器，在火災自動報警領域具有一定的應用價值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的系統(tǒng)結構框圖；
[0014]圖2為本實用新型的多路紅外感煙傳感器提高報警準確率的示意圖；
[0015]圖3為本實用新型的紅外發(fā)射端電路圖；
[0016]圖4為本實用新型的紅外接收器電路圖；
[0017]圖5為本實用新型的火災報警電路電路圖；
【具體實施方式】
[0018]以下將結合具體實施例對本實用新型提供的技術方案進行詳細說明，應理解下述【具體實施方式】僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。
[0019]如圖1所示為本實用新型的一種基于GSM網(wǎng)絡的家用多通道紅外感煙火災報警器的結構框圖，包括紅外發(fā)射端電路，紅外接收端電路以及火災報警電路，所述的紅外發(fā)射端電路包括設置在不同位置的紅外發(fā)射器，所述的設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，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]作為本實用新型的一種改進，所述的火災報警電路包括單片機主控電路、AD轉換電路、GSM模塊電路、LCD顯示電路以及按鍵電路，所述的AD轉換電路、GSM模塊電路、LCD顯示電路以及按鍵電路分別與單片機主控電路相連，所述的AD轉換電路與紅外接收端電路相連接。
[0021]作為本實用新型的一種改進，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換電路組成。
[0022]作為本實用新型的一種改進，所述的紅外發(fā)射端主控單片機采用型號為STC89C52RC的單片機。
[0023]作為本實用新型的一種改進，所述的單片機主控電路采用型號為STC89C52RC的單片機。
[0024]作為本實用新型的一種改進，所述的AD轉換電路包括芯片ADC0809。
[0025]圖3為本實用新型的紅外發(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，當發(fā)射信號為特定頻率的方波脈沖時，紅外發(fā)射器的性能較好，紅外線發(fā)射距離遠，受環(huán)境影響小。本實用新型通過單片機控制產(chǎn)生重復頻率為IKHz的紅外脈沖發(fā)射信號，然后分別通過8個三極管將發(fā)射信號驅動到8個紅外發(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STC89C52RC的P2 口輸出為高電平時，8個紅外發(fā)射管不發(fā)光，當P2 口輸出為低電平時，8個紅外發(fā)射管發(fā)射紅外脈沖信號。
[0026]圖4為本實用新型的紅外接收器電路圖，本實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轉換器采樣以便能在單片機內進行處理。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進行AD轉換。由于運算放大器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電源轉換器ICL7660將+5V電壓轉換為-5V給LM324供電。
[0027]圖5為本實用新型的火災報警電路電路圖，火災報警電路包括單片機主控電路、AD轉換電路、GSM模塊電路、LCD顯示電路以及按鍵電路，所述的AD轉換電路、GSM模塊電路、LCD顯示電路以及按鍵電路分別與單片機主控電路相連，所述的AD轉換電路與紅外接收端電路相連接。
[0028]單片機主控電路采用型號為STC89C52RC的單片機，AD轉換電路包括芯片ADC0809。單片機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，各個紅外接收器的硬件電路圖如圖4所示。單片機STC89C52RC利用其內部自帶的RAM實現(xiàn)對AD轉換后的8路紅外接收數(shù)據(jù)進行多路平均處理，然后與設定的火災閥值進行比較，判斷是否發(fā)生火災，并在液晶屏LCD1602上顯示多路平均后的信號波形，同時還可以顯示火災閥值和預設手機號碼等。
[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變化的，因此將多路紅外采集信號進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)，從而提高火災報警系統(tǒng)的報警準確率。圖2為多路紅外感煙傳感器提高報警準確率的示意圖，如果某路紅外感煙傳感器的紅外傳輸路徑中存在臨時物體遮擋，則其相應的紅外接收器就會接收不到紅外發(fā)射器發(fā)射的信號，這會導致單通道紅外感煙報警器會出現(xiàn)誤報警的現(xiàn)象，而多路紅外感煙報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存在臨時物體時不會出現(xiàn)誤報警，有效解決了單路紅外感煙傳感器誤報率高的問題。
[0030]三個鍵盤S1、S2、S3分別接單片機P3.3、P3.4和P3.5 口，用于設定火災判斷的閥值，其中SI為閥值設置開關鍵，S2為增鍵，S3為減鍵。當判斷出現(xiàn)火災信號時，單片機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指令做出相應操作。GSM模塊一共有40個端口，本系統(tǒng)將單片機P3.0 (RXD)、P3.1 ( TXD)與GSM模塊中的RXD0、TXD0端口相連進行串口通信，單片機P3.7 口與GSM模塊IGT 口相連用于啟動GSM模塊。單片機可控制GSM模塊在第一時間內將火災的報警信息及時發(fā)送到預設手機號碼即業(yè)主手機上。
[0031]本實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監(jiān)控煙霧信號，并將采集后的信號進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，這不僅擴大了火災報警系統(tǒng)的監(jiān)控范圍，而且提高了火災報警系統(tǒng)的報警準確率。出現(xiàn)火災警情時，本報警器使用GSM網(wǎng)絡將報警短信到發(fā)送預設手機號碼中，在第一時間內將火災的報警信息及時發(fā)送到業(yè)主手機上，以降低火災造成的損失。本實用新型基于GSM網(wǎng)絡的家用多通道紅外感煙火災報警器監(jiān)控范圍大、誤報率低以及報警迅速的紅外感煙火災報警器，在火災自動報警領域具有一定的應用價值。
[0032]本實用新型方案所公開的技術手段不僅限于上述實施方式所公開的技術手段，還包括由以上技術特征任意組合所組成的技術方案。
【權利要求】
1.一種基于GSM網(wǎng)絡的家用多通道紅外感煙火災報警器，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報警電路，所述的紅外發(fā)射端電路包括設置在不同位置的紅外發(fā)射器，所述的設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，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)權利要求1所述的基于GSM網(wǎng)絡的家用多通道紅外感煙火災報警器，其特征在于:所述的火災報警電路包括單片機主控電路、AD轉換電路、GSM模塊電路、IXD顯示電路以及按鍵電路，所述的AD轉換電路、GSM模塊電路、LCD顯示電路以及按鍵電路分別與單片機主控電路相連，所述的AD轉換電路與紅外接收端電路相連接。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于GSM網(wǎng)絡的家用多通道紅外感煙火災報警器，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換電路組成。
4.根據(jù)權利要求1所述的基于GSM網(wǎng)絡的家用多通道紅外感煙火災報警器，其特征在于:所述的紅外發(fā)射端主控單片機采用型號為STC89C52RC的單片機。
5.根據(jù)權利要求2所述的基于GSM網(wǎng)絡的家用多通道紅外感煙火災報警器，其特征在于:所述的單片機主控電路采用型號為STC89C52RC的單片機。
6.根據(jù)權利要求2所述的基于GSM網(wǎng)絡的家用多通道紅外感煙火災報警器，其特征在于:所述的AD轉換電路包括芯片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)先權日:2013年9月13日
【發(fā)明者】陳金立, 張秀再, 李家強, 張智林 申請人:南京信息工程大學