家庭煤气中毒及火灾报警安全系统技术方案

本新型涉及一种家庭煤气中毒及火灾报警安全系统，包括一个主模块电路和多个监测模块电路，其中主模块电路分两层焊接，顶层包括液晶显示器，矩阵键盘和声光报警电路；底层包括第一单片机，第一无线射频电路和GSM短信报警电路；监测模块电路包括半导体气敏元件，具有采样功能的第二单片机，能与第一无线射频电路配合工作的第二无线射频电路，第二单片机根据采集到的信息控制继电器的通断实现事故自动处理；主模块电路通过控制继电器以一定的频率轮循各监测模块电路的采样信息，并实时显示与分析，判定有事故发生时，控制声光报警电路发出声光报警，或通过GSM短信报警电路对用户进行远程短信报警。

【技术实现步骤摘要】

本技术专利是关于一种报警安全系统，尤其是一种可以对家庭煤气中毒及火 灾进行报警的安全系统。
技术介绍
随着社会生活水平的不断提高及国家能源结构的调整，民用燃气在居民日常生活 使用的燃料中所占比例越来越大，尤其是城市已基本普及使用罐装燃气或管道燃气，城市 燃气的普及与应用无疑对改善城市的环境质量和提高居民的生活质量发挥了巨大的作用。 但是随着燃气的广泛使用，由于燃气泄漏所引发的爆炸、中毒和火灾事故也时有发生，这在 某种程度上增加了城市的不安全和不稳定因素。同时，城市建筑物正朝高层化、密集化方向 发展，建筑物的装修的用料和方式也越来越多样化，随着电子产品的日益普及，家庭用电负 荷也越来越重，火灾的隐患也不断增加。基于上述因素，研制一种可以探测燃煤产生的一氧 化碳浓度及天然气浓度，并及时监测环境中有无火灾隐患，确保火灾一旦发生也将实现警 示功能的报警安全系统是很有必要的。这样人们对煤气泄露的情况进行预警，同时可以采 取有效措施控制火情的发展，将火灾消灭在萌芽状态，从而确保人身财产安全，最大限度地 减少损失。
技术实现思路
目前，现有一氧化碳检测仪器主要是面对工矿企业或者公共场所的检测，价格高 昂，对家庭也不适用。因此，本新型的设计面向广大居民，其优点在于： 1)成本低廉并能对一氧化碳准确报警。 2)该产品无需专业人员操作，只要放在合适位置，通电即可，连续使用、方便简捷。 3)能起到预防CO中毒的效果。该产品能有效预防广大农村居民冬季燃煤取暖CO 事件的发生，同时能够给城镇居民安全使用天然气提供有力的保障。 目前火灾报警器的生产厂家多偏重用于大型仓库、商城、高级写字楼、宾馆等大型 场所的研发，采用的是集中区域报警控制方式，其系统复杂、成本较高。而在居民住宅区、机 房、办公室等小型防火单位，需要设计一种单一的、廉价实用的智能火灾报警装置。因此，在 家庭环境中使用需要一种结构简单、价格低廉的智能火灾报警器。同时，目前市面上尚没有 将一氧化碳中毒与火灾报警功能融合在一起的产品，而对于家庭生活上述功能显然是非常 必要的。 -种家庭煤气中毒及火灾报警安全系统，包括一个主模块电路和多个监测模块电 路，其中主模块电路分两层焊接，顶层包括液晶显示器，矩阵键盘和声光报警电路；底层包 括第一单片机，第一无线射频电路和GSM短信报警电路，顶层电路和底层电路通过双排20 针FC排线连接；监测模块电路包括半导体气敏元件，具有采样功能的第二单片机，能与第 一无线射频电路配合工作的第二无线射频电路，第二单片机根据采集到的信息分析现场事 故状态，控制继电器的通断实现事故自动处理；主模块电路通过无线射频模块电路以一定 的频率轮循各监测模块电路的采样信息，并实时显示与分析，判定有事故发生时，控制声光 报警电路发出声光报警，或通过GSM短信报警电路对用户进行远程短信报警，其中需要监 测的监测模块电路地址和报警目标用户手机号码可以通过键盘设置。 优选地，主模块电路中的显示器为IXD12864液晶显示器，第一单片机型号 为ATmegal6,第一、第二无线射频电路采用433MHz频段通信模块，第二单片机型号为 STC12C5A16S2AD，半导体气敏元件由对烟雾敏感的MQ-2型和对一氧化碳敏感的MQ-7型半 导体气敏元件组成。 优选地，声光报警电路由有源蜂鸣器与LED组成，通过一个PNP型三极管驱动有源 蜂鸣器，有源蜂鸣器BEEP的一端接地，另一端与PNP型三极管S8550的集电极相连，S8550 的发射极连接VCC，基极通过一个IK的电阻连接到单片机引脚。当单片机引脚输出低电平 时，S8550导通，蜂鸣器发出声音；当单片机引脚输出高电平时，S8550截止，蜂鸣器不发声； 蜂鸣器还有一个提供续流的续流二极管以避免损坏驱动三极管。 优选地，短信报警电路由TC35i型GSM短信报警电路组成，TC35i的RXD和TXD引 脚分别与单片机的TXD和RXD引脚连接进行串口通信。 优选地，气敏元件不断采集烟雾和一氧化碳等气体浓度信息，第二单片机将获取 的浓度信息分别与预设阀值进行比较，若采样浓度值大于预设阀值，则控制继电器的闭合 与断开状态，实现事故自动处理。【附图说明】 图1为报警安全系统整体框图； 图2为ATmegal6单片机最小系统电路； 图3为IXD12864液晶显示器接口电路； 图4为矩阵键盘接口电路； 图5为声光报警电路； 图6为MQ-2和MQ-7气敏元件构成的信号采集电路； 图7为示意性的报警窗口界面。【具体实施方式】 如图1所示，系统设计由一个主模块电路和多个监测模块电路组成。监测模块电 路通过半导体气敏元件采集环境中一氧化碳等气体的浓度信息，通过无线射频模块电路发 送给主模块电路，同时根据采集到的信息分析现场事故状态，进而控制继电器的通断实现 事故自动处理。主模块电路通过无线射频模块电路以一定的频率轮循各监测模块电路的采 样信息，并实时显示与分析，判定有事故发生时，控制声光报警电路发出声光报警，或通过 GSM短信报警电路对用户进行远程短信报警，其中需要监测的监测模块电路地址和报警目 标用户手机号码可以通过键盘设置，并且将设置保存在EEPROM里面不丢失。系统整体框图 如图1所示。 主模块电路以手持仪表的外观形式设计，用优质双面喷锡万用板焊接。主模块电 路分两层焊接，顶层包括LCD12864液晶显示器，矩阵键盘和声光报警电路；底层包括单片 机ATmegal6,433MHz频段无线射频电路CCllOl和GSM短信报警电路。顶层电路和底层电 路通过双排20针FC排线连接，无飞线，连接既可靠，又美观。 主模块电路中采用ATmegaie单片机，并使用定时器每2秒轮循一个监测模块电 路，通过CCllOl无线射频模块电路向指定地址的监测模块电路发送获取传感器采样信息 指令，利用外部中断功能的下降沿触发中断方式异步等待目标监测模块电路返回指令执行 的结果。ATmegal6为+5V电源系统单片机，电路中VCC提供稳定的直流+5V电源。ATmegal6 正常工作时RESET引脚应为高电平，低电平将引起单片机复位，因此在复位电路的设计中， 将RESET引脚通过一个IOK的电阻上拉到VCC，再通过一个IOuF的电容连接到地，组成 上电自动复位电路，电容两当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种家庭煤气中毒及火灾报警安全系统，包括一个主模块电路和多个监测模块电路，其中主模块电路分两层焊接，顶层包括液晶显示器，矩阵键盘和声光报警电路；底层包括第一单片机，第一无线射频电路和GSM短信报警电路，顶层电路和底层电路通过双排20针FC排线连接；监测模块电路包括半导体气敏元件，具有采样功能的第二单片机，能与第一无线射频电路配合工作的第二无线射频电路，第二单片机根据采集到的信息分析现场事故状态，控制继电器的通断实现事故自动处理；主模块电路通过第一无线射频电路以一定的频率轮循各监测模块电路的采样信息，并实时显示与分析，判定有事故发生时，控制声光报警电路发出声光报警，或通过GSM短信报警电路对用户进行远程短信报警，其中需要监测的监测模块电路地址和报警目标用户手机号码可以通过键盘设置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王路露，陈英，肖利军，
申请(专利权)人：长沙学院，
类型：新型
国别省市：湖南;43