CN101266163A - 具有无人自动切断燃气功能的安全节能型智能燃气表 - Google Patents
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Abstract
本发明为具有无人自动切断燃气功能的安全节能型智能燃气表，主机采用单片机作主控单元，由指令信号编码收发模块单元，学习对码及状态显示或进出人数显示单元，语音录放单元，红外线人体信号检测传感器单元组成；分机也用单片机作主控单元，由指令信号编码收发模块单元，燃气泄漏报警模块单元，指令输出控制燃气阀单元，学习对码及状态显示单元组成。本发明应用编码遥控技术，红外线人体信号检测技术，彻底克服现有技术的各种智能燃气表及燃气灶具在房间无人时不能自动切断燃气的缺陷，使用各种智能燃气表及燃气灶具更加安全可靠节能，大大提高各种智能燃气表及燃气灶具安全节能价值和实用范围，有很好的市场前景。
Description
技术领域
本发明涉及安全节能型智能燃气表领域。
背景技术
目前，现有技术的各种智能燃气表或燃气灶具在主人出门离开房间无人时都不具备自动切断燃气的功能，若主人出门时忘记关掉正在使用中的燃气灶或燃气器具，小则浪费燃气，大则留下火灾隐患，弄得不好发生火灾会给你的财产和社会造成重大损失。
发明内容
为了克服现有技术的各种智能燃气表或燃气灶具均存在的上述安全节能方面缺陷，本发明应用先进的有线或无线编码遥控技术，将红外线人体信号检测装置与智能燃气表控制装置分主机和分机组合设计并配套使用，主机为红外线人体信号检测装置采用单片机作主控单元，由红外线人体信号检测传感器单元，指令信号编码收发模块单元，学习对码及状态显示或进出人数显示单元，语音录放单元，主机供电单元组成；分机为燃气阀控制装置，也采用单片机作主控单元，由指令信号编码收发模块单元，燃气泄漏报警模块单元，指令输出控制燃气阀单元，学习对码及状态显示单元组成；加上主机外壳和智能燃气表组成一款具有无人自动切断燃气功能的智能型多功能安全节能燃气表控制装置。
完成上述任务的技术方案是：本发明主机的红外线人体信号检测装置采用高性能低功耗单片机作主控单元，其中，指令信号编码收发模块单元，由无线指令信号收发模块或有线指令信号收发模块与单片机对应端口电连接所组成；学习对码及状态显示或进出人数显示单元，由电阻、对码按键及发光二极管或数码显示模块与单片机对应端口电连接所组成；语音录放单元，由按键、语音录放模块、喇叭与单片机对应端口电连接所组成；红外线人体信号检测传感器单元，由红外线发射管、红外线接收头、驱动三极管、电位器、电阻构成两对红外线收发电路与单片机对应端口电连接所组成；两对红外线的发射头与接收头均安装有长短和直径适中的导光黑色塑料筒或塑料管，与红外线发射管、接收头电路板一起安装在进出门的门框适当位置上，具体安装方法是：在人体进出门的方向上，一对安装在前，另一对安装在后，两对相距几公分即可；收发红外线信号均设计成脉冲编码方式；两对红外线收发电路检测人体信号的方式可采用反射方式或对射方式，两种方式其硬件电路均相同，软件程序检测人体信号判断逻辑相反而已，安装方式的区别为：反射方式为两对红外线的发射头与接收头均安装在门框的同侧等高位置上，而对射方式红外线发射头与接收头每对分别对应安装在门框两边等高位置上；其红外线检测人体信号的距离均设成可调方式；主机的供电单元均可由变压器降压整流滤波稳压或电容电阻降压整流滤波稳压或电子开关稳压电源组成。其主机工作原理是：单片机上电后循环发射和检测两对红外线收发头的编码信号，当有人进入房门时单片机根据两对红外线的收发头先后被人体遮挡或反射的红外线信号作出加减计数判断，当有人进入时、状态灯点亮，进一个人加一个数，反之当有人出房门时作减一计数，并将运算结果保存，当运算结果为零时表示房间已无人，这时状态灯灭，单片机就自动播放提示语并启动发送切断燃气指令给分机，然后单片机就自动进入低功耗待命状态。本发明主机与分机的编码指令传送方式可采用有线方式或无线电方式，有线方式不需学习对码，而无线方式需采用无线学习对码来保存编码。学习对码操作的方法是：按一下分机的学习对码键，对码指示灯亮，再按主机学习对码键发射对码信号给分机，分机收到信号后，分机对码指示灯即刻闪烁几秒钟自动熄灭，表示单片机学习对码成功并自动保存该编码信息。另外主机单片机进出人数数码显示模块可设计成发光数码管显示或液晶显示，这样房间内的人数更直观，只是成本要高一些，单片机端口要多占用几个，换一款单片机而已。
本发明分机为燃气阀控制装置，也采用单片机作主控单元有两个方法均能实现：方法一：采用独立的单片机控制系统输出与智能燃气表单片机控制系统输出组合控制燃气阀，其中，指令信号编码收发模块单元，由无线指令信号收发模块或有线指令信号收发模块与单片机对应端口电连接所组成；燃气泄漏报警模块单元，由检测燃气泄漏传感器以及报警输出电路与单片机对应端口电连接所组成；指令输出控制燃气阀单元，由电阻、驱动三极管、与单片机对应端口电连接所组成，该单元输出与智能燃气表输出通过组合逻辑控制模块去控制一个燃气阀的最终开启或关闭，其中，输出组合逻辑控制模块，由三极管与电阻及二极管组成，其控制逻辑关系是该单元的控制权高于智能燃气表本身的控制权；学习对码及状态显示单元，由电阻、发光二极管、对码按键与单片机对应端口电连接所组成；供电由智能燃气表内电源组成；其工作原理是：单片机上电后在一定的时间内检测对码按键信号，然后自动循环检测指令编码收发模块的输出信号和燃气泄漏报警模块的输出信号，当检测到本发明配套主机发来的主人出门房间无人信号时或燃气泄漏报警信号时一律关闭燃气阀，相反在房间有人时或燃气无泄漏时自动开启燃气阀。采用该方法的优点是：分机控制系统与智能燃气表控制系统相互独立工作互不干扰，不改动智能燃气表，只是在智能燃气表中增加一个燃气阀控制功能而已。方法二：只采用智能燃气表单片机，该智能燃气表单片机除完成自身的原有功能外，应增加硬件端口和软件功能与指令信号编码收发模块和燃气泄漏报警模块等模块电路接口，来实现对燃气阀内部程序的组合控制，其控制逻辑关系仍然是本发明配套主机发来的主人出门房间无人信号的控制权高于智能燃气表本身的控制权，其增加部分的功能原理同上述分机工作原理相同，具体实施方法是：在智能燃气表单片机的主程序中增加一个中断或扫描检测及控制子程序，主要用来实现检测本发明配套主机发来的主人出门房间无人信号以及内部程序组合控制燃气阀功能，智能燃气表的其它程序和功能不变。采用该方法的优点是：整个智能燃气表用一个单片机实现全部功能控制，系统整体性好。上述两个方法均各有优点，成本也相当，都能实现本发明的核心控制意图及房间无人自动切断燃气的功能，达到安全节约使用燃气的目的。
本发明主机与分机的指令传送方式，可采用无线方式或有线方式，其中无线方式采用无线电高频载波收发模块，有线方式可分为两种，一种采用电力线载波收发模块，另一种采用直接导线连接主机与分机单片机的对应通讯端口，该方式成本最低，只是安装时要麻烦些；本发明主机与分机的指令传送方式不论采用有线方式或无线方式电连接，其它各电路模块软件硬件电路的结构、功能、原理均相同，其主机与分机的工作原理不变。同样能实现房间无人自动切断燃气的功能。
本发明的有益效果是，同现有技术的各种智能燃气表或燃气灶具相比，其优点是：彻底克服现有技术的各种智能燃气表或燃气灶具在房间无人时不能自动切断燃气的缺陷，使用各种智能燃气表或燃气灶具更加安全可靠、更加节能，很好的克服了人们出门时忘关断燃气容易发生火灾给家庭和社会造成重大损失的遗憾，大大提高各种各种智能燃气表或燃气灶具安全节能价值和实用范围，有很好的市场前景。
附图说明
图1是本发明实施例的主机电路原理图。
图1中：IC1-单片机，F1、F2-红外线发射管，H1、H2-红外线接收头，Q1、Q2-驱动三极管，RR1、RR2-电位器，FS-指令信号编码发射模块，JS-指令信号编码接收模块，BY-语音录放模块，D2-状态显示或数码显示模块，D1-对码指示灯，K1-对码按键，K2-录音按键。
图2是本发明实施例分机电路原理图。
图2中：IC2-单片机，SS-指令信号编码收发模块，Q3、Q4-驱动三极管，R8-11-电阻，D3-对码指示灯，K3-对码按键，RQ-燃气泄漏报警模块，QB-智能燃气表输出控制模块，LJ-输出组合逻辑控制模块，QF-燃气阀(电机阀)。
具体实施方式
实施例，主机电路原理参照图1：单片机IC1由性价比较高的(P89LPC915)担任，其中，指令信号编码收发模块单元，由指令信号编码发射模块FS和接收模块JS与单片机IC1对应端口电连接所组成；学习对码及状态显示或进出人数显示单元，由电阻R5-R6、发光二极管D1、对码按键K1及状态显示或数码显示模块D2与单片机IC1对应端口电连接所组成；语音录放单元，由按键K2、语音录放模块BY、喇叭BJ与单片机IC1对应端口电连接所组成；红外线人体信号检测传感器单元，由红外线发射管F1、红外线接收头S1、三极管Q1、电位器RR1、电阻R1、R3组成一对红外线收发电路，红外线发射管F2、红外线接收头S2、三极管Q2、电位器RR2、电阻R2、R4组成另一对红外线收发电路，由两对红外线收发电路与单片机对应端口电连接所组成；供电单元可由变压器降压整流滤波稳压或电容电阻降压整流滤波稳压或电子开关稳压电源组成。其电路工作原理同前所述，这里不再赘述。
实施例，分机电路原理图2：单片机IC2由性价比较高的(P89LPC901)担任，其中，指令信号编码收发模块单元，由指令信号编码收发模块SS与单片机IC2对应端口电连接所组成；指令输出控制燃气阀单元，由电阻R8-R11、驱动三极管Q3-Q4与单片机IC2对应端口电连接所组成，其中该单元的控制过程是：该单元控制输出与智能燃气表控制输出控制模块QB通过组合逻辑控制模块LJ控制一个燃气阀QF的最终开启或关闭；学习对码及状态显示单元，由电阻R7、发光二极管D3、对码按键K3与单片机IC2对应端口电连接所组成。其电路工作原理同前所述，这里不再赘述。
实施例，说明书所述：本发明分机为燃气阀控制装置，也采用单片机作主控单元有两个方法均能实现，其中方法二的实施：在说明书中已经具体说明，因现有的智能燃气表技术已为公知技术，按照说明书的方法本专业的一般技术人员均可较容易的设计出，只采用智能燃气表单片机除完成自身的原有功能外，增加硬件端口和软件功能，实现本发明的核心控制意图及房间无人自动切断燃气的多功能安全节能型新型智能燃气表，其实施细节，这里不再赘述。
以上所述主机与分机之实施例只为本发明较佳实施例，并非以此限定本发明实施范围，故凡依本发明之结构组合特征和电路原理所作的等效变化，均应涵盖于本发明保护范围。
Claims (5)
1. 具有无人自动切断燃气功能的安全节能型智能燃气表，应用先进的编码遥控技术，将红外线人体信号检测装置与智能燃气表控制装置分主机和分机组合设计并配套使用，其特征是：主机为红外线人体信号检测装置采用单片机作主控单元，其中，指令信号编码收发模块单元，由无线指令信号收发模块或有线指令信号收发模块与单片机对应端口电连接所组成，学习对码及状态显示或进出人数显示单元，由电阻、对码按键及发光二极管或数码显示模块与单片机对应端口电连接所组成成，语音录放单元，由按键、语音录放模块、喇叭与单片机对应端口电连接所组成，红外线人体信号检测传感器单元，由红外线发射管、红外线接收头、三极管、电位器、电阻构成两对红外线收发电路与单片机对应端口电连接所组成；分机为燃气阀控制装置也采用单片机作主控单元，其中，指令信号编码收发模块单元，由无线指令信号收发模块或有线指令信号收发模块与单片机对应端口电连接所组成，燃气泄漏报警模块单元，由检测燃气泄漏传感器以及报警输出电路与单片机对应端口电连接所组成，指令输出控制燃气阀单元，由电阻、驱动三极管、燃气阀与单片机对应端口电连接所组成，学习对码及状态显示单元，由电阻、发光二极管、对码按键与单片机对应端口电连接所组成，以上主机与分机再加上电源共同组成本发明。
2. 根据权利1所述具有无人自动切断燃气功能的安全节能型智能燃气表，其特征是：所述红外线人体检测传感器单元中，两对红外线收发电路检测人体信号的方式可采用反射方式或对射方式。
3. 根据权利1所述具有无人自动切断燃气功能的安全节能型智能燃气表，其特征是：所述主机与分机的指令传送方式，可采用无线方式或有线方式，其中无线方式采用无线电高频载波收发模块，有线方式可分为两种，一种采用电力线载波收发模块，另一种采用直接导线连接主机与分机单片机的对应通讯端口。
4. 根据权利1所述具有无人自动切断燃气功能的安全节能型智能燃气表，其特征是：所述分机燃气阀控制装置，也采用单片机作主控单元，这里所述单片机可采用独立的单片机控制系统或与智能燃气表单片机设为一体的控制系统。
5. 根据权利1所述具有无人自动切断燃气功能的安全节能型智能燃气表，其特征是：所述红外线人体检测传感器单元中，两对红外线的发射头与接收头均安装有长短和直径适中的导光黑色塑料筒或塑料管。
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