CN101436339A - 家用co检测、控制及自动报警装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

家用CO检测、控制及自动报警装置，属家用有害气体检测处理技术，包括单片机、CO气体传感器、电平转换、比较器及供电电源电路，CO气体传感器后面接电平转换电路以获得表征CO气体不同浓度值的电压信号，电平转换电路跟比较器电路连接，比较器电路输出接警示灯，同时经单片机的IO口同单片机相连接；单片机经其IO口分别同排气风扇、电话自动拨号装置及电话免提电路的控制键相连接，以实现对CO气体的及时检测、控制、处置及报警；供电电源电路同上述各电路相连接为整机提供电源。本发明使用安全、方便，使家用CO浓度检测控制更具智能化的功能，可在CO浓度超标时自动的向他人求救，除发出报警提示外还可同时启动风扇排气。

Description

家用CO检测、控制及自动报警装置及其工作方法

(一)技术领域：

本发明涉及家用有害气体的检测及处理技术，尤其涉及一种家用CO检测、控制及自动报警装置及其工作方法。

(二)背景技术：

目前已经存在了一些CO浓度检测装置，利用传感器较好的实现了CO浓度的检测。但是这些装置仍有很多缺点和不足。例如：功能简单，仅有检测及简单的报警功能，无法提示具体的危险程度；只能被动的检测，无法做出相应的控制；只能对现场人员作出提示，当现场混乱或者现场无人情况下，装置便失去作用。公开号为CN2053586U、名称为《防止空调汽车一氧化碳中毒装置》的中国专利就公开了一种一氧化碳报警装置，它主要由检测电路、控制电路、声光报警电路、及进气阀控制电路组成。当汽车车厢内的一氧化碳达到危险浓度时，在检测电路输出的取样电压的作用下，控制电路触发声光电路发出报警。但是，其检测仅有一个级别，无法告知用户具体浓度极危险程度如何，该如何处理。而且报警是现场声光报警，如用于家用，则现场混乱或无人时便失去了功能。

(三)发明内容：

为了克服现有技术的缺陷与不足，使家用CO浓度检测控制装置具有更智能化的功能，本发明提供了一种家用CO检测、控制及自动报警装置及其工作方法。

一种家用CO检测、控制及自动报警装置，包括单片机、CO气体传感器、电平转换电路、比较器电路及供电电源电路，其特征在于CO气体传感器后面连接电平转换电路以获得表征CO气体不同浓度值的电压信号，电平转换电路跟比较器电路电连接，比较器电路输出端连接警示灯，同时经单片机的IO口同单片机相连接；单片机经其IO口分别同排气风扇、电话自动拨号装置及电话免提电路的控制键相连接，以实现对CO气体的及时检测、控制、处置及报警；供电电源电路的直流输出端连接在报警装置的单片机、CO气体传感器、电平转换电路和比较器电路中为整机提供电源。

本发明采用单片机语音提示并实时控制电话自动报警的有效方法。此装置能够有效的监测环境中CO浓度的变化，并能够在不同的浓度值时给予不同的处理方式，即选择是否接通排气扇以降低CO的浓度，是否利用外接机电控制装置切断家用煤气泄漏的通道，以及给予何种语音警示及采取自动报警。这些功能的实现都是在单片机的控制下完成的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如图1所示：在前端通过专用气体传感器检测环境中CO的浓度并使其输出电流值通过一电阻网络转换成代表不同浓度值的电压信号。取出此电压信号送入后级电路进行处理，即先通过预先设置比较基准电压值的比较器电路，比较得出多个高低电平的组合结果分别驱动多个警示灯，并分别送入单片机的IOA5、IOA6、IOA7口。利用所编程序不断的检测IO口状态。当环境中CO浓度为正常值时，经过三路CO气体传感器、电平转换电路、比较器电路的输出端应均为低电平，即输入到单片机的三个IO口均为低电平，此时单片机处于睡眠状态，本发明方法减少了平时的能量消耗；而当有高电平出现时，此三个IO口作为单片机的不同中断源，进入相应的中断服务子程序执行并做出一定的处理：播出不同的语音进行警示；从单片机的IOB0口输出高电平，通过弱电控强电电路打开排气扇；IOA14、IOA15口输出控制电话自动拨号功能的打开及免提功能的接通，以使单片机通过电话自动向主人或警察语音报警，如“这里是×××，CO浓度过高，请求支援”。

一种上述装置的工作方法，步骤如下：

①开始；

②单片机检测IO口，判断IO口处的电平是否偏高、太高或需要撤离，是，进行下一步，否则转入步骤②；

③电平偏高时语音提示CO浓度偏高，并且关风扇；电平太高时语音提示CO浓度偏高，并且开风扇；需要撤离时语音提示浓度极高请所有人员马上撤离，开风扇；

④单片机控制摘机拨号；

⑤初始化辨识器，等待辨识结果；

⑥判断有无结果，有结果则进行下一步，否则转到步骤⑤；

⑦判断结果的具体指令：若为接通音则转到步骤⑧；若为忙音转到步骤⑩；若有人接听，转到步骤⑨；

⑧判断响铃次数，若响铃已达预设定次数，则转到步骤⑩；如响铃达不到预设定次数，则计数加一，转到步骤⑤；

⑨向接听者报告位置及险情两遍，请求支援；

⑩计数清零，挂机，转到步骤②。

本发明的有益效果是使家用CO浓度检测控制具有更智能化的功能，可以在CO浓度危及人们生命安全时马上自动的向他人求救，除发出报警提示外还可同时启动风扇排气，能够将发生事故时的伤亡降到最低。

本发明使用安全、方便，除用作CO浓度检测控制外，只要将气体传感器变换一下就可用作其他有害气体的检测控制，如甲醛、乙醚、丙酮等。

(四)附图说明：

图1是本发明的连接关系方框示意图。

其中：1、单片机，2、CO气体传感器，3、电平转换电路，4、比较器电路，5、供电电源电路，6、排气风扇，7、电话自动拨号装置，8、电话免提电路，9、警示灯。

图2是本发明的信号比较电路；

图3是本发明的电源电路；

图4是本发明装置的运行方法流程图。

(五)具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。

实施例1：

本发明装置实施例如图1—3所示，包括单片机1、CO气体传感器2、电平转换电路3、比较器电路4及供电电源电路5，其特征在于CO气体传感器2后面连接电平转换电路3以获得表征CO气体不同浓度值的电压信号，电平转换电路3跟比较器电路4电连接，比较器电路4输出端连接警示灯9，同时经单片机1的IO口同单片机1相连接；单片机1经其IO口分别同排气风扇6、电话自动拨号装置7及电话免提电路8的控制键相连接，以实现对CO气体的及时检测、控制、处置及报警；供电电源电路5的直流输出端连接在报警装置的单片机1、CO气体传感器2、电平转换电路3和比较器电路4中为整机提供电源。本发明实施例采用了三路CO气体传感器2、电平转换电路3、比较器电路4及同比较器电路4输出端相连接的警示灯9，单片机选用凌阳SPCE061A单片机

图2是本发明的信号比较电路，其中比较器电路4采用LM324连接成三路比较器A、B、C，其功能是比较两个输入电压的大小，据此决定输出是高电平还是低电平。图中标号“传感器输出”指的是将传感器的输出信号转换至0～8V之内的电压值，“比较基准电压A、B、C”是由5V电压在电阻上的分压得到的，用以区分出不同的CO浓度值(分别代表浓度值400ppm(mg/m3)，800ppm(mg/m3)，1000ppm(mg/m3))。比较输出电压的高电平U_OH可接近于正电源电压U_CC，低电平U_OL可接近于副电源电压-U_EE。

图3是本发明的电源电路，其中50HZ、220V交流电经变压器UB降压后变成交流低电压，经二极管桥式整流后变为直流电，再经由滤波电容C1、C2和稳压集成电路U9(LM7815CT)和U11(LM7805CT)连接成的稳压电路即可得到直流为15V和5V本发明所需的直流电源。

本发明实施例用凌阳SPCE061A单片机语音提示并实时控制电话自动报警的有效方法。此装置能够有效的监测环境中CO浓度的变化，并能够在不同的浓度值时给予不同的处理方式，即选择是否接通排气扇以降低CO的浓度，是否利用外接机电控制装置切断家用煤气泄漏的通道，以及给予何种语音警示及采取自动报警。这些功能的实现都是在凌阳SPCE061A单片机的控制下完成的。

实施例2：

本发明装置的工作方法实施例如图4所示，步骤如下：

①开始；

②单片机1检测IO口，判断IO口处的电平是否偏高、太高或需要撤离，是，进行下一步，否则转入步骤②；

③电平偏高时语音提示CO浓度偏高，并且关排气风扇6；电平太高时语音提示CO浓度偏高，并且开排气风扇6；需要撤离时语音提示浓度极高请所有人员马上撤离，开排气风扇6；

④单片机控制摘机拨号；

⑤初始化辨识器，等待辨识结果；

⑥判断有无结果，有结果则进行下一步，否则转到步骤⑤；

⑦判断结果的具体指令：若为接通音则转到步骤⑧；若为忙音转到步骤⑩；若有人接听，转到步骤⑨；

⑧判断响铃次数，若响铃已经六次，则转到步骤⑩；如响铃达不到六次，则计数加一，转到步骤⑤；

⑨向接听者报告位置及险情两遍，请求支援；

⑩计数清零，挂机，转到步骤②。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：在前端通过采用三路CO气体传感器2检测环境中CO的浓度并使其各自输出三路电流值，并各自通过一电阻网络转换成代表不同浓度值的三个电压信号。取出此三路电压信号分别送入各自后级电路进行处理，即先通过预先设置比较基准电压值的比较器电路，比较得出三个高低电平的组合结果分别驱动三个警示灯9，并同时分别送入凌阳SPCE061A单片机1的IOA5、IOA6、IOA7口。利用所编程序不断的检测IO口状态。当环境中CO浓度为正常值时，即所用三个的均为低电平输入时，单片机1处于睡眠状态，此中方法减少了平时的能量消耗；而当有高电平出现时，此三个IO口作为单片机1的不同中断源，进入相应的中断服务子程序执行并做出一定的处理：播出不同的语音进行警示；从单片机1的IOB0口输出高电平，通过弱电控强电电路打开排气扇6；IOA14、IOA15口输出控制电话自动拨号功能的打开及免提功能的接通，以使单片机1通过电话自动向主人或警察语音报警，如“这里是×××，CO浓度过高，请求支援”。

Claims (2)

1.一种家用CO检测、控制及自动报警装置，包括单片机、CO气体传感器、电平转换电路、比较器电路及供电电源电路，其特征在于CO气体传感器后面连接电平转换电路以获得表征CO气体不同浓度值的电压信号，电平转换电路跟比较器电路电连接，比较器电路输出端连接警示灯，同时经单片机的IO口同单片机相连接；单片机经其IO口分别同排气风扇、电话自动拨号装置及电话免提电路的控制键相连接，以实现对CO气体的及时检测、控制、处置及报警；供电电源电路的直流输出端连接在报警装置的单片机、CO气体传感器、电平转换电路和比较器电路中为整机提供电源。

2.如权利要求1所述装置的一种工作方法，其特征在于步骤如下：

①开始；

②单片机检测IO口，判断IO口处的电平是否偏高、太高或需要撤离，是，进行下一步，否则转入步骤②；

③电平偏高时语音提示CO浓度偏高，并且关风扇；电平太高时语音提示CO浓度偏高，并且开风扇；需要撤离时语音提示浓度极高请所有人员马上撤离，开风扇；

④单片机控制摘机拨号；

⑤初始化辨识器，等待辨识结果；

⑥判断有无结果，有结果则进行下一步，否则转到步骤⑤；

⑦判断结果的具体指令：若为接通音则转到步骤⑧；若为忙音转到步骤⑩；若有人接听，转到步骤⑨；

⑧判断响铃次数，若响铃已达预设定次数，则转到步骤⑩；如响铃达不到预设定次数，则计数加一，转到步骤⑤；

⑨向接听者报告位置及险情两遍，请求支援；

⑩计数清零，挂机，转到步骤②。

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