CN102610060B

CN102610060B - 一种具有无线通讯功能的便携式气体报警系统

Info

Publication number: CN102610060B
Application number: CN 201210075264
Authority: CN
Inventors: 刘罡; 郑云哲; 傅利伟
Original assignee: Nanjing Proton Science & Technology Engineering Co Ltd
Current assignee: Nanjing Proton Science & Technology Engineering Co Ltd
Priority date: 2012-03-20
Filing date: 2012-03-20
Publication date: 2013-06-26
Anticipated expiration: 2032-03-20
Also published as: CN102610060A

Abstract

本发明涉及一种具有无线通讯功能的便携式气体报警系统，包括气体检测终端和信息处理装置，所述气体检测终端设置有无线数据发送装置和天线，所述信息处理装置设置有中央处理器和与中央处理器连接的电源、控制模块和无线数据接收装置，所述无线数据发送装置与无线数据接收装置配合使用。本发明提供一种将现场气体监测数据无线传输至指定的异地无线接收装置，实现远程气体监测功能。

Description

一种具有无线通讯功能的便携式气体报警系统

技术领域

本发明涉及一种气体报警系统，更具体的说涉及一种具有无线通讯功能的便携式气体报警系统，属于报警控制技术领域。

背景技术

随着科技的进步，在解决生产过程中可燃气体、有毒气体、有害气体的安全报警技术得到了广泛的发展和应用。气体报警系统在石油、化工、冶金、矿业等领域广泛使用，但是传统的气体报警系统有局限性。目前气体报警仪器分为可分为固定式和便携式两种，通常由数据采集电路，中心处理电路，报警控制电路组成。便携式报警仪具有体积重量小，能耗低，携带方便等优点，但与固定式气体报警仪同样存在着只能在本地实现检测、报警等功能，无法即时地将现场气体信息远程传输到异地。

当工作人员携带传统报警仪到达环境现场，若可燃气体、有毒气体、有害气体浓度超限时，传统报警仪会发出如声、光、振动等报警信号，同时该工作人员处于此危险气体环境当中，面临着严重的生命危险，有可能不能即时将现场信息传递给其他工作人员，造成信息传递中断，而其他工作人员并不能即时得到现场信息，导致更多的工作人员进入危险区域，严重增加了相关人员的工作危险性，不能满足人们对安全生产日益增强的需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种将现场气体监测数据无线传输至指定的异地信息处理装置，实现远程气体监测功能的具有无线通讯功能的便携式气体报警系统。

为了解决其技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种具有无线通讯功能的便携式气体报警系统，其特征在于，包括气体检测终端和信息处理装置，所述气体检测终端包括中央处理器和与中央处理器连接的信号转化模块、无线数据发送装置和天线，所述信息处理装置设置有中央处理器和与中央处理器连接的电源模块、控制模块和无线数据接收装置，所述无线数据发送装置与无线数据接收装置配合使用，其中，

所述信号转化模块包括气体浓度信号采样电路，所述气体浓度信号采样电路包括运算放大器、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6和电容C7，所述电阻R2与电容C1并联后与电阻R1和电阻R3组成串联电路连接运算放大器的1脚，所述运算放大器的1脚与电阻R6连接，电阻R6与电容C5串联后接地；所述运算放大器的3脚与电阻R8连接形成信号输入端，与电容C2连接形成滤波电路；所述运算放大器的4脚连接电源，同时与电容C3连接后接地；所述运算放大器的7脚与电容C6和电阻R7的并联电路连接后，与电阻R5串联形成信号输入端，与电阻R9串联形成信号输出端；所述运算放大器的8脚连接电源，同时与电容C4串联后接地；

所述控制模块包括电流环电路，所述电流环电路包括运算放大器、三极管、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16，电容C8、和电容C9，其中，所述运算放大器的2脚与电阻R10串联后接地，同时，与电阻R11串联后与三极管的3脚连接；所述运算放大器的3脚与电阻R12串联做为信号输入端，同时，运算放大器的3脚与电阻R13、电阻R15串联后，与三极管的3脚连接；所述运算放大器的4脚与电源连接，同时，与电容C9连接后接地；所述运算放大器的7脚与电源连接，同时，与电容C8连接后接地；所述运算放大器的6脚与电阻R14串联后与三极管的1脚连接；所述三极管的2脚和4脚连接后与电阻R16串联并接地。

对本发明的进一步限定方案为，所述气体检测终端的中央处理器和信息处理装置的中央处理器使用单片机MSP430，所述单片机MSP430上连接复位电路，所述复位电路包括芯片MAX823、电阻R17、电容C10、电容C11和开关K1，其中所述芯片MAX823的1脚与单片机MSP430的74脚连接，所述芯片MAX823的4脚与单片机MSP430的67脚连接，所述芯片MAX823的1脚与电阻R17串联后，连接电源，同时与电容C10串联接地；所述芯片MAX823的2脚接地，所述开关K1连接在芯片MAX823的1脚与2脚之间，所述芯片MAX823的3脚与5脚与电源连接。

进一步的，所述气体检测终端为便携式气体检测终端，所述便携式气体检测终端设置有电池。

进一步的，所述便携式气体检测终端还包括主壳体、安装于主壳体内部的气体传感器、电池检测模块、中央处理器、和与中央处理器连接的信号转化模块、控制模块、电源模块、显示模块和参数设置模块，其中所述气体传感器与所述信号转化模块连接，所述电池检测模块与所述电源模块连接。

进一步的，所述无线数据发送模块和所述无线数据接收模块支持ZIGBEE或GPRS或GFSK调制方式。

进一步的，所述便携式气体检测终端的控制模块包括报警装置，所述报警装置包括声音报警装置、发光报警装置或振动报警装置，或者三种装置的任一组合。

进一步的，所述信息处理装置包括报警装置，所述报警装置包括声音报警装置、发光报警装置或振动报警装置，或者三种装置的任一组合。

进一步的，所述天线设置于气体检测终端的内部或外部

本发明的有益效果是：本发明所述的具有无线通讯功能的便携式气体报警系统可监测到气体的浓度值，当监测到环境中待测气体的浓度达到、超过或低于预置报警值时，便携式气体检测终端立即发出声、光、振动报警信号；便携式气体检测终端由电池供电，体积小，携带方便；同时本发明还包括相互配合使用的无线发送模块和无线接收模块，可以将气体信息传输至异地的信息处理装置，实现数据的远程查看，更好的做数据统计，远距离分析现场情况，以提醒工作人员及时采取安全措施，保障生命财产安全。

附图说明

图1为本发明的便携式气体检测终端结构示意图；

图2为本发明的信息处理装置结构示意图；

图3为本发明的中央处理器的电路连接图；

图4为本发明的中央处理器的复位电路图；

图5为本发明的气体浓度信号采样电路图；

图6为本发明的控制模块的电流环电路图。

具体实施方式

实施例1

如图l所示，一种具有无线通讯功能的便携式气体报警系统，包括气体检测终端和信息处理装置。

本实施例中，所述气体检测终端为便携式气体检测终端，可以固定安装于检测现场，也可以由工作人员随身携带，其结构图如图1所示，包括主壳体，主壳体内部设置有的气体传感器、电池检测模块、中央处理器、和与中央处理器连接的信号转化模块、控制模块、电源模块、显示模块和参数设置模块，所述电池检测模块与所述电源模块连接。

另外，所述主壳体内部还设置有与中央处理器连接的无线数据发送装置和天线，用于将检测到的信息向外发送。所述主壳体内部还设置有电池，电池为锂电池或者蓄电池，为便携式气体检测终端供电，体积小，携带方便。所述控制模块中设置有报警装置，所述报警装置可以为声音报警装置、发光报警装置和振动报警装置中的一种或几种，本实施例中为了报警信息可以更容易被工作人员发现，安装了上述三个报警装置。

其中，所述中央处理器使用单片机MSP430，所述单片机的引脚和外围电路如图3所示，包括单片机MSP430的1脚连接电源，同时与电容C109和电容C117的并联电路串联后接地；单片机MSP430的80脚连接电源，同时与电容C109和电容C117的并联电路串联后接地；单片机MSP430的8脚有IC芯片CRY102连接后与9脚连接；单片机MSP430的52脚连接电源，单片机MSP430的11脚、53脚、77脚和78脚接地。

所述单片机MSP430上还设置复位电路，所述复位电路的电路图如图4所示，包括芯片MAX823、电阻R17、电容C10、电容C11和开关K1，其中所述芯片MAX823的1脚与单片机MSP430的74脚连接，所述芯片MAX823的4脚与单片机MSP430的67脚连接，所述芯片MAX823的1脚与电阻R17串联后，连接电源，同时与电容C10串联接地；所述芯片MAX823的2脚接地，所述开关K1连接在芯片MAX823的1脚与2脚之间，所述芯片MAX823的3脚与5脚与电源连接。

所述信号转化模块包括气体浓度信号采样电路，所述气体浓度信号采样电路包括运算放大器、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6和电容C7，所述运算放大器的型号为OP296GS，所述电阻R2与电容C1并联后与电阻R1和电阻R3组成串联电路连接运算放大器的1脚，所述运算放大器的1脚与电阻R6连接，电阻R6与电容C5串联后接地；所述运算放大器的3脚与电阻R8连接形成信号输入端，与电容C2连接形成滤波电路；所述运算放大器的4脚连接电源，同时与电容C3连接后接地；所述运算放大器的7脚与电容C6和电阻R7的并联电路连接后，与电阻R5串联形成信号输入端，与电阻R9串联形成信号输出端；所述运算放大器的8脚连接电源，同时与电容C4串联后接地；

所述信息处理装置结构图如图2所示，设置有中央处理器和与中央处理器连接的电源、控制模块和无线数据接收装置，所述无线数据发送装置与无线数据接收装置配合使用，并且支持ZIGBEE或GPRS或GFSK调制方式。所述控制模块可以为声音报警装置、发光报警装置和振动报警装置中的一种或几种，本实施例中采用声音报警装置和发光报警装置相结合的方式。

所述中央处理器同样使用单片机MSP430，所述单片机的引脚和外围电路与便携式气体检测终端的中央处理器电路相同。

所述控制模块包括电流环电路，所述电流环电路包括运算放大器、三极管、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16，电容C8、和电容C9，其中，所述运算放大器的型号为OP27GS，所述三极管的型号为FTZ1049。所述运算放大器的2脚与电阻R10串联后接地，同时，与电阻R11串联后与三极管的3脚连接；所述运算放大器的3脚与电阻R12串联做为信号输入端，同时，运算放大器的3脚与电阻R13、电阻R15串联后，与三极管的3脚连接；所述运算放大器的4脚与电源连接，同时，与电容C9连接后接地；所述运算放大器的7脚与电源连接，同时，与电容C8连接后接地；所述运算放大器的6脚与电阻R14串联后与三极管的1脚连接；所述三极管的2脚和4脚连接后与电阻R16串联并接地。

本发明的工作原理为：本发明所述便携式气体检测终端的气体传感器将采集到的气体信息以模拟信号形式输出至信号转化模块，信号转化模块将模拟信号转化成可编译的数字信号，随后数字信号传输至中央处理器；同时电池检测模块连续检测电池的信息，将测得的信号转换为数字信号传输至中央处理器；中央处理器对气体监测和电池监测的数字信号进行分析，将分析结果传输至控制模块和无线数据发送装置，控制模块根据接收的信息进行分析并决定是否报警，如果需要报警，则声音报警装置、发光报警装置和振动报警装置发出相应的报警信息；无线数据发送装置将数字信号传输至指定的异地信息处理装置内的无线数据接收装置，无线数据接收装置接收数据并将数据传送给中央处理器，中央处理器处理数据，进行报警或者存储，从而实现远程气体监测功能。

实施例2

本实施例的一种具有无线通讯功能的便携式气体报警系统的结构和实施例1的结构基本相同，电路连接图也相同，不同点为便携式气体检测终端的天线安装在壳体的外部，设置于壳体顶端。

本实施例的系统工作原理与实施例1的工作原理相同。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims

1.一种具有无线通讯功能的便携式气体报警系统，其特征在于，包括气体检测终端和信息处理装置，所述气体检测终端包括中央处理器和与中央处理器连接的信号转化模块、无线数据发送装置和天线，所述信息处理装置设置有中央处理器和与中央处理器连接的电源模块、控制模块和无线数据接收装置，所述无线数据发送装置与无线数据接收装置配合使用，其中，

所述信号转化模块包括气体浓度信号采样电路，所述气体浓度信号采样电路包括型号为OP296GS的运算放大器、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6和电容C7，所述电阻R2与电容C1并联后与电阻R1和电阻R3组成串联电路连接运算放大器的1脚，所述运算放大器的1脚与电阻R6连接，电阻R6与电容C5串联后接地；所述运算放大器的3脚与电阻R8连接形成信号输入端，与电容C2连接形成滤波电路；所述运算放大器的4脚连接电源，同时与电容C3连接后接地；所述运算放大器的7脚与电容C6和电阻R7的并联电路连接后，与电阻R5串联形成信号输入端，与电阻R9串联形成信号输出端；所述运算放大器的8脚连接电源，同时与电容C4串联后接地；

所述控制模块包括电流环电路，所述电流环电路包括型号为OP27GS的运算放大器、型号为FTZ1049的三极管、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16，电容C8、和电容C9，其中，所述运算放大器的2脚与电阻R10串联后接地，同时，与电阻R11串联后与三极管的3脚连接；所述运算放大器的3脚与电阻R12串联做为信号输入端，同时，运算放大器的3脚与电阻R13、电阻R15串联后，与三极管的3脚连接；所述运算放大器的4脚与电源连接，同时，与电容C9连接后接地；所述运算放大器的7脚与电源连接，同时，与电容C8连接后接地；所述运算放大器的6脚与电阻R14串联后与三极管的1脚连接；所述三极管的2脚和4脚连接后与电阻R16串联并接地。

2.根据权利要求1所述的一种具有无线通讯功能的便携式气体报警系统，所述气体检测终端的中央处理器和信息处理装置的中央处理器使用单片机MSP430，所述单片机MSP430上连接复位电路，所述复位电路包括芯片MAX823、电阻R17、电容C10、电容C11和开关K1，其中所述芯片MAX823的1脚与单片机MSP430的74脚连接，所述芯片MAX823的4脚与单片机MSP430的67脚连接，所述芯片MAX823的1脚与电阻R17串联后，连接电源，同时与电容C10串联接地；所述芯片MAX823的2脚接地，所述开关K1连接在芯片MAX823的1脚与2脚之间，所述芯片MAX823的3脚与5脚与电源连接。

3.根据权利要求1所述的一种具有无线通讯功能的便携式气体报警系统，其特征在于，所述气体检测终端为便携式气体检测终端，所述便携式气体检测终端设置有电池。

4.根据权利要求3所述的一种具有无线通讯功能的便携式气体报警系统，其特征在于，所述便携式气体检测终端还包括主壳体、安装于主壳体内部的气体传感器、电池检测模块、中央处理器、和与中央处理器连接的信号转化模块、控制模块、电源模块、显示模块和参数设置模块，其中所述气体传感器与所述信号转化模块连接，所述电池检测模块与所述电源模块连接。

5.根据权利要求1所述的一种具有无线通讯功能的便携式气体报警系统，其特征在于，所述无线数据发送装置和所述无线数据接收装置支持ZIGBEE或GPRS或GFSK调制方式。

6.根据权利要求3所述的一种具有无线通讯功能的便携式气体报警系统，其特征在于，所述便携式气体检测终端的控制模块包括报警装置，所述报警装置包括声音报警装置、发光报警装置或振动报警装置，或者三种装置的任一组合。

7.根据权利要求1所述的一种具有无线通讯功能的便携式气体报警系统，其特征在于，所述信息处理装置包括报警装置，所述报警装置包括声音报警装置、发光报警装置或振动报警装置，或者三种装置的任一组合。

8.根据权利要求1所述的一种具有无线通讯功能的便携式气体报警系统，其特征在于，所述天线设置于气体检测终端的内部或外部。