CN103473895A

CN103473895A - 有害气体远程报警系统

Info

Publication number: CN103473895A
Application number: CN2013104111846A
Authority: CN
Inventors: 朱桂林
Original assignee: CHANGZHOU TECHNICIAN COLLEGE JIANGSU PROVINCE
Current assignee: CHANGZHOU TECHNICIAN COLLEGE JIANGSU PROVINCE
Priority date: 2013-09-10
Filing date: 2013-09-10
Publication date: 2013-12-25

Abstract

本发明涉及一种报警系统，特别是一种有害气体的远程报警系统，包括单片机，远程客户端以及与远程客户端进行远程数据交换的家庭集成控制端，所述家庭集成控制端与单片机相连接，所述单片机的输入端连接有气体浓度检测装置，所述单片机的输出端与声光报警装置使能端连接；所述气体浓度检测装置包括气敏传感器，所述气敏传感器的输出端与设置有第一门限浓度的第一比较器相连；所述第一比较器的输出端与单片机输入端相连接。采用上述结构后，通过检测有害气体浓度，如果达到第二门限浓度就开启风扇降低有害气体浓度；如果有害气体浓度到达了第一门限浓度就发出声光报警；单片机并把这些信息传输给远程客户端，远程客户端也可以进行远程控制。

Description

有害气体远程报警系统

技术领域

本发明涉及一种报警系统，特别是一种有害气体的远程报警系统。

背景技术

随着社会的不断进步，人们对生活环境的质量要求越来越高，但由于当今社会严重的工业污染及装修污染，以及各种燃气设备的广泛使用，使得人们的生活受到了严重的威胁。尤其是家庭的燃气泄露及实验室的有害气体的泄露严重的危害了人们的生命及财产安全，而现在人们工作和生活的压力较大，工作地点往往距离家庭住址较远，无法及时了解家庭内的有害气体状况。

中国实用新型专利CN202855034U公开了一种有害气体监控报警系统，包含电源模块、采集电路模块、单片机一、计算机、键盘、显示屏幕、温度模块、报警电路模块、单片机二，所述电源模块与采集电路模块分别与单片机一连接，单片机一与单片机二连接，单片机二与计算机及键盘连接，单片机二上还连接有显示屏幕及报警电路模块，温度模块与单片机二反向连接。该实用新型的特点是集中采集分散处理，有效区分多种有害气体，给出相应的语音报警提示或执行相应的控制操作，人机界面友好，预防中毒和事故的发生。但是本实用新型的有害气体监控报警系统无法实现远程的报警和远程监控。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种能够检测有害气体浓度并实现远程报警的系统。

为解决上述的技术问题，本发明有害气体远程报警系统包括单片机，还包括远程客户端以及与远程客户端进行远程数据交换的家庭集成控制端，所述家庭集成控制端与单片机相连接，所述单片机连接有电源，所述单片机的输入端连接有气体浓度检测装置，所述单片机的输出端与声光报警装置使能端连接；

所述气体浓度检测装置包括气敏传感器，所述气敏传感器与电源相连，所述气敏传感器的输出端与设置有第一门限浓度的第一比较器相连；所述第一比较器的输出端与单片机输入端相连接。

进一步的，所述气敏传感器的输出端还与设置有第二门限浓度的第二比较器相连，所述第二比较器的输出端与单片机输入端连接；所述单片机的输出端通过继电器与风扇使能端相连接。

更进一步的，所述气敏传感器输出端与第一比较器和第二比较器之间连接有开机延时单元。

更进一步的，所述气敏传感器连接有工作指示装置。

更进一步的，所述电源与用电器之间连接有三端稳压器。

采用上述结构后，本发明的有害气体报警系统通过检测有害气体浓度，如果达到第二门限浓度就开启风扇降低有害气体浓度；如果有害气体浓度没能降低到达了第一门限浓度就发出声光报警；单片机并把这些信息传输给远程客户端，远程客户端也可以进行远程控制。

附图说明

图1为本发明有害气体远程报警系统的原理框图。

图2为本发明有害气体远程报警系统单片机的电路原理图。

图3为本发明有害气体远程报警系统气体浓度检测装置的电路原理图。

图4为本发明有害气体远程报警系统灯光报警装置总体的电路原理图。

图5为本发明有害气体远程报警系统风扇和继电器的电路原理图。

图6为本发明有害气体远程报警系统声音报警装置的电路原理图。

具体实施方式

以下将参照附图，通过实施方式详细的描述本发明提供的有害气体远程报警系统。

如图1所示，本发明的有害气体远程报警系统，包括远程客户端101以及与远程客户端进行远程通信的家庭集成控制端102，所述家庭集成控制端102与单片机1相连接，所述单片机1的输入端所述单片机的输入端连接有气体浓度检测装置103，所述单片机的输出端与声光报警装置使能端连接，这里所述的声光报警装置包括声音报警装置104和灯光报警装置105。

所述气体浓度检测装置包括气敏传感器，所述气敏传感器与电源相连，所述气敏传感器的输出端与设置有第一门限浓度的第一比较器相连；所述第一比较器的输出端与单片机输入端相连接。这样通过气敏传感器检测室内的有毒气体浓度，当有害气体的浓度达到第一比较器的第一门限温度时，第一比较器输出高电平给单片机1，单片机1控制声音报警装置104和灯光报警装置105报警。另外，单片机将这些信息通过家庭集成控制终端102传输给远程客户端，远程客户端可以远程了解家庭内的有害气体浓度状况；远程客户端可以对家庭集成控制终端发送指令，家庭集成控制终端接收指令后通过单片机控制相应模块实施相应的动作。

具体的，本发明的远程客户端1采用的是网页环境，这样几乎能上网的并且有浏览器程序的终端都可以操作，兼容性好。所述远程客户端1包括WEB服务器，所述WEB服务器用于提供用户控制界面，用户控制界面就是WEB网页。所述WEB服务器和XML数据库连接，用户在WEB网页端交互提交指令，网页端写数据到XML数据库，家庭集成控制端读取XML数据库识别并把指令发给单片机执行动作，单片机执行对应动作。本发明的家庭集成控制端为电脑控制端，控制器为单片机11。采用XML文件数据库，无需太复杂的环境就可以运行管理程序。另外，远程客户端与家庭集成控制端之间的数据交换采用数据库软件，例如：Access、Oracle等，使指令和数据的传送更加稳定、安全。

如图2所示，本发明的控制器采用的单片机1为STC89C52RC，此单片机体积小、耗电低、可以外加电池电源，稳定可靠；连接各模块形成系统后，可以整体管理家庭的电气系统，集成性强；另外可以自定义借口，扩展多种感应器，扩展性强。图中V1为+5V，给单片机供电，单片机的9号管脚接复位电路，所述复位电路中C5为0.1μF，R11为10K；单片机的18和19号管脚接12M的晶振。本发明的单片机包括P0，P1，P2，P3输入输出端口。

如图3，图4和图6所示，所述气体浓度检测装置包括气敏传感器MQ-2，所述气敏传感器MQ-2的H1端与电源V1连接，气敏传感器MQ-2的B端与差动放大器LM324第一比较器的2号管脚相连接。所述电阻R7和滑动变阻器RP2形成的串联分压电路连接在电源V1与地之间，所述滑动变阻器RP2的滑动端与差动放大器LM324第一比较器的3号管脚连接，所述LM324第一比较器的1号管脚与单片机输入端P2.7连接；所述单片机输出端P3.1通过电阻R30与三极管Q1基极相连，所述三极管Q1发射极与电源V1相连，所述三极管Q1的集电极接地；所述单片机的输出端P1.0-P1.4分别与一个发光二极管的阳极相连，所述发光二极管的阴极接地。

所述气体浓度检测装置的工作原理如下：通过调节滑动变阻器RP2接入电路的阻值就可以调整差动放大器LM324第一比较器的第一门限值，气敏传感器MQ-2检测室内的有害气体浓度，当有害气体浓度达到第一比较器的第一门限值时，第一比较器的1号管脚输出高电平给单片机1的输入端P2.7。如图6所示，单片机1的输出端P3.1输出使得三极管Q1导通，这样蜂鸣器3就会发出声音报警。同样，如图4所示，单片机1的输出端P1.0-P1.4输出高电平使得相应的发光二极管导通从而发出灯光报警。单片机将以上信息传输给电脑控制端，电脑控制端在传输给远程客户端，远程客户端可以了解有害气体状况，也可以通过远程控制单片机进行相关动作。

进一步的，为了在有害气体浓度较小的时候就进行有害气体排出，将有害气体浓度控制在一个较小的范围内。本发明的敏传感器MQ-2的B端与差动放大器LM324第二比较器的5号管脚相连接；所述电阻R8和滑动变阻器RP3形成的串联分压电路连接在电源V1与地之间，所述RP3的滑动端与LM324第二比较器的6号管脚连接；所述差动放大器LM324第二比较器的7号管脚与单片机输入端P1.0连接。如图5所示，所述单片机的输出端P0.7与电源V1分别与继电器4的控制端连接，所述继电器的输出端分别与交流电源5和风扇6相连接，所述风扇6与交流电源5相连接。为了控制继电器4的瞬时电感，所述单片机输出端P0.7与二极管D4阳极连接，所述二极管D4阴极与电源V1连接。

这里第二比较器的第二门限值比第一比较器的第一门限值要小，所以有害气体的浓度先到达第二门限值。当有害气体浓度到达第二门限值时，差动放大器LM324第二比较器的7号管脚输入高电平到单片机输入端P1.0。单片机的输出端P0.7使得继电器4吸合，从而使得交流电源5与风扇6导通，风扇6开始工作，将有害气体排除，降低有害气体浓度。如果风扇无法降低有害气体的浓度，当有害气体浓度达到第一门限值时，就会触发声光报警器。

为了避免开机误报警，所述气敏传感器MQ-2的B端连接有R2、D1、D2、C3组成的开机延时单元。气敏传感器MQ-2的B端所述气敏传感器MQ-2的B端与电阻R2一端连接，所述电阻R2的另一端与二极管D1阳极相连，电阻R2的阻值可根据延迟时间的长短选择。所述二极管D1的阴极分别与差动放大器LM324第二比较器的5号管脚和差动放大器LM324第一比较器的2号管脚连接；二极管D2的阳极与二极管D1阴极相连，所述二极管D2的阴极与气敏传感器MQ-2的B端连接；所述二极管D1阴极与电容C3一端连接，所述电容C3的另一端分别与电容C2和电阻R1连接，所述电容C2另一端与气敏传感器MQ-2的A端连接，所述电阻R1的另一端与气敏传感器MQ-2的H2端连接。进一步的为了提供温度补偿，所述气敏传感器MQ-2的B端通过电阻R3和温度补偿二极管D3接地。

为了能够指示气敏传感器MQ-2是否正常工作，所述气敏传感器连接有工作指示装置。所述气敏传感器MQ-2的H2端与差动放大器LM324的第三比较器的9号管脚连接；所述电阻R4和滑动变阻器RP1形成的串联分压电路连接在电源V1与地之间，所述滑动变阻器RP1的滑动端与差动放大器LM324第三比较器的10号管脚连接；所述差动放大器LM324第三比较器的8号管脚通过电阻R6与三极管Q2基极相连接，所述三极管Q2发射极接地，所述三极管Q2集电极与发光二极管LED1阴极连接，所述发光二极管LED1阳极通过电阻R5与电源V1连接。

当气敏传感器MQ-2的加热级烧断时，差动放大器LM324的第三比较器的9号管脚输入低电平，第三比较器的8号管脚输出高电平，三极管Q2导通，发光二极管LED1导通，指示气敏传感器MQ-2检测失效。

进一步的，为了确保V1电源的输出电压稳定，所述电源V1与用电器之间连接有三端稳压器2。如图3所示，所述三端稳压器2的Vin端与电源V1连接，所述三端稳压器2的Vout与各用电器连接，所述三端稳压器2的GND接地。所述V1与地之间连接有抗干扰电容C1。

单片机模块有两个工作方式，一个是离线模式，一个是连线模式。识别方法是单片机每隔一段时间发送字符给电脑控制端，电脑控制端接收并回馈另外一串字符，让单片机识别，从而进入连线模式。如果电脑控制端程序未开启或通讯出现问题，则自动进入离线模式。主要防止电脑控制端电无法处理报警信号用。

当然，本发明的远程客户端也可以采用安卓软件版客户端或者是windows软件客户端，单片机和电机驱动模块也可以采用其他适用的芯片，这样的变换均落在本发明的保护范围之内。虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域内的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对本实施方式作出多种变更或修改，而不背离本发明的原理和实质。本发明的保护范围仅由所附权利要求书限定。

Claims

1.一种有害气体远程报警系统，包括单片机，其特征在于：还包括远程客户端以及与远程客户端进行远程数据交换的家庭集成控制端，所述家庭集成控制端与单片机相连接，所述单片机连接有电源，所述单片机的输入端连接有气体浓度检测装置，所述单片机的输出端与声光报警装置使能端连接；

2.按照权利要求1所述的有害气体远程报警系统，其特征在于：所述气敏传感器的输出端还与设置有第二门限浓度的第二比较器相连，所述第二比较器的输出端与单片机输入端连接；所述单片机的输出端通过继电器与风扇使能端相连接。

3.按照权利要求2所述的有害气体远程报警系统，其特征在于：所述气敏传感器输出端与第一比较器和第二比较器之间连接有开机延时单元。

4.按照权利要求3所述的有害气体远程报警系统，其特征在于：所述气敏传感器连接有工作指示装置。

5.按照权利要求4所述的有害气体远程报警系统，其特征在于：所述电源与用电器之间连接有三端稳压器。

6.按照权利要求1所述的有害气体远程报警系统，其特征在于：所述气敏传感器MQ-2的H1端与电源V1连接，气敏传感器MQ-2的B端与差动放大器LM324第一比较器的2号管脚相连接；所述电阻R7和滑动变阻器RP2形成的串联分压电路连接在电源V1与地之间，所述滑动变阻器RP2的滑动端与差动放大器LM324第一比较器的3号管脚连接，所述LM324第一比较器的1号管脚与单片机输入端P2.7连接；所述单片机输出端P3.1通过电阻R30与三极管Q1基极相连，所述三极管Q1发射极与电源V1相连，所述三极管Q1的集电极接地；所述单片机的输出端P1.0-P1.4分别与一个发光二极管的阳极相连，所述发光二极管的阴极接地。

7.按照权利要求6所述的有害气体远程报警系统，其特征在于：所述气敏传感器MQ-2的B端与差动放大器LM324第二比较器的5号管脚相连接；所述电阻R8和滑动变阻器RP3形成的串联分压电路连接在电源V1与地之间，所述RP3的滑动端与LM324第二比较器的6号管脚连接；所述差动放大器LM324第二比较器的7号管脚与单片机输入端P1.0连接，所述单片机的输出端P0.7与电源V1分别与继电器的控制端连接，所述继电器的输出端分别与交流电源和风扇相连接，所述风扇与交流电源相连接；所述单片机输出端P0.7与二极管D4阳极连接，所述二极管D4阴极与电源V1连接。

8.按照权利要求7所述的有害气体远程报警系统，其特征在于：所述气敏传感器MQ-2的B端与电阻R2一端连接，所述电阻R2的另一端与二极管D1阳极相连，所述二极管D1的阴极分别与差动放大器LM324第二比较器的5号管脚和差动放大器LM324第一比较器的2号管脚连接；二极管D2的阳极与二极管D1阴极相连，所述二极管D2的阴极与气敏传感器MQ-2的B端连接；所述二极管D1阴极与电容C3一端连接，所述电容C3的另一端分别与电容C2和电阻R1连接，所述电容C2另一端与气敏传感器MQ-2的A端连接，所述电阻R1的另一端与气敏传感器MQ-2的H2端连接。

9.按照权利要求8所述的有害气体远程报警系统，其特征在于：所述气敏传感器MQ-2的H2端与差动放大器LM324的第三比较器的9号管脚连接；所述电阻R4和滑动变阻器RP1形成的串联分压电路连接在电源V1与地之间，所述滑动变阻器RP1的滑动端与差动放大器LM324第三比较器的10号管脚连接；所述差动放大器LM324第三比较器的8号管脚通过电阻R6与三极管Q2基极相连接，所述三极管Q2发射极接地，所述三极管Q2集电极与发光二极管LED1阴极连接，所述发光二极管LED1阳极通过电阻R5与电源V1连接。