CN103824414B - 免充电式室内火灾报警系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种能够利用在房门开关带动下在门缝中产生的挤压力的免充电式室内火灾报警系统，其特征在于，包括:压电陶瓷发电片组、能量收集模块、低功耗处理器、红外传感器、放大电路、声光报警器、USB通信模块、2.4G通信模块、监控模块，其中，压电陶瓷发电片组包含多个并联的压电陶瓷发电片，均匀粘贴在门缝之间产生微弱电能，并与能量收集模块相连接，能量收集模块分别与低功耗处理器和红外传感器相连接，红外传感器分别与低功耗处理器和放大电路相连接，红外传感器用于将火灾信号分别传送给放大电路和低功耗处理器，声光报警器与放大电路相连接，USB通信模块连接低功耗处理器，通过2.4G通信模块将无线报警信号发射给监控模块。

Description

免充电式室内火灾报警系统

技术领域

本发明涉及一种火灾报警装置，特别涉及一种免充电式室内火灾报警系统。

背景技术

随着现代建筑物室内用火、用电量的增加，室内火灾发生的频率越来越高。室内火灾一旦发生，很容易出现扑救不及时、灭火器材缺乏及在场人惊慌失措、逃生迟缓等不利因素，最终导致重大生命财产损失。在建筑物内，及时发现火灾并且通知相关人员，对减少火灾损失具有重要的现实意义。火灾报警器是防止火灾最重要的手段之一。

然而，通常技术中的火灾报警器是需要通过内置电池作为电源给报警器装置进行供电的，例如专利号为200720147518.3所公布的独立式感烟火灾探测报警器装置，这样的火灾报警器一般被布置在屋顶后，很多情况下都会容易被使用者遗忘，如果没有对火灾报警器进行定期检查，内置电池的电源被用尽，火灾报警器很可能使其失去作用；另外，现有很多火灾报警器没有设置通信模块，只能发出声光信号，却无法将火灾信息及时通知给监测火灾的监测人员，一旦火灾源所在区域内没有人，火灾信息同样也不能及时被人们发现，致使灾情无法及时得到有效控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能及时通知火灾信息的免充电式室内火灾报警系统。

本发明提供的一种能够利用在房门开关带动下在门缝中产生的挤压力的免充电式室内火灾报警系统，具有这样的特征，包括:压电陶瓷发电片组、能量收集模块、低功耗处理器、放大电路、红外传感器、声光报警器、USB通信模块、2.4G通信模块以及监控模块，其中，压电陶瓷发电片组包含多个互相并联的压电陶瓷发电片，各个压电陶瓷发电片均匀粘贴在门缝之间通过挤压力产生微弱电能，并且通过导线与用于收集和存储微弱电能的能量收集模块相连接，能量收集模块作为供电电源，分别与低功耗处理器和红外传感器相连接，红外传感器分别与低功耗处理器和放大电路相连接，红外传感器用于实施检测火灾信号并将该火灾信号分别传送给放大电路和低功耗处理器，声光报警器用于发出火灾报警信号，与放大电路相连接，USB通信模块连接在低功耗处理器和2.4G通信模块之间，通过2.4G通信模块将无线报警信号发射给监控模块，让位于监控模块一侧的监测人员及时获取到火灾信息。

在本发明的免充电式室内火灾报警系统中，还可以具有这样的特征：其中，压电陶瓷发电片组中包含至少六片压电陶瓷发电片，六片压电陶瓷发电片分别具有正极表面和负极表面，正极表面和负极表面在挤压力下产生电荷，通过导线供给能量收集模块。

在本发明的免充电式室内火灾报警系统中，还可以具有这样的特征：其中，能量收集模块采用EHCBC5300芯片，该EHCBC5300芯片用于收集和储存各种微弱电能，并且该EHCBC5300芯片也作为供电电源。

在本发明的免充电式室内火灾报警系统中，还可以具有这样的特征：其中，2.4G通信模块集成有极低功耗的射频芯片CC2500。

在本发明的免充电式室内火灾报警系统中，还可以具有这样的特征：其中，USB通信模块集成有TUSB3410USB-TO-UART桥接芯片，通过该TUSB3410USB-TO-UART桥接芯片不仅能实现低功耗处理器与2.4G通信模块之间的通信连接，而且也能通过该TUSB3410USB-TO-UART桥接芯片下载低功耗处理器的程序代码。

发明的作用和效果

根据本发明所涉及免充电式室内火灾报警系统，因为在房门的开关动作带动下，位于门缝中的压电陶瓷发电片受到挤压产生微弱电能，通过导线对能量收集模块进行充电，在房门开关动作频率适中的条件下，能量收集模块作为供电电源，会持续不断给整个免充电式室内火灾报警系统进行供电，当有火灾发生时，红外传感器首先会立即将检测到火灾信号分别传送给放大电路和低功耗处理器，接着放大电路驱动声光报警器发出声音和光学报警信号，提醒附近区域相关人员注意，同时，低功耗处理器会通过USB通信模块将火灾信号传送给2.4G无线模块，2.4G无线模块会将火灾信号以无线电的形式发送给监控模块，从而使得监控火灾的监控人员及时获取火灾信息，能尽快采取进一步行动，所以，本发明的免充电式室内火灾报警系统能够利用在房门开关带动下在门缝中产生的挤压力来自行收集存储供电电源而无需充电，并且及时通知火灾信息，报警及时到位。

附图说明

图1是本发明的实施例中免充电式室内火灾报警系统的整体结构框图；

图2是本发明的实施例中压电陶瓷发电片的结构示意图；

图3是本发明的实施例中能量收集模块EHCBC5300芯片引脚图；

图4是本发明的实施例中压电陶瓷发电片与能量收集模块EHCBC5300芯片连接示意图；

图5是本发明的实施例中2.4G无线模块的电路原理图；以及

图6是本发明的实施例中低功耗处理器MSP430F133外围电路连接图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的实施例中免充电式室内火灾报警系统的整体结构框图。

如图1所示，在本实施例中，免充电式室内火灾报警系统10需要利用到门缝中产生的挤压力，在房门开关带动下门缝会随之发生宽窄变化。免充电式室内火灾报警系统10包括:压电陶瓷发电片组11、能量收集模块12、低功耗处理器13、红外传感器14、放大电路15、声光报警器16、USB通信模块17、2.4G无线模块18以及监控模块19。在免充电式室内火灾报警系统10中，除了监控模块19被设置在监测人员的监测管理位置，用于及时获取到火灾信息，其他部件设置在需进行火灾监测的各个监测点位置。

压电陶瓷发电片组11包含六个互相并联的压电陶瓷发电片，这六个压电陶瓷发电片互相并联连接，都均匀粘贴在门缝之间。压电陶瓷发电片组11通过导线与用于收集和存储微弱电能的能量收集模块12相连接。

图2是本发明的实施例中压电陶瓷发电片的结构示意图。

如图2所示，每个压电陶瓷发电片11a分别具有正极表面101和负极表面102，正极表面101和负极表面102在挤压力下产生电荷，微弱电能被形成，通过导线将该微弱电能供给图1中显示的能量收集模块12。

六片压电陶瓷发电片11a分别均匀粘贴于门缝处，在门缝的宽窄变化幅度是一定的情况下，采用比较多个压电陶瓷发电片11a，能够增加其受挤压的力度，从而增加积累的电荷量，采用压电陶瓷发电片11a之间相互并联的设计，进一步增大了能量收集模的输入电流，提高能量收集模块12的工作效率。

如图1所示，能量收集模块12作为供电电源，分别与低功耗处理器13和红外传感器14相连接。图3就给出了本实施例中能量收集模块12EHCBC5300芯片引脚图。如图3所示，能量收集模块12采用EHCBC5300芯片，该EHCBC5300芯片能够收集和储存各种微弱电能，并且EHCBC5300芯片也作为供电电源驱动图1免充电式室内火灾报警系统10中的其他部件，为整体免充电式室内火灾报警系统10提供电源。图4就给出了实施例中压电陶瓷发电片11a与能量收集模块12即、EHCBC5300芯片之间的连接示意图。

红外传感器14分别与低功耗处理器13和放大电路15相连接，红外传感器14用于实施检测火灾信号并将该火灾信号分别传送给放大电路15和低功耗处理器13。

声光报警器16用于发出火灾报警信号，与放大电路15相连接。

USB通信模块17连接在低功耗处理器13和2.4G无线模块18之间，通过2.4G无线模块18将无线报警信号发射给监控模块19，让位于监控模块19一侧的人员及时获取到火灾信息。

USB通信模块17集成有TUSB3410USB-TO-UART桥接芯片，通过该TUSB3410USB-TO-UART桥接芯片不仅能实现低功耗处理器13与2.4G无线模块18之间的通信连接，而且也能通过该TUSB3410USB-TO-UART桥接芯片下载低功耗处理器13的程序代码。图6就给出了实施例中低功耗处理器13即芯片MSP430F133的外围电路连接图。

图5是本发明的实施例中2.4G无线模块的电路原理图。

如图5所示，2.4G无线模块18中集成有射频芯片CC2500，射频芯片CC2500是一种极低功耗芯片，在相同的供电条件下，工作时间更长，确保系统的可靠性；射频芯片CC2500能够在100米范围内稳定工作，维持系统的稳定性。

当该免充电式室内火灾报警系统10工作时，若有房门开关动作，压电陶瓷发电片11a受到房门的挤压，其正负极片上会产生和积累电荷，电荷通过导线给能量收集模块12充电，由于能量收集模块12中的EHCBC5300芯片具有储能大、功耗低等优点，在房门开关动作频率适中的条件下，能量收集模块12会持续不断的给整个火灾报警系统供电。

免充电式室内火灾报警系统10当火灾发生时，首先红外传感器14会立即将检测到火灾信号分别传送给放大电路15和低功耗处理器13MSP430F133，接着放大电路15驱动声光报警器16发出声音和光学报警信号，提醒附近的相关人员注意，同时，低功耗处理器13MSP430F133会通过USB通信模块17将火灾信号传送给2.4G无线模块18，2.4G无线模块18会将火灾信号以无线电的形式发送给监控系统，从而使得监控人员及时获取火灾信息，以便其采取进一步的行动。

实施例的作用与效果

根据本实施例所涉及免充电式室内火灾报警系统，因为在房门的开关动作带动下，位于门缝中的压电陶瓷发电片受到挤压产生微弱电能，通过导线对能量收集模块进行充电，在房门开关动作频率适中的条件下，能量收集模块作为供电电源，会持续不断给整个免充电式室内火灾报警系统进行供电，当有火灾发生时，红外传感器首先会立即将检测到火灾信号分别传送给放大电路和低功耗处理器，接着放大电路驱动声光报警器发出声音和光学报警信号，提醒附近区域相关人员注意，同时，低功耗处理器会通过USB通信模块将火灾信号传送给2.4G无线模块，2.4G无线模块会将火灾信号以无线电的形式发送给监控模块，从而使得监控火灾的监控人员及时获取火灾信息，能尽快采取进一步行动，所以，本实施例的免充电式室内火灾报警系统能够利用在房门开关带动下在门缝中产生的挤压力来自行收集存储供电电源而无需充电，并且及时通知火灾信息，报警及时到位。

另外，本实施例中免充电式室内火灾报警系统结构设计合理、工作性能稳定、使用寿命长、环境适应能力强、低功耗、免充电、能够无线通信等优点，能够对火灾发生情况及时报警、报警到位，极大的降低了火灾发生造成的损害。

上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。

另外,在本实施例中,利用多压电陶瓷发电片作为供电电源，实现了免充电功能，即无需任何其他电池，从而避免了现有火灾报警器的供电电源中电池或者接家用交流电供电因电池没电所导致的不能正常工作情况；同时实施例中的能量收集模块、低功耗处理器、2.4G无线模块可以选用其他芯片和外围电路，其电路结构也会发生变化，但是选择本发明采用的芯片能实现低功耗，例如能量收集模块中EHCBC5300芯片可以收集小微电流、低功耗处理器MSP430F133、射频芯片CC2500均为低功耗芯片，利于火灾报警器工作的持续性；采用无线报警模块，使得报警及时到位。

Claims (5)

1.一种能够利用在房门开关带动下在门缝中产生的挤压力的免充电式室内火灾报警系统，其特征在于，包括：

压电陶瓷发电片组、能量收集模块、由芯片MSP430F133作为的低功耗处理器、红外传感器、放大电路、声光报警器、USB通信模块、2.4G通信模块以及监控模块，

其中，所述压电陶瓷发电片组包含多个互相并联的压电陶瓷发电片，各个所述压电陶瓷发电片均匀粘贴在所述门缝之间通过所述挤压力产生微弱电能，并且通过导线与用于收集和存储所述微弱电能的所述能量收集模块相连接，

所述能量收集模块作为供电电源，分别与所述低功耗处理器和所述红外传感器相连接，

所述红外传感器分别与所述低功耗处理器和所述放大电路相连接，所述红外传感器用于实施检测火灾信号并将该火灾信号分别传送给所述放大电路和所述低功耗处理器，

所述声光报警器用于发出火灾报警信号，与所述放大电路相连接，

所述USB通信模块连接在所述低功耗处理器和所述2.4G通信模块之间，通过所述2.4G通信模块将无线报警信号发射给所述监控模块，让位于所述监控模块一侧的人员及时获取到火灾信息。

2.根据权利要求1所述的免充电式室内火灾报警系统，其特征在于：

其中，所述压电陶瓷发电片组中包含六片所述压电陶瓷发电片，

六片所述压电陶瓷发电片分别具有正极表面和负极表面，所述正极表面和所述负极表面在所述挤压力下产生电荷，通过导线供给所述能量收集模块。

3.根据权利要求1所述的免充电式室内火灾报警系统，其特征在于：

其中，所述能量收集模块采用EHCBC5300芯片，该EHCBC5300芯片用于收集和储存各种所述微弱电能，并且该EHCBC5300芯片也作为供电电源。

4.根据权利要求1所述的免充电式室内火灾报警系统，其特征在于：

其中，所述2.4G通信模块集成有极低功耗的射频芯片CC2500。

5.根据权利要求1所述的免充电式室内火灾报警系统，其特征在于：

其中，所述USB通信模块集成有TUSB3410USB-TO-UART桥接芯片，

通过该TUSB3410USB-TO-UART桥接芯片不仅能实现所述低功耗处理器与所述2.4G通信模块之间的通信连接，而且也能通过该TUSB3410USB-TO-UART桥接芯片下载所述低功耗处理器的程序代码。