CN104269011A - 声波及温度传感器及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种声波及温度传感器及其工作方法，该传感器包括声波传感器以及对声波传感器采集的声波信号进行处理的声波处理电路，还设有温度传感器以及对温度传感器采集的温度信号进行处理的温度处理电路，其中，还设有微控制器，用于接收声波处理电路以及温度处理电路输出的信号，并接收声波处理电路输出的信号后，判断所接收的信号为有声传感器发出的报警信号且接收到温度处理电路输出的信号所表征的温度高于阈值时，发出报警信号，还设有与微控制器电连接的无线信号收发电路，用于将接收到来自微控制器的报警信号发出。该方法应用上述的声波及温度传感器进行远程监控。本发明可避免对有声传感器的破坏，并且可以实现远程监控。

Description

声波及温度传感器及其工作方法

技术领域

本发明涉及传感器领域，尤其是涉及一种声波及温度传感器以及这种声波及温度传感器的工作方法。

背景技术

现在不少家庭、公共场所都安装有用于检测火灾的传感器，典型的包括烟雾传感器、一氧化碳传感器等，这些传感器检测到空气中的烟味浓度过高或者一氧化碳浓度过高时，发出报警信号，如通过蜂鸣器、指示灯等发出声光报警信号，或者通过有线网络将报警信号传输至后台的服务器，通过服务器发出报警信号。

然而，仅仅依靠烟雾传感器、一氧化碳传感器检测的信号判断是否发生火警，往往会造成误判，通常需要将烟雾传感器或者一氧化碳传感器与温度传感器结合使用，综合烟雾传感器、一氧化碳传感器以及温度传感器的信号来判断是否发生火警。这样，需要在监控区域内安装多个相互独立工作的传感器，并且多个传感器分别地将信号发出，往往导致后台服务器数据处理量大，且成本过高。

因此，人们考虑在现有的烟雾传感器、一氧化碳传感器上安装温度传感器，并且检测烟雾传感器、一氧化碳传感器发出报警信号时的振动信号，结合温度传感器自身所采集的温度信号判断是否发生火警，并在判断发生火警时发出报警信号。

然而，这种温度传感器需要紧贴在烟雾传感器、一氧化碳传感器等传感器上以检测振动信号，影响烟雾传感器、一氧化碳传感器的检测精确性，而且还会产生法律纠纷。由于烟雾传感器、一氧化碳传感器往往由第三方安装并使用，将温度传感器紧贴在烟雾传感器、一氧化碳传感器将影响烟雾传感器、一氧化碳传感器的工作，在发生事故时容易导致无法确定哪些传感器工作实效，产生不必要的法律纠纷。而且，将温度传感器紧贴在烟雾传感器、一氧化碳传感器上，还可能破坏烟雾传感器、一氧化碳传感器的结构，导致这些传感器实效。

此外，由于现有的温度传感器大多都是通过有线通信的方式连接至后台服务器，且使用交流电源，其安装、使用场合往往受到较大的限制，难以满足人们的使用要求。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种有效地与现有的有声传感器配合工作的声波及温度传感器。

本发明的另一目的是提供一种适用于远程监控的声波及温度传感器的工作方法。

为实现本发明的主要目的，本发明提供的声波及温度传感器具有声波传感器以及对声波传感器采集的声波信号进行处理的声波处理电路，还设有温度传感器以及对温度传感器采集的温度信号进行处理的温度处理电路，其中，还设有微控制器，用于接收声波处理电路以及温度处理电路输出的信号，并接收声波处理电路输出的信号后，判断所接收的信号为有声传感器发出的报警信号且接收到温度处理电路输出的信号所表征的温度高于阈值时，发出报警信号，还设有与微控制器电连接的无线信号收发电路，用于将接收到来自微控制器的报警信号发出。

由上述方案可见，声波及温度传感器通过检测烟雾传感器或者一氧化碳传感器等有声传感器发出的报警信号，并判断其温度传感器所检测的温度信号高于阈值时发出报警信号，并通过无线信号收发电路将报警信号发出，可以适用于远距离的远程监控。此外，由于声波及温度传感器通过检测声波来检测有声传感器发出的报警信号，无需紧贴在有声传感器上，避免对烟雾传感器、一氧化碳传感器的破坏，也不会影响这些传感器的工作。

一个优选的方案是，声波及温度传感器还设有向微控制器供电的蓄电池。

由此可见，声波及温度传感器通过蓄电池供电，无需使用交流电，其安装与使用场合受到的限制较小，且避免发生火警时因交流电断电而影响工作。

为实现上述的另一目的，本发明提供的声波及温度传感器工作方法包括：微控制器接收声波处理电路及温度处理电路输出的信号后，判断声波处理电路输出的信号为有声传感器发出的报警信号，且接收到温度处理电路输出的信号所表征的温度高于阈值时，通过无线信号收发电路发出报警信号。

由上述方案可见，声波及温度传感器首先判断是否检测到诸如烟雾传感器、一氧化碳传感器等有声传感器发出的报警信号，并判断温度传感器检测的温度是否过高，根据声波传感器以及温度传感器采集的信号判断是否发生火警，即无需紧贴在有声传感器上，避免影响有声传感器的工作。

并且，声波及温度传感器通过无线信号收发电路将报警信号发出，可以适用于远程监控，有利于智能化的家庭智能安防系统的实现。

一个优选的方案是，微控制器判断声波处理电路输出的信号不是有声传感器发出的报警信号时，进入休眠模式。

由此可见，微控制器并不是长时间处于工作状态，而是在接收到有声传感器发出的报警信号后唤醒工作，消耗的电能较少。

进一步的方案是，微控制器判断温度处理电路输出的信号所表征的温度低于阈值时，进入休眠模式。

可见，微控制器判断不符合火警发生条件时即进入休眠模式，节省其消耗的电能，有利于声波及温度传感器的长时间使用。

更进一步的方案是，微控制器通过无线信号收发电路发出报警信号后，进入休眠模式。

由此可见，微控制器在发送报警信号后继续处于休眠模式，这样微控制器可以长时间处于休眠模式，节省微控制器的电能消耗。

附图说明

图1是本发明声波及温度传感器实施例的结构框图。

图2是本发明声波及温度传感器工作方法实施例的流程图。

图3是本发明声波及温度传感器实施例与其他设备连接的示意框图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

本发明的声波及温度传感器用于检测特定区域内是否发生火警，并基于物联网实现远程监控，构成智能家居的安防系统的一部分。

参见图1，本发明的声波及温度传感器具有微控制器10、声波传感器11、声波信号处理电路12、温度传感器13、温度信号处理电路14以及蓄电池15、无线信号收发电路16。蓄电池15向微控制器10、无线信号收发电路16等供电。

微控制器10是声波及温度传感器的核心部件，用于控制声波及温度传感器的工作。声波传感器11用于采集有声传感器发出的声波信号，如采集烟雾传感器、一氧化碳传感器等能够发出报警声音的有声传感器发出的声音，声波传感器11可以为麦克风等。声波信号处理电路12用于对声波传感器11所采集的信号进行处理，如进行滤波、放大、比较等处理，同时将模拟信号转换成数字信号，将模拟信号以及数字信号同时输出至微控制器10。

温度传感器13用于检测声波及温度传感器周边的环境温度，并将检测的温度信号输出至温度信号处理电路14，温度信号处理电路14对温度传感器所检测的温度信号进行处理，如进行滤波、放大、比较等处理，同时将模拟信号转换成数字信号，将模拟信号以及数字信号同时输出至微控制器10。

微控制器10接收到声波信号处理电路12以及温度信号处理电路14所输出的信号后，对声波信号处理电路12输出的信号进行判断，即判断声波信号处理电路12输出的信号是否为有声传感器发出的报警信号。优选地，微控制器10内设置有比较器，并预存有特定的有声传感器所发出的报警信号作为对比信号。微控制器10接收到声波信号处理电路12输出的信号后，将接收到的信号与对比信号进行比较，如对比接收到的信号与对比信号的频率、振幅等是否一致，如一致，表示声波传感器11采集的信号为有声传感器发出的报警信号，否则，表示声波传感器11采集的信号为噪音。

同时，微控制器10还对接收的温度信号处理电路14输出的信号进行判断，判断温度信号处理电路14输出的信号所表征的温度是否高于阈值。优选地，微控制器10内预先存储有一个温度的阈值数据，微控制器10接收到温度信号处理电路14输出的信号后，将接收的信号所表征的温度与温度阈值进行对比，判断所接收的信号表征的温度是否高于该阈值。

微控制器10根据声波信号处理电路12以及温度信号处理电路14所发出的信号，判断是否满足发出报警信号的条件，如是则通过无线信号收发电路16发出报警信号。本实施例中，无线信号收发电路16为WIFI信号收发电路或者红外信号收发电路或者蓝牙信号收发电路或者无线射频信号收发电路，可以发出并接收无线信号，适用于远程监控。

下面结合图2说明声波及温度传感器的工作原理。首先，声波及温度传感器通过声波传感器11采集周围环境的声波信号，即执行步骤S1。声波传感器11采集声波信号后，由声波信号处理电路12对声波传感器11所采集的声波信号进行处理，并将处理后的信号发送至微控制器10。

同时，温度传感器13采集周围环境的温度信号，并将温度信号发送至温度信号处理电路14，温度信号处理电路14对所温度传感器13所采集的信号进行处理，并将处理的信号发送至微控制器10，即执行步骤S2。

微控制器10接收到声波信号处理电路12以及温度信号处理电路14发出的信号后，执行步骤S3，判断声波信号处理电路12输出的信号是否为有声传感器发出的报警信号，即将声波信号处理电路12输出的信号与对比信号进行比较，判断所接收的信号是否与对比信号的频率、振幅相同，如是，则执行步骤S4，否则，执行步骤S6，微控制器10进入休眠模式，节省电能消耗。

步骤S4中，微控制器10判断温度信号处理电路14输出后的信号所表征的温度是否高于阈值，也就是将温度信号处理电路14输出后的信号所表征的温度与阈值进行比较，如高于阈值，则表示可能发生火警，满足报警条件，执行步骤S5，向无线信号收发电路16发出报警信号，无线信号收发电路16随即向后台服务器发出报警信号。报警信号以无线信号形式发出，其传播距离较远。

步骤S4中，如微控制器10判断温度信号处理电路14输出的信号所表征的温度低于阈值，则判断未满足报警条件，微控制器10执行步骤S6，进入休眠模式。

微控制器10执行步骤S5后，即通过无线信号收发电路16发出报警信号以后，执行步骤S6，进入休眠模式。可见，微控制器10在不符合报警条件或者发出报警信号以后，均处于休眠模式，因此微控制器10将长时间处于休眠模式，只有需要发出报警信号的时候才唤醒工作，其消耗的电能极小，通过小型的蓄电池15向微控制器10供电即可以满足微控制器10的长时间工作。

本发明的声波及温度传感器可以应用在物联网技术上，并构成智能安防系统的一部分。参见图3，在智能安防系统中，可以在监控区域内安装多个声波及温度传感器21、22，每一个声波及温度传感器21、22需安装在有声传感器的近旁，以检测有声传感器所发出的报警信号。

声波及温度传感器21、22通过无线信号的形式发出的报警信号，网络中转器23接收到无线信号后，将报警信号封装成TCP/IP或者UDP等网络传输数据格式的数据，并通过网络传输至云服务器24，再由云服务器24将报警信号发送至诸如手机25、个人计算机26等终端，以提醒用户监控区域内发生火警。

由上述方案可见，声波及温度传感器通过采集烟雾传感器、一氧化碳传感器等发出的声波报警信号，并结合自身采集的温度信号判断是否发生火警，可有效地对火警监控。并且声波及温度传感器不需要紧贴在有声传感器上，不会影响有声传感器的工作，也不会破坏有声传感器的结构。

此外，声波及温度传感器通过无线信号收发电路16接收或者发出无线信号，报警信号通过网络传输至后台的服务器，可以实现远程监控，方便地应用在物联网技术中。

 

当然，上述实施例仅是本发明优选的实施方式，实际应用时可以有更多的改变，例如，微控制器判断接收到有声传感器发出的报警信号以后再通过温度传感器检测周围环境温度；或者，声波及温度传感器自身也发出声光报警信号，这样的改变也能实现本发明的目的。

最后需要强调的是，本发明不限于上述实施方式，如声波及温度传感器接收信号的有声传感器类型的改变、无线信号收发电路发出的无线信号类型的改变等变化也应该包括在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.声波及温度传感器，包括

声波传感器以及对所述声波传感器采集的声波信号进行处理的声波处理电路；

温度传感器以及对所述温度传感器采集的温度信号进行处理的温度处理电路；

其特征在于：

微控制器，接收所述声波处理电路以及所述温度处理电路输出的信号，并接收所述声波处理电路输出的信号后，判断所接收的信号为有声传感器发出的报警信号且接收到所述温度处理电路输出的信号所表征的温度高于阈值时，发出报警信号；

无线信号收发电路，与所述微控制器电连接，将接收到来自所述微控制器的所述报警信号发出。

2.根据权利要求1所述的声波及温度传感器，其特征在于：

所述声波及温度传感器还设有向所述微控制器供电的蓄电池。

3.根据权利要求1或2所述的声波及温度传感器，其特征在于：

所述无线信号收发电路至少包括WIFI信号收发电路、蓝牙信号收发电路或者红外信号收发电路。

4.声波及温度传感器的工作方法，该声波及温度传感器具有声波传感器以及对所述声波传感器采集的声波信号进行处理的声波处理电路，并设有温度传感器以及对所述温度传感器采集的温度信号进行处理的温度处理电路，还设有微控制器及无线信号收发电路；

其特征在于，该方法包括：

所述微控制器接收所述声波处理电路及所述温度处理电路输出的信号后，判断所述声波处理电路输出的信号为有声传感器发出的报警信号，且接收到所述温度处理电路输出的信号所表征的温度高于阈值时，通过所述无线信号收发电路发出报警信号。

5.根据权利要求4所述的声波及温度传感器的工作方法，其特征在于：

所述微控制器判断所述声波处理电路输出的信号不是有声传感器发出的报警信号时，进入休眠模式。

6.根据权利要求4或5所述的声波及温度传感器的工作方法，其特征在于：

所述微控制器判断所述温度处理电路输出的信号所表征的温度低于阈值时，进入休眠模式。

7.根据权利要求4或5所述的声波及温度传感器的工作方法，其特征在于：

所述微控制器通过所述无线信号收发电路发出所述报警信号后，进入休眠模式。

8.根据权利要求4或5所述的声波及温度传感器的工作方法，其特征在于：

所述声波及温度传感器还设有向所述微控制器供电的蓄电池。

9.根据权利要求4或5所述的声波及温度传感器的工作方法，其特征在于：

所述无线信号收发电路至少包括WIFI信号收发电路、蓝牙信号收发电路或者红外信号收发电路。