CN104916081A - 一种低成本工业用一氧化碳泄露报警器及其控制方法 - Google Patents

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苏本跃
黄玉龙
施赵媛
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    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/02—Alarms for ensuring the safety of persons
    • G08B21/12—Alarms for ensuring the safety of persons responsive to undesired emission of substances, e.g. pollution alarms
    • G08B21/14—Toxic gas alarms

Abstract

本发明涉及一种低成本工业用一氧化碳泄露报警器及其控制方法，与现有技术相比解决了一氧化碳泄漏报警器结构复杂、成本高、难以大范围推广的缺陷。本发明包括一氧化碳气体传感器、无线通讯芯片和MCU，所述的一氧化碳气体传感器的数据输出端与MCU的数据输入端相连，无线通讯芯片接在MCU的串口上。本发明不仅能及时检测出一氧化碳泄漏，还能实现数据的无线传输，整体设备结构简单、成本低廉。

Description

一种低成本工业用一氧化碳泄露报警器及其控制方法
技术领域
本发明涉及工业气体监测设备技术领域，具体来说是一种低成本工业用一氧化碳泄露报警器及其控制方法。
背景技术
随着我国经济实力的增长，人们的生活改善，工业气体的使用已经十分普遍。但在日常工作中，由于设备问题和操作者的操作不当等原因可能会导致的工业气体泄漏，给生命财产安全带来了极大的隐患。工业气体的主要成分大多都是含碳化合物，特别是一氧化碳能与人体中的血红蛋白结合，使得人体需要的氧无法与血红蛋白结合，于是造成了缺氧，人一缺氧就会有生命危险。由于一氧化碳的特性决定不能采用溶解和吸附的方法来解决一氧化碳中毒问题，含碳燃料燃烧不完全，会产生一氧化碳。一氧化碳的主要来源是像煤炭、煤气等燃料，一氧化碳对人体的危害让血红蛋白丧失运输氧气的功能，因为一氧化碳与血红蛋白结合能力比氧气强，这样一氧化碳就占用了血液中血红蛋白，导致人们缺氧。
虽然，目前已有部分技术涉及到了一氧化碳泄漏报警器的研究，但这些报警器结构复杂、硬件设备较多，导致价格高昂，不适合厂区推广使用。如何开发出一种结构简单、成本低廉的一氧化碳泄漏报警器已经成为急需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中一氧化碳泄漏报警器结构复杂、成本高、难以大范围推广的缺陷，提供一种低成本工业用一氧化碳泄露报警器及其控制方法来解决上述问题。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种低成本工业用一氧化碳泄露报警器，包括一氧化碳气体传感器、无线通讯芯片和MCU，所述的一氧化碳气体传感器的数据输出端与MCU的数据输入端相连，无线通讯芯片接在MCU的串口上。
所述的一氧化碳气体传感器的型号为MQ-7，MCU的型号为STC12C5A60S2，无线通讯芯片的型号为Si4432。
还包括蜂鸣器和发光二极管，所述的蜂鸣器和发光二极管分别接在MCU的串口上。
所述的一氧化碳气体传感器的DO引脚与MCU相连，
一种低成本工业用一氧化碳泄露报警器的控制方法，包括以下步骤：
实时检测，一氧化碳气体传感器实时采集一氧化碳量，并将数值传送至MCU进行判断；
一氧化碳阈值判断，MCU将采集到的一氧化碳量与预先存储的阈值进行对比；
触发报警，若采集到的一氧化碳量小于阈值，则仍不触发报警；若采集到的一氧化碳量大于或等于阈值，则MCU控制无线通讯芯片发送报警信息，MCU触发蜂鸣器和发光二极管。
有益效果
本发明的一种低成本工业用一氧化碳泄露报警器及其控制方法，与现有技术相比不仅能及时检测出一氧化碳泄漏，还能实现数据的无线传输，整体设备结构简单、成本低廉。整体系统的成本大大低于同类设备，宜于推广。
附图说明                      
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的方法流程图；
其中，1-一氧化碳气体传感器、2-无线通讯芯片、3-MCU、4-蜂鸣器、5-发光二极管。
具体实施方式
为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：
如图1所示，本发明所述的一种低成本工业用一氧化碳泄露报警器，包括一氧化碳气体传感器1、无线通讯芯片2和MCU3。一氧化碳气体传感器1用于测量环境中的一氧化碳含量，其可以选用MQ-7。MQ-7的测量原理为二氧化锡（SnO2）的电导率随着空气中一氧化碳物质浓度的变化成正相关，MQ-7是针对一氧化碳气体的检测。一氧化碳不仅仅是可燃气体而且还是有毒气体，一氧化碳对生命的危害更大，因此更适合采用专业的检测气体传感器MQ-7。无线通讯芯片2用于无线数据传输，其型号可以为Si4432。Si4432是无线电收发器，其工作频率在1GHz以下并且具有很高的性能。用Si4432组成的无线通信装置主要用在工业、科学和医疗的短距离无线通信。Si4432输出功率大概有100mW，理论上的覆盖半径能达到600米，但实际在室内的覆盖半径也就只有50米。接收灵敏度有-121dBm，无线电波传输是电波发送出去不会被反射回来的，所以只有接收灵敏度这个概念，这个灵敏度是相当高的了。MCU3用于整体装置的控制和判断，其型号可以为STC12C5A60S2。STC12C5A60S2具有高速、低耗、抗干扰的优点，适合电机控制和强干扰场合。
一氧化碳气体传感器1的数据输出端与MCU3的数据输入端相连，即一氧化碳气体传感器1的DO引脚与MCU3相连，一氧化碳气体传感器1将采集的信息传送至MCU3。无线通讯芯片2接在MCU3的串口上，以实现MCU3的对外通信。为了增加报警效果，还可以增加蜂鸣器4和发光二极管5，蜂鸣器4和发光二极管5分别接在MCU3的串口上。本发明所用到的装置成本较低， MQ-7的成本大概在10元左右，实现数据的无线传输使用的是Si4432成本不到20元，整个装置的成本大概在一百元左右。使得这种组合设计，能够满足厂区的大范围推广需要，在经济上可以达到可行性要求。
如图2所示，本发明还提供一种低成本工业用一氧化碳泄露报警器的控制方法，包括以下步骤：
第一步，实时检测。一氧化碳气体传感器1实时采集一氧化碳量，并将数值传送至MCU3进行判断，以确实当前一氧化碳量是否需要报警。
第二步，一氧化碳阈值判断。MCU3将采集到的一氧化碳量与预先存储的阈值进行对比，MCU3判断当前的一氧化碳量是否达到阈值，阈值的具体标准根据行业标准来设定即可。
第三步，触发报警。若采集到的一氧化碳量小于阈值，则仍不触发报警，一氧化碳气体传感器1继续进行采集。若采集到的一氧化碳量大于或等于阈值，则MCU3控制无线通讯芯片2发送报警信息，MCU3触发蜂鸣器4和发光二极管5，以实现一氧化碳泄露报警作用。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (5)

1.一种低成本工业用一氧化碳泄露报警器，包括一氧化碳气体传感器（1）、无线通讯芯片（2）和MCU（3），其特征在于：所述的一氧化碳气体传感器（1）的数据输出端与MCU（3）的数据输入端相连，无线通讯芯片（2）接在MCU（3）的串口上。
2.根据权利要求1所述的一种低成本工业用一氧化碳泄露报警器，其特征在于：所述的一氧化碳气体传感器（1）的型号为MQ-7，MCU（3）的型号为STC12C5A60S2，无线通讯芯片（2）的型号为Si4432。
3.根据权利要求1所述的一种低成本工业用一氧化碳泄露报警器，其特征在于：还包括蜂鸣器（4）和发光二极管（5），所述的蜂鸣器（4）和发光二极管（5）分别接在MCU（3）的串口上。
4.根据权利要求2所述的一种低成本工业用一氧化碳泄露报警器，其特征在于：所述的一氧化碳气体传感器（1）的DO引脚与MCU（3）相连。
5.根据权利要求1所述的一种低成本工业用一氧化碳泄露报警器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
51）实时检测，一氧化碳气体传感器（1）实时采集一氧化碳量，并将数值传送至MCU（3）进行判断；
52）一氧化碳阈值判断，MCU（3）将采集到的一氧化碳量与预先存储的阈值进行对比；
53）触发报警，若采集到的一氧化碳量小于阈值，则仍不触发报警；若采集到的一氧化碳量大于或等于阈值，则MCU（3）控制无线通讯芯片（2）发送报警信息，MCU（3）触发蜂鸣器（4）和发光二极管（5）。
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