CN105118218A - 消防报警器 - Google Patents

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胡红生
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    • G—PHYSICS
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Abstract

本专利申请公开了一种可在火灾险情发生时实现自动报警的消防报警器，包括微控制器、温度检测模块、烟雾检测模块、声音报警模块和灯光报警模块，温度检测模块和烟雾检测模块分别与微控制器电连接用于微控制器的信号输入，声音报警模块和灯光报警模块分别与微控制器电连接用于微控制器的信号输出；所述的温度检测模块采用多个并联的数字温度传感器多点分布测温，所述的烟雾检测模块采用多个并联的烟雾传感器多点分布检测烟雾浓度。

Description

消防报警器
技术领域
本发明涉及消防技术，具体涉及消防报警器。
背景技术
消防安全与我们每个人的生命财产安全息息相关，消防设施建设也越来越受到人们的重视。目前，普遍使用的消防器材包括灭火器、消火栓和破拆工具等，采用的应急系统包括火灾报警系统、自动喷水灭火系统、防排烟系统、应急疏散系统等。上述火灾报警系统包括火灾探测器、报警按钮、报警器和控制器，其中报警按钮通常采用的是手动火灾报警按钮，即需要人工按动才能实现报警，存在的问题是无法在发生火灾的第一时间报警，这会导致人群疏散的滞后，并进而影响后续的救灾工作。
发明内容
本发明提供一种可在火灾险情发生时实现自动报警的消防报警器。
本方案如下：消防报警器，包括微控制器、温度检测模块、烟雾检测模块、声音报警模块和灯光报警模块，温度检测模块和烟雾检测模块分别与微控制器电连接用于微控制器的信号输入，声音报警模块和灯光报警模块分别与微控制器电连接用于微控制器的信号输出；所述的温度检测模块采用多个并联的数字温度传感器多点分布测温，所述的烟雾检测模块采用多个并联的烟雾传感器多点分布检测烟雾浓度。
本发明的有益效果：启动消防报警器后，通过温度检测模块随时检测环境下的温度值，通过烟雾检测模块随时检测环境下的烟雾浓度值，一旦温度值和/或烟雾浓度值超过正常环境下的限值的时候，微控制器将控制声音报警模块和灯光报警模块第一时间进行自动报警，并且温度检测模块的数字温度传感器和烟雾检测模块的烟雾传感器均布置有多个，可同时实现对多个地点的检测。
进一步，还包括消防控制电路，所述的消防控制电路包括一三极管Q2、二极管D2和第二继电器，三极管Q2的基极通过电阻R7接微控制器的输出端，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极接二极管D2的正极，二极管D2与所述第二继电器并联，二极管D2的负极和第二继电器均连接电源，所述第二继电器的触点接入消防电路的回路上。通过设置消防控制电路，在火灾发生时，可实现消防电路的自动接通。
进一步，数字温度传感器为数字温度传感器DS18B20。传统的半导体温度传感器通常采用负温度系数的热敏电阻，其输出的模拟信号必须经过A/D转换得到数字信号后才能输入单片机，因此结构较复杂，生产成本较高，并且负温度系数热敏电阻可靠性相对较差，采用数字温度传感器DS18B20，电路结构简单，可靠性高。
进一步，灯光报警模块分别采用黄色和红色两种颜色的发光二极管两级报警。当仅检测到烟雾浓度超过限值时，微控制器控制亮黄色灯，即处于预警状态，若同时检测到烟雾浓度超出限值且温度也超过限值时，则微控制器控制亮红色灯，即表示火灾已经发生，实现两级报警。
附图说明
图1为本发明实施例的结构框图。
图2为消防报警器的微控制器、温度检测模块与灯光报警模块的电路图。
图3为烟雾检测模块的电路图。
图4为声音报警模块的电路图。
图5为消防控制电路的示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
如附图1所示的消防报警器，包括微控制器、温度检测模块、烟雾检测模块、灯光报警模块、声音报警模块和消防控制电路，温度检测模块、烟雾检测模块、灯光报警模块、声音报警模块和消防控制电路分别与微控制器电连接。温度检测模块和烟雾检测模块分别将检测到的温度信息和烟雾浓度信息传递给微控制器，微控制器用于控制灯光报警器和声音报警器报警，同时用于控制消防控制电路的通断。
如附图2所示的消防报警器的微控制器、温度检测模块与灯光报警模块的电路图，微控制器选择在系统可编程的STC12C2052AD单片机，此单片机内部自带8路8精度A/D转换器，无需外加A/D转换电路，可以简化硬件电路，降低生产成本，并且该单片机宽电压工作，抗干扰能力强，能在电源环境比较恶劣下稳定的工作。
温度检测模块采用数字温度传感器DS18B20，该传感器将半导体温敏器件、A/D转换器、存储器等器件集成在电路芯片上，且其信号输出采用单总线结构直接输出温度信号的数字值，这种单总线的数据传输方式增加了信号的传输距离，提高了抗干扰能力，温度更加准确可靠。而传统的半导体温度传感器通常采用负温度系数的热敏电阻，其输出的模拟信号必须经过A/D转换得到数字信号后才能输入单片机，因此这种温度检测模块结构较复杂，生产成本较高，并且负温度系数热敏电阻可靠性相对较差。
采用多个数字温度传感器DS18B20并联在总线结构上实现多点分布测温，本实施例优选四个。如附图2所示，四个数字温度传感器DS18B20和STC12C2052AD单片机均共用电源VCC，四个数字温度传感器DS18B20的引脚1均接地，在电源VCC与四个数字温度传感器DS18B20的四个引脚2之间分别连接有电阻R2、R3、R4和R5，四个数字温度传感器DS18B20的四个引脚2的输出分别接入STC12C2052AD单片机的四个输入引脚16、17、18和19。
STC12C2052AD单片机的引脚X1和X2连接外部晶振，STC12C2052AD单片机的GND引脚接地，STC12C2052AD单片机的RSD引脚上分别连接有两个并联的电阻R1和电容C3，电容C3连接电源VCC，电阻R1接地。STC12C2052AD单片机的输出引脚2、3、6连接锁存器SN74LS595N的引脚12、11、14，锁存器SN74LS595N的引脚VCC和引脚10均连接外部电源VCC，锁存器SN74LS595N的引脚GND和引脚13均接地，锁存器SN74LS595N的引脚15、1、2、3、4、5分别通过电阻R9、R10、R11、R12、R13、R14连接六个发光二极管的正极，六个发光二极管的负极均接地。本实施例所述的六个发光二极管，其中三个为发黄光的发光二极管，三个为发红光的发光二极管。
如附图3所示的为烟雾检测模块的电路图，烟雾检测模块采用半导体烟雾传感器MQ-2，半导体烟雾传感器MQ-2对液化气、丙烷、氢气、天然气和其他可燃气体的灵敏度均较高，半导体烟雾传感器MQ-2在清洁空气的环境中其电导率较低，随着空气环境中可燃气体浓度的增加，半导体烟雾传感器MQ-2的电导率也随着增大，利用这种特性可方便的检测出空气中可燃气体的浓度变化信息。半导体烟雾传感器MQ-2具有良好的抗干扰性，可准确排除有刺激性非可燃性烟雾的干扰信息，而且长时间工作性能稳定。采用多个半导体烟雾传感器MQ-2并联的方式实现对多点的烟雾浓度进行检测，本实施例优选四个，四个半导体烟雾传感器MQ-2的输出分别连接STC12C2052AD单片机的输入引脚13、12、11、10。
如附图4所示为声音报警模块的电路图，STC12C2052AD单片机的输出引脚9通过电阻R6接一三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极连接一二极管D1的正极，在该二极管D1的线路上并联有一第一继电器，所述二极管D1的负极和第一继电器均连接12V电源。所述第一继电器的触点K1与一扬声器串联。
声音报警模块的工作原理为：正常环境下，STC12C2052AD单片机的输出引脚9无信号输出，三极管Q1处于截止状态，第一继电器上无电流流过，第一继电器的触点K1处于断开状态，扬声器不报警，若通过烟雾检测模块和温度检测模块检测到烟雾浓度和温度均超过限值，则STC12C2052AD单片机的输出引脚9输出信号，使三极管Q1导通，第一继电器得电，第一继电器的触点K1吸合，扬声器发出报警声音，提示报警。
如附图5所示的消防控制电路的示意图，STC12C2052AD单片机的输出引脚8通过电阻R7接一三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极连接一二极管D2的正极，在该二极管D2的线路上并联有一第二继电器，上述二极管D2的负极和第二继电器均连接12V电源。第二继电器的触点K2连接在消防电路的回路上。
本实施例消防报警器的工作原理与声音报警模块的工作原理类似，在此不再赘述。
消防报警器启动后，微控制器不断通过温度检测模块和烟雾检测模块检测当前环境下的温度和烟雾浓度信息，然后与预定的正常环境下的温度限值和烟雾浓度限值进行比较，如果当前环境下的烟雾浓度超过限值，那么微控制器预测可能会有火灾险情并且控制亮黄色报警指示灯，如果当前的烟雾浓度超过限值，并且当前的环境温度较高且温度变化较快，微控制器可以判断为已经发生了火灾险情，微控制器控制亮红色指示灯报警，同时使扬声器上串联的第一继电器的触点K1接合，扬声器报警，消防电路回路上的第二继电器的触点K2接合，自动启动消防电路，实现消防控制。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (4)

1.消防报警器，其特征在于，包括微控制器、温度检测模块、烟雾检测模块、声音报警模块和灯光报警模块，温度检测模块和烟雾检测模块分别与微控制器电连接用于微控制器的信号输入，声音报警模块和灯光报警模块分别与微控制器电连接用于微控制器的信号输出；所述的温度检测模块采用多个并联的数字温度传感器多点分布测温，所述的烟雾检测模块采用多个并联的烟雾传感器多点分布检测烟雾浓度。
2.根据权利要求1所述的消防报警器，其特征在于，还包括消防控制电路，所述的消防控制电路包括一三极管Q2、二极管D2和第二继电器，三极管Q2的基极通过电阻R7接微控制器的输出端，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极接二极管D2的正极，二极管D2与所述第二继电器并联，二极管D2的负极和第二继电器均连接电源，所述第二继电器的触点接入消防电路的回路上。
3.根据权利要求1所述的消防报警器，其特征在于，所述的数字温度传感器为数字温度传感器DS18B20。
4.根据权利要求1所述的消防报警器，其特征在于，所述的灯光报警模块分别采用黄色和红色两种颜色的发光二极管两级报警。
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