CN106297191A - 有限空间内生命安全自动监测及预警系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种有限空间内的生命安全自动监测及预警系统，该系统包括电源、控制主机和传感器模块，传感器模块可检测3个参数：有害气体参数、温度参数、生命参数。当有限空间内的温度、有害气体浓度超超过设定阈值且有生命体时，控制主机的报警电路被触发，通过声光报警器产生相应的声光报警，同时无线信号接收发送求救信号。传感器模块可独立调节各检测参数检测的范围（或距离)及相应的报警阈值，能适应不同大小的监测空间及多种监测环境，实现最佳自动监测效果。

Description

有限空间内生命安全自动监测及预警系统

技术领域

本发明属于安全监测领域，具体涉及一种适用于有限空间内的生命安全自动监测及预警系统。

背景技术

生活中广泛的存在着各种各样的有限空间，如：封闭的汽车内、通风不良的地下隧道和地下矿洞、冷冻库、核岛内部等等。各种各样发生在有限空间的生命安全事故也屡见报端。通过系统分析该类事故，发现该类事故无外乎两个方面的原因：空间内气体环境异常和温度超出人体的舒适范围。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种适用于有限空间内的生命安全自动监测及预警系统，能够同时检测有害气体和温度两个参数。当生命检测模块检测到有限空间内有生命体，且环境内的检测参数超出设定阈值时，触发控制主机的报警电路，产生报警。考虑到该系统应用场景的不同条件，传感器模块的检测参数报警阈值、生命体检测范围设计为可调，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明特提供一种适用于有限空间内的生命安全自动监测及预警系统，动监测及预警系统，所述有限空间是指全封闭或部分封闭、进出口狭窄、通风不良的空间，

所述的生命安全自动监测及预警系统包括电源、控制主机、声光报警器和传感器模块，传感器模块可检测3个参数：有害气体、温度、红外线生命体。当传感器模块检测到有限空间内的温度、有害气体浓度超超过设定阈值且有生命体时，触发控制主机的报警电路，促使声光报警器产生报警，同时控制主机的无线信号发射电路发送求救信号。传感器模块可分别调节3个参数的检测范围（或距离)及相应的报警阈值，能适应不同大小的监测空间及多种监测环境，实现最佳自动监测效果。

所述的电源是直流12V安全电压。

所述声光报警器可根据具体环境要求选择控制主机的接口，可选择的报警方式有单声音报警、单光报警、声光混合报警；同时控制主机的无线信号发射电路会发出报警信号，触发控制人员的便携式移动控制终端，发出震动、声音报警。

所述传感器模块包含3个部分：温度检测模块41、有害气体检测模块42、生命检测模块43。3个监测模块的输出接入三输入与非门44，当有害气体含量过高、温度过高、有生命体时，三个监测模块均输出高电平给与非门电路，与非门通过信号线46输出为一个低电平信号，触发控制主机的报警电路，通过声光报警器产生报警。

所述传感器模块的信号接口为3p接口，包括电源线47，地线48，信号线46，传感器模块还包含有一个供电模块45。

所述温度检测模块41既可高温报警，也可低温报警。实施时，根据具体要求对控制主机进行设置。传感器探头制成防水探头，根据具体要求可以暴露在环境中，也可嵌入内壁。

所述有害气体检测模块42可检测多种气体，以实现多种不同检测环境。具体为整个模块采用相同的外部电路，气体传感器采用MQ系列气体（包括CO₂、CO、LPG、CH₄等）传感器，传感器再配用不同的负载电阻R_L，实现气体浓度及输出电压与外部电路的匹配。外部电路采用微处理器进行信号处理，执行比较器的功能。除此之外，它还具有温度补偿、自动校准等一些传统比较器所不具备的实用功能。根据具体检测要求，选用相应的气体传感器及匹配的负载电阻R_L，即可实现检测目的。

所述生命检测模块43采用一种热释电红外传感器，用于检测场所内是否有人或动物，从而输出相应的电信号。它由陶瓷氧化物或压电晶体元件组成，在元件两个表面做成电极，在传感器监测范围内温度有ΔT的变化时，热释电效应会在两个电极上会产生电荷ΔQ，即在两电极之间产生一微弱的电压ΔV。由于它的输出阻抗极高，在传感器中有一个场效应管进行阻抗变换。热释电效应所产生的电荷ΔQ会被空气中的离子所结合而消失，即当环境温度稳定不变时，ΔT=0，则传感器无输出。当人体进入检测区，因人体温度与环境温度有差别，产生ΔT，则有ΔT输出；若人体进入检测区后不动，则温度没有变化，传感器也没有输出了。为实现以上要求，所用感应探头采用双元探头，探头的窗口为长方形，双元（A元B元）位于较长方向的两端，当人体从左到右或从右到左走过时,红外光谱到达双元的时间、距离有差值，差值越大，感应越灵敏，当人体从正面走向探头或从上到下或从下到上方向走过时，双元检测不到红外光谱距离的变化，无差值，因此感应不灵敏或不工作；所以安装感应器时应使探头双元的方向与人体活动最多的方向尽量相平行，保证人体经过时先后被探头双元所感应。为了增加感应角度范围，本模块加装圆形透镜，也使得探头四面都感应，但左右两侧仍然比上下两个方向感应范围大、灵敏度强。

所述传感器模块检测范围（或距离）可调，其具体的检测范围如下表1，报警阈值的调节范围为全检测范围。

表1 传感器模块的检测参数表

与现有技术相比，本发明的有益效果是：使用12V的安全电压供电，可以防止产生因发意外事故；报警器报警方式多样，能有效的引起注意，尽快使被困者脱离危险；传感器安装、调节简单方便，原理简单，价格便宜，可以实现较好的检测效果；整个系统结构简单，使用方便，适用于多种有限空间场景，适于推广。

附图说明

图1为本发明系统结构示意图；

图2为本发明中传感器模块原理示意图；

图3为三输入与非门逻辑原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

提供一种用于汽车的实施例：电源（1）使用汽车内的自带电瓶，电源为12V直流电源。控制主机（2）采用汽车内现成的防盗报警电路，声光报警器（3）接汽车喇叭和双闪。传感器模块（4）采用包含3个模块：二氧化碳检测模块、温度检测模块、红外线生命体检测模块。当二氧化碳含量过高、温度过高、有生命体时，各相应的模块会输出高电平。再将3个监测模块的输出作为“三输入与非门”的输入端（接入1个三输入与非门）。当温度、二氧化碳气体超标和有人时，三个监测模块均输出一高电平给与非门电路，与非门输出为一个低电平信号，触发汽车内的报警电路，产生双灯闪、鸣笛、车钥匙振动等多种方式的报警。

Claims (9)

1.有限空间内生命安全自动监测及预警系统，该系统包括电源（1）、控制主机（2）、声光报警器（3）和传感器模块（4），传感器模块检测3个参数：有害气体参数、温度参数、红外线生命体参数，其特征在于，当传感器模块检测到有限空间内的温度、有害气体浓度超过设定阈值且有生命体时，触发控制主机（2）的报警电路，促使声光报警器产生报警，

所述传感器模块分别调节3个参数的检测范围及相应的报警阈值，能适应不同大小的监测空间及多种监测环境。

2.根据权利要求1所述的有限空间内生命安全自动监测及预警系统，其特征在于，所述传感器模块包含3个部分：温度检测模块（41）、有害气体检测模块（42）、生命检测模块（43），3个监测模块的输出接入三输入与非门（44），当有害气体含量过高、温度过高、有生命体时，三个监测模块均输出高电平给与非门电路，与非门通过信号线（46）输出为一个低电平信号，触发控制主机的报警电路，通过声光报警器产生报警。

3.根据权利要求1所述的有限空间内生命安全自动监测及预警系统，其特征在于，所述电源（1）是直流12V安全电压。

4.根据权利要求1所述的有限空间内生命安全自动监测及预警系统，其特征在于，所述声光报警器（3）根据具体环境要求选择控制主机（2）的接口，选择的报警方式有单声音报警、单光报警、声光混合报警；同时控制主机的无线信号发射电路发出报警信号，触发控制人员的便携式移动控制终端，发出震动、声音报警。

5.根据权利要求1所述的有限空间内生命安全自动监测及预警系统，其特征在于：所述传感器模块（4）的信号接口为3p接口，其中红线（47）为电源线，黑线（48）为地线，蓝线（46）为信号线。

6.根据权利要求1所述的有限空间内生命安全自动监测及预警系统，其特征在于，所述温度检测模块（41）既可高温报警，也可低温报警，传感器探头可暴露在环境中，也可嵌入内壁。

7.根据权利要求1所述的有限空间内生命安全自动监测及预警系统，其特征在于，所述有害气体检测模块（42）检测多种气体，包括CO₂、CO、LPG、CH₄，整个害气体检测模块采用相同的外部电路，配用不同的负载电阻R_L，实现气体浓度及输出电压与外部电路的匹配。

8.根据权利要求1所述的有限空间内生命安全自动监测及预警系统，其特征在于，所述生命检测模块（43）传感器采用红外传感器，用于检测场所内是否有人或动物，从而输出相应的电信号。

9.根据权利要求1所述的有限空间内生命安全自动监测及预警系统，其特征在于，所述有限空间是指全封闭或部分封闭、进出口狭窄、通风不良的空间。