CN106444533A - 一种基于三级放大电路的光伏家居燃气监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于三级放大电路的光伏家居燃气监控系统，包含数据采集终端以及与其连接的移动终端，所述数据采集终端包含流量传感器阵列、模数转换电路、放大电路、微控制器模块、无线通信模块、GSM模块、数据存储模块、时钟模块和电源模块，本发明设计一种基于三级放大电路的光伏家居燃气监控系统，其具有成本低、易于实现、组网容易等优点，基于上述主控平台，只需要调整智能家居的内部局部通信网络就可以实现更加完善的智能家居功能；本发明用户可以通过移动终端实时了解燃气含量，能够及方便管控任意管路的燃气连通，控制方便，并且用户也能及时的知晓燃气含量，方便开关调。

Description

一种基于三级放大电路的光伏家居燃气监控系统

技术领域

本发明属于智能监控领域，尤其涉及一种基于三级放大电路的光伏家居燃气监控系统。

背景技术

我国大部分城市地下燃气管网一般采用人工检测管理的方式，寻线人员携带便携式检测设备对燃气管道及其附件进行检测，一旦发生泄漏并达到一定浓度时便发出报警信号，然后进行相应处理，这种方式有一定的灵活性和灵敏度，但这种传统的检测方式在时间和空间上存在着许多漏洞，无法及时有效的知晓管路内燃气是否泄漏，需要投入大量的人力物力，使用效果欠佳。

物联网指的是将各种信息传感设备，如射频识别装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等与互联网结合起来，组成一个巨大的网络。然后，将生活中的所有物品都纳入这个网络，方便识别和管理。通俗地说，互联网的终端是人，而“物联网”的终端是物品，每一件物品都有CPU、网络地址和传感器，物品与物品之间也可以传递信息、发送指令，其主要宗旨是让所有物品与网络连接在一起，系统可以自动的、实时的对物体进行监控、识别、定位、追踪并触发相应事件。物联网的兴起，为智能家居提供了条件。如何通过简化物联网终端设备，最终开发出一套经济实用的支持多终端应用的智能家居物联网平台是非常有意义、有价值的工作。

例如申请号为“201410762178.X”的一种流量监控智能燃气表，在智能燃气表内增加流量监控模块、电磁阀控制模块和报警模块，并安装报警指示和报警回位开关；流量监控模块与报警模块和原有的无线模块相连接；报警模块与电磁阀控制模块、报警指示和原有的无线模块相连接；电磁阀控制模块与电磁阀、原有的无线模块和报警回位开关相连接；电磁阀设置在进气管道上，报警回位开关设置在智能燃气表右下部，该发明能够对燃气流量进行实时监控，并将监控数据显示给用户或上传到燃气公司。并且，在燃气流量出现异常时或者燃气公司发出指令时发出报警并关闭电磁阀。

又如申请号为“201510123548.X”的一种城市燃气管网智能监控装置，用于气站的输送管路输送燃气的监控，所述输送管路以任意分管数量延伸设置于用户住宅中，所述城市燃气管网智能监控装置包括智能计算机控制设备、气体流量计、流量控制阀、燃气表以及报警器，所述智能计算机控制设备分别与所述气体流量计、流量控制阀以及燃气表通讯连接，所述气体流量计与所述流量控制阀并列设置在所述输送管路上，并且在输送管路的任一分管终端上连接设置有燃气表，在燃气表上还并列设置有一个报警器。该发明能够及方便管控任意管路的燃气连通，控制方便，并且用户也能及时的知晓燃气含量，方便开关调节。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供了一种基于三级放大电路的光伏家居燃气监控系统。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种基于三级放大电路的光伏家居燃气监控系统，包含数据采集终端以及与其连接的移动终端，所述数据采集终端包含流量传感器阵列、模数转换电路、放大电路、微控制器模块、无线通信模块、GSM模块、数据存储模块、时钟模块和电源模块，所述流量传感器阵列依次通过模数转换电路、放大电路连接微控制器模块，所述线通信模块、GSM模块、数据存储模块、时钟模块和电源模块分别与微控制器模块连接，所述电源供电模块包含家用电源模块、光伏电源模块、交流适配器、蓄电池，所述家用电源模块通过交流适配器连接蓄电池，所述光伏电源模块通过蓄电池连接数据处理模块；所述放大电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第一二极管、第一三极管、第二三极管、第三三极管；所述第一电阻为变阻器，所述第一电阻的滑动端连接第一电容的一端，所述第一电容的另一端分别连接第二电阻的一端、第三电容的一端，第三电阻的一端、第一三极管的基极，所述第三电阻的另一端接地，所述第一三极管的发射极分别连接第五电阻的一端、第四电容的一端，所述第五电阻的另一端、第四电容的另一端均接地；所述第一三极管的集电极分别连接第三电容的另一端、第四电阻的一端、第二三极管的基极；所述第二三极管的发射极连接第五电容的一端，所述第五电容的另一端接地；所述第二三极管的集电极分别连接第二电阻的另一端、第二电容的一端、第六电容的一端、第三三极管的发射极；所述第二电容的另一端分别连接第六电阻的一端、第七电阻的一端，所述第七电阻的另一端分别连接第三三极管的集电极、第七电容的一端，所述第七电容的另一端接地；所述第六电阻的另一端分别连接第一二极管的阳极、第三三极管的基极；所述第一二极管的阴极连接第四电阻的另一端。

作为本发明一种基于三级放大电路的光伏家居燃气监控系统的进一步优选方案，所述无线通信模块包含控制器以及与其连接的射频发射器。

作为本发明一种基于三级放大电路的光伏家居燃气监控系统的进一步优选方案，所述移动终端采用手机。

作为本发明一种基于三级放大电路的光伏家居燃气监控系统的进一步优选方案，所述流量传感器阵列由3*3个MF4000系列气体流量计构成。

作为本发明一种基于三级放大电路的光伏家居燃气监控系统的进一步优选方案，所述微控制器模块采用芯片型号为MSP430F149的微处理器。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、本发明设计一种基于三级放大电路的光伏家居燃气监控系统，其具有成本低、易于实现、组网容易等优点，基于上述主控平台，只需要调整智能家居的内部局部通信网络就可以实现更加完善的智能家居功能；

2、本发明用户可以通过移动终端实时了解燃气含量，能够及方便管控任意管路的燃气连通，控制方便，并且用户也能及时的知晓燃气含量，方便开关调；

3、本发明采用太阳能电池和家用220 V电源的双供电方式，当有家用电时，通过直流低压继电器巧妙断开太阳能电池；当家用电断开时，太阳能电池充当电源，太阳能电池通过太阳能智能充电器连接太阳能板，充电器在阳光充足时为电池充电，充满电池时自动断开充电，在充足太阳是充电电流能达到1A以上，完全满足电路需要。

附图说明

图1是本发明数据采集终端的结构原理图；

图2是本发明数据采集终端放大电路电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

一种基于三级放大电路的光伏家居燃气监控系统，包含数据采集终端以及与其连接的移动终端，如图1所示，所述数据采集终端包含流量传感器阵列、模数转换电路、放大电路、微控制器模块、无线通信模块、GSM模块、数据存储模块、时钟模块和电源模块，所述流量传感器阵列依次通过模数转换电路、放大电路连接微控制器模块，所述线通信模块、GSM模块、数据存储模块、时钟模块和电源模块分别与微控制器模块连接。所述电源供电模块包含家用电源模块、光伏电源模块、交流适配器、蓄电池，所述家用电源模块通过交流适配器连接蓄电池，所述光伏电源模块通过蓄电池连接数据处理模块。采用太阳能电池和家用220 V电源的双供电方式。当有家用电时，通过直流低压继电器巧妙断开太阳能电池；当家用电断开时，太阳能电池充当电源。

太阳能电池通过太阳能智能充电器连接太阳能板，充电器在阳光充足时为电池充电，充满电池时自动断开充电。在充足太阳是充电电流能达到1 A以上，完全满足电路需要。

所述流量传感器用于实时检测燃气流量参数；模数转换电路用于将流量传感器采集的燃气流量参数转换成数字信号；放大电路用于将处理后的数字信号进行放大处理，进而上传至微控制器模块，数据处理模块经过无线通信模块将采集的数据上传至移动终端。其中，所述流量传感器采用MF4000系列气体流量计。所述无线通信模块包含控制器以及与其连接的射频发射器，所述移动终端采用手机，所述流量传感器阵列由3*3个MF4000系列气体流量计构成。

本发明设计一种基于三级放大电路的光伏家居燃气监控系统，其具有成本低、易于实现、组网容易等优点，基于上述主控平台，只需要调整智能家居的内部局部通信网络就可以实现更加完善的智能家居功能；

如图2所示，所述放大电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第一二极管、第一三极管、第二三极管、第三三极管；所述第一电阻为变阻器，所述第一电阻的滑动端连接第一电容的一端，所述第一电容的另一端分别连接第二电阻的一端、第三电容的一端，第三电阻的一端、第一三极管的基极，所述第三电阻的另一端接地，所述第一三极管的发射极分别连接第五电阻的一端、第四电容的一端，所述第五电阻的另一端、第四电容的另一端均接地；所述第一三极管的集电极分别连接第三电容的另一端、第四电阻的一端、第二三极管的基极；所述第二三极管的发射极连接第五电容的一端，所述第五电容的另一端接地；所述第二三极管的集电极分别连接第二电阻的另一端、第二电容的一端、第六电容的一端、第三三极管的发射极；所述第二电容的另一端分别连接第六电阻的一端、第七电阻的一端，所述第七电阻的另一端分别连接第三三极管的集电极、第七电容的一端，所述第七电容的另一端接地；所述第六电阻的另一端分别连接第一二极管的阳极、第三三极管的基极；所述第一二极管的阴极连接第四电阻的另一端

本发明用户可以通过移动终端实时了解燃气含量，能够及方便管控任意管路的燃气连通，控制方便，并且用户也能及时的知晓燃气含量，方便开关调。

这里采用MSP430F149型处理器：供电电压仅1．8～3．6 V，具有16位RISC结构、125ns指令同周期、多达60 KB Flash ROM和2 KB RAM。另外该器件还配有：12位200 kS／s的MD转换器(自带采样保持)、内部温度传感器、具有3个捕获／比较寄存器的16位定时器Timer_A／Timer__B、2个串口(工作于 UART或SPI模式)、6个8位并口(2个具有中断能力)和硬件乘法器，整个电路结构紧凑且高效。其丰富的寻址方式。简洁的内核指令。较高的处理速度，大量的寄存器及数据存储器使之具有强大的处理能力，丰富的器件内外设接口可简化整个电路设计，减少节点功耗和体积，非常适于节点设计。

本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以再不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (5)

1.一种基于三级放大电路的光伏家居燃气监控系统，其特征在于：包含数据采集终端以及与其连接的移动终端，所述数据采集终端包含流量传感器阵列、模数转换电路、放大电路、微控制器模块、无线通信模块、GSM模块、数据存储模块、时钟模块和电源模块，所述流量传感器阵列依次通过模数转换电路、放大电路连接微控制器模块，所述线通信模块、GSM模块、数据存储模块、时钟模块和电源模块分别与微控制器模块连接，所述电源供电模块包含家用电源模块、光伏电源模块、交流适配器、蓄电池，所述家用电源模块通过交流适配器连接蓄电池，所述光伏电源模块通过蓄电池连接微控制器模块，所述放大电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第一二极管、第一三极管、第二三极管、第三三极管；所述第一电阻为变阻器，所述第一电阻的滑动端连接第一电容的一端，所述第一电容的另一端分别连接第二电阻的一端、第三电容的一端，第三电阻的一端、第一三极管的基极，所述第三电阻的另一端接地，所述第一三极管的发射极分别连接第五电阻的一端、第四电容的一端，所述第五电阻的另一端、第四电容的另一端均接地；所述第一三极管的集电极分别连接第三电容的另一端、第四电阻的一端、第二三极管的基极；所述第二三极管的发射极连接第五电容的一端，所述第五电容的另一端接地；所述第二三极管的集电极分别连接第二电阻的另一端、第二电容的一端、第六电容的一端、第三三极管的发射极；所述第二电容的另一端分别连接第六电阻的一端、第七电阻的一端，所述第七电阻的另一端分别连接第三三极管的集电极、第七电容的一端，所述第七电容的另一端接地；所述第六电阻的另一端分别连接第一二极管的阳极、第三三极管的基极；所述第一二极管的阴极连接第四电阻的另一端。

2.根据权利要求1所述的一种基于三级放大电路的光伏家居燃气监控系统，其特征在于：所述无线通信模块包含控制器以及与其连接的射频发射器。

3.根据权利要求1所述的一种基于三级放大电路的光伏家居燃气监控系统，其特征在于：所述移动终端采用手机。

4.根据权利要求1所述的一种基于三级放大电路的光伏家居燃气监控系统，其特征在于：所述流量传感器阵列由3*3个MF4000系列气体流量计构成。

5.根据权利要求1所述的一种基于三级放大电路的光伏家居燃气监控系统，其特征在于：所述微控制器模块采用芯片型号为MSP430F149的微处理器。