CN109374068A - 一种主动型厨房火灾预防报警装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种主动型厨房火灾预防报警装置，涉及安全装置领域，包括：红外阵列传感器，用于实时监测厨房灶具上若干个位置点的温度；环境检测模块，用于检测厨房内环境气体浓度；人体识别模块，用于检测厨房内人体信号；无线通信模块，用于将本装置与终端设备进行连接；处理存储模块，用于接收监测到的数据，并基于前后两次接收到的温差数据中的最大温度值的差值进行综合计算，根据计算结果判断是否需要报警，若需要，则将报警信号发送至警示模块；警示模块，接收报警信号并报警；电源管理模块，用于为各个模块提供电能。本发明能不受厨房正常使用的明火和正常烹饪产生的烟雾的影响，对火灾进行提前预测并通知用户做出相应的处理。
Description
技术领域
本发明涉及安全装置领域，具体涉及一种主动型厨房火灾预防报警装置。
背景技术
随着社会的发展及人民生活水平的提高，人们对居家生活的安全性要求也越来越高。目前，用于厨房火灾安全监测的产品主要是使用烟雾报警器、红外或紫外火灾探测器和一些通过摄像头进行图像识别的火灾探测设备，而在厨房这种本来就会有明火作业及大量烟雾产生(烹饪时产生的正常油烟)的场所，容易导致火灾探测设备误报。上述火灾探测设备均属于被动型探测设备，即只有当火灾事故已经发生了才会产生报警操作，而此时其实已经造成了一定程度的损失。此外，使用通过摄像头进行图像识别的火灾探测设备，不仅存在成本高、通信带宽占用较大的弊端，还涉及个人隐私被泄露的风险，因此也没有得到大量广泛的应用。
在使用厨房灶具时，一般都需要人照看，以防止做饭、做菜时发生干烧，汤汁或水溢出浇灭灶火等现象。但在实际生活中，经常会发生烹饪者因为其他事务而暂时离开厨房，在做其他事务过程中，常常会遗忘了灶具上正在做的饭菜。并且，随着社会老龄化的日益加剧，老年人群基数日益增大，而老人随着年龄的增长，记忆逐步衰退，必然导致因离开厨房时间过长忘记关火的情况会逐步增加，即意味着忘记关火这一个家庭厨房火灾的重要隐患也会逐步增加。目前，市面上出现有厨房定时器之类的产品，通过对厨房定时器进行设置来避免用户离开厨房时忘记关火的情况。但是，厨房定时器的开启、关闭、时间设定均需要人为手动参与，否则将不能起作用。所以，即便购置了厨房定时器产品，也不能根本解决因为忘记关火而引起的安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于：为解决因厨房长时间离开人员使灶具烧干而引起火灾的问题，提供了一种主动型厨房火灾预防报警装置。本预防报警装置主要通过红外阵列传感器对厨房灶具上多个位置点的温度进行监测，再通过其他传感器对环境气体浓度、人体信号等进行检测，将采集到的数据发送至处理存储模块，通过处理存储模块对数据进行综合计算，若计算结果为异常，则处理存储模块发送报警信号至警示模块，通过警示模块进行报警。本预防报警装置能不受厨房灶具正常使用产生的明火和正常烹饪产生的烟雾的影响，对火灾进行提前预测并通知用户做出相应的处理，从而减少了厨房的火灾隐患。
本发明采用的技术方案如下：
一种主动型厨房火灾预防报警装置，包括用于报警的警示模块，还包括：
红外阵列传感器，用于实时监测厨房灶具上若干个位置点的温度，并将监测到的所有温度数据发送至处理存储模块；
处理存储模块，用于接收监测到的数据，并找出前后两次接收到的温度数据中的最大温度值Tmax1和Tmax2，再基于温度值Tmax1和Tmax2的差值大小进行综合计算，根据计算结果判断是否需要报警；若需要报警，则将报警信号发送至警示模块；
电源管理模块，用于为各个模块提供电能。
进一步地，还包括用于检测厨房内人体信号的人体识别模块，所述人体识别模块将检测到的人体识别信号发送至处理存储模块。
进一步地，还包括用于检测厨房内环境气体浓度的环境检测模块，所述环境检测模块将检测到的浓度数据发送至处理存储模块。
进一步地，还包括用于与终端设备进行数据传输的无线通信模块，所述无线通信模块将处理存储模块接收到的数据及报警信息发送至终端设备。
进一步地，还包括用于在烹饪过程中，计算用户离开厨房时间的定时单元，所述定时单元集成于处理存储模块内部。
进一步地，所述电源管理模块包括可充电电池、电源接口、供电模式切换电路、充电电路、稳压电路及保护电路，所述电源接口连接有市电电源；所述电源管理模块为将市电电源作为主电源、将可充电电池作为辅助电源的两路供电电源。
进一步地，所述警示模块包括语音提醒单元、LED指示单元和蜂鸣器。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明中，通过红外阵列传感器对厨房灶具上多个位置点的温度进行监测，通过处理存储模块找出前后两次接收到的温度数据中的最大温度值，根据两个最大温度值之间的差值判断锅具是否被烧干。若烧干，则发送报警信号至警示模块，通过警示模块进行报警。本预防报警装置能不受厨房灶具正常使用产生的明火和正常烹饪产生的烟雾的影响，对火灾进行提前预测并通知用户做出相应的处理，减少了厨房火灾隐患。
2、本发明中，通过人体识别模块对厨房内是否存在人、人是否位于灶台前进行检测，将检测到数据发送至处理存储模块，通过处理存储模块结合红外阵列传感器监测到的数据进行综合计算。在两个最大温度差之间的差值大于处理存储模块中预设的温差阈值的情况下，若厨房里无人或有人在厨房但并不位于灶台前，则直接通过警示模块进行报警；若有人在厨房并位于灶台前时，则不进行报警。对不同情况采取不同的处理方式，设计合理。
3、本发明中，通过环境检测模块检测厨房内环境气体浓度，再将检测到的数据发送至处理存储模块，通过处理存储模块结合其他数据进行综合计算，提高了本预防报警装置报警的准确率，避免了采用单一传感器进行检测所导致的误报情况。
4、本发明中，通过无线通信模块将本预防报警装置与终端设备进行连接，使二者之间建立数据传输，再将处理存储模块接收到的数据及报警信息发送至终端设备。该操作既便于用户查看厨房内的情况，又便于提醒用户及时处理报警信息。
5、本发明中，在厨房内灶具正在烹饪的情况下，当检测到厨房内没人时，处理存储模块自动启动集成于其内部的定时单元，定时单元开始计算用户离开厨房的时间。当用户再次出现在厨房内时，处理存储模块自动关闭定时单元，定时单元停止计算。保证了在不需要用户主动参与定时的情况下，在用户离开厨房后，自动启动定时单元。当超过一定时间，仍没有人出现在厨房时，立即通过警示模块进行报警，便于及时通知用户处理灶台上的烹饪工作。
6、本发明中，电源管理模块为将市电电源作为主电源、将可充电电池作为辅助电源的两路供电电源。当市电停电时，通过可充电电池给预防报警装置提供应急供电，保证了在停电期间，预防报警装置能正常监控厨房的状态。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明的整体结构框图；
图2为本发明的示意图。
图中标记：1-预防报警装置、2-灶具、3-吊顶。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
一种主动型厨房火灾预防报警装置，包括用于报警的警示模块，还包括：
红外阵列传感器，用于实时监测厨房灶具2上若干个位置点的温度，并将监测到的所有温度数据发送至处理存储模块。其中，红外阵列传感器的型号的选择包括但不限于MLX90621、MLX90640、AMG8853。
处理存储模块，用于接收监测到的数据，并找出前后两次接收到的温度数据中的最大温度值Tmax1和Tmax2，再基于温度值Tmax1和Tmax2的差值大小进行综合计算，根据计算结果判断是否需要报警。若需要报警，则将报警信号发送至警示模块。
警示模块，用于接收报警信号并报警。
电源管理模块，用于为各个模块提供电能。
进一步地，还包括用于检测厨房内人体信号的人体识别模块，人体识别模块将检测到的人体识别信号发送至处理存储模块。人体识别模块的选择包括但不限于PIR热释电红外传感器、人体探测雷达、超声波模组、红外或激光测距模组。
进一步地，还包括用于检测厨房内环境气体浓度的环境检测模块，环境检测模块将检测到的浓度数据发送至处理存储模块。环境检测模块的选择包括但不限于甲烷传感器、CO传感器和烟雾传感器，可采用任一或组合。
进一步地，还包括用于与终端设备进行数据传输的无线通信模块，无线通信模块将处理存储模块接收到的数据及报警信息发送至终端设备。无线通信模块与终端设备进行数据传输方式包括但不限于LORA、GPRS、ZIGBEE、WIFI、蓝牙、3G、4G、5G。
进一步地，还包括用于在烹饪过程中，计算用户离开厨房时间的定时单元，定时单元集成于处理存储模块内部。
进一步地，电源管理模块包括可充电电池、电源接口、供电模式切换电路、充电电路、稳压电路及保护电路，电源接口通过保护电路连接有市电电源。市电电源经保护电路及充电电路后连接可充电电池，可充电电池经供电模式切换电路后连接电源接口，电源接口连接稳压电路，通过稳压电路将供电电压转换为本预防报警装置1所需大小的电压，可充电电池可选用锂电池。当市电停电时，通过可充电电池为预防报警装置1提供电源，确保在停电期间，该预防报警装置1能正常监控厨房内的状态。供电模式切换电路用于控制主电源和辅助电源之间的切换，充电电路为市电正常供电的情况下，自动为可充电电池进行充电，保护电路用于防止供电电源正负极接反时，电源管理模块内部的电路受到损坏。
进一步地，警示模块包括语音提醒单元、LED指示单元和蜂鸣器。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本发明较佳实施例提供的一种主动型厨房火灾预防报警装置，包括：
红外阵列传感器，用于实时监测厨房灶具2的温度，并将监测到的温度数据发送至处理存储模块。本实施例中，红外阵列传感器的型号采用MLX90621。
处理存储模块，用于接收监测到的数据，并找出前后两次接收到的温度数据中的最大温度值Tmax1和Tmax2，再基于温度值Tmax1和Tmax2的差值大小进行综合计算，根据计算结果判断是否需要报警。若需要报警，则将报警信号发送至警示模块。处理存储模块包括处理芯片和flash存储模块，本实施例中，处理芯片的型号采用STM32F030CC，flash存储模块的型号采用SST26VF032。
电源管理模块，用于为各个模块提供电能。包括可充电电池、电源接口、供电模式切换电路、充电电路、稳压电路及保护电路，电源接口连接有市电电源。本预防报警装置的电源管理模块为将市电电源作为主电源、将可充电电池作为辅助电源的两路供电电源。
警示模块，用于接收报警信号并报警。包括语音提醒单元、LED指示灯和蜂鸣器。
如图1所示，在厨房内的吊顶3上安装带有红外阵列传感器的预防报警装置1，并使灶具2刚好处于红外阵列传感器的视场范围的中间位置。红外阵列传感器每50s获取一次灶具2上60个位置点的温度值，对比前后两次获取的64个位置点的温度值。记处理存储模块中预设的温差阈值为D，记前一次获取的64个位置点的温度值中最大温度值为Tmax1，记后一次获取的64个位置点的温度值中最大温度值为Tmax2。本实施例中，温差D的取值设为20℃。则当Tmax2-Tmax1＞20℃时，则认为异常。当锅内的食物没有烧干时，会通过水蒸气挥发的方式，使锅内保持在一定的温度范围内。当锅内的水被烧干时，无法通过水蒸气挥发来保持锅内的温度在一定的温度范围内时，锅具的温度就会急剧上升，使得在50秒以内温度快速上升超过20℃。因此，当对比到前后两次的最大温度值的差值超过20℃时，则认为是锅被烧干，即刻发送报警信号至警示模块，通过警示模块中的蜂鸣器进行报警、语音提醒单元进行语音提示、LED指示灯从正常状态切换至报警状态，及时通知用户危险情况需尽快处理。而此时，厨房内并没有发生火灾，从而实现了火灾的预防。同时，本预防报警装置1通过对红外阵列传感器获取的温度值进行分析，也可以判断是否有人位于灶具2前。
实施例2
在实施例一的基础上，预防报警装置1还包括用于检测厨房内人体信号的人体识别模块，人体识别模块将检测到的人体识别信号发送至处理存储模块。本实施例中，人体识别模块选用PIR热释电红外传感器。当计算结果异常时，处理芯片根据PIR热释电红外传感器检测的人体数据进行对应的处理。若PIR热释电红外传感器检测到厨房内无人或者有人在厨房但并不位于灶台前，则直接通过警示模块进行报警；若检测到厨房内有人且位于灶台前，则不进行报警。
实施例3
在上述任一实施例的基础上，预防报警装置1还包括用于检测厨房内环境气体浓度的环境检测模块，环境检测模块将检测到的浓度数据发送至处理存储模块。本实施例中，环境检测模块的选用CO传感器和烟雾传感器。通过CO传感器和烟雾传感器获取厨房环境中气体的浓度，并将检测到的浓度数据发送至处理芯片，处理芯片根据接收到的数据进行综合计算，做出正确的计算输出，避免了采用单一探测设备所导致的误报情况，提高了本装置预防报警的准确率。
实施例4
在上述任一实施例的基础上，预防报警装置1还包括用于与终端设备进行数据传输的无线通信模块，无线通信模块将处理存储模块接收到的数据及报警信息发送至终端设备。本实施例中，无线通信模块与终端设备进行数据传输方式采用GPRS 2G，GPRS的型号采用M6310，用户可通过终端设备查询历史报警记录、各个数据采集设备实时监测到的数据。
实施例5
在上述任一实施例的基础上，预防报警装置1还包括用于在烹饪过程中，计算用户离开厨房时间的定时单元，定时单元集成于处理存储模块内部，并记处理存储模块中设定的时间阈值为S。在厨房内灶具正在烹饪的情况下，当检测到厨房内没人时，处理存储模块自动启动集成于其内部的定时单元，定时单元开始计算用户离开厨房的时间，在时间S内，若用户一次都未出现在厨房内时，处理芯片通过警示模块进行主动报警。在定时单元处于启动的前提下，在时间S内，若用户再次出现在厨房内时，处理存储模块自动关闭定时单元，定时单元停止计算。若预防报警装置1连接有终端设备，如连接有手机APP，则可通过手机APP提醒用户进行及时处理。同时，用户也可通过终端设备更改时间阈值S。如在需要较长烹饪时间的情况下，用户可以将时间阈值30min更改为1h。解决了需要手动参与厨房定时器的开启、关闭、时间设定，不能根本解决因为忘记关火而引起的安全隐患问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种主动型厨房火灾预防报警装置，包括用于报警的警示模块，其特征在于，还包括：
红外阵列传感器，用于实时监测厨房灶具(2)上若干个位置点的温度，并将监测到的所有温度数据发送至处理存储模块；
处理存储模块，用于接收监测到的数据，并找出前后两次接收到的温度数据中的最大温度值Tmax1和Tmax2，再基于温度值Tmax1和Tmax2的差值大小进行综合计算，根据计算结果判断是否需要报警；若需要报警，则将报警信号发送至警示模块；
电源管理模块，用于为各个模块提供电能。
2.根据权利要求1所述的一种主动型厨房火灾预防报警装置，其特征在于，还包括用于检测厨房内人体信号的人体识别模块，所述人体识别模块将检测到的人体识别信号发送至处理存储模块。
3.根据权利要求1所述的一种主动型厨房火灾预防报警装置，其特征在于，还包括用于检测厨房内环境气体浓度的环境检测模块，所述环境检测模块将检测到的浓度数据发送至处理存储模块。
4.根据权利要求1所述的一种主动型厨房火灾预防报警装置，其特征在于，还包括用于与终端设备进行数据传输的无线通信模块，所述无线通信模块将处理存储模块接收到的数据及报警信息发送至终端设备。
5.根据权利要求1所述的一种主动型厨房火灾预防报警装置，其特征在于，所述处理存储模块内设有用于在烹饪过程中，计算用户离开厨房时间的定时单元，所述定时单元集成于处理存储模块内部。
6.根据权利要求1所述的一种主动型厨房火灾预防报警装置，其特征在于，所述电源管理模块包括可充电电池、电源接口、供电模式切换电路、充电电路、稳压电路及保护电路，所述电源接口连接有市电电源；所述电源管理模块为将市电电源作为主电源、将可充电电池作为辅助电源的两路供电电源。
7.根据权利要求1所述的一种主动型厨房火灾预防报警装置，其特征在于，所述警示模块包括语音提醒单元、LED指示单元和蜂鸣器。
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