CN109801469A - 一种烟感报警器和火灾检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种烟感报警器，包括外壳以及设在外壳内部的电路板，电路板包括微控制器模块、烟感模块、报警模块和超声波模块，当烟感模块检测到室内烟雾浓度超过阈值时，超声波模块启动连续预设次数检测预定监视空间，获得包括回波时间以及与回波时间对应的回波强度值在内的超声波数据；当超声波数据中的波峰峰值变化、波动频率和波动振幅超过预设条件时发送警报信号。本发明在现有的烟感报警器的基础上添加了超声波功能，在烟感模块检测的烟雾浓度超过阈值时，开启超声波模块检测进一步判断烟雾流动剧烈程度情况，通过两种不同模式的烟雾情况判断方法，结合两者的优点，使最终的烟雾报警准确率更高，减少误报情况的发生。
Description
技术领域
本发明涉及烟感报警领域，具体涉及一种烟感报警器和火灾检测方法。
背景技术
现有的烟感报警器通过监测烟雾的浓度来实现火灾防范，被广泛运用到各种消防报警系统中，当检测到烟雾浓度超过阈值时，烟感报警器可以立即发出声光报警以及信号报警。
主流的光电型烟感报警器，其烟雾浓度检测是基于光散射原理：红外发射管的红外光束可以被烟尘粒子散射，散射光的强弱与烟的浓度成正比。具体的，报警器内设有光学迷宫，迷宫内有一组红外发射管、光电接收管，当环境中无烟雾时，接收管接收不到发射管发出的红外光，后续采样电路无电信号变化;当环境中有烟雾时，烟雾颗粒进入迷宫内使发射管发出的红外光发生散射，散射光的强度与烟雾浓度有一定线性关系，后续采样电路发生变化，通过报警器内置的主控芯片根据散射光的强度判断烟雾浓度来确认是否发生火警，一旦烟雾浓度超过报警阈值即确认火警，报警器发出火警信号，火灾指示灯点亮，并启动蜂鸣器报警。这种烟感报警器的特点是灵敏度高，只要有轻微浓度的烟雾就可以检测到。
目前的烟感报警器在使用中存在的最大问题就是误报问题。由于烟感报警器的是通过光散射原理检测烟雾浓度，散射的红外光的强度与烟雾浓度有一定线性关系，具体的说是当烟雾浓度在某个值以下时，散射光的强弱与烟雾浓度成正比关系，然而当烟雾浓度超过这个值后，散射光的强度上升幅度很小甚至不再继续上升，也就是说光电型烟感报警器所能检测出的烟雾浓度值存在一个极限值，当烟雾浓度超过该极限值后，报警器无法检测出来，一般厂家为了减少误报已经将烟感报警器的烟雾浓度报警阈值设置的距离上述极限值比较近了。
实际报警器的使用环境复杂多变，可能因为用户吸烟或烧菜做饭等原因，房间内烟雾浓度会临时提高到某个浓度值后回落或者较长时间维持在某个浓度值，这个烟雾浓度值往往超出通常报警器所设置的报警阈值，故而现有的光电烟感报警器会因为先天局限原因产生误报。
当然报警器误报还有其他原因，比如可能是报警器使用久了积灰尘，或者有小飞虫进入报警器中，又或者迷宫变形等原因，导致实际烟雾浓度值还未达到预设浓度值即报警。
发明内容
为避免背景技术的不足之处，本发明提供一种烟感报警器，可通过检测烟雾流动剧烈程度辅助判断是否发生火灾，同时本发明还提供了一种应用于烟感报警器的火灾检测方法，通过两种不同模式的烟雾情况判断方法，结合两者的优点，使最终的烟雾报警准确率更高，减少误报情况的发生。
本发明提出的一种烟感报警器，包括外壳以及设在外壳内部的电路板，电路板包括微控制器模块以及与微控制器模块连接的烟感模块和报警模块，电路板还包括与微控制器模块连接的超声波模块，当烟感模块检测到室内烟雾浓度超过阈值时，微控制器模块控制超声波模块启动连续预设次数检测预定监视空间，并获得包括回波时间以及与回波时间对应的回波强度值在内的超声波数据；当超声波数据中的波峰峰值变化、波动频率和波动振幅超过预设条件时，微控制器模块控制报警模块发送警报信号。
进一步的，外壳侧面具有至少两个朝向不同的通孔，超声波模块包括固定安装于通孔且朝向斜下方的超声波收发探头，通孔以及对应的超声波收发探头数量优选为3个。
进一步的，超声波模块还包括固定套、硅胶套，超声波收发探头固定嵌入硅胶套；硅胶套固定嵌入固定套；固定套固定嵌入外壳侧面的通孔。
进一步的，还包括安装板；外壳顶面设有若干截面为“T”字形的凸扣，安装板上设有与凸扣对应配合的通孔，凸扣穿过通孔后可通过旋转外壳使外壳与安装板固定配合。
进一步的，电路板还包括与微控制器模块连接的加速度模块，加速度模块用于通过检测加速度的变化判断烟感报警器的运动情况；当加速度的变化超过阈值时，微控制器模块控制报警模块发送警报信号。
进一步的，报警模块为无线通信报警模块或/和声光报警模块；微控制器模块可控制声光报警模块发送声光警报通知周边人员，微控制器模块可控制无线通信报警模块发送无线警报信号通知配套的数据平台。
本发明同时还提出了一种火灾检测方法，包括：
获取当前环境下烟雾浓度数据；
确定烟雾浓度超过阈值；
获取预定监视空间连续预设次数检测的超声波数据，超声波数据包括回波时间以及与回波时间对应的回波强度值；
判断超声波数据中的波峰峰值变化、波动频率和波动振幅是否超过预设条件，若是则判定当前环境发生火灾。
进一步的，判断超声波数据中的波峰峰值变化、波动频率和波动振幅是否超过预设条件的步骤包括：
将超声波数据中同一回波时间点对应的波峰峰值上下波动振幅超过预设条件的确定为异常波动；
判断异常波动的频率是否超过预设频率，若是则判定预定监视空间的烟雾流动剧烈程度超过火灾警报阈值。
进一步的，本方法还包括：判断异常波动的频率在超过预设频率后是否回落，且超声波数据中正常波峰的波峰峰值的衰减程度是否超过阈值，若是则判定预定监视空间烟雾已经完全弥漫。
进一步的，本方法还包括：
根据超声波数据中正常波峰的波峰峰值确定反射强点以及与反射强点对应的回波时间点；
将最近轮检测的与首轮检测的超声波数据进行对比；
筛选并确定两轮超声波数据中的相同反射强点；
判断相同反射强点对应的回波时间点的变化量是否超过阈值，若是则判定预定监视空间出现温升异常。
进一步的，将超声波数据中同一回波时间点对应的波峰峰值上下波动振幅超过预设条件的确定为异常波动的步骤包括：
确定每次检测的超声波数据中的有效波峰峰值和对应的回波时间点，有效波峰峰值为超过预设临界回波强度值的波峰峰值；
整合各次超声波数据，确定各回波时间点对应的最大有效波峰峰值以及最小有效波峰峰值，若某回波时间点仅出现一次有效波峰峰值，则最小有效波峰峰值默认为预设临界回波强度值；
确定各回波时间点的最大有效波峰峰值与最小有效波峰峰值的波动比值；
确定波动比值大于预设比值的回波时间点处存在异常波动。
本发明同时还提出了一种基于超声波的烟雾流动剧烈程度检测方法，包括：
获取预定监视空间连续预设次数检测的超声波数据，超声波数据包括回波时间以及与回波时间对应的回波强度值；
将超声波数据中同一回波时间点对应的波峰峰值上下波动振幅超过预设条件的确定为异常波动；
根据异常波动的频率确定预定监视空间的烟雾流动剧烈程度。
进一步的，将超声波数据中同一回波时间点对应的波峰峰值上下波动振幅超过预设条件的确定为异常波动的步骤包括：
确定每次检测的超声波数据中的有效波峰峰值和对应的回波时间点，有效波峰峰值为超过预设临界回波强度值的波峰峰值；
整合各次超声波数据，确定各回波时间点对应的最大有效波峰峰值以及最小有效波峰峰值，若某回波时间点仅出现一次有效波峰峰值，则最小有效波峰峰值默认为预设临界回波强度值；
确定各回波时间点的最大有效波峰峰值与最小有效波峰峰值的波动比值；
确定波动比值大于预设比值的回波时间点处存在异常波动。
本发明同时还提出了一种超声波烟感装置，包括用于存储程序的存储器和用于执行所述程序的处理器，所述程序被处理器执行时实现如上任意一项火灾检测方法或基于超声波的烟雾流动剧烈程度检测方法的步骤。
本发明有益效果在于在现有的烟感报警器的基础上添加了超声波功能，在烟感模块检测的烟雾浓度超过阈值时，报警器仅进入预警状态，随后开启超声波模块检测进一步判断烟雾流动剧烈程度情况，当判断出超声波数据的波动频率和波动振幅超过预设条件时，报警器就可以发送报警信号；通过两种不同模式的烟雾情况判断方法，结合两者的优点，使最终的烟雾报警准确率更高，减少误报情况的发生。
附图说明
图1是本发明实施例1烟感报警器的爆炸示意图。
图2是本发明实施例1烟感报警器的立体示意图。
图3是本发明实施例1烟感报警器的电路板的模块组成示意图。
图4-6是某实验场景中在无烟雾环境下获取的超声波数据中截取的波形示意图。
图7-9是该实验场景中在低浓度烟雾环境下获取的超声波数据中截取的波形示意图。
图10-12该实验场景中在高浓度烟雾环境下获取的超声波数据中截取的波形示意图。
图13是本发明实施例2火灾检测判定方法的流程示意图。
图14是本发明实施例2火灾检测判定方法中确定异常波动的方法的流程示意图。
图15是本发明实施例2火灾检测判定方法中一种进一步辅助判断方法的流程示意图。
图16是本发明实施例2火灾检测判定方法中第二种进一步辅助判断方法的流程示意图。
图17是本发明实施例3基于超声波的烟雾流动剧烈程度检测方法的流程示意图。
附图标记如下：1-底座；2-电路板；2a-微控制器模块；2b-声光报警模块；2c-无线通信模块；2d-加速度模块；3-烟感模块；4-上盖；5-电池；6-电池仓盖；7-安装板；8-超声波模块；8a-超声波收发探头；8b-硅胶套；8c-固定套。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1，参照附图1-3，一种烟感报警器，整体呈圆盘状，包括外壳、电池5以及设在外壳内部的电路板2；外壳包括互相配合安装的底座1、上盖4以及电池仓盖6，底座1侧面具有三个朝向不同的通孔以及进出烟通道；电路板2包括微控制器模块2a以及与微控制器模块2a连接的烟感模块3、声光报警模块2b、无线通信模块2c和超声波模块8；超声波模块8包括超声波收发探头8a、硅胶套8b、固定套8c，超声波收发探头8a固定嵌入硅胶套8b，硅胶套8b固定嵌入固定套8c，固定套8c固定安装于通孔，超声波收发探头8a的方向朝向斜下方；硅胶套8b的作用是为了吸收声音产生的空气震动，避免各超声波收发探头8a之间的干扰；当烟感模块3检测到室内烟雾浓度超过阈值时，微控制器模块2a控制超声波模块8启动连续多次检测预定监视空间，并获得包括回波时间以及与回波时间对应的回波强度值在内的超声波数据；当超声波数据中的波峰峰值变化、波动频率和波动振幅超过预设条件时，微控制器模块2a控制声光报警模块2b发出声光报警并控制无线通信模块2c发送报警信号。
传统的超声波测距装置在发射超声波后仅能检测是否存在反射的超声波也即反射回波，基于这原理当超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射回波就立即停止计时从而获得回波时间，根据声速和回波时间公式，即可计算出超声波测距装置与最近物体的距离。而本发明中所采用的超声波装置在上述基础上还可以检测反射回的超声波的强度值也即回波强度值，当超声波发射器向某一物体发射超声波，超声波接收器收到反射回波时不停止计时，获得回波强度值和回波时间；由于超声波具有较大波束角，在波束角范围内的物体表面可能存在许多可反射超声波的反射点，反射点与超声波装置的距离有大有小，故随着回波时间的增加，超声波装置就可以持续检测到与回波时间对应的回波强度值。回波强度值的大小取决于相同反射距离（或相同回波时间）下反射点的总数量。
为方便理解，以附图4为例，将获得的回波时间作为横轴（本发明附图中的横轴实际均为由回波时间转换后的反射距离，因为回波时间一般为毫秒级，如果以回波时间为横轴，一般人对图中过小的时间数据无直观概念很难去理解，而转换为反射距离后更加直观、易于他人理解），回波强度值作为纵轴，形成可视直观的波形图。超声波装置向预设背景环境中存在的物体发射超声波时，因物体角度、形状大小等因素，某些区域部位易形成回波，比如装置正下方的地面、墙角、门与地形成的直角处等等，使得波形图中该区域部位对应的回波时间处出现回波强度值的波峰，这些波峰的峰值正常情况下所对应的就是预设背景环境中的反射强点，如果预设背景环境不发生变化反射强点也不会发生变化；而某些区域部位不会或很少形成回波，使得波形图中该区域部位对应的回波时间处的回波强度值趋于零。
假设超声波装置开启时的背景环境是稳定不变的，参考附图4-6，超声波数据采集后的波形图趋势也是基本相同的，只是因为超声波的特性，多次采集的数据中相同回波时间对应的回波强度值会存在上下波动，但是波动幅度比较小，可以算在正常波动偏差范围内。然而当环境内有烟雾存在且烟雾在流动扩散时，参考附图7-9，回波强度值的波动会超出正常波动偏差范围，具体体现为图7中远大于正常环境下的平均值的大波峰以及图8中远小于正常环境下的平均值的小波峰。随着烟雾浓度以及流动剧烈程度的上升，回波强度值的波动频率和波动振幅会分别随之加快和变大；整体在烟雾浓度较高时，参考附图10-12中，可以显示的最明显的变化是，原本在附图4-6中无回波强度值波峰的区域，也会出现小波峰；而原本的大波峰的区域，在大部分的波形图中反而达不到无烟时的平均波峰峰值。出现以上这些情况就是由于空气中流动的烟雾颗粒影响了超声波的反射。通过对超声波数据的计算分析，也即分析计算超声波数据中的波峰峰值变化、波动频率和波动振幅，就可以大致推断出烟雾流动剧烈程度。需要知道的是，申请人在实际测试中发现，空调、电风扇产生的吹风、加热器产生的热流也会引起超声波数据的干扰波动，但是明显没有烟雾带来的干扰严重，故而本实施例中完全可以忽略这些情形。
在火灾的初期阶段，该阶段特征是初起烟雾大，烟雾扩散迅速，可燃物质燃烧面积小，火焰不高，辐射热不强，火势发展比较缓慢，这个阶段是灭火的最好时机。本发明实施例就是根据火灾初期的特征，通过在现有的烟感报警器的基础上添加了超声波功能，在烟感模块3检测的烟雾浓度超过阈值时，报警器仅进入预警状态，随后开启超声波模块8检测进一步判断烟雾情况。三个朝向不同方向的超声波收发探头8a检测各自方向的监视空间，当其中一个方向判断出超声波数据中的波峰峰值变化、波动频率和波动振幅超过预设条件时，表明该方向监视空间内有浓烟在剧烈流动，报警器就可以发送警报信号；通过两种不同模式的烟雾判断方法，使最终的烟雾报警准确率更高，减少误报情况的发生。
从某种意义上说，检测烟雾流动的剧烈程度比检测烟雾浓度在判断火灾时更加准确，当刚起火时，烟雾会源源不断的持续产生，又因为新产生的烟雾浓度极高，在产生初期就会升高并在空气中快速扩散，此时烟雾对空气的扰动是最高的；如果火被扑灭，烟雾就会断了来源，这时新的烟雾不再产生，而旧的烟雾又因为已经被空气稀释了，流动速度逐渐降低，对空气的扰动也逐渐下降；在整个过程中，现有的烟感报警器或许只能得出烟雾浓度超过阈值，而无法判断火灾的发展情况。此外，由于烟雾是从着火点开始蔓延到附近区域，故通过检测三个方向的超声波数据还可以检测出烟雾源头方向以及弥漫情况。
本实施例烟感报警器还包括安装板7，外壳顶面设有若干截面为“T”字形的凸扣，安装板7上设有与凸扣对应配合的通孔，凸扣穿过通孔后可通过旋转外壳使外壳与安装板7固定配合，方便安装以及拆卸更换电池5。
为了电路板2还包括与微控制器模块2a连接的加速度模块2d，加速度模块2d用于通过检测加速度的变化判断烟感报警器的运动情况；当加速度的变化超过阈值时，微控制器模块2a控制声光报警模块2b发出声光报警并控制无线通信模块2c发送防拆移动警报信号。
实施例2，参照附图13，一种火灾检测判定方法，适用于实施例1的烟感报警器中，包括：
S101获取当前环境下烟雾浓度数据。
S102判断烟雾浓度是否超过阈值，若是则进入下一步骤；前两步骤就是普通烟感的烟雾浓度判断流程，可以通过现有的各种烟雾浓度判断方法，判断当前环境是否有可能出现火灾情况，为了防止误报，若是烟雾浓度超过阈值则仅进入预警状态，采用基于超声波的烟雾情况检测方法再次检测环境烟雾情况验证结果。
S103获取预定监视空间连续预设次数检测的超声波数据，超声波数据包括回波时间以及与回波时间对应的回波强度值；本实施例中，将连续预设次数检测获得的超声波数据定义为一轮超声波数据，每轮超声波数据中次数的多寡直接影响异常波动的筛选结果，在相同情况下每组次数越多，则该轮中异常波动越多。
S104将超声波数据中同一回波时间点对应的波峰峰值上下波动振幅超过预设条件的确定为异常波动；本步骤是本方法的核心，一轮超声波数据中如果在同一回波时间点的回波强度值上下振幅很大，则表明当前空气中出现较严重的扰动因素影响超声波的检测，这因素就是烟雾；而振幅变化最明显的就是各波峰峰值，当波峰峰值的波动振幅超过一定程度时，可认为是因烟雾引起的异常波动。
S105判断异常波动的频率是否超过预设频率，若是则进入下一步骤；异常波动的频率即每轮超声波数据中异常波动的出现次数，如果异常波动频率未超过预设频率，可认定当前环境有虽然有烟雾在流动，但是还未达到火灾的判定条件，也有可能是其他原因比如抽烟或油烟引起的，则返回步骤S101，等待下次检测后再次判断；如果超过预设频率，则进入下一步骤。
S106判定预定监视空间的烟雾流动剧烈程度超过火灾警报阈值；一般情况下，当走到这步骤，已经可判定当前环境发生火灾，但是考虑到为了适应不同的场景和人群，还可以在本步骤的基础上继续增加判断步骤，下文将进一步详细介绍；增加的步骤虽然可以进一步降低误报率，但是同样的如果真的发生火灾则增加的判断步骤会延误警报时间，这可以根据用户的实际需求进行针对性设置。
S110判定当前环境发生火灾。
本实施例方法结合现有的烟感，当原本的烟感模块检测的烟雾浓度超过阈值时，再次用超声波模块检测烟雾情况，通过两种不同模式的烟雾情况判断方法，结合两者的优点，使最终的烟雾报警准确率更高，减少误报情况的发生。
本实施例中，进一步的，如图14所示，步骤S104具体包括以下步骤：
S1041确定每次检测的超声波数据中的有效波峰峰值和对应的回波时间点，有效波峰峰值为超过预设临界回波强度值的波峰峰值；本步骤的目的就是筛选出正常波峰和异常波峰，正常波峰指的是在波形图中原本就存在的因物体反射形成的波峰；而异常波峰指的是属于因烟雾影响引起的波峰，在实施例1中提到的，当烟雾浓度较高且在流动扩散时，原本无回波强度值波峰的区域，也会时有时无出现的小波峰，而且随着烟雾流动剧烈程度的增高，小波峰出现的频率越来越快；通过设置预设临界回波强度值，将波峰峰值超过预设临界回波强度值的异常波峰和正常波峰认定为有效波峰，并确定其有效波峰峰值；而没有超过预设临界回波强度值的小波峰，因为无法认定其是属于超声波本身特性引起的正常波动还是属于因烟雾影响产生的异常波动，故不予理会；经过本步骤处理后，单次检测的超声波数据就只剩下若干回波时间点以及对应的有效波峰峰值。
S1042整合各次经上步骤处理后的超声波数据，确定各回波时间点对应的最大有效波峰峰值以及最小有效波峰峰值，若某回波时间点仅出现一次有效波峰峰值，则最小有效波峰峰值默认为预设临界回波强度值；将本轮中各次检测的经过步骤S1041处理后的超声波数据整合在一起，若某回波时间点仅出现一次有效波峰峰值，则该回波时间点对应的最大有效波峰峰值等于该有效波峰峰值，最小有效波峰峰值等于预设临界回波强度值，通常这种情况出现于异常波峰；如果某回波时间点出现多次有效波峰峰值，则该回波时间点对应的最大有效波峰峰值和最小有效波峰峰值分别为其中的最大值和最小值，通常这种情况出现于正常波峰；确定了最大有效波峰峰值和最小有效波峰峰值，也就可以确定在本轮检测中各回波时间点对应的回波强度值的波动振幅，这也是本步骤的目的。
S1043确定各回波时间点的最大有效波峰峰值与最小有效波峰峰值的波动比值；本步骤的目的是通过最大有效波峰峰值与最小有效波峰峰值的波动比值确定各回波时间点对应的回波强度值的波动振幅大小，波动比值越大则波动振幅越大。
S1044确定波动比值大于预设比值的回波时间点处存在异常波动；本步骤的目的是筛选出异常波动，确定波动振幅异常的回波时间点；对于正常波峰，如果波动比值小则说明这波动应当属于超声波本身特性引起的正常波动，如果波动比值大则说明这波动应当属于烟雾影响引起异常波动；对于异常波峰，由于其是随机出现的属于烟雾影响引起异常波动，波动比值总会比较大。
除了通过S103-S106辅助判断当前环境是否发生火灾，还可以通过以下第一种方法进一步辅助判断，参照附图15，具体包括：
S1071判断异常波动的频率在超过预设频率后是否回落，若是则进入下一步骤；当烟雾渐渐扩散至整个环境，环境整体烟雾浓度升高并趋于相对稳定后，超声波数据的波形图会向两个趋势发展；第一，因为整个环境中大量烟雾的存在，或反射或吸收超声波，使得检测到的回波强度值明显低于正常环境下回波强度值；第二，烟雾的流动也会造成回波强度值的波动，但是波动振幅不再像刚开始检测时的波动振幅那么大；本步骤就是判断第一个趋势条件。
S1072判断超声波数据中正常波峰的波峰峰值的衰减程度是否超过阈值，若是则进入下一步骤；如果没有衰减或衰减程度不大，则环境中的烟雾渐渐消散，可能不是火灾或起火点已经被扑灭，只有这种情况才会导致异常波动回落的同时正常波峰的波峰峰值不衰减；当然，通过计算正常波峰的波峰峰值的衰减量，也可以大致计算出环境中的烟雾平均浓度。
S1073判定预定监视空间烟雾已经完全弥漫。
进一步的，还可以通过以下第二种方法辅助判断当前环境是否发生火灾，参照附图16，具体包括：
S1081根据超声波数据中正常波峰的波峰峰值确定反射强点，以及与反射强点对应的回波时间点；反射强点指的预设背景环境中会在波形图中产生波峰峰值的物体反射点，反射强点是客观存在的，只要预设背景环境中不变反射强点也不会变化，但是反射强点对应的回波时间点会因为温度-声速的变化而变化。
S1082将最近轮检测的与首轮检测的超声波数据进行对比。
S1083筛选并确定两轮超声波数据中的相同反射强点。
S1084判断相同反射强点对应的回波时间点的变化量是否超过阈值，若是则进入下一步骤；当环境出现火灾的情况时，预定监视空间的平均温度会逐渐升高，反应到超声波数据的波形图里就是反射强点对应的回波时间点逐渐变小，通过检测相同反射强点对应的回波时间点的变化量就可以大致计算出超声波在来回路径上的平均温升，进而辅助判断是否发生火灾。
S1085判定预定监视空间出现温升异常。
实施例3，参照附图17，一种基于超声波的烟雾流动剧烈程度检测方法，可适用于任意可获取超声波数据并进行处理计算的设备终端或服务器，包括：
S201获取预定监视空间连续预设次数检测的超声波数据，超声波数据包括回波时间以及对应的回波强度值。
S202确定每次检测的超声波数据中的有效波峰峰值和对应的回波时间点，有效波峰峰值为超过预设临界回波强度值的波峰峰值。
S203整合各次超声波数据，确定各回波时间点对应的最大有效波峰峰值以及最小有效波峰峰值，若某回波时间点仅出现一次有效波峰峰值，则最小有效波峰峰值默认为预设临界回波强度值。
S204确定各回波时间点的最大有效波峰峰值与最小有效波峰峰值的波动比值。
S205确定波动比值大于预设比值的回波时间点处存在异常波动。
S206根据异常波动的频率确定预定监视空间的烟雾流动剧烈程度。
本实施例方法的原理和技术效果可参照实施例1和实施例2。
虽然本发明已通过参考优选的实施例进行了描述，但是，本领域普通技术人员应当了解，可以不限于上述实施例的描述，在权利要求书的范围内，可作出形式和细节上的各种变化。
Claims (15)
1.一种烟感报警器，包括外壳以及设在外壳内部的电路板，所述电路板包括微控制器模块以及与所述微控制器模块连接的烟感模块和报警模块，其特征在于：所述电路板还包括与所述微控制器模块连接的超声波模块，当所述烟感模块检测到室内烟雾浓度超过阈值时，所述微控制器模块控制超声波模块启动连续预设次数检测预定监视空间，并获得包括回波时间以及与回波时间对应的回波强度值在内的超声波数据；当超声波数据中的波峰峰值变化、波动频率和波动振幅超过预设条件时，所述微控制器模块控制报警模块发送警报信号。
2.根据权利要求1所述的一种烟感报警器，其特征在于：所述外壳侧面具有至少两个朝向不同的通孔，所述超声波模块包括固定安装于所述通孔且朝向斜下方的超声波收发探头。
3.根据权利要求2所述的一种烟感报警器，其特征在于：所述通孔以及对应的超声波收发探头数量为3个。
4.根据权利要求2所述的一种烟感报警器，其特征在于：所述超声波模块还包括固定套、硅胶套，所述超声波收发探头固定嵌入所述硅胶套；所述硅胶套固定嵌入所述固定套；所述固定套固定嵌入所述外壳侧面的所述通孔。
5.根据权利要求1所述的一种烟感报警器，其特征在于：还包括安装板；所述外壳顶面设有若干截面为“T”字形的凸扣，所述安装板上设有与所述凸扣对应配合的通孔，所述凸扣穿过通孔后可通过旋转外壳使外壳与安装板固定配合。
6.根据权利要求1所述的一种烟感报警器，其特征在于：所述电路板还包括与微控制器模块连接的加速度模块，所述加速度模块用于通过检测加速度的变化判断烟感报警器的运动情况；当加速度的变化超过阈值时，所述微控制器模块控制报警模块发送警报信号。
7.根据权利要求1所述的一种烟感报警器，其特征在于：所述报警模块为无线通信报警模块或/和声光报警模块；所述微控制器模块可控制所述声光报警模块发送声光警报通知周边人员，所述微控制器模块可控制所述无线通信报警模块发送无线警报信号通知配套的数据平台。
8.一种火灾检测方法，其特征在于，包括：
获取当前环境下烟雾浓度数据；
确定烟雾浓度超过阈值；
获取预定监视空间连续预设次数检测的超声波数据，所述超声波数据包括回波时间以及与回波时间对应的回波强度值；
判断超声波数据中的波峰峰值变化、波动频率和波动振幅是否超过预设条件，若是则判定当前环境发生火灾。
9.根据权利要求8所述的一种火灾检测方法， 其特征在于：所述判断超声波数据中的波峰峰值变化、波动频率和波动振幅是否超过预设条件的步骤包括：
将超声波数据中同一回波时间点对应的波峰峰值上下波动振幅超过预设条件的确定为异常波动；
判断异常波动的频率是否超过预设频率，若是则判定预定监视空间的烟雾流动剧烈程度超过火灾警报阈值。
10.根据权利要求9所述的一种火灾检测方法，其特征在于，还包括：
判断异常波动的频率在超过预设频率后是否回落，且超声波数据中正常波峰的波峰峰值的衰减程度是否超过阈值，若是则判定预定监视空间烟雾已经完全弥漫。
11.根据权利要求9所述的一种火灾检测方法，其特征在于，还包括：
根据超声波数据中正常波峰的波峰峰值确定反射强点以及与反射强点对应的回波时间点；
将最近轮检测的与首轮检测的超声波数据进行对比；
筛选并确定两轮超声波数据中的相同反射强点；
判断相同反射强点对应的回波时间点的变化量是否超过阈值，若是则判定预定监视空间出现温升异常。
12.根据权利要求9所述的一种火灾检测方法，其特征在于：所述将超声波数据中同一回波时间点对应的波峰峰值上下波动振幅超过预设条件的确定为异常波动的步骤包括：
确定每次检测的超声波数据中的有效波峰峰值和对应的回波时间点，所述有效波峰峰值为超过预设临界回波强度值的波峰峰值；
整合各次超声波数据，确定各回波时间点对应的最大有效波峰峰值以及最小有效波峰峰值，若某回波时间点仅出现一次有效波峰峰值，则最小有效波峰峰值默认为预设临界回波强度值；
确定各回波时间点的最大有效波峰峰值与最小有效波峰峰值的波动比值；
确定波动比值大于预设比值的回波时间点处存在异常波动。
13.一种基于超声波的烟雾流动剧烈程度检测方法，其特征在于，包括：
获取预定监视空间连续预设次数检测的超声波数据，所述超声波数据包括回波时间以及与回波时间对应的回波强度值；
将超声波数据中同一回波时间点对应的波峰峰值上下波动振幅超过预设条件的确定为异常波动；
根据异常波动的频率确定预定监视空间的烟雾流动剧烈程度。
14.根据权利要求13所述的一种基于超声波的烟雾浓度检测方法，其特征在于：所述将超声波数据中同一回波时间点对应的波峰峰值上下波动振幅超过预设条件的确定为异常波动的步骤包括：
确定每次检测的超声波数据中的有效波峰峰值和对应的回波时间点，所述有效波峰峰值为超过预设临界回波强度值的波峰峰值；
整合各次超声波数据，确定各回波时间点对应的最大有效波峰峰值以及最小有效波峰峰值，若某回波时间点仅出现一次有效波峰峰值，则最小有效波峰峰值默认为预设临界回波强度值；
确定各回波时间点的最大有效波峰峰值与最小有效波峰峰值的波动比值；
确定波动比值大于预设比值的回波时间点处存在异常波动。
15.一种超声波烟感装置，包括用于存储程序的存储器和用于执行所述程序的处理器，其特征在于：所述程序被处理器执行时实现权利要求8-14任意一项所述方法的步骤。
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