CN110471295A - 一种家居煤气泄漏智能监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种家居煤气泄漏智能监控系统，包括手机端APP和单片机主控系统，所述手机端APP和单片机主控系统通过无线网络连接，所述单片机主控系统包括单片机微处理器、电源模块、气体传感器模块、无线网通信模块、蓝牙通信接口模块、声光报警模块和烟雾火焰报警检测模块，所述电源模块、气体传感器模块、无线网通信模块、蓝牙通信接口模块、声光报警模块和烟雾火焰报警检测模块分别与单片机微处理器连接，所述手机端APP包括设备状态的显示模块、设备控制模块和设备控制方式选择模块，所述设备状态的显示模块和设备控制方式选择模块分别与设备控制模块连接，所述设备控制模块与单片机微处理器连接。实现家居室内煤气的泄漏进行实时监测。
Description
技术领域
本发明涉及一种监控系统，特别是一种家居煤气泄漏智能监控系统。
背景技术
在家居生活中，对煤气的使用非常普遍，而由于煤气泄漏造成的爆炸或中毒事件时有发生，人民群众的生命财产安全受到了严重威胁。对家居煤气泄漏进行监测，及时有效进行防控，成为了研究的方向。目前现有的煤气泄漏检测装置主要是通过单片机及GSM对管道煤气的泄漏进行监测，达到预置浓度时声光报警。主要存在以下不足：通过GSM通信向手机发送短信通知，手机端不能立即作出反应，实施有效的救援措施，而且功能单一不能有效对家居全方位有效保护。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种家居煤气泄漏智能监控系统。
解决上述技术问题的技术方案是：一种家居煤气泄漏智能监控系统，其特征在于：包括手机端APP和单片机主控系统，所述手机端APP和单片机主控系统通过无线网络连接，所述单片机主控系统包括单片机微处理器、电源模块、气体传感器模块、无线网通信模块、蓝牙通信接口模块、声光报警模块和烟雾火焰报警检测模块，所述电源模块、气体传感器模块、无线网通信模块、蓝牙通信接口模块、声光报警模块和烟雾火焰报警检测模块分别与单片机微处理器连接，所述手机端APP包括设备状态的显示模块、设备控制模块和设备控制方式选择模块，所述设备状态的显示模块和设备控制方式选择模块分别与设备控制模块连接，所述设备控制模块与单片机微处理器连接；
其中，电源模块为单片机微处理器及设备控制模块提供电源；
无线网通信模块实现单片机主控系统与手机端APP的无线通信；
单片机微处理器为单片机微处理器模块，用于实时读取气体传感器的值，并将数据进行比较分析，达到预设的上限值后启动声光报警，自动关闭煤气管阀门，同时给预设的手机号码发送信息；
声光报警模块为发光二极管及蜂鸣器，单片机微处理器控制发光二极管及蜂鸣器在室内可燃气体浓度达到预设上限值时声光报警；
气体传感器模块为气体传感器，用于监测获取室内可燃气体的浓度值和一氧化碳的浓度；
烟雾火焰报警模块用于实时监控家居的烟雾火焰信息，若检测到有烟雾或火焰的信息，则打开排气扇进行排风，同时通过网络将火灾信息发送到手机端，通知用户及时进行处理避免灾害发生；
蓝牙模块用于为用户其他设备提供有效的数据信息，能有效提高本系统的使用领域；
设备控制模块为采用物联网技术，将室内煤气输气管道的阀门、通风窗、强力排气扇等设备的工作状态信息与手机端APP关联，并可以通过手机端APP操作控制阀门的关闭、通风窗的打开和强力排气扇的启动；
单片机主控系统用于处理气体传感器模块收集检测到的数据，分析判断后对声光报警模块及煤气管道的阀门进行控制操作，同时通过无线网通信模块与手机端APP进行无线通信。
本发明的进一步技术方案是：还包括壳体，所述单片机主控系统设置于壳体中。
手机端APP上设有煤气管阀门、强力排气扇和通风窗的控制操作界面。
自动关闭煤气管阀门的方法为：在煤气管的上方设有电磁阀，煤气管的管道中间有不锈钢杆插入不锈钢管，单片机微处理器与电磁阀连接，当正常使用时，电磁阀通电产生磁力并吸起不锈钢杆煤气可以正常通过钢管，若需要关闭煤气时，单片机微处理器控制电磁阀断电，磁力消失并松开不锈钢杆，钢杆在弹簧的拉力下阻塞煤气通过，达到关闭的目的。
打开排气扇的方法为：单片机微处理器通过继电器与排气扇连接，单片机微处理器通过控制继电器工作并使排气扇接通220V交流电，排气扇的电机转动，将有毒气体排出室外。
由于采用上述技术方案，本发明之一种家居煤气泄漏智能监控系统，具有以下有益效果：
1.本发明采用手机端APP系统，利用物联网技术，实现家居室内煤气的泄漏进行实时监测，并在发生泄漏时迅速通知手机端用户进行智能控制，避免煤气爆炸或中毒事故的发生。手机端用户还可以通过手机端APP对家里的煤气阀门、窗户及排气扇等防护装置进行远程控制。
2. 本发明利用家居WIFI网络实现单片机控制核心与移动手机终端互联通信。手机端APP实时监控并远程智能控制室内安防设备启动，有效避免安全事故发生。通信接口多样，可以作为智能家居监控也可以作为易燃易爆工厂的设备监控领域使用。智能监控系统成本低、数据传输稳定可靠、操作便捷，具有较大市场推广价值。
下面，结合说明书附图和具体实施例对本发明之一种家居煤气泄漏智能监控系统的技术特征作进一步的说明。
附图说明
图1：一种家居煤气泄漏智能监控系统的原理框图。
图2：壳体的结构示意图。
图3：手机端APP操作界面示意图。
图4：控制模块原理框图。
在上述附图中，各标号说明如下：
1-单片机主控模块本体，2-电源模块，3-声光报警模块，4-安防设备控制模块，5-WIFI通信模块，6-蓝牙模块，7-气体传感器模块，8-烟雾火焰报警模块，9-手机端APP操作界面，从左到右分别为煤气管阀门的状态显示及关闭按钮，10-手机端APP操作界面，从左到右分别为排气扇的状态显示、启动按钮、关闭按钮，11-手机端APP操作界面，从左到右分别为通风窗的状态显示、启动按钮、关闭按钮。
具体实施方式
一种家居煤气泄漏智能监控系统，包括手机端APP和单片机主控系统，所述手机端APP和单片机主控系统通过无线网络连接，所述单片机主控系统包括单片机微处理器、电源模块、气体传感器模块、无线网通信模块、蓝牙通信接口模块、声光报警模块和烟雾火焰报警检测模块，所述电源模块、气体传感器模块、无线网通信模块、蓝牙通信接口模块、声光报警模块和烟雾火焰报警检测模块分别与单片机微处理器连接，所述手机端APP包括设备状态的显示模块、设备控制模块和设备控制方式选择模块，所述设备状态的显示模块和设备控制方式选择模块分别与设备控制模块连接，所述设备控制模块与单片机微处理器连接。所述单片机主控系统设置于壳体中。手机端APP上设有煤气管阀门、强力排气扇和通风窗的控制操作界面。
其中，电源模块为单片机微处理器、设备控制模块及其他需要供电模块提供5V-12V直流电源；
无线网通信模块为采用海凌科电子的HLK-M35低成本嵌入式UART-WIFI模块，该模块主要功能为通过串口-WIFI通信协议实现单片机主控系统与手机端APP的无线通信，自动发送短信到对应的手机号码终端；
单片机微处理器为AT89S52单片机微处理器模块，主要负责实时读取气体传感器的值，并将数据进行比较分析，达到预设的上限值后启动声光报警，自动关闭煤气管阀门，同时给预设的手机号码发送信息。
声光报警模块：单片机控制发光二极管及蜂鸣器在室内可燃气体浓度达到预设上限值时声光报警。
气体传感器模块：采用可燃气体传感器MQ-2S，灵敏度高，成本低，主要负责监测获取室内可燃气体的浓度值和一氧化碳的浓度，避免用户在使用时没有有效进行通风，造成CO聚集引起中毒。
烟雾火焰报警模块：能够实时监控家居的烟雾火焰信息，若检测到有烟雾或火焰的信息，则打开排气扇进行排风。有效降低有毒气体的浓度，同时通过网络将火灾信息发送到手机端，通知用户及时进行处理避免灾害发生。
蓝牙模块：本系统预留蓝牙模块提供多种通信方式，为用户其他设备提供有效的数据信息，能有效提高本系统的使用领域。
设备控制模块：采用物联网技术（即利用WiFi通信技术）将室内煤气输气管道的阀门、通风窗、强力排气扇等设备的工作状态信息与手机端安卓APP关联，并可以通过手机端APP操作控制阀门的关闭、通风窗的打开和强力排气扇的启动。
单片机主控系统用于处理气体传感器模块收集检测到的数据，分析判断后对声光报警模块及煤气管道的阀门进行控制操作，同时通过无线网通信模块与手机端APP进行无线通信。
自动关闭煤气管阀门的方法为：在煤气管的上方设有电磁阀，煤气管的管道中间有不锈钢杆插入不锈钢管，单片机微处理器与电磁阀连接，当正常使用时，电磁阀通电产生磁力并吸起不锈钢杆煤气可以正常通过钢管，若需要关闭煤气时，单片机微处理器控制电磁阀断电，磁力消失并松开不锈钢杆，钢杆在弹簧的拉力下阻塞煤气通过，达到关闭的目的。
打开排气扇的方法为：单片机微处理器通过继电器与排气扇连接，单片机微处理器通过控制继电器工作并使排气扇接通220V交流电，排气扇的电机转动，将有毒气体排出室外。
为了解决GSM通信的手机端用户响应不及时问题，本实施方式采用手机端APP系统，利用物联网技术，实现家居室内煤气的泄漏进行实时监测，并在发生泄漏时迅速通知手机端用户进行智能控制，避免煤气爆炸或中毒事故的发生。本智能监测系统分为室内单片机主控系统和手机端APP系统两部分。单片机主控系统主要处理气体检测传感器模块的数据，分析判断后对声光报警模块及煤气管道的阀门进行控制操作，同时通过wifi模块与手机端APP进行无线通信。手机端用户通过手机端APP对家里的煤气阀门、窗户及排气扇等防护装置进行远程控制。监控系统直接安装煤气管道处。排气扇与抽油烟机并联安装在排气管道上。本实施例采用蓝牙通信模块接口。本模块是预留通信接口，可以给其他设备调用使用检测数据。方面用户其他系统接入。通信协议使用设定的通信协议。
指令格式：
| 指令头 | 数据长度 | 指令码 | 数据 | 校验 |
| 0XA2 | 0-100 | CMD | 指令数据 | 校验和 |
该指令格式可以方便，用户通信或其他系统接入。
Claims (5)
1.一种家居煤气泄漏智能监控系统，其特征在于：包括手机端APP和单片机主控系统，所述手机端APP和单片机主控系统通过无线网络连接，所述单片机主控系统包括单片机微处理器、电源模块、气体传感器模块、无线网通信模块、蓝牙通信接口模块、声光报警模块和烟雾火焰报警检测模块，所述电源模块、气体传感器模块、无线网通信模块、蓝牙通信接口模块、声光报警模块和烟雾火焰报警检测模块分别与单片机微处理器连接，所述手机端APP包括设备状态的显示模块、设备控制模块和设备控制方式选择模块，所述设备状态的显示模块和设备控制方式选择模块分别与设备控制模块连接，所述设备控制模块与单片机微处理器连接；
其中，电源模块为单片机微处理器及设备控制模块提供电源；
无线网通信模块实现单片机主控系统与手机端APP的无线通信；
单片机微处理器为单片机微处理器模块，用于实时读取气体传感器的值，并将数据进行比较分析，达到预设的上限值后启动声光报警，自动关闭煤气管阀门，同时给预设的手机号码发送信息；
声光报警模块为发光二极管及蜂鸣器，单片机微处理器控制发光二极管及蜂鸣器在室内可燃气体浓度达到预设上限值时声光报警；
气体传感器模块为气体传感器，用于监测获取室内可燃气体的浓度值和一氧化碳的浓度；
烟雾火焰报警模块用于实时监控家居的烟雾火焰信息，若检测到有烟雾或火焰的信息，则打开排气扇进行排风，同时通过网络将火灾信息发送到手机端，通知用户及时进行处理避免灾害发生；
蓝牙模块用于为用户其他设备提供有效的数据信息，能有效提高本系统的使用领域；
设备控制模块为采用物联网技术，将室内煤气输气管道的阀门、通风窗、强力排气扇等设备的工作状态信息与手机端APP关联，并可以通过手机端APP操作控制阀门的关闭、通风窗的打开和强力排气扇的启动；
单片机主控系统用于处理气体传感器模块收集检测到的数据，分析判断后对声光报警模块及煤气管道的阀门进行控制操作，同时通过无线网通信模块与手机端APP进行无线通信。
2.根据权利要求1所述的一种家居煤气泄漏智能监控系统，其特征在于：还包括壳体，所述单片机主控系统设置于壳体中。
3.根据权利要求1所述的一种家居煤气泄漏智能监控系统，其特征在于：手机端APP上设有煤气管阀门、强力排气扇和通风窗的控制操作界面。
4.根据权利要求1所述的一种家居煤气泄漏智能监控系统，其特征在于：自动关闭煤气管阀门的方法为：在煤气管的上方设有电磁阀，煤气管的管道中间有不锈钢杆插入不锈钢管，单片机微处理器与电磁阀连接，当正常使用时，电磁阀通电产生磁力并吸起不锈钢杆煤气可以正常通过钢管，若需要关闭煤气时，单片机微处理器控制电磁阀断电，磁力消失并松开不锈钢杆，钢杆在弹簧的拉力下阻塞煤气通过，达到关闭的目的。
5.根据权利要求1所述的一种家居煤气泄漏智能监控系统，其特征在于：打开排气扇的方法为：单片机微处理器通过继电器与排气扇连接，单片机微处理器通过控制继电器工作并使排气扇接通220V交流电，排气扇的电机转动，将有毒气体排出室外。
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