CN111815880B - 一种电气火灾及燃气智能监控报警系统 - Google Patents
一种电气火灾及燃气智能监控报警系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种电气火灾及燃气智能监控报警系统,包括设置在一个燃气浓度监测区域的外置式燃气监测控制单元,与设置在外置式燃气监测控制单元通信范围内的电气火灾及燃气智能监控报警装置;外置式燃气监测控制单元与电气火灾及燃气智能监控报警装置通过Zigbee无线通讯,将外置式燃气监测控制单元采集到的实时燃气浓度值传输到电气火灾及燃气智能监控报警装置的显示屏,并提供了语音播报功能,为居民住宅燃气火灾、住宅电气火灾的预警、告警以及控制提供了一套有效的复合功能技术解决方案。
Description
技术领域
本发明涉及消防安全领域,具体涉及一种电气火灾及燃气智能监控报警系统。
背景技术
随着社会经济的发展和电器产品的深入应用,城市用电量逐年攀升,不安全用电行为逐渐增多,“根据我国近几年的火灾统计,电气火灾年均发生次数占火灾年均总发生次数的27%,占重大火灾总发生次数的80%,居火灾原因之首,且损失占火灾总损失的53%”。国家针对公共建筑安全,相继颁布实施了一系列行业强制性标准规范,而目前市场上燃气火灾报警装置与电气火灾报警装置都是单个出现,如果只选择两个单独存在报警装置,则不能有效地预防火灾的发生;且目前市场上的燃气火灾报警装置与电气火灾报警装置都只有报警功能而没有预警功能,且无法实时的播报检测到的燃气浓度值和剩余电力值数据。
发明内容
针对上述现有技术的不足,本发明提供一种电气火灾及燃气智能监控报警系统,弥补现有技术的不足。
为达到上述发明的目的,本发明采用的技术方案为:
一种电气火灾及燃气智能监控报警系统,其特征在于,包括设置在一个燃气浓度监测区域的外置式燃气监测控制单元,与设置在外置式燃气监测控制单元通信范围内的电气火灾及燃气智能监控报警装置;
其中外置式燃气监测控制单元包括燃气传感器、第一CPU信号处理单元和Zigbee通讯路由器接口电路,燃气传感器向第一CPU信号处理单元传输实时燃气浓度值,第一CPU信号处理单元将实时燃气浓度值通过Zigbee通信路由器接口电路通过无线通讯发送到电气火灾及燃气智能监控报警装置;
电气火灾及燃气智能监控报警装置包括Zigbee通讯协调器、第二CPU信号处理单元、液晶显示和语音告警电路,在第二CPU信号处理单元预设一个燃气浓度预警阈值,此燃气浓度预警阈值高于燃气浓度正常值且低于燃气浓度告警阈值,Zigbee通讯协调器将接收到由外置式燃气监测控制单元发送的实时燃气浓度值传输至第二CPU信号处理单元,第二CPU信号处理单元将接收到的实时燃气浓度值与告警预设燃气浓度阈值对比处理,同时将实时燃气浓度值发送到液晶显示屏,当实时燃气浓度值达到或超过燃气浓度预警阈值,语音告警电路播报“请注意:燃气浓度值达到预警值”语音提示,提醒用户及时注意环境中的浓度变化。当实时燃气浓度达到燃气浓度告警阈值时,语音告警电路播报“燃气浓度值超标告警”语音提示,并且电器火灾及燃气智能监控报警装置同时发出声光报警,并通过Zigbee协调器发出告警出口动作指令到外置式燃气监测控制单元。
本发明提供了设置在两个区域报警装置的电气火灾及燃气智能监控报警系统,一个装置为外置式燃气浓度报警装置,该装置常常设置在厨房,用于检测厨房内的燃气浓度值以及无线通讯传输实时燃气浓度值到另一个装置,另一个装置为设置在外置式燃气监测控制单元通信范围内任意位置的电气火灾及燃气智能监控报警装置,所述通讯范围小于2000米;第二CPU信号处理单元作为电气火灾及燃气智能监控报警装置的核心模块,用于对接收到的实时燃气浓度值与告警预设燃气浓度阈值对比处理,同时将实时燃气浓度值发送到液晶显示屏,当实时燃气浓度值达到或超过燃气浓度预警阈值,语音告警电路播报预警语音提示。当实时燃气浓度达到燃气浓度告警阈值时,语音告警电路播报告警语音提示以及发出声光报警,并通过Zigbee协调器发出告警出口动作指令到外置式燃气监测控制单元。
进一步的,所述电气火灾及燃气智能监控报警装置还包括剩余电流互感器和剩余电流超限告警出口电路,第二CPU信号处理单元设置剩余电流预警阈值和剩余电流告警阈值,此剩余电流预警阈值高于正常剩余电流值且低于剩余电流告警阈值,剩余电流互感器向第二CPU信号处理单元发送实时剩余电流值,第二CPU信号处理单元将实时剩余电流值与剩余电流告警阈值对比,同时将实时剩余电流值传输到液晶显示屏,当实时剩余电流值达到剩余电流预警阈值,语音告警电路播报实时剩余电流值,当实时剩余电流值达到剩余电流告警阈值时,第二CPU信号处理单元向剩余电流越限告警出口动作电路发出断电工作指令。
进一步的,所述电气火灾及燃气智能监控报警装置还包括剩余电流互感器和CT故障检测控制输出电路,CT故障检测控制输出电路将检测到的剩余电流互感器与第二CPU信号处理单元连线间的电压值进行比较放大,得到不同的电平信号,将不同的电平信号传输至第二CPU信号处理单元,第二CPU信号处理单元通过处理电平信号,判定剩余电流互感器与第二CPU信号处理单元之间的连接故障类别。
进一步的,所述CT故障检测控制输出电路包括恒流源模块、第一迟滞比较器和第二迟滞比较器;
第一迟滞比较器采集剩余电流互感器与第二CPU信号处理单元连线间的电压,此电压作为比较电压,在第一迟滞比较器设置一个高于正常值的第一基准电压,将比较电压与第一基准电压进行对比放大处理得到第一输出电平信号;第二迟滞比较器采集剩余电流互感器与第二CPU信号处理单元连线间的电压,此电压作为比较电压,在第二迟滞比较器设置一个低于正常值的第二基准电压,将比较电压与第二基准电压进行对比放大处理得到第二输出电平信号;
将第一电平信号输入到第二CPU信号处理器中,当第二CPU信号处理器接收到的第一电平信号为高电平信号,则判定剩余电流互感器与第二CPU信号处理单元连接出现断路故障;将第二电平信号输入到第二CPU信号处理器中,当第二CPU信号处理器接收到的第二电平信号为低电平信号,则判定剩余电流互感器与第二CPU信号处理单元连接出现短路故障。
进一步的,5.所述恒流源模块包括电阻Rb4、电阻Rb3、二极管DB1、二极管DB2、二极管DB3、二极管DB4、和三极管Q2,电阻Rb4一端连接电源,电阻Rb4的另一端与三极管Q2的发射极相连接,三极管Q2集电极与二极管DB4正极相连接,二极管DB4负极与电阻R95相连接;二极管DB3的正极连接电源,二极管DB3的负极与二极管DB2的正极连接,二极管DB2的负极和二极管DB1的正极连接,二极管DB1的负极与电阻Rb3一端相连,电阻Rb3另一端接地,二极管DB1的负极还与三极管Q2的基极相连接;
所述第一迟滞比较器包括双运算放大电路U12A、电阻Rb1、可变电阻Rb2、电阻Rb20;电阻Rb1的一端连接电源,电阻Rb1的另一端与可变电阻Rb2连接,可变电阻Rb2的另一端接地,电阻Rb1的另一端与双运算放大器的反向输入端连接,通过调节可变电阻Rb2,使输入到反向输入端的电压大于剩余电流互感器与信号采集通道A端正常接线时输入到双运算放大器U12A通信输入端的电压,双运算放大器U12A的同向输入端与电阻R95的一端相连,双运算放大器U12A的输出端与电阻Rb20串联后与双运算放大器U12A的同向输入端连接;
所述第二迟滞比较器包括双运算放大电路U12B、电阻Rb6、可变电阻Rb7、电阻Rb21;电阻Rb6的一端连接电源,电阻Rb6的另一端与可变电阻Rb7连接,可变电阻Rb7的另一端接地,电阻Rb6的另一端与双运算放大器的反向输入端连接,通过调节可变电阻Rb7,使输入到反向输入端的电压小于剩余电流互感器与信号采集通道A端正常接线时输入到双运算放大器U12B同向输入端的电压,双运算放大器U12B的同向输入端与电阻R95的一端相连,双运算放大器U12B的输出端与电阻Rb21串联后与双运算放大器U12B的同向输入端连接。
进一步的,所述燃气浓度值与剩余电流值的方式传输方式为实时传输。
进一步的,所述Zigbee无线通讯模块工作在2.4G频段上,Zigbee无线通讯模块具有时延短、成本低以及安全可靠的特点。
本发明的有益效果为:本发明提供一种电气火灾及燃气智能监控报警系统,为居民住宅燃气火灾、住宅电气火灾的预警、告警以及控制提供了一套有效的复合功能技术解决方案,并填补了家庭住宅应用场所的自动火灾报警系统装置缺乏的市场空白;它解决了现有燃气探测报警系统、住宅建筑电气火灾报警系统等产品的功能单一的缺陷,且本发明带有预警功能、语音实时播报和显示屏实时显示功能,可以使用户更早以及更多的方式了解到故障的发生,避免因用户无法及时了解到故障发生而造成的更大的损失。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本发明实施例的限定。在附图中:
图1为电气火灾及燃气智能监控报警系统框图;
图2为CT故障检测控制输出电路图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本发明作进一步的详细说明,本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明,并不作为对本发明的限定。
实施例1:
本实施例为一种电气火灾及燃气智能监控报警系统,由图1所示:
本实施例的报警系统包括设置在一个燃气浓度监测区域的外置式燃气监测控制单元,与设置在外置式燃气监测控制单元通信范围内的电气火灾及燃气智能监控报警装置;
外置式燃气监测控制单元包括燃气传感器、第一CPU信号处理单元、Zigbee通讯路由器接口电路和Zigbee通讯协调器接口电路,电气火灾及燃气智能监控报警装置包括第二CPU信号处理单元、液晶显示、信号及声响告警电路和语音告警电路,第二CPU信号处理单元预先设置燃气浓度预警阈值和一个燃气浓度告警阈值,其中燃气浓度预警阈值高于燃气浓度正常值且低于燃气浓度告警阈值;燃气传感器将采集到的实时燃气浓度值传输到第一CPU信号处理单元,第一CPU信号处理单元将收到的实时燃气浓度值传输到Zigbee通讯路由器接口电路,Zigbee通讯路由器接口电路将接收到的实时燃气浓度值通过Zigbee无线通讯传输到Zigbee通讯协调器接口电路,Zigbee通讯协调器接口电路再将实时燃气浓度值传输到第二CPU信号处理单元,第二CPU信号处理单元将接收到的实时燃气浓度值与预设预警阈值和告警阈值进行比较处理,同时将实时燃气浓度值传输到液晶显示屏上,如果实时燃气浓度值达到预警阈值,则语音告警电路发出语音提醒,播报实时燃气浓度值,当实时燃气浓度值高于告警阈值,则声响告警电路发出声光报警。
本实施例的电气火灾及燃气智能监控报警装置还包括剩余电流互感器、第二CPU信号处理单元、液晶显示、信号及声响告警电路和语音告警电路,第二CPU信号处理单元预先设置剩余电流预警阈值和剩余电流告警阈值,其中剩余电流预警阈值高于剩余电流值正常值且低于剩余电流告警阈值;剩余电流互感器将采集到的实时剩余电流值传输到第二CPU信号处理单元,第二CPU信号处理单元将接收到的实时剩余电流值与预设剩余电流预警阈值和剩余电流告警阈值进行比较处理,同时将实时燃气浓度值传输到液晶显示屏上,如果实时燃气浓度值达到剩余电流预警阈值,则语音告警电路发出语音提醒,播报实时剩余电流值,当实时剩余电流值高于告警阈值,则声响告警电路发出声光报警,第二CPU信号处理单元向剩余电流越限告警出口动作电路发出断电工作指令。
实施例2:
本实施例对报警系统提出的CT故障检测控制输出电路作了进一步优化设置,具体如图2所示:
本实施例的CT故障检测控制输出电路包括剩余电流互感器、CT故障检测控制输出电路、第二CPU信号处理单元液晶显示,CT故障检测控制输出电路接收到剩余电流互感器与第二CPU信号处理单元连线间的电压值,CT故障检测控制输出电路对输入的电压值进行比较放大,得到不同的电平信号,将不同的电平信号传输至第二CPU信号处理单元,第二CPU信号处理单元通过处理电平信号,判定剩余电流互感器与第二CPU信号处理单元之间的连接故障类别,第二CPU信号处理单元将判别后的结果传输到显示屏;
上述CT故障检测控制输出电路具体连接方式为:CT故障检测控制输出电路包括恒流源模块、第一迟滞比较器和第二迟滞比较器;
本实施例的恒流源模块包括电阻Rb4、电阻Rb3、二极管DB1、二极管DB2、二极管DB3、二极管DB4、和三极管Q2,电阻Rb4一端连接电源,电阻Rb4的另一端与三极管Q2的发射极相连接,三极管Q2集电极与二极管DB4正极相连接,二极管DB4负极与电阻R95相连接;二极管DB3的正极连接电源,二极管DB3的负极与二极管DB2的正极连接,二极管DB2的负极和二极管DB1的正极连接,二极管DB1的负极与电阻Rb3一端相连,电阻Rb3另一端接地,二极管DB1的负极还与三极管Q2的基极相连接;
本实施例的第一迟滞比较器包括双运算放大电路U12A、电阻Rb1、可变电阻Rb2、电阻Rb20;电阻Rb1的一端连接电源,电阻Rb1的另一端与可变电阻Rb2连接,可变电阻Rb2的另一端接地,电阻Rb1的另一端与双运算放大器的反向输入端连接,通过调节可变电阻Rb2,使输入到反向输入端的电压大于剩余电流互感器与信号采集通道A端正常接线时输入到双运算放大器U12A通信输入端的电压,双运算放大器U12A的同向输入端与电阻R95的一端相连,双运算放大器U12A的输出端与电阻Rb20串联后与双运算放大器U12A的同向输入端连接;
本实施例的第二迟滞比较器包括双运算放大电路U12B、电阻Rb6、可变电阻Rb7、电阻Rb21;电阻Rb6的一端连接电源,电阻Rb6的另一端与可变电阻Rb7连接,可变电阻Rb7的另一端接地,电阻Rb6的另一端与双运算放大器的反向输入端连接,通过调节可变电阻Rb7,使输入到反向输入端的电压小于剩余电流互感器与信号采集通道A端正常接线时输入到双运算放大器U12B同向输入端的电压,双运算放大器U12B的同向输入端与电阻R95的一端相连,双运算放大器U12B的输出端与电阻Rb21串联后与双运算放大器U12B的同向输入端连接。
Claims (4)
1.一种电气火灾及燃气智能监控报警系统,其特征在于,包括设置在一个燃气浓度监测区域的外置式燃气监测控制单元,与设置在外置式燃气监测控制单元通信范围内的电气火灾及燃气智能监控报警装置;
其中外置式燃气监测控制单元包括燃气传感器、第一CPU信号处理单元和Zigbee通讯路由器接口电路,燃气传感器向第一CPU信号处理单元传输实时燃气浓度值,第一CPU信号处理单元将实时燃气浓度值通过Zigbee通信路由器接口电路使用无线通讯的通讯方式发送到电气火灾及燃气智能监控报警装置;
电气火灾及燃气智能监控报警装置包括Zigbee通讯协调器、第二CPU信号处理单元、液晶显示和语音告警电路,在第二CPU信号处理单元预设一个燃气浓度预警阈值,此燃气浓度预警阈值高于环境中燃气浓度安全值且低于燃气浓度告警阈值;Zigbee通讯协调器将接收到由外置式燃气监测控制单元发送的实时燃气浓度值传输至第二CPU信号处理单元,第二CPU信号处理单元将接收到的实时燃气浓度值与告警预设燃气浓度阈值对比处理,同时将实时燃气浓度值发送到液晶显示屏,当实时燃气浓度值达到或超过燃气浓度预警阈值,语音告警电路播报“请注意:燃气浓度值达到预警值”语音提示,提醒用户及时注意环境中的燃气浓度变化;当实时燃气浓度达到燃气浓度告警阈值时,语音告警电路播报“燃气浓度值超标告警”语音提示,并且电气火灾及燃气智能监控报警装置同时发出声光报警,并通过Zigbee协调器发出告警出口动作指令到外置式燃气监测控制单元;
所述电气火灾及燃气智能监控报警装置还包括剩余电流互感器和CT故障检测控制输出电路,CT故障检测控制输出电路将检测到的剩余电流互感器与第二CPU信号处理单元连线间的电压值进行比较放大,得到不同的电平信号,将不同的电平信号传输至第二CPU信号处理单元,第二CPU信号处理单元通过处理电平信号,判定剩余电流互感器与第二CPU信号处理单元之间的连接故障类别;
所述CT故障检测控制输出电路包括恒流源模块、第一迟滞比较器和第二迟滞比较器;
第一迟滞比较器采集剩余电流互感器与第二CPU信号处理单元连线间的电压,此电压作为比较电压,在第一迟滞比较器设置一个高于正常值的第一基准电压,将比较电压与第一基准电压进行对比放大处理得到第一输出电平信号;第二迟滞比较器采集剩余电流互感器与第二CPU信号处理单元连线间的电压,此电压作为比较电压,在第二迟滞比较器设置一个低于正常值的第二基准电压,将比较电压与第二基准电压进行对比放大处理得到第二输出电平信号;
将第一电平信号输入到第二CPU信号处理器中,当第二CPU信号处理器接收到的第一电平信号为高电平信号,则判定剩余电流互感器与第二CPU信号处理单元连接出现断路故障;将第二电平信号输入到第二CPU信号处理器中,当第二CPU信号处理器接收到的第二电平信号为低电平信号,则判定剩余电流互感器与第二CPU信号处理单元连接出现短路故障;
所述恒流源模块包括电阻Rb4、电阻Rb3、二极管DB1、二极管DB2、二极管DB3、二极管DB4、和三极管Q2,电阻Rb4一端连接电源,电阻Rb4的另一端与三极管Q2的发射极相连接,三极管Q2集电极与二极管DB4正极相连接,二极管DB4负极与电阻R95相连接;二极管DB3的正极连接电源,二极管DB3的负极与二极管DB2的正极连接,二极管DB2的负极和二极管DB1的正极连接,二极管DB1的负极与电阻Rb3一端相连,电阻Rb3另一端接地,二极管DB1的负极还与三极管Q2的基极相连接;
所述第一迟滞比较器包括双运算放大电路U12A、电阻Rb1、可变电阻Rb2、电阻Rb20;电阻Rb1的一端连接电源,电阻Rb1的另一端与可变电阻Rb2连接,可变电阻Rb2的另一端接地,电阻Rb1的另一端与双运算放大器的反向输入端连接,通过调节可变电阻Rb2,使输入到反向输入端的电压大于剩余电流互感器与信号采集通道A端正常接线时输入到双运算放大器U12A通信输入端的电压,双运算放大器U12A的同向输入端与电阻R95的一端相连,双运算放大器U12A的输出端与电阻Rb20串联后与双运算放大器U12A的同向输入端连接;
所述第二迟滞比较器包括双运算放大电路U12B、电阻Rb6、可变电阻Rb7、电阻Rb21;电阻Rb6的一端连接电源,电阻Rb6的另一端与可变电阻Rb7连接,可变电阻Rb7的另一端接地,电阻Rb6的另一端与双运算放大器的反向输入端连接,通过调节可变电阻Rb7,使输入到反向输入端的电压小于剩余电流互感器与信号采集通道A端正常接线时输入到双运算放大器U12B同向输入端的电压,双运算放大器U12B的同向输入端与电阻R95的一端相连,双运算放大器U12B的输出端与电阻Rb21串联后与双运算放大器U12B的同向输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种电气火灾及燃气智能监控报警系统,其特征在于,所述电气火灾及燃气智能监控报警装置还包括剩余电流互感器和剩余电流超限告警出口电路,在第二CPU信号处理单元设置剩余电流预警阈值和剩余电流告警阈值,此剩余电流预警阈值高于剩余电流正常值且低于剩余电流告警阈值;剩余电流互感器向第二CPU信号处理单元发送实时剩余电流值,第二CPU信号处理单元将实时剩余电流值与预设剩余电流阈值对比,同时将实时剩余电流值传输到液晶显示屏,当实时剩余电流值达到剩余电流预警阈值,语音告警电路播报实时剩余电流值,当实时剩余电流值达到剩余电流告警阈值时,第二CPU信号处理单元向剩余电流越限告警出口动作电路发出断电工作指令。
3.根据权利要求1或2所述的一种电气火灾及燃气智能监控报警系统,其特征在于,所述燃气浓度值与剩余电流值的方式传输方式为实时传输。
4.根据权利要求1所述的一种电气火灾及燃气智能监控报警系统,其特征在于,所述Zigbee无线通讯模块工作在2.4G频段上。
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2020
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