CN114120573A - 一种基于算法的定时烟雾报警器 - Google Patents

一种基于算法的定时烟雾报警器 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种基于算法的定时烟雾报警器，包括：主机用于执行烟雾监测、人体监测、WIFI接入、云端通讯，所述主机包括：旋钮按键编码器、供电插座、OLED显示屏、烟雾感应模块、人体感应模块、蜂鸣器和主控板卡；其中，所述旋钮按键编码器用于通过旋转以调节定时时间；所述供电插座用于接入电源供电；所述OLED显示屏用于显示环境温度、联网状态和定时时间；所述烟雾感应模块用于检测环境中的烟雾和可燃气体的浓度；所述人体感应模块用于通过红外检测环境中出现的人体；每个所述从机用于执行温度采集，并将采集的温度数据上报至所述主机。

Description

一种基于算法的定时烟雾报警器
技术领域
本发明涉及烟雾报警技术领域，特别涉及一种基于算法的定时烟雾报警器。
背景技术
现有技术中的烟雾报警器存在以下问题：
(1)同领域产品只有定时器或烟雾报警器一项功能，没有将两种功能相结合的产品；
(2)同领域产品中，定时器均为人工设定时间，没有通过适用场景自动为用户提供方无感定时提醒功能的产品，没有根据用户使用习惯提供优化后的自动定时提醒的产品。
发明内容
本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。
为此，本发明的目的在于提出一种基于算法的定时烟雾报警器。
为了实现上述目的，本发明的实施例提供一种基于算法的定时烟雾报警器，包括：主机和至少一个从机，其中，所述主机用于执行烟雾监测、人体监测、WIFI接入、云端通讯，所述主机包括：旋钮按键编码器、供电插座、OLED显示屏、烟雾感应模块、人体感应模块、蜂鸣器和主控板卡；其中，所述旋钮按键编码器用于通过旋转以调节定时时间；所述供电插座用于接入电源供电；所述OLED显示屏用于显示环境温度、联网状态和定时时间；所述烟雾感应模块用于检测环境中的烟雾和可燃气体的浓度；所述人体感应模块用于通过红外检测环境中出现的人体；所述蜂鸣器用于发出报警提示；所述主控板与所述旋钮按键编码器、供电插座、OLED显示屏、烟雾感应模块、人体感应模块和蜂鸣器连接，用于接收检测的环境温度、定时时间、联网状态和人体感应信号并进行分析，以判断自动定时是否开启；以及所述主控板接收检测的烟雾和可燃气体的浓度并进行分析，以判断是否有烟雾情况；所述主控板进一步与云端通信，以将检测到的各项数据发送至云端，并获取云端分析数据并更新设备端智能自动定时判定逻辑，接收用户通过客户端下发的手动定时命令；
每个所述从机用于执行温度采集，并将采集的温度数据上报至所述主机，每个所述从机包括：感温模块和315M无线发射模块，所述感温模块包括：主控芯片和温度传感器，其中，所述温度传感器用于采集温度数据，所述主控芯片与所述温度传感器和所述无线发射模块连接，用于读取所述温度传感器检测的温度数据，转换为温度数值后通过所述无线发射模块将温度数据发送至所述主机；其中，所述温度传感器通过温度系数晶振发送脉冲进行计数，通过运算得到温度数据并存放到寄存器中。
进一步，还包括：机箱、所述机箱的顶部和底部分别设置有栅格状散热口，在所述机箱设置有隔板，在所述隔板的两侧分别安插有支架。
进一步，所述蜂鸣器用于发出报警蜂鸣音提示，由所述主控板卡控制所述蜂鸣器的通断，通电后多谐振荡器起振，输出音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。
进一步，所述主控板卡采用基于无线接收模块接收温度状态数据，所述烟雾感应模块检测的数据通过所述主控板卡使用判定算法给出判定结果，并根据判定结果控制阀门的开关。
进一步，所述主机用于执行以下智能定时功能:智能定时开启判定、智能定时重置判定、智能定时关闭判定。
进一步，所述主机执行智能定时开启判定，包括如下步骤：
当监测到TP当前区域温度＞TP温度设定阀值且IS_P有人存在＝0时，则判定开火状态下无人值守；其中，IS_P有人存在用于表征所述人体反应模块是否检测到有人存在，如果IS_P有人存在＝0，则表示无人存在；如果IS_P有人存在＝1，则表示有人存在；TP当前区域温度用于表征当前区域温度；
开始进行倒计时，当到达预定时间后，开始报警提示用户。
进一步，所述主机执行智能定时重置判定，包括如下步骤：
当监测到TP当前区域温度＞TP温度设定阀值，且T无人计时时间＜T自动定时设定时间，且IS_P有人存在＝1时，则判定开火状态下无人值守到有人查看。
进一步，所述主机执行所述智能定时关闭判定，包括如下步骤：
当监测到TP当前区域温度＜TP温度设定阀值，且IS_P有人存在＝1时，则判定开火状态下有人值守。
根据本发明实施例的基于算法的定时烟雾报警器，使用人体感应及温度监控技术和智能定时开启判定的算法，通过与后台系统的实时通讯，监控区域状态；使用终端+云端同步判定校验方法；使用温感模块+主机分离的方式，具备更高的灵活性和独立的外观设计。
本发明的基于算法的定时烟雾报警器，具有以下有益效果：
1、具备烟雾报警及无感定时提醒、手动定时提醒的三重功能，结合高频防护提醒应用和低频重要的烟雾报警应用为一体；
2、具有智能定时开启判定的算法，可以无需手动定时自动为用户提供提醒服务；
3、具有设备端和云端同步判定并核对的能力(需联网)，提高准确性、稳定性，可在设备发生异常是及做出判断，给出提示。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本发明实施例的基于算法的定时烟雾报警器的结构图；
图2a至图2c为根据本发明实施例的从机的示意图；
图3a至图3c为根据本发明实施例的主机的示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，本发明实施例的基于算法的定时烟雾报警器，包括：主机100和至少一个从机200。
主机100用于执行烟雾监测、人体监测、WIFI接入、云端通讯。主机100包括：旋钮按键编码器110、供电插座120、OLED显示屏130、烟雾感应模块140、人体感应模块150、蜂鸣器160、主控板卡170、WIFI模块190和315M无线接收模块180，如图3a至图3c所示。
旋钮按键编码器110用于通过旋转以调节定时时间。具体的，旋钮按键编码器110可以通过旋转增减定时时间数值，按下确认输入。通过旋转旋钮，输出相位，其旋转方向的判别和脉冲数量的增减，借助后部的判向电路和计数器来实现定时时间数值的加减，短按确认数据，进入手动定时模式，长按3秒以上进入定时设置模式。
供电插座120用于接入电源供电。具体的，供电插座120提供插孔，通过转接方式连接到原有插座上，具备供电功能。
OLED显示屏130用于显示环境温度、联网状态和定时时间等信息。具体的，OLED显示屏130可以通过主控板卡170控制屏幕显示内容。
烟雾感应模块140用于检测环境中的烟雾和可燃气体的浓度。具体的，烟雾感应模块140基于使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡(SnO2)，环境中存在烟雾、可燃气体时，传感器的电导率随空气中烟雾、可燃气体浓度的增大而增大，主控板卡170可将电导率的变化转换为与该气体浓度相对应的输出信号。
人体感应模块150用于通过红外检测环境中出现的人体。具体的，人体感应模块150感应3-5米半径内范围内是否有人在活动，为系统提供关键参数。探测人体发射的10UM左右的红外线，通过菲泥尔滤光片增强后聚集到热释电元件上，这时元件会失去电荷平衡，向外释放电荷，给出触发信号。
蜂鸣器160用于发出报警提示。具体的，蜂鸣器160用于发出报警蜂鸣音提示，由主控板卡170控制蜂鸣器160的通断，通电后多谐振荡器起振，输出1.5～2.5khz音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。
主控板与旋钮按键编码器110、供电插座120、OLED显示屏130、烟雾感应模块140、人体感应模块150和蜂鸣器160连接，用于接收检测的环境温度、定时时间、联网状态和人体感应信号并进行分析，以判断自动定时是否开启。主控板接收检测的烟雾和可燃气体的浓度并进行分析，以判断是否有烟雾情况。主控板进一步与云端通信，以将检测到的各项数据发送至云端，并获取云端分析数据并更新设备端智能自动定时判定逻辑，接收用户通过客户端(例如APP、小程序、H5等)下发的手动定时命令。
在本发明的实施例中，主控板卡170可以采用MCU控制器，内置有WIFI模块190、315M无线接收模块180、电源转化模块。
在本发明的实施例中，主控板卡170采用基于315M无线接收模块180接收温度状态数据，烟雾感应模块140检测的数据通过主控板卡170使用判定算法给出判定结果，并根据判定结果控制阀门的开关。通过WIFI模块190使用MQTT协议完成数据的发布和订阅。
每个从机200用于执行温度采集，并将采集的温度数据上报至主机100。每个从机200包括：感温模块210和315M无线发射模块，感温模块210包括：主控芯片211和温度传感器212，其中，温度传感器212用于采集温度数据，主控芯片211与温度传感器212和无线发射模块连接，用于读取温度传感器212检测的温度数据，转换为温度数值后通过无线发射模块将温度数据发送至主机100，如图2a至图2c所示。
具体来说，主控芯片211读取温度传感器212寄存器中的温度数据，再通过315M无线发射模块将温度、状态数据发送给主机100的315M无线接收模块180。
在本发明的实施例中，温度传感器212通过温度系数晶振发送脉冲进行计数，通过运算得到温度数据并存放到寄存器中。
本发明实施例的基于算法的定时烟雾报警器，还包括：机箱。机箱的顶部和底部分别设置有栅格状散热口，在机箱设置有隔板，在隔板的两侧分别安插有支架。
具体来说，主机100用于执行以下智能定时功能:智能定时开启判定、智能定时重置判定、智能定时关闭判定。
下面对使用到的特征词进行说明。
本次：最后一次不间断定时过程；
累加：连续求和；
设定时间：可通过云端下发的修改的时间参数；
设定阀值：可通过云端下发的修改的参数；
自动定时设定时间：判定为无人状态下定时时长；
手动定时设定时间：用户通过客户端程序(app、小程序、H5等)发送给设备的手动定时时间。
下面对后文描述中使用到的参数进行说明。
T自动定时设定时间：默认值为900秒，取值范围(1-7200)，理论经验，可通过云端修改；
T无人计时时间：开火状态下人离开本区域的时长；
TP温度设定阀值：默认值为50摄氏度，取值范围(-55～+125)，理论经验，可通过云端修改
TP当前区域温度：感温模块210采集到的区域温度，采集到发送给主机100；
IS_P有人存在：通过人体感应模块150判断是否有人存在，数值1表示有人存在，0表示无人存在。
下面对三项智能定时功能分别进行说明。
(1)智能定时开启判定
主机100执行智能定时开启判定，包括如下步骤：
当监测到TP当前区域温度＞TP温度设定阀值且IS_P有人存在＝0时，则判定开火状态下无人值守；其中，IS_P有人存在用于表征人体反应模块是否检测到有人存在，如果IS_P有人存在＝0，则表示无人存在；如果IS_P有人存在＝1，则表示有人存在；TP当前区域温度用于表征当前区域温度；
开始进行倒计时，当到达预定时间后，开始报警提示用户。即，倒计时时间＝T自动定时设定时间，完成执行通知。
(2)智能定时重置判定
主机100执行智能定时重置判定，包括如下步骤：
当监测到TP当前区域温度＞TP温度设定阀值，且T无人计时时间＜T自动定时设定时间，且IS_P有人存在＝1时，则判定开火状态下无人值守到有人查看。
(3)智能定时关闭判定
主机100执行智能定时关闭判定，包括如下步骤：
当监测到TP当前区域温度＜TP温度设定阀值，且IS_P有人存在＝1时，则判定开火状态下有人值守。
根据本发明实施例的基于算法的定时烟雾报警器，使用人体感应及温度监控技术和智能定时开启判定的算法，通过与后台系统的实时通讯，监控区域状态；使用终端+云端同步判定校验方法；使用温感模块+主机分离的方式，具备更高的灵活性和独立的外观设计。
本发明的基于算法的定时烟雾报警器，具有以下有益效果：
1、具备烟雾报警及无感定时提醒、手动定时提醒的三重功能，结合高频防护提醒应用和低频重要的烟雾报警应用为一体；
2、具有智能定时开启判定的算法，可以无需手动定时自动为用户提供提醒服务；
3、具有设备端和云端同步判定并核对的能力(需联网)，提高准确性、稳定性，可在设备发生异常是及做出判断，给出提示。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (8)

1.一种基于算法的定时烟雾报警器，其特征在于，包括：主机和至少一个从机，其中，
所述主机用于执行烟雾监测、人体监测、WIFI接入、云端通讯，所述主机包括：旋钮按键编码器、供电插座、OLED显示屏、烟雾感应模块、人体感应模块、蜂鸣器和主控板卡；其中，所述旋钮按键编码器用于通过旋转以调节定时时间；所述供电插座用于接入电源供电；所述OLED显示屏用于显示环境温度、联网状态和定时时间；所述烟雾感应模块用于检测环境中的烟雾和可燃气体的浓度；所述人体感应模块用于通过红外检测环境中出现的人体；所述蜂鸣器用于发出报警提示；所述主控板与所述旋钮按键编码器、供电插座、OLED显示屏、烟雾感应模块、人体感应模块和蜂鸣器连接，用于接收检测的环境温度、定时时间、联网状态和人体感应信号并进行分析，以判断自动定时是否开启；以及所述主控板接收检测的烟雾和可燃气体的浓度并进行分析，以判断是否有烟雾情况；所述主控板进一步与云端通信，以将检测到的各项数据发送至云端，并获取云端分析数据并更新设备端智能自动定时判定逻辑，接收用户通过客户端下发的手动定时命令；
每个所述从机用于执行温度采集，并将采集的温度数据上报至所述主机，每个所述从机包括：感温模块和315M无线发射模块，所述感温模块包括：主控芯片和温度传感器，其中，所述温度传感器用于采集温度数据，所述主控芯片与所述温度传感器和所述无线发射模块连接，用于读取所述温度传感器检测的温度数据，转换为温度数值后通过所述无线发射模块将温度数据发送至所述主机；其中，所述温度传感器通过温度系数晶振发送脉冲进行计数，通过运算得到温度数据并存放到寄存器中。
2.如权利要求1所述的基于算法的定时烟雾报警器，其特征在于，还包括：机箱、所述机箱的顶部和底部分别设置有栅格状散热口，在所述机箱设置有隔板，在所述隔板的两侧分别安插有支架。
3.如权利要求1所述的基于算法的定时烟雾报警器，其特征在于，所述蜂鸣器用于发出报警蜂鸣音提示，由所述主控板卡控制所述蜂鸣器的通断，通电后多谐振荡器起振，输出音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。
4.如权利要求1所述的基于算法的定时烟雾报警器，其特征在于，所述主控板卡采用基于无线接收模块接收温度状态数据，所述烟雾感应模块检测的数据通过所述主控板卡使用判定算法给出判定结果，并根据判定结果控制阀门的开关。
5.如权利要求1所述的基于算法的定时烟雾报警器，其特征在于，所述主机用于执行以下智能定时功能:智能定时开启判定、智能定时重置判定、智能定时关闭判定。
6.如权利要求5所述的基于算法的定时烟雾报警器，其特征在于，所述主机执行智能定时开启判定，包括如下步骤：
当监测到TP当前区域温度＞TP温度设定阀值且IS_P有人存在＝0时，则判定开火状态下无人值守；其中，IS_P有人存在用于表征所述人体反应模块是否检测到有人存在，如果IS_P有人存在＝0，则表示无人存在；如果IS_P有人存在＝1，则表示有人存在；TP当前区域温度用于表征当前区域温度；
开始进行倒计时，当到达预定时间后，开始报警提示用户。
7.如权利要求5所述的基于算法的定时烟雾报警器，其特征在于，所述主机执行智能定时重置判定，包括如下步骤：
当监测到TP当前区域温度＞TP温度设定阀值，且T无人计时时间＜T自动定时设定时间，且IS_P有人存在＝1时，则判定开火状态下无人值守到有人查看。
8.如权利要求5所述的基于算法的定时烟雾报警器，其特征在于，所述主机执行所述智能定时关闭判定，包括如下步骤：
当监测到TP当前区域温度＜TP温度设定阀值，且IS_P有人存在＝1时，则判定开火状态下有人值守。
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