CN1224924C - 记录式可燃气体报警器的记录方法及其电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种记录式可燃气体报警器的记录方法及其电子装置，由直流电源、传感器电源、单片机电源、传感器、单片机、存储器、继电器和蜂鸣器所构成，传感器状态变化和时间变化的参数由单片机记录在存储器内，使发生报警的原因可以由数据量化，有助于事后的责任分析。其结构简单、占用存储空间少、成本低廉、使用方便，可与其他管理设备通过串口相连，适用于工厂、家庭、建筑设施和燃气输送设施使用。

Description

记录式可燃气体报警器的记录方法及其电子装置

技术领域

本发明涉及一种可燃气体报警器，尤其是一种记录式可燃气体报警器的记录方法及其电子装置。

背景技术

目前，实现对可燃气体报警功能的电路和装置有多种多样，它们可以在可燃气体的浓度超过传感器的检测上限时发出报警，或对应地将报警电信号传送给其他电子装置，但这些可燃气体报警器都不具备记忆功能，也就是说不能记忆报警信号发生的时间以及相关的状态变化，也不能对报警器本身的短路、短路、损坏等故障进行检测和判断，不利于可燃气体泄漏事故产生后的事故分析及责任诊断。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种记录式可燃气体报警器的记录方法及其电子装置，采用该方法制作的报警器结构简单、占用存储空间少和成本低廉，可以对报警信号产生的时间及状态进行记录，以满足事故分析时对各项数据的要求。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种记录式可燃气体报警器的记录方法，由单片机读取模数转换器的转换结果，该转换结果包括传感器电压值数据及传感器电源输出电压值数据，将该转换结果分别与所存储的报警限进行比较，比较结果保存在存储器的状态变量中，每一状态变量的存储空间占用≥1个数据位。将该状态变量与报警限以内的正常状态进行比较，如果比较结果不相等则由单片机发出报警信号。将每一次比较结果形成状态变量备份存储在存储器中。将状态变量与状态变量备份进行比较，如相等则重复以上步骤，否则向一组循环更新的存储位置处存储一条状态+状态变化时间数据并更新状态变量备份，其中状态变化时间数据的单位可以为分或秒。模数转换器转换结果、报警限、状态变量、状态变量备份分别在单片机或与单片机相连的存储器内占有各自独立的存储空间。

一种记录式可燃气体报警器的电子装置，包括直流电源U1和传感器S1，还包括单片机U2、存储器U4、传感器电源U3、单片机电源1和继电器J，直流电源U1和传感器电源U3的输入端连接到整流电路的输出端，传感器电源U3的输出端与传感器S1的电源输入端相连，传感器电源U3的二个控制端与单片机U2的I/O端口相接，使传感器S1电源的接通与关闭由单片机U2控制，传感器S1的信号输出端与单片机U2的另一I/O端口相接，单片机U2的SLC时钟线和SDA数据线连接到存储器U4的对应端，单片机U2和存储器U4的电源端与单片机电源1相连，单片机U2的二个I/O输出端口分别经放大器连接一蜂鸣器B2和一继电器J，单片机U2的串行信号TXD和RXD端连接外部数字设备的串行数据端口。单片机U2以秒或分为时间长度单位，定时向存储器U4写入时间数据，单片机U2通过其内部模数转换器读取传感器S 1的状态数据，在达到或超过报警限时，将报警信号输出到蜂鸣器B2、继电器J和串行通讯接口，并将报警信号的状态变化、报警时间及记录位置存储到存储器U4中。

其中，传感器S1的状态数据包括传感器电源接通、传感器短路、传感器断路、传感器电源电压低、传感器下限报警、传感器上限报警、传感器报警超时、传感器电源异常、通讯异常等状态。

本发明的有益效果是：由于是由单片机控制，传感器检测到的报警信号除用于声音报警和传输给其他管理设备外，还将传感器的多种状态数据和时间数据存储到存储器中，以便于事后取得数据进行事故分析。又由于只记录事故发生时刻的状态变化，而不是采取连续记录的方法，因此节省存储空间，降低生产成本。还由于由单片机控制传感器的电源，可以在完成报警数据采样后停止传感器的工作，避免因长时间报警产生的热量而烧毁传感器。

附图说明

图1为本发明电路原理方块图。

图2本发明电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细地描述。

一种记录式可燃气体报警器的记录方法，该报警器包括单片机、模数转换器、传感器、存储器和传感器电源，模数转换器、传感器、存储器和传感器电源分别与单片机连接，传感器还与传感器电源连接并将对可燃气体的检测结果传送给模数转换器，传感器电源与模数转换器输入端连接，单片机内存储有报警限及正常状态数据。其中，报警限包括报警上限、报警下限、传感器开路限、传感器短路限及传感器电源开路限等，在单片机或与其连接的存储器中，设有状态变量、状态变量备份和时间数据的存储空间。

通常的记录方法是按一定的时间间隔存储数据，但为降低成本，使用了小容量存储器，其存储空间有限，不能存储足够时间长度并供事后分析用的数据，因此，本发明采取了仅存储报警事件发生时状态参数的方法，即在报警器状态没有发生变化时不进行数据记录，而只按一定时间间隔在同一存储位置保存足够长度的累进时间数据，在报警器状态发生变化时，才在一组循环更新的存储位置处存储一条状态+状态变化时间的数据，这样，记录状态用的8～16个数据位与记录状态变化时间的16～32个数据位之和按每字节8位计算仅为3～6个字节，256字节的存储器可以记录≤84组数据，在需要数据分析时，只要读出记录的状态数据和状态变化的时间数据，就能分析过去一段时间内发生以及发生后的处理状况，使发生报警的原因可以由数据量化，有助于事后的责任分析。

具体过程是这样的：由单片机按一定时间长度通常是秒或分钟对时间数据进行累进，单片机读取模数转换器的转换结果，该转换结果包括传感器电压值数据及传感器电源输出电压值数据，将该转换结果分别与所存储的报警限进行比较，比较结果保存在状态变量中，每一种状态的比较结果占状态变量存储空间1个数据位，报警状态表示为1，正常状态表示为0。将该状态变量与报警限以内的正常状态进行比较，如果比较结果不相等则由单片机发出报警信号，将状态变量与状态变量备份进行比较，如相等则重复以上过程，否则向一组循环更新的存储位置处存储一条状态+状态变化时间数据并更新状态变量备份，其中状态变化时间数据等于当前时间的累进时间数据。

例如，一个最大记录为10条的存储数据例为：

最后数据记录位置为04，最后时间为1425(每分钟加一)，则可列出下表，

状态    上电 掉电 下限报警 上限报警 报警超时 时间数据

记录0    0    0    1         0        0       0803

记录1    0    0    0         0        0       0805

记录2    0    0    1         0        0       1297

记录3    0    0    1         1        0       1299

记录4    0    0    1         1        1       1300

记录5    1    0    0         0        0       0210

记录6    0    0    0         0        0       0430

记录7    0    1    0         0        0       0610

记录8    1    0    0         0        0       0620

记录9    0    0    0            0            0          0621

本例例举了10条记录空间，每状态字8位(实用5位)包括上电、掉电、下限报警、上限报警、报警超时，在最后数据记录位置数据为04说明最后记录为04号该记录表明报警开启并超时达到125分钟(用最后记录的当前时间-记录时间即1425-1300)看3号和2号记录知道报警开始于128(1425-1297记录2)分前，在126(1425-1299，记录3)分前达到上限，由此可知报警没得到及时处理，在这之前有一次得到处理的下限报警(记录0和记录1)，一次掉电后上电(记录7、记录8、记录9)和一次上电(记录5和记录6)。

如图1、图2所示的一种记录式可燃气体报警器的电子装置，包括由7805模块构成的直流电源U1和型号为SENSOR的电化学传感器S1，还包括型号为LPC768的单片机U2、型号为24C02的存储器U4、型号为APU3267的传感器电源U3、单片机电源1和继电器J。直流电源U1和传感器电源U3的输入端连接到整流电路的输出端，传感器电源U3向传感器S1提供专用电源，传感器电源U3的二个控制端与单片机U2的I/O端口相接，使传感器S1电源的接通与关闭由单片机U2控制，在传感器S1检测到高浓度可燃气体并发出报警后，为解除报警和清楚误报警，在单片机程序设定的时间内关断传感器电源U3的输出电压，从而关闭传感器，防止因传感器长时间报警造成的发热和损坏。传感器S1的信号输出端与单片机U2的另一I/O端口相接，一向单片机发出检测信号。单片机U2的SLC时钟线和SDA数据线连接到存储器U4的对应端，以将待存储信号存储到存储器中。单片机U2和存储器U4的电源端与单片机电源1相连，并于单片机电源1内经反向二级管D2与直流电源U1的正极连接有一4700μ的电解电容器，以起到断电保护作用。单片机U2的二个I/O输出端口分别经放大器连接一蜂鸣器B2，以发出声音提示，还连接一继电器J，以控制相关电器的运作。单片机U2的串行信号TXD和RXD端连接外部数字设备的串行数据端口，可以向上一级管理设备或其它控制设备发出控制信号。

本实施例的实施过程如下：

由单片机U2开启传感器电源U3，单片机读取模数转换器(LPC768内含的)数据，与单片机内部储存的报警限和异常限比较，得到状态数据和时间数据，单片机不断重复读取模数转换器数据和累进时间数据并在时间数据变化时写入存储器U4，遇到数据超过报警限则开启继电器J和蜂鸣器B2，完成报警动作同时记录报警状态和和报警时间数据，当报警达到一定时间长度时关闭报警器并记录状态，遇到断电则记录断电状态和时间，报警器从报警或其他非正常状态回到正常状态时记录正常状态数据和时间数据，在通讯接口接收到外部数字设备的读取指令时发送所记录的数据。

Claims (3)

1、一种记录式可燃气体报警器的记录方法，该报警器包括单片机、模数转换器、传感器、存储器和传感器电源，所述的模数转换器、传感器、存储器和传感器电源分别与单片机连接，传感器还与传感器电源连接并将可燃气体的检测结果传送给模数转换器，存储器内存储有报警限数据，其特征在于：

由单片机读取模数转换器的转换结果，该转换结果包括传感器电压值数据及传感器电源输出电压值数据，将该转换结果分别与所存储的报警限进行比较，比较结果保存在存储器的状态变量中，每一状态变量的存储空间占用≥1个数据位；

将该状态变量与报警限以内的边界数值状态进行比较，如果比较结果超出正常范围则由单片机发出报警信号；

将每一次比较结果形成状态变量备份存储在存储器中；

将状态变量与状态变量备份进行比较，如相等则重复以上步骤，否则向一组循环更新的存储位置处存储一条数据，该数据包括此状态变量数据和此状态变量产生的时间数据，并同时更新状态变量备份，其中状态变化时间数据的单位可以为分或秒；

所述的模数转换器转换结果、报警限、状态变量、状态变量备份分别在单片机或与单片机相连的存储器内占有各自独立的存储空间。

2、根据权利要求1所述的记录式可燃气体报警器的记录方法，其特征在于：所述的报警限包括报警上限、报警下限、传感器开路限、传感器短路限及电源开路限。

3、一种实现权利要求1方法的电子装置，包括直流电源(U1)和传感器(S1)，其特征在于：还包括单片机(U2)、存储器(U4)、传感器电源(U3)、单片机电源(1)和继电器(J)，直流电源(U1)和传感器电源(U3)的输入端连接到整流电路的输出端，传感器电源(U3)的输出端与传感器(S1)的电源输入端相连，传感器电源(U3)的二个控制端与单片机(U2)的I/O端口相接，使传感器(S1)电源的接通与关闭由单片机(U2)控制，传感器(S1)的信号输出端与单片机(U2)的另一I/O端口相接，单片机(U2)的时钟线(SLC)和数据线(SDA)连接到存储器(U4)的对应端，单片机(U2)和存储器(U4)的电源端与单片机电源(1)相连，单片机(U2)的二个I/O输出端口分别经放大器连接一蜂鸣器(B2)和一继电器(J)，单片机(U2)的串行信号端口(TXD、RXD)连接外部数字设备的串行数据端口；单片机(U2)以秒或分为时间长度单位，定时向存储器(U4)写入时间数据，单片机(U2)通过其内部模数转换器读取传感器(S1)的状态数据，在达到或超过报警限时，将报警信号输出到蜂鸣器(B2)、继电器(J)和串行通讯接口，并将报警信号的状态变化、报警时间及记录位置存储到存储器(U4)中。