CN204557709U - 一种安全预警装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种安全预警装置，包括烟雾探测模块、温度检测模块、功率检测电路、控制器、供电电路、备用照明模块和通信模块，所述控制器分别与所述烟雾探测模块、温度检测模块、功率检测电路、供电电路、备用照明模块和通信模块通过线路连接，所述功率检测电路检测用电网络的用电功率，所述温度检测模块检测用电网络的温度。相对现有技术，本实用新型可进行用电功率的实时远程在线设置，并监控烟雾状况、用电功率和用电电路温度，监测到火灾时，可切断供电输出，启用应急照明，且能进行远程报警。
Description
技术领域
本实用新型涉及安全预警技术领域，特别涉及一种应用在用电安全、预防火灾的安全预警装置。
背景技术
随着生活水平的提高，电力网络覆盖率的提高及稳定，居民用电设备也相应增多，传统的集体宿舍依照原有的线路布局，能承受的电功率负荷渐渐显得不足，用电安全需要依靠人来管理和督查，这种方式效率较低也不人性化。集体宿舍需要摆脱依靠人来管理的方式，实现自动化的管理，必须设计一种能够远程限制用电功率的装置，依据原有线路布局的情况，设定各个模块能承受的最大用电功率，同时监控整栋楼或各分模块的功率和，以确保用电路线的安全。
同时，火灾的发生，有很大一部分原因是由于使用大功率电器，电线发热短路或加热电器烧着附着物引起的。在发生火灾后，应该及时切断供电电源，由安全备用电源负责照明，尽可能的减少因为用电造成的起火问题。虽然现有技术可以监控宿舍内的火灾情况并报警，但是发生报警后没有采取断电措施，以及启用后备电源来照明，电功率也没有实现远程监控。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可进行用电功率的实时远程在线设置，并监控烟雾状况、用电功率和用电电路温度，监测到火灾时，可切断供电输出，启用应急照明，且能进行远程报警的安全预警装置。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种安全预警装置，包括烟雾探测模块、温度检测模块、功率检测电路、控制器、供电电路、备用照明模块和通信模块，所述控制器分别与所述烟雾探测模块、温度检测模块、功率检测电路、供电电路、备用照明模块和通信模块通过线路连接，所述功率检测电路检测用电网络的用电功率，所述温度检测模块检测用电网络的温度。
进一步，所述烟雾探测模块包括红外对管、运算放大器和处理器，所述红外对管与所述运算放大器串联，所述运算放大器与所述处理器串联。
进一步，所述温度检测模块包括数字式温度传感器和电阻R1，所述数字式温度传感器的供电端与所述供电电路通过线路连接，所述数字式温度传感器的信号端与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端与所述控制器通过线路连接，所述数字式温度传感器的接地端接地。
进一步，所述功率检测电路包括场效应管D1、固态继电器G1和线性电流传感器Dz1，所述场效应管D1的栅极串联电阻R2与所述控制器连接，所述场效应管D1的源极与所述供电电路连接，所述场效应管D1的漏极与所述固态继电器G1的正极连接，所述固态继电器G1的负极接地，所述固态继电器G1的交流电输入端外接市电，所述固态继电器G1的交流电输出端连接用电网络；所述线性电流传感器Dz1的第四接口和第五接口串联并与用电网络的L线连接，所述线性电流传感器Dz1的第三接口与所述控制器通过线路连接，所述线性电流传感器Dz1的第一接口与效应管D1的源极连接，所述线性电流传感器Dz1的第二接口接地。
进一步，所述供电电路包括变压器T1、桥式整流电路、五端稳压管Dz2和三端稳压管Dz3，所述变压器T1的输入端与用电网络的L线和N线，所述变压器T1的输出端与所述桥式整流电路的输入端连接，所述桥式整流电路的输出端与电容C1并联，电容C1的一端接至五端稳压管Dz2的第一接口，另一端接地，所述五端稳压管Dz2的第三接口与其第五接口均接地，所述五端稳压管Dz2的第二接口连接二极管D5正极的同时与电感L1的一端连接，所述二极管D5的负极接地，所述电感L1的另一端经所述五端稳压管Dz2的第四接口连接至三端稳压管Dz3的第一接口，所述电感L1的另一端串联电容C2与所述三端稳压管Dz3的第三接口连接，所述三端稳压管Dz3的第二接口串联电容C3与所述电容C2和二极管D5的负极连接。
进一步，所述备用照明模块包括电阻R3～R4、LED发光二极管D1和三极管Q1，所述三极管Q1的基极串联电阻R3与所述控制器连接，所述三极管Q1的集电极串联LED发光二极管D1和电阻R4与所述供电电路连接，所述三极管Q1的发射极接地。
进一步，所述通信模块与外部监控中心通过无线网络或有线网络连接。
本实用新型的有益效果是：通过通信模块和控制器可进行实时远程在线探测参数的设置，并分别通过烟雾探测模块、温度检测模块、功率检测电路监控烟雾状况、用电功率和用电电路温度，并分别向控制器发送烟雾状况信号、用电功率信号和用电电路温度信号，控制器根据烟雾状况信号、用电功率信号和用电电路温度信号判断是否有火灾，监测到火灾时，可切断供电输出，启用应急照明，且能进行远程报警。使用STM32F407F4控制器，接入Ethernet网络便捷可靠，只需连接RTL8201CP物理接口便可接入以太网，操作方便，实现智能监测。
附图说明
图1为本实用新型一种安全预警装置的模块框图；
图2为烟雾探测模块的模块框图；
图3为温度检测模块的电路原理图；
图4为功率检测电路的电路原理图；
图5为供电电路的电路原理图；
图6为备用照明模块的电路原理图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、烟雾探测模块，11、红外对管，12、运算放大器，13、处理器；
2、温度检测模块，21、数字式温度传感器；
3、功率检测电路，4、控制器；
5、供电电路，51、桥式整流电路；
6、备用照明模块，7、通信模块。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
如图1至图6所示，一种安全预警装置，包括烟雾探测模块1、温度检测模块2、功率检测电路3、控制器4、供电电路5、备用照明模块6和通信模块7，所述控制器4分别与所述烟雾探测模块1、温度检测模块2、功率检测电路3、供电电路5、备用照明模块6和通信模块7通过线路连接，所述功率检测电路3检测用电网络的用电功率，所述温度检测模块2检测用电网络的温度。
所述烟雾探测模块1包括红外对管11、运算放大器12和处理器13，所述红外对管11与所述运算放大器12串联，所述运算放大器12与所述处理器13串联；
所述烟雾探测模块1用于探测烟雾，并将探测到的烟雾信息数据转换为电信号传输给处理器13；使用红外对管11探测烟雾信息，使用运算放大器12进行信号放大，并与处理器13预设烟雾值进行比较，若该信号超过预定值，则输出高电平给STM32F407控制器4，否则输出低电平给STM32F407控制器4。
所述温度检测模块2包括数字式温度传感器21和电阻R1，所述数字式温度传感器21的供电端与所述供电电路5通过线路连接，所述数字式温度传感器21的信号端与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端与所述控制器4通过线路连接，所述数字式温度传感器21的接地端接地。
所述温度检测模块2用于检测用电网络的温度，当用电网络长时间大功率供电时，电力线温度会升高，温度检测模块2同时可作为电功率检测的补充；DS18B20数字式温度传感器的信号端连接到STM32F407F4控制器4，DS18B20数字式温度传感器的VCC端连接供电电路5的3.3V输出，DS18B20数字式温度传感器的接地端接地。
所述功率检测电路3包括场效应管D1、固态继电器G1和线性电流传感器Dz1，所述场效应管D1的栅极串联电阻R2与所述控制器4连接，所述场效应管D1的源极与所述供电电路5连接，所述场效应管D1的漏极与所述固态继电器G1的正极连接，所述固态继电器G1的负极接地，所述固态继电器G1的交流电输入端外接市电，所述固态继电器G1的交流电输出端连接用电网络；所述线性电流传感器Dz1的第四接口和第五接口串联并与用电网络的L线连接，所述线性电流传感器Dz1的第三接口与所述控制器4通过线路连接，所述线性电流传感器Dz1的第一接口与效应管D1的源极连接，所述线性电流传感器Dz1的第二接口接地。
所述供电电路5包括变压器T1、桥式整流电路51、五端稳压管Dz2和三端稳压管Dz3，所述变压器T1的输入端与用电网络的L线和N线，所述变压器T1的输出端与所述桥式整流电路51的输入端连接，所述桥式整流电路51的输出端与电容C1并联，电容C1的一端接至五端稳压管Dz2的第一接口，另一端接地，所述五端稳压管Dz2的第三接口与其第五接口均接地，所述五端稳压管Dz2的第二接口连接二极管D5正极的同时与电感L1的一端连接，所述二极管D5的负极接地，所述电感L1的另一端经所述五端稳压管Dz2的第四接口连接至三端稳压管Dz3的第三接口，所述电感L1的另一端串联电容C2与所述三端稳压管Dz3的第一接口连接，所述三端稳压管Dz3的第二接口串联电容C3与所述电容C2和二极管D5的负极连接；
所述供电电路将220v的交流市电转化为5v的直流电作为STM32F407F4控制器的供电电源，其中输入端分别连接功率检测电路3的L线和N线，变压器T1为220v交流转9v交流变压器，桥式整流电路51为四个1N4001整流二极管，输入滤波电容C1为470uf/50V的电容，输出滤波电容C2为100uf/16V的电容，五端稳压管Dz2为LM2596大电流稳压器，三端稳压管Dz3为LM1117三端稳压管，C3为47uf/16V的电容。
所述备用照明模块6包括电阻R3～R4、LED发光二极管D1和三极管Q1，所述三极管Q1的基极串联电阻R3与所述控制器4连接，所述三极管Q1的集电极串联LED发光二极管D1和电阻R4与所述供电电路5连接，所述三极管Q1的发射极接地。
所述通信模块7与外部监控中心通过无线网络或有线网络连接；
所述通信模块7用于STM32F407F4控制器接收监控中心传输的功率上限设定数据并传输烟雾传感器信息和温度值到监控中心；通过RTL8201CP作为物理接口，可以实现与STM32F407F4处理器内部的MAC进行匹配联网；输出端通过HR911102带有网络隔离的接口接入以太网。
实施本装置，烟雾探测模块1探测烟雾，生成烟雾探测信号；所述温度检测模块2检测电力输出线路的温度，生成温度检测信号；所述功率检测电路3检测电力输出线路的用电功率生成用电功率信号；所述控制器4根据烟雾探测信号、温度检测信号和用电功率信号，判断是否发生火灾，在确定发生火灾的情况下，分别向功率检测电路3、备用照明模块6和通信模块7发送第一控制信号、第二控制信号和报警信号；功率检测电路3，功率检测电路3根据第一控制信号通过固态继电器G1切断用电网络的电路，备用照明模块6根据第二控制信号启动应急照明，通信模块7根据第三控制信号向外部监控中心报警，供电电路5向控制器4、烟雾探测模块1、温度检测模块2、功率检测电路3、备用照明模块6和通信模块7供电。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种安全预警装置，其特征在于：包括烟雾探测模块(1)、温度检测模块(2)、功率检测电路(3)、控制器(4)、供电电路(5)、备用照明模块(6)和通信模块(7)，所述控制器(4)分别与所述烟雾探测模块(1)、温度检测模块(2)、功率检测电路(3)、供电电路(5)、备用照明模块(6)和通信模块(7)通过线路连接，所述功率检测电路(3)检测用电网络的用电功率，所述温度检测模块(2)检测用电网络的温度。
2.根据权利要求1所述一种安全预警装置，其特征在于：所述烟雾探测模块(1)包括红外对管(11)、运算放大器(12)和处理器(13)，所述红外对管(11)与所述运算放大器(12)串联，所述运算放大器(12)与所述处理器(13)串联。
3.根据权利要求1所述一种安全预警装置，其特征在于：所述温度检测模块(2)包括数字式温度传感器(21)和电阻R1，所述数字式温度传感器(21)的供电端与所述供电电路(5)通过线路连接，所述数字式温度传感器(21)的信号端与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端与所述控制器(4)通过线路连接，所述数字式温度传感器(21)的接地端接地。
4.根据权利要求1所述一种安全预警装置，其特征在于：所述功率检测电路(3)包括场效应管D1、固态继电器G1和线性电流传感器Dz1，所述场效应管D1的栅极串联电阻R2与所述控制器(4)连接，所述场效应管D1的源极与所述供电电路(5)连接，所述场效应管D1的漏极与所述固态继电器G1的正极连接，所述固态继电器G1的负极接地，所述固态继电器G1的交流电输入端外接市电，所述固态继电器G1的交流电输出端连接用电网络；所述线性电流传感器Dz1的第四接口和第五接口串联并与用电网络的L线连接，所述线性电流传感器Dz1的第三接口与所述控制器(4)通过线路连接，所述线性电流传感器Dz1的第一接口与效应管D1的源极连接，所述线性电流传感器Dz1的第二接口接地。
5.根据权利要求1所述一种安全预警装置，其特征在于：所述供电电路(5)包括变压器T1、桥式整流电路(51)、五端稳压管Dz2和三端稳压管Dz3，所述变压器T1的输入端与用电网络的L线和N线，所述变压器T1的输出端与所述桥式整流电路(51)的输入端连接，所述桥式整流电路(51)的输出端与电容C1并联，电容C1的一端接至五端稳压管Dz2的第一接口，另一端接地，所述五端稳压管Dz2的第三接口与其第五接口均接地，所述五端稳压管Dz2的第二接口连接二极管D5正极的同时与电感L1的一端连接，所述二极管D5的负极接地，所述电感L1的另一端经所述五端稳压管Dz2的第四接口连接至三端稳压管Dz3的第三接口，所述电感L1的另一端串联电容C2与所述三端稳压管Dz3的第一接口连接，所述三端稳压管Dz3的第二接口串联电容C3与所述电容C2和二极管D5的负极连接。
6.根据权利要求1所述一种安全预警装置，其特征在于：所述备用照明模块(6)包括电阻R3～R4、LED发光二极管和三极管，所述三极管的基极串联电阻R3与所述控制器(4)连接，所述三极管的集电极串联LED发光二极管和电阻R4与所述供电电路(5)连接，所述三极管的发射极接地。
7.根据权利要求1至6任一项所述一种安全预警装置，其特征在于：所述通信模块(7)与外部监控中心通过无线网络或有线网络连接。
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Inventor after: Jing Benqin Inventor after: Sun Zhiyan Inventor after: Shao Jiang Inventor after: Chen Bingyao Inventor after: Liang Xin Inventor before: Jing Benqin Inventor before: Sun Zhiyan Inventor before: Shao Jiang Inventor before: Chen Bingyao Inventor before: Liang Xin |
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