CN205191929U - 一种便携式燃气热水器监测及报警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种便携式燃气热水器监测及报警装置，涉及电信号的监测领域,包括环境监测模块、控制模块、显示模块、声光报警模块、远程控制模块和外围执行模块，环境监测模块、显示模块、声光报警模块、远程控制模块和外围执行模块都分别与控制模块相连接，各模块之间采用数字信号通讯来实现对燃气热水器工作环境的实时监测和对燃气热水器的远程操控。本实用新型通过全面监测燃气热水器工作中可能出现安全隐患的方面、及时的报警、有效的远程监控和操作、便携的外挂形式的方式解决了传统燃气热水器监测装置高成本、固定式、安全度及可靠性差、维修难度高、监测不全面等问题。

Description

一种便携式燃气热水器监测及报警装置

技术领域

本实用新型涉及电信号的监测领域，特别涉及一种便携式燃气热水器监测及报警装置。

背景技术

燃气热水器在使用中存在着一系列影响人们生命财产安全的安全问题，其中燃烧产生一氧化碳、甲烷和烟雾、燃烧温度、火灾隐患是最重要的几个方面。

随着微电子技术的进步和对产品使用安全的重视，很多燃气热水器已经加入了实时快速监测装置。但是传统的燃气热水器监测装置却不甚理想，通常具有高成本、固定式、安全度及可靠性差、维修难度高、监测不全面等特点。因此迫切需要设计一种便携式燃气热水器监测及报警装置，其可以通过外挂的形式对燃气热水器的工作安全状况进行全面监测，进行实时数据传输和远程控制，并在监测所得数据超过既定预警值时及时报警和采取处理措施。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是监测装置的内置影响了燃气热水器的正常工作、维修难度高且可靠性差、监测不全面及用户无法远程监控和操作。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

本实用新型提出一种便携式燃气热水器监测及报警装置，采用外挂的形式，通过对一氧化碳、甲烷、烟雾、温度、火焰的监测和实时数据传输，实现了对燃气热水器工作安全状况的全面监测，且方便用户实时远程查看和控制，并且在监测值超过既定预警值时及时报警和采取处理措施。

根据本实用新型的一个方面，提出一种便携式燃气热水器监测及报警装置，其包括环境监测模块、控制模块、显示模块、声光报警模块、远程控制模块和外围执行模块；其中，环境监测模块、显示模块、声光报警模块、远程控制模块和外围执行模块都分别与控制模块相连接，所述各模块之间采用数字信号通讯。

所述环境监测模块包括一氧化碳传感器、甲烷传感器、烟雾传感器、温度传感器、火焰传感器和数据转换模块；所述各传感器分别与所述数据转换模块相连接，所述各传感器所测得的实时监测值以模拟信号传输到所述数据转换模块后，由所述数据转换模块处理得到清晰明确的数字信号并输出。

所述控制模块包括微控制器芯片、存储模块和时钟模块；所述微控制器芯片中嵌入实时操作系统，所述微控制器芯片接收所述环境监测模块输出的实时监测值并对监测值做一定处理；所述存储模块将所述微控制器芯片接收到的实时监测值写入，并等待所述微控制芯片间歇性的读取实时监测值；所述微控制器芯片对所述时钟模块进行读写。

所述显示模块包括显示屏，其接收所述控制模块输出的信号。

所述声光报警模块包括若干对发光二极管和蜂鸣器，所述声光报警模块接收所述控制模块输出的信号，不同信号能使不同对数的发光二极管和蜂鸣器响应以显示不同报警等级。

所述远程控制模块包括智能终端、短信发送模块、网络摄像头模块和语音识别模块，所述远程控制模块接收所述控制模块输出的信号；所述智能终端与所述短信发送模块、网络摄像头模块之间采用无线网络进行数据传输；所述短信模块间隔一定时间向所述智能终端发送实时监测值，间隔时间可以根据需要进行调节，在报警状态下会及时发送超过既定预警值的实时监测值；所述智能终端通过所述网络摄像头模块远程观察房间实时状态；所述网络摄像头模块可以实现双向语音；所述语音识别模块接收所述网络摄像头模块的语音信号，识别后传输给所述控制模块。

所述外围执行模块包括外围控制电路、电磁阀开关、继电器、燃气热水器总开关和电动推杆模块；所述外围控制电路通过控制所述电磁阀开关、继电器、燃气热水器总开关来实现开关燃气热水器；所述外围控制电路通过控制电动推杆模块作用于房间窗户来实现开关窗户。

所述外围控制电路能且仅能受所述语音识别模块在识别语音信号后传输给所述控制模块的信号的指示来实现开关燃气热水器；所述外围控制电路能且仅能受所述环境监测模块测得的实时监测值经所述控制模块处理而输出的信号的指示和所述语音识别模块在识别语音信号后传输给所述控制模块的信号的指示来实现开关窗户。

所述燃气热水器监测及报警装置放置在距离燃气热水器正前方1米之内，且温度传感器的优选位置为燃气热水器的集烟罩附近。

本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

本实用新型的便携式燃气热水器监测及报警装置可有效全面的监测燃气热水器易出现安全隐患的各个方面，在一定情况下分级报警，远程控制方便用户及时了解燃气热水器的工作状态，必要时采取关闭热水器、打开窗户的措施，所以远程控制也更好的提升了燃气热水器工作的安全性。

附图说明

通过下面的附图本领域技术人员将对本实用新型有更好的理解，并且更能清楚的体现出本实用新型的优点，附图中示出的各个部分是以实现本实用新型为目的的而不是对本实用新型进行限制。

图1示出本实用新型的便携式燃气热水器监测及报警装置的组成示意图。

图2示出Flame-M五路阵列式火焰传感器的原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明。本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

在详细的解释本实用新型的实施例之前，应当理解，本实用新型在它的应用中并不能限制到在下面的描述中提出或者附图中示出的细节和部件的配置。本实用新型能够具有除了描述的那些之外的实施例，并能够以不同方式实施和进行。再者，应当理解，在此采用的措辞和术语以及概要是为了描述的目的，不应认为是限制性的。

同样的，本领域技术人员将认识到，本公开所基于的构思可以容易的用作设计其他结构和系统的基础，用于实施本实用新型的数个目的。

图1示出本实用新型的便携式燃气热水器监测及报警装置的组成示意图。

根据实施例，如图1所示，提供一种便携式燃气热水器监测及报警装置，其包括环境监测模块、控制模块、显示模块、声光报警模块、远程控制模块和外围执行模块；其中，环境监测模块、显示模块、声光报警模块、远程控制模块和外围执行模块都分别与控制模块相连接，以上各模块之间采用数字信号通讯。

环境监测模块包括用以监测一氧化碳的MQ-7气体传感器、用以监测甲烷的费加罗TGS2611气体传感器、用以监测烟雾的MQ-2气体传感器、用以监测温度的Pt100工业级的铂热电阻、用以监测火焰的Flame-M五路阵列式火焰传感器和AD7794模数转换器。其中，Flame-M五路阵列式火焰传感器的原理在图2中示出。各传感器监测到的数据以模拟信号的形式传输给AD7794模数转换器。同时2.5V基准电压源作用于AD7794模数转换器，作为稳压供电电源。基准源与输入电压进行比较以确定适当的数字输出，具有在负载电流、温度和时间变化时电压保持稳定不变的特性。AD7794模数转换器将模拟信号转换为数字信号传输给控制模块。

控制模块包括微控制器芯片、存储模块和时钟模块。微控制器芯片采用基于ARMCortex-M4内核的STM32型微控制器芯片，存储模块采用64GBSD卡，时钟模块采用DS1302芯片。其中，搭载了UCOSII嵌入式实时操作系统的微控制器接收所述环境监测模块输出的实时监测值，高效率的实时调度阈值报警算法，同时不断将实时监测值写入SD卡中，到了一定的时间则将该时间段内的批量实时监测值从SD卡中取出并做算法处理得到一氧化碳浓度、甲烷浓度、烟雾浓度、温度、火焰距离的变化曲线。时钟模块DS1302则通过与微控制器芯片的交互作用而控制整个系统的工作频率。

显示模块采用ALIENTEK4.3寸TFTLCD，实时显示一氧化碳浓度、烟雾浓度、温度和火焰距离，同时在监测数据的下方显示各个数据的曲线图以表现监测值走势，且在报警状态下触摸屏背景色由白色变为黄色。

声光报警模块采用三对红色发光二极管及蜂鸣器组成，并根据燃气热水器的泄漏严重程度分成I、II、III三种报警等级，依据控制模块输出的信号做出反应。例如，当实时监测值在报警第三等级和第二等级之间，则有一个红色发光二极管亮起，且一个蜂鸣器以10s周期间隔响起，以此类推。

远程控制模块包括智能终端、短信发送模块、网络摄像头模块和语音识别模块，智能终端和短信发送模块、网络摄像头模块之间采用无线网络进行数据传输。智能终端采用设置在移动设备上的应用的形式，短信发送模块采用GPRS芯片以封包的形式来进行数据的传输，网络摄像头模块采用智能摄像头YTD05型号，语音识别模块采用LD3320ASR语音芯片。GPRS芯片不仅能定时向智能终端传输数据，而且能在实时监测值超过预警值时及时发送报警信息给智能终端。智能摄像头YTD05可以实现双向语音对讲及夜视移动侦测报警等，通过智能终端可以对网络摄像头进行远程无死角监控。LD3320ASR语音芯片可以完成非特定人语音识别，在需要远程开关燃气热水器或者开关窗户时，语音芯片接收用户通过智能终端传输给智能摄像头而发出的语音信息并在识别后将信号传输给控制模块。

所述外围执行模块包括外围控制电路、电磁阀开关、继电器、燃气热水器总开关和电动推杆模块。电磁阀开关采用控制流体的自动化电磁控制设备，电动推杆模块采用步进电机作为动力的电动推杆。外围控制电路通过控制所述电磁阀开关、继电器、燃气热水器总开关来实现开关燃气热水器。外围控制电路通过控制电动推杆模块作用于房间窗户来实现开关窗户。开关窗户不仅能通过语音控制实现，而且能通过系统自身调节实现。

燃气热水器监测及报警装置放置在距离燃气热水器1米之内，且优选位置为燃气热水器正前方。一氧化碳传感器、甲烷传感器、烟雾传感器可以放置在燃气热水器监测及报警装置上，温度传感器放置在燃气热水器的集烟罩附近。整个燃气热水器监测及报警装置可以放置在燃气热水器的1米之内即可。

参考具体实施例，尽管本实用新型已经在说明书和附图中进行了说明，但应当理解，在不脱离权利要求中所限定的本实用新型范围的情况下，所述技术领域人员可做出多种改变以及多种等同物可替代其中多种部件。本实用新型并不限于附图所图解的个别的具体实施例，以及说明书中所描述的作为目前为实施本实用新型所设想的最佳实施方法的具体实施例，而本实用新型意旨包括落入上述说明书和所附的权利要求范围内的所有的实施方式。

所提供的示例性的实施例使得本公开将是彻底的，并且将保护范围完全的传达给本领域技术人员。对本领域技术人员来说明显的是，并不一定采用所述特定细节，示例性的实施例可以以许多不同形式实施，并且不应理解为对本公开的范围的限制。在示例性实施例中，熟知的工艺、熟知的装置结构、以及熟知的技术并未详细描述。

Claims (9)

1.一种便携式燃气热水器监测及报警装置，其特征在于，包括环境监测模块、控制模块、显示模块、声光报警模块、远程控制模块和外围执行模块，环境监测模块、显示模块、声光报警模块、远程控制模块和外围执行模块都分别与控制模块相连接，各模块之间采用数字信号通讯来实现对燃气热水器工作环境的实时监测和对燃气热水器的远程操控。

2.根据权利要求1所述的便携式燃气热水器监测及报警装置，其中，所述环境监测模块包括一氧化碳传感器、甲烷传感器、烟雾传感器、温度传感器、火焰传感器和数据转换模块；各传感器分别与所述数据转换模块相连接，各传感器所测得的实时监测值以模拟信号传输到所述数据转换模块后，由所述数据转换模块处理得到数字信号并输出。

3.根据权利要求1所述的便携式燃气热水器监测及报警装置，其中，所述控制模块包括微控制器芯片、存储模块和时钟模块；所述微控制器芯片接收所述环境监测模块输出的实时监测值并对监测值进行处理；所述存储模块将所述微控制器芯片接收到的实时监测值写入，并等待所述微控制芯片间歇性的读取实时监测值；所述微控制器芯片对所述时钟模块进行读写。

4.根据权利要求1所述的便携式燃气热水器监测及报警装置，其中，所述显示模块包括显示屏，接收所述控制模块输出的信号。

5.根据权利要求1所述的便携式燃气热水器监测及报警装置，其中，所述声光报警模块包括若干对发光二极管和蜂鸣器，所述声光报警模块接收所述控制模块输出的信号，不同信号能使不同对数的发光二极管和蜂鸣器响应以显示不同报警等级。

6.根据权利要求1所述的便携式燃气热水器监测及报警装置，其中，所述远程控制模块包括智能终端、短信发送模块、网络摄像头模块和语音识别模块，所述远程控制模块接收所述控制模块输出的信号；所述智能终端与所述短信发送模块、网络摄像头模块之间采用无线网络进行数据传输；所述短信发送模块间隔一定时间向所述智能终端发送实时监测值，在报警状态下会及时发送超过既定预警值的实时监测值；所述网络摄像头模块能实现双向语音；所述语音识别模块接收所述网络摄像头模块的语音信号，识别后传输给所述控制模块。

7.根据权利要求6所述的便携式燃气热水器监测及报警装置，其中，所述外围执行模块包括外围控制电路、电磁阀开关、继电器、燃气热水器总开关和电动推杆模块，所述外围执行模块接收所述控制模块输出的信号；所述外围控制电路通过控制所述电磁阀开关、继电器、燃气热水器总开关来实现开关燃气热水器；所述外围控制电路通过控制电动推杆模块作用于房间窗户来实现开关窗户。

8.根据权利要求7所述的便携式燃气热水器监测及报警装置，其中，所述外围控制电路能且仅能受所述语音识别模块在识别语音信号后传输给所述控制模块的信号的指示来实现开关燃气热水器；所述外围控制电路能且仅能受所述环境监测模块测得的实时监测值经所述控制模块处理而输出的信号的指示和所述语音识别模块在识别语音信号后传输给所述控制模块的信号的指示来实现开关窗户。

9.根据权利要求1所述的便携式燃气热水器监测及报警装置，其中所述燃气热水器监测及报警装置放置在距离燃气热水器正前方1米之内。