CN205608944U - 一种模块化火灾报警器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种模块化火灾报警器，包括主电路板、电源模块、温度测量模块、CO浓度测量模块、烟雾浓度测量模块、单片机和声光报警模块；温度测量模块、CO浓度测量模块和烟雾浓度测量模块连接于单片机的输入端，声光报警模块连接于单片机的输出端；主电路板上留有集中设置有插接口的插接区域，温度测量模块、CO浓度测量模块、烟雾浓度测量模块、声光报警模块和电源模块的备用电源分别通过引线与插接口对应插接。本实用新型与现有的火灾报警器相比，温度测量模块、CO浓度测量模块和烟雾浓度测量模块通过引线插接至主电路板的插接区域，一方面便于安装，另一方面便于根据需要选择所需模块进行组合，便于根据监测环境灵活搭配，满足监测需要。

Description

一种模块化火灾报警器

技术领域

本实用新型涉及一种模块化火灾报警器，属于防灾减灾技术领域，产品适用于各种易发生火灾的建筑物和场所。

背景技术

火灾一直伴随人类的社会经济活动，可以导致人员伤亡、财产损失、环境污染甚至生态失衡，严重威胁到人类的生命财产安全和自然环境资源，因而对新型火灾报警器的研究具有重要的意义。

目前工程中广泛采用是通过采集现场单一的参数信息进行判断和识别(利用单一传感器)，并且探测信号处理就是简单的阈值判断和趋势算法，该算法无法解决灵敏度与可靠性之间的矛盾，产生这些情况的主要原因之一就是只考虑单一传感器的特性，没有将各传感器获得的数据在一定准则下加以综合分析,往往容易发生漏报、误报现象。而且，现有的报警器其报警器电路及电路板的设计没有明确按功能划分，所有元器件固定化设计，那么，当因为火灾监测对象和环境发生变化，需要更换监测传感器时(如有的监测环境和燃烧材料发生火灾时对烟雾敏感，而有的对CO敏感)，就需要重新设计电路,增加了成本。

实用新型内容

本实用新型的目的针对现有的火灾报警器的缺点和不足，设计一种可靠性更高且成本较低的模块化火灾报警器。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种模块化火灾报警器，包括电源模块、温度测量模块、CO浓度测量模块、烟雾浓度测量模块、单片机和声光报警模块；由电源模块为整个火灾报警器提供工作电源，且电源模块包括主电源和备用电源，主电源和备用电源之间连接有双电源切换开关；温度测量模块、CO浓度测量模块和烟雾浓度测量模块连接于单片机的相应输入端，声光报警模块连接于单片机的输出端；

还包括主电路板，电源模块和单片机布设在主电路板上，主电路板上留有插接区域，插接区域集中设置有插接口，温度测量模块、CO浓度测量模块、烟雾浓度测量模块、声光报警模块和备用电源分别通过引线与相应的插接口对应插接。

所述插接口预留有ZigBee模块接口。

采用上述方案后，本实用新型与现有的火灾报警器相比，其有益效果是：

①温度测量模块、CO浓度测量模块和烟雾浓度测量模块通过引线插接至主电路板的插接区域，一方面便于安装，另一方面便于根据需要选择所需模块进行组合，便于根据监测环境灵活搭配，满足监测需要。

②判断是否发生火灾的依据是将温度、CO浓度和烟雾浓度中的两者或三者进行数据融合处理，减小了误报率和漏报率，提高了预警的准确率。

③预留了ZigBee模块接口，便于进行无线组网，进行集中监测。

附图说明

图1为本实用新型的整体电路框图；

图2为本实用新型中单片机及声光报警模块的电路原理图；

图3为本实用新型中电源模块的电路原理图；

图4为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的一种模块化火灾报警器，如图1-3所示，包括电源模块100、温度测量模块200、CO浓度测量模块300、单片机400、声光报警模块500和烟雾浓度测量模块600；由电源模块100为整个火灾报警器提供工作电源，且电源模块100包括主电源11和备用电源12，主电源11和备用电源12之间连接有双电源切换开关13；温度测量模块200、CO浓度测量模块300和烟雾浓度测量模块600连接于单片机400的相应输入端，声光报警模块500连接于单片机400的输出端。

如图4所示,本实用新型的火灾报警器还具有塑料外壳700，此塑料外壳700内设置有一底座，此底座上安装有主电路板，电源模块100和单片机400布设在此主电路板上，此主电路板上还留有插接区域。电源模块100、单片机400和插接区域位于塑料外壳700内的A部位。插接区域集中设置有插接口，此插接口包括温度测量模块插接口、CO浓度测量模块插接口、烟雾浓度测量模块插接口、声光报警模块插接口、备用电源插接口和ZigBee模块接口。温度测量模块200、CO浓度测量模块300、烟雾浓度测量模块600、声光报警模块500和备用电源12分别通过引线与相应的插接口对应插接。ZigBee模块接口作为备用，便于进行无线组网，进行集中监测。当使用ZigBee模块时，ZigBee模块安装于塑料外壳700内的B部位，并通过2.4G天线与外界进行通信。塑料外壳700的C部位开设有供声光报警模块500的光报警二极管安装的开孔。温度测量模块200设于塑料外壳700外的一侧。塑料外壳700上的D部位设有塑料格栅，烟雾浓度测量模块600和声光报警模块500的声音报警器安装于此塑料格栅内。CO浓度测量模块300叠置于此塑料格栅上。

其中：

电源模块100的主电源11采用广州金升阳科技有限公司生产的AC/DC模块，型号是LS03-15B05SR2S-F，模块的作用是直接把AC220V转换成DC5V，供这个火灾报警器的工作。辅助电源12的切换电路采用集成IC LTC4414和场效应管SI2301，由4节7号电池供电。电路原理图如图3所示。

温度测量模块200采用美国达拉斯半导体公司的DS18B20，测温范围为-55℃～+125℃，最高分辨率是0.0625℃。在-10℃～+85℃温度区间其精确度是±5℃，需经校正才能使用。工作电压DC+5V，温度测量模块200的接口线是3条，即电源正极、地线和数字温度输出，通过接插头与主电路板上的对应插接口连接。

CO浓度测量模块300采用郑州炜盛电子科技有限公司生产的ZE07-CO模块，该模块内置温度传感器，可进行温度补偿，实现0-500ppm的内容测量，分辨率0.1ppm，有良好的选择性和稳定性。工作电压DC+5V，模块的接口线是3条，即电源正极、地线和电压输出，通过接插头与主电路板上的对应插接口连接。

单片机400及声光报警模块500采用新塘NANO系列低功耗、高集成32位的NANO102LC2AN单片机，具有强大的计算能力，便于进行数据融合计算。电路原理图如图2所示。

烟雾浓度测量模块600采用通用型的迷宫式烟雾探测器，工作电压DC5V，待机电流10μA，感应电流小于20mA，输出直流电压0-4V。模块的接口线是3条，即电源正极、地线和直流电压输出，通过接插头与主电路板上的对应插接口连接。

工作时，单片机400将测得的两个或三个数据量(根据需要从温度、CO浓度和烟雾浓度三者中进行选择组合)，通过其内置的D-S算法多传感器数据融合处理程序判断出当前发生火灾概率的大小，当有火灾发生时单片机400启动声光报警模块500进行报警。

本实用新型中，单片机400内置的D-S算法多传感器数据融合处理程序为现有技术。

如图1所示，为了避免了长期使用时频繁更换电池给用户造成的麻烦，主电源11采用市电供电。主电源11首先将220V交流电通过降压电路整流电路把电流变为脉冲直流，再通过滤波电路消除脉冲，再通过高频开关元件当满足条件后再通过变压器降低电压，但此时的电压还不稳定。最后通过整流滤波电路使电路的稳定性大大的提高，整流滤波后电压稳定在+5V。

由于如果有火情时，市电往往会被切断，所以电路增加了备用电源12，备用电源12可采用锂电池，如图3所示，备用电源12和主电源11的切换选择由LTC4414芯片来控制，通过LTC4414芯片控制双电源切换开关Q1(图1中的双电源切换开关13)对主电源11和备用电源12之间进行切换。

采用上述方案后，本实用新型与现有的火灾报警器相比，其有益效果是：

①温度测量模块、CO浓度测量模块和烟雾浓度测量模块通过引线插接至主电路板的插接区域，一方面便于安装，另一方面便于根据需要选择所需模块进行组合，便于根据监测环境灵活搭配，满足监测需要。

②判断是否发生火灾的依据是将温度、CO浓度和烟雾浓度中的两者或三者进行数据融合处理，减小了误报率和漏报率，提高了预警的准确率。

③预留了ZigBee模块接口，便于进行无线组网，进行集中监测。

Claims (2)

1.一种模块化火灾报警器，其特征在于：包括电源模块、温度测量模块、CO浓度测量模块、烟雾浓度测量模块、单片机和声光报警模块；由电源模块为整个火灾报警器提供工作电源，且电源模块包括主电源和备用电源，主电源和备用电源之间连接有双电源切换开关；温度测量模块、CO浓度测量模块和烟雾浓度测量模块连接于单片机的相应输入端，声光报警模块连接于单片机的输出端；

还包括主电路板，电源模块和单片机布设在主电路板上，主电路板上留有插接区域，插接区域集中设置有插接口，温度测量模块、CO浓度测量模块、烟雾浓度测量模块、声光报警模块和备用电源分别通过引线与相应的插接口对应插接。

2.根据权利要求1所述的一种模块化火灾报警器，其特征在于：所述插接口预留有ZigBee模块接口。