CN207352754U - 一种家用可燃气体报警器 - Google Patents

Abstract

一种家用可燃气体报警器，其特征在于：包括电源管理单元、主控芯片单元、可燃气体检测单元、温湿度采集单元、显示单元、WIFI无线模块单元、电磁阀控制单元；所述的主控芯片单元分别连接显示单元、可燃气体检测单元、温湿度采集单元、WIFI无线模块单元、电磁阀控制单元。所述的电源管理单元和其他各单元相连，给其它各单元提供电源。所述的可燃气体检测单元包括可燃气体C采集电路和运算放大电路，可以检测是否存在可燃气体泄漏，并将检测的数据传送给主控芯片单元，当燃气发生泄漏时，气体浓度达到预设的报警值时，通过电磁阀控制单元关闭燃气阀门，并立即将报警信号通过互联网传送到云平台，云平台可以将报警信号传送到集中控制服务器或者用户指定的手机app。

Description

一种家用可燃气体报警器

技术领域

本实用新型涉及气体报警器领域，特别涉及家用可燃气体报警器领域。

技术背景

目前市场上的家用可燃气体报警器大部分都是采用现场实时、单点独立式报警，即当可燃气体报警器发出报警后，必须有人在现场才能知道有可燃气体泄漏。并且燃气泄漏后要人工关闭燃气阀门来切断燃气供给。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种带WIFI无线模块组网功能的家用可燃气体报警器。随着科学技术的发展和人民生活水平的提高，家庭中使用管道燃气的用户也越来越多。现在大部分的家庭都有安装互联网，而且手机的使用越来越普遍。可燃气体报警器通过内置的WIFI模块可以连接到家庭的互联网上，当燃气发生泄漏时，气体浓度达到预设的报警值时，通过电磁阀控制单元关闭燃气阀门，并立即将报警信号通过互联网传送到云平台，云平台可以将报警信号传送到集中控制服务器或者用户指定的手机app，因而远端可以即时知道现场有可燃气体泄漏，做出相应的处理措施，最大限度保护人民群众的人身安全和财产安全。

为了实现上述的目的，本实用新型的一种家用可燃气体报警器具有如下构成：

一种家用可燃气体报警器，其特征在于：包括电源管理单元、主控芯片单元、可燃气体检测单元、温湿度采集单元、显示单元、WIFI无线模块单元、电磁阀控制单元；

所述的主控芯片单元分别连接显示单元、可燃气体检测单元、温湿度采集单元、WIFI无线模块单元、电磁阀控制单元。

所述的电源管理单元分别与主控芯片单元、可燃气体检测单元、温湿度采集单元、显示单元、WIFI无线模块单元、电磁阀控制单元相连，给各单元提供电源。

所述的可燃气体检测单元包括可燃气体传感器和运算放大电路，可以检测是否存在可燃气体泄漏，并将检测的数据传送给主控芯片单元。

所述的运算放大电路包括运算放大器3U1A，运算放大器3U1A的同向输入端3连接电阻3R5和电阻3R7，电阻3R7和电容3C3并联后接地，运算放大器3U1A的反向输入端2连接电阻3R4和电阻3R6，电阻3R4的另一端连接电阻3R2和电阻3R3，电阻3R2的另一端连接电源，电阻3R3的另一端接地，电阻3R6与电容3C4并联后连接到运算放大器3U1A输出端1，运算放大器3U1A输出端1连接电阻3R8后连接输出信号AD0和电容3C5，电容3C5的另一端接地，输出信号AD0接到主控芯片单元。

所述的可燃气体采集电路包括可燃气体传感器3S1的输出信号NAP连接所述的运算放大电路的电阻3R5，输出信号NAP还连接电阻3R1后连接电容3C2和输出信号AD1，电容3C2的另一端和所述的可燃气体传感器3S1的接地引脚2连接后接地，所述的可燃气体传感器3S1的接电源引脚1分别连接电源和电容3C1，电容3C1的另一端接地，所述的输出信号AD1连接至主控芯片单元。

主控芯片单元根据所述的输出信号AD0和AD1值来判断传感器失效和运放电路故障。

所述的电磁阀控制单元包括：所述的主控芯片单元输出的脉冲信号RELAY通过电容1R18连接到NPN型三极管的B基极，电容1C21两端分别连接NPN型三极管的B基极和E发射极，NPN型三极管的C集电极连接电阻1R17，电阻1R17的另一端分别连接电阻1R16和MOS管1Q3的G极，MOS管1Q3的S极连接电阻1R16、电阻1R15、铝电解电容1C15正极，铝电解电容1C15负极接地，电阻1R15另一端接24V电压，MOS管1Q3的D极、NPN型三极管的E发射分别接入燃气电磁阀。

所述的温湿度采集单元采用数字温湿度传感器，温湿度采集单元通过数字温湿度传感器检测室内的温度和湿度，并将检测的数据传送给主控芯片单元，主控芯片单元通过显示单元实时显示室内的温度和湿度情况。

所述的显示单元采用点阵LED显示，点阵LED显示寿命长、显示角度宽、价格便宜。

所述的WIFI无线模块单元可以通过家庭的互联网与云平台连接，通过云平台将报警信息传送到集中控制服务器或手机app。

本实用新型具有以下有益效果：

采用WIFI无线模块组网，当可燃气体发生泄漏时，可燃气体报警器检测值达到预设的报警值时，可燃气体报警器通过无线WIFI网络将报警信号传送至远端云平台，云平台将报警信号发送至集中控制服务器和手机app端，实现远端即时报警、即时处理，最大限度保护人民群众的生命安全和财产安全。

带有电磁阀控制单元，当可燃气体发生泄漏时，可燃气体报警器检测值达到预设的报警值时，电磁阀控制单元立即关闭燃气阀门，切断燃气供给线路。

附图说明

图1为本实用新型一种家用可燃气体报警器的电路模块示意图。

图2(a)、图2(b)、图2(c)为本实用新型一种家用可燃气体报警器的电源管理单元电路原理图。

图3为本实用新型一种家用可燃气体报警器的可燃气体检测单元电路原理图。

图4为本实用新型一种家用可燃气体报警器的主控芯片单元电路原理图

图5为本实用新型一种家用可燃气体报警器的温湿度采集单元电路原理图。

图6为本实用新型一种家用可燃气体报警器的WIFI无线模块单元电路原理图。

图7为本实用新型一种家用可燃气体报警器的电磁阀控制单元电路原理图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的技术内容，特举以下实例详细说明。

请参阅图1所示，为本实用新型的一种家用可燃气体报警器电路模块示意图。

该一种家用可燃气体报警器包括电源管理单元、可燃气体检测单元、温湿度采集单元、主控芯片单元、显示单元、WIFI无线模块单元、电磁阀控制单元。电源管理单元和其他各单元相连，给其它各单元供电。主控芯片单元连接各单元之间，可燃气体检测单元检测是否存在可燃气体泄漏，并将检测的数据传送给主控芯片单元，温湿度采集单元用于检测室内温度和湿度并传送给主控芯片单元，主控芯片单元将可燃气体检测单元与温湿度采集单元传来的数据信息通过显示单元显示出来，当可燃气体浓度达到预设的报警值时，主控芯片单元通过WIFI无线模块单元连接到互联网络，并将报警信息传送至云平台，云平台经过分析处理，再将报警信息传送至集中控制服务器和用户手机app，实现远端即时报警并做出应对措施，主控芯片单元还通过电磁阀控制单元控制燃气电磁阀，实现切断燃气供给。

如图2所示，电源管理单元可采用交流供电经过AC/DC转换电路得到DC24V电源，AC/DC芯片采用TOP254PN，此芯片为85～265VAC宽电压输入，DC24V主要用于电磁阀控制单元供电；系统电源主要为DC5V和DC3V，24V经过DC/DC降压芯片LV2843转换后得到DC5V；24V经过DC/DC降压芯片LV2843转换后得到DC3V。除温湿度采集单元和LED显示单元采用DC5V供电外，其它所有器件均采用DC3V供电。

如图3所示，可燃气体检测单元包括可燃气体采集电路和运算放大电路；所述的运算放大电路包括运算放大器3U1A，运算放大器3U1A的同向输入端3连接电阻3R5和电阻3R7，电阻3R7和电容3C3并联后接地，运算放大器3U1A的反向输入端2连接电阻3R4和电阻3R6，电阻3R4的另一端连接电阻3R2和电阻3R3，电阻3R2的另一端连接+3V电源，电阻3R3的另一端接地，电阻3R6与电容3C4并联后连接到运算放大器3U1A输出端1，运算放大器3U1A输出端1连接电阻3R8后连接输出信号AD0和电容3C5，电容3C5的另一端接地，输出信号AD0接到主控芯片单元的ADC输入管脚。

所述的可燃气体采集电路包括可燃气体传感器3S1，可燃气体传感器3S1可采用MC101催化燃烧式可燃气体传感器，MC101型催化元件根据催化燃烧效应的原理工作，由检测元件和补偿元件配对组成电桥的两个臂，遇可燃性气体时检测元件电阻升高，桥路输出电压变化，该电压变量随气体浓度增大而成正比例增大，补偿元件起参考及温湿度补偿作用，此器件的特点为桥路输出电压呈线性、响应速度快、具有良好的重复性、选择性、元件工作稳定、可靠、抗H2S中毒；所述的可燃气体传感器3S1的引脚1与引脚2为加热电阻，引脚3与引脚4为铂金丝；引脚1用来接电源，引脚2用来接地，引脚3与引脚4连接后的输出信号NAP分别连接所述的运算放大电路的电阻3R5和电阻3R1，电阻3R1的另一端连接电容3C2和输出信号AD1，电容3C2和所述的可燃气体传感器3S1的接地引脚2连接后接地，所述的可燃气体传感器3S1的接电源引脚1分别连接电源和电容3C1，电容3C1的另一端接地，所述的输出信号AD1连接至主控芯片单元的ADC输入管脚。

主控芯片单元根据AD0和AD1值来判断传感器失效和运放电路故障；当信号AD0和AD1所测的电压值同时超出范围时，则判断为传感器失效，需要更换可燃气体传感器3S1；当输出信号AD0电压值异常，输出信号AD1电压值正常，则判断为运放电路故障；主控芯片单元根据AD0的变化值来计算当前的可燃气体浓度值，并通过显示单元输出浓度值。

如图4所示，主控芯片单元的MCU器件2U1可采用ST公司生产的STM32F103C8T6，此芯片内置64K Flash、20K RAM、4x16-bit时钟、10x12bit ADC、36个IO口、2.0～3.6V供电电压、-40～105度工作温度。

如图5所示，温湿度采集单元的温湿度传感器1U4可为数字温湿度传感器DHT11，内含有校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与长期稳定性。温湿度采集单元的输出信号Dout为串行数据、单总线形式连接到主控芯片单元IO口。主控芯片单元通过显示单元显示当前的温度和湿度值。

如图6所示，WIFI无线模块单元的WIFI无线模块1U2选用上海汉枫公司生产的LPB120超低功耗嵌入式Wi-Fi模组，此模块组提供了一种将用户的物理设备连接到Wi-Fi无线网络上，并能提供UART串口等接口传输数据。主控芯片单元通过UART串口可以很方便的接入Wi-Fi无线网络，从而实现物联网络控制与管理家用可燃气体报警器。WIFI无线模块HF-LPB120的UART串口WF_TX、WF_RX分别接到主控芯片单元的串口IO口。2D11指示灯是WiFi无线模块状态指示灯，指示灯闪烁表示模块正在连网，指示灯灭表示模块未连接网络，指示灯常亮表示模块连接上网络。

如图7所示，电磁阀控制单元，燃气电磁阀的控制方式可为脉冲式，即电磁阀手动开启后，当输入端有脉冲信号时，电磁阀自动关闭。RELAY信号连接到主控芯片单元，当气体发生泄漏达到报警值时，主控芯片单元通过电磁阀控制单元关闭燃气电磁阀。电磁阀控制单元电路可为RELAY信号通过电容1R18连接到NPN型三极管1Q2的B基极，电容1C21两端连接NPN型三极管1Q2的B基极和E发射极，NPN型三极管1Q2的C集电极连接电阻1R17，电阻1R17的另一端分别连接电阻1R16和MOS管1Q3的G极，MOS管1Q3的S极连接电阻1R16、电阻1R15、铝电解电容1R15正极，铝电解电容1R15负极接地，电阻1R15另一端接24V电压，MOS管1Q3的D极、NPN型三极管1Q2的E发射分别接入燃气电磁阀。

本实用新型不限于具体实施方式所阐述的实施例，任何与本实用新型一致或受本实用新型启发的设计均落入本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种家用可燃气体报警器，其特征在于，包括电源管理单元、主控芯片单元、可燃气体检测单元、温湿度采集单元、显示单元、WIFI无线模块单元、电磁阀控制单元；

所述的主控芯片单元分别连接显示单元、可燃气体检测单元、温湿度采集单元、WIFI无线模块单元、电磁阀控制单元；

所述的电源管理单元分别连接主控芯片单元、可燃气体检测单元、温湿度采集单元、显示单元、WIFI无线模块单元、电磁阀控制单元；

所述的可燃气体检测单元包括可燃气体采集电路和运算放大电路。

2.根据权利要求1所述的一种家用可燃气体报警器，其特征在于，所述的运算放大电路包括：运算放大器3U1A，运算放大器3U1A的同向输入端3连接电阻3R5和电阻3R7，电阻3R7和电容3C3并联后接地，运算放大器3U1A的反向输入端2连接电阻3R4和电阻3R6，电阻3R4的另一端连接电阻3R2和电阻3R3，电阻3R2的另一端连接电源，电阻3R3的另一端接地，电阻3R6与电容3C4并联后连接到运算放大器3U1A输出端1，运算放大器3U1A输出端1连接电阻3R8后连接输出信号AD0和电容3C5，电容3C5的另一端接地，输出信号AD0接到主控芯片单元。

3.根据权利要求2所述的一种家用可燃气体报警器，其特征在于，所述的可燃气体采集电路包括：可燃气体传感器3S1的输出信号NAP连接所述的运算放大电路的电阻3R5，输出信号NAP还连接电阻3R1后连接电容3C2和输出信号AD1，电容3C2的另一端和所述的可燃气体传感器3S1的接地引脚2连接后接地，所述的可燃气体传感器3S1的接电源引脚1分别连接电源和电容3C1，电容3C1的另一端接地，所述的输出信号AD1连接至主控芯片单元。

4.根据权利要求1所述的一种家用可燃气体报警器，其特征在于，所述的电磁阀控制单元包括：所述的主控芯片单元输出的脉冲信号RELAY通过电容1R18连接到NPN型三极管的B基极，电容1C21两端分别连接NPN型三极管的B基极和E发射极，NPN型三极管的C集电极连接电阻1R17，电阻1R17的另一端分别连接电阻1R16和MOS管1Q3的G极，MOS管1Q3的S极连接电阻1R16、电阻1R15、铝电解电容1C15正极，铝电解电容1C15负极接地，电阻1R15另一端接电源，MOS管1Q3的D极、NPN型三极管的E发射分别接入燃气电磁阀。

5.根据权利要求1所述的一种家用可燃气体报警器，其特征在于，所述的温湿度采集单元采用数字温湿度传感器。

6.根据权利要求1所述的一种家用可燃气体报警器，其特征在于，所述的显示单元采用点阵LED显示。

7.根据权利要求1所述的一种家用可燃气体报警器，其特征在于，所述的WIFI无线模块单元通过家庭的互联网与云平台连接，通过云平台将报警信息传送到集中控制服务器或手机app。