CN208239406U - 基于gprs的气体检测装置 - Google Patents

Abstract

基于GPRS的气体检测装置，属于气体检测设备技术领域，由探头、气体检测电路模块、无线发送模块、无线接收模块、门合成电路模块、编码电路模块、现场报警电路模块、单片机最小应用系统和GPRS短信通信模块构成，通过将气体检测模块和各报警电路模块相结合，可实现多点检测和不同气体的检测，通过电路模块可提高检测灵敏度和响应速度，既可以实现现场报警功能，还可实现无线遥控报警功能以及GPRS远程自动报警功能，可应用于化工企业、实验室和存储易燃气体的单位、家庭甲醛、天然气漏气检测、车辆CO气体检测，确保气体使用场合的安全，拓宽了气体检测装置的使用范围。

Description

基于GPRS的气体检测装置

技术领域

本实用新型属于气体检测设备技术领域，涉及一种气体检测装置，具体的说是涉及一种基于GPRS的气体检测装置。

背景技术

化学化工企业和学校实验室常具有各种可燃易爆气体，家庭也使用天然气，但这些气体一旦泄漏，轻则伤害人体、造成环境污染；重则会发生火灾和爆炸等重大伤亡事故。家庭甲醛和车辆内的一氧化碳超标也会伤害人体甚至使人窒息死亡，对人身安全和财产安全造成严重损害。为了解决上述问题，目前市面上出现了一些气体检测产品，这些产品功能比较简单，通常只对单一气体进行检测，通常也只有现场报警，没有远距离无线遥控报警功能，也没有可靠的自动短信报警功能，灵敏度和使用可靠性也不高，制约了其应用范围。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对目前气体检测装置在使用中存在的不足，提出一种基于GPRS的气体检测装置，通过将气体检测模块和各报警电路模块相结合，可实现多点检测和不同气体的检测，通过电路模块可提高检测灵敏度和响应速度，满足现场报警的同时可完成无线遥控报警和GPRS远程报警，多点检测时能判断报警的位置，确保气体使用场合的安全，拓宽了气体检测装置的使用范围。

本实用新型的技术方案：基于GPRS的气体检测装置，包括产品盒，设置在产品盒外部的气体检测探头、无线发送模块和无线接收模块；其特征在于：所述产品盒外部还设有气体检测电路模块，所述探头与气体检测电路模块相连，所述产品盒内集成有门合成电路模块、编码电路模块、现场报警电路模块、单片机最小应用系统和GPRS短信通信模块、还有为各部分工作提供直流电源的电源模块；所述气体检测电路模块的输出端分别连接至产品盒内的门合成电路模块和编码电路模块上，所述门合成电路模块输出连接至所述现场报警电路模块以及通过引线输出连接至无线发送模块，通过所述现场报警电路模块实现现场报警功能，通过所述无线发送模块和无线接收模块形成的无线连接实现无线遥控报警功能，所述编码电路模块输出连接至所述单片机最小应用系统，所述单片机最小应用系统与所述GPRS短信通信模块控制连接，由GPRS短信通信模块向绑定号码发送短信实现GPRS远程自动报警功能。

所述探头的数量不少于8个，每个探头和相对应的气体检测电路模块紧邻设置，气体检测电路模块上设置发光管。

所述现场报警电路模块中的报警器是低电平信号控制的AC220V电铃。

所述无线发送模块和发送天线设置在气体使用场合的房屋顶部，无线接收模块和接收天线设置在值班室房屋顶部，并做好防水防风等安装牢固工作。

所述单片机最小应用系统为STC12C5A60S2型号的单片机，GPRS短信通信模块中GPRS模块为低功耗GPRS模块USR-GM3。

本实用新型的有益效果为：本实用新型提出的基于GPRS的气体检测装置，由探头、气体检测电路模块、无线发送模块、无线接收模块、门合成电路模块、编码电路模块、现场报警电路模块、单片机最小应用系统和GPRS短信通信模块构成，通过将气体检测模块和各报警电路模块相结合，可实现多点检测和不同气体的检测，通过电路模块可提高检测灵敏度和灵活性，既可以实现现场报警功能，还可实现无线遥控报警功能以及GPRS远程自动报警功能，可应用于化工企业、实验室和存储易燃气体的单位，家庭甲醛、天然气漏气检测，车辆CO气体检测，确保气体使用场合的安全，拓宽了气体检测装置的使用范围。

附图说明

图1是本实用新型整体模块电路结构示意图。

图2是本实用新型中气体检测电路模块的第一电路结构示意图。

图3是本实用新型中气体检测电路模块的第二电路结构示意图。

图4是本实用新型中门合成电路模块的电路结构示意图。

图5是本实用新型中编码电路模块的电路结构示意图。

图6是本实用新型中现场报警电路模块的电路结构示意图。

图7是本实用新型中无线发射模块的电路结构示意图。

图8是本实用新型中无线接收模块的电路结构示意图。

图9是本实用新型中GPRS短信通信模块的电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，基于GPRS的气体检测装置，先选择好气体传感器型号，确定好待检测气体的报警点浓度，此浓度值需合理，根据不同场合可选定不同的报警点浓度，并且在所选的气体传感器检测范围内，比如：MQ-4浓度检测范围 300-10000ppm(体积比)，所检测的甲烷报警点浓度定为1000ppm；MQ-7浓度检测范围10-1000ppm，所检测的一氧化碳报警点浓度定为100ppm。设计和安装焊接好气体检测电路，留出气体传感探头；准备一个充气瓶，最好带充气和出气阀门以便控制浓度，将标准浓度测量仪和气体检测电路的气体传感器探头同时放入充气瓶；充气到报警点浓度，调节气体检测电路的电位器，使得输出刚好出现低电平，将浓度降一点再调电位器，使得输出又出现高电平，这样反复几次，确保在报警点浓度输出低电平报警信号，低于报警点浓度输出高电平(不报警)。

如图1所示，基于GPRS的气体检测装置，设置不少于8个探头和气体检测电路模块的目的是可以实现多点检测或同时检测多种不同气体，当任一气体检测器检测到空间气体达一定浓度时，即发出低电平报警信号，增强了报警的可靠性和灵敏度。低电平报警信号一方面启动现场报警电路工作报警；另一方面启动长距离无线发送电路工作，使装在值班室的无线接收电路报警；同时气体检测器输出的低电平报警信号经过编码电路启动单片机最小应用系统和GPRS短信通信系统工作，控制GPRS短信通信模块自动向主人手机发送短信报警信号。

如图2所示，基于GPRS的气体检测装置，第一种气体检测器电路模块的原理如下：当Q1气体传感器探头检测到液化气、一氧化碳、甲烷等气体时，A、B 两端之间的电导率增加，电阻减少，B点的电位上升，调节Rw1和Rw2，使电压比较器U1的同相端电位高于反相端电位，其输出端出高电平，经过反相器U2 反相后输出低电平。R3为限流电阻，D2为5V的稳压管。Q1可选用MQ-4、MQ-7 等，在不同的场合下，使用不同型号的气体传感器，电路参数也要作相应的调节。U1:LM339；U2：反相器；D1:IN4148。当检测到一定浓度以上的气体时，D3 发光管发光指示报警位置，输出低电平报警信号，平时没有检测到气体时(浓度低于报警点)输出高电平。

如图3所示，基于GPRS的气体检测装置，第二种气体检测器电路模块的原理如下：当Q2气体传感器探头检测到天然气、CH4、CO等气体时，A、B两端之间的电阻减少，B点的电位上升，调节Rw3，使三极管T1导通，继电器吸合，常开开关闭合，输出低报警电平信号，发光管D6亮，指示报警位置，平时没有检测到(一定浓度以下的)气体时输出高电平。Q2可选用MQ-4、MQ-N5、MQ-7 等。T1:9013；D4、D5:IN4148；U3：反相器；继电器J:JRFDC12V。

如图4所示，基于GPRS的气体检测装置，门合成电路模块原理如下：U4： 74LS20；U5：74LS04；U6：74LS00；8个输入端只要有1个为低电平，两个输出端同时输出低电平报警信号。

如图5所示，基于GPRS的气体检测装置，编码电路模块原理如下：U7： 74LS148为优先编码器，将气体检测器的输出按优先报警顺序从高位到低位输入端接入，有编码输出时，Y_EX输出低电平，接到单片机的P13口，控制P12P11P10 接收来至编码器的编码输出信号Y2Y1Y0，这样在P13＝1时，GPRS模块不工作；在P13＝0时，P12P11P10有“000--111”八种情况，控制后面的GPRS模块向手机发出8种不同的报警信息，以判断何处报警。

如图6所示，基于GPRS的气体检测装置，现场报警电路模块原理如下：输入Ui为低电平时，激发U9工作，使U9输出端的电子开关接通；AC220V推动 DL发声报警。其中U8：反相器74LS04；U9：交流固态继电器；DL：AC220V电铃。

如图7-8所示，基于GPRS的气体检测装置，由无线报警发射器和无线报警接收器组成。现场集中配一个无线报警发射器和天线，当输入端接收到低电平报警信号时，发射器即发出报警信号，安装在值班室的无线接收器接收到信号，即发出报警信息。

如图7所示，基于GPRS的气体检测装置，无线发送模块的原理如下：对无线遥控距离要求：空间直线距离要长。针对长距离遥控要求，发送模块和发送天线置于现场屋顶部，接收模块和接收天线置于值班室屋顶部。当接收到低电平报警信号时，编码器U10(MC145026)将其地址码(A1～A5)和数据码D6(其它数据码接0电平)作脉冲数码调制，送入无线电发送专用集成电路T630，向外发射无线电波。地址码用于相匹配的接收器，当接收器的地址码和发射器的地址码一致时(都为0电平)，接收器接收发射器发射过来的数据码报警。在确定地址码和数据码后，时，地址码和数据码的脉冲数码调制信号从DO端串行输出。R11、R12、C5为外接阻容元件，决定编码器内部时钟振荡频率。低电平报警信号到时，发射器工作。发送的串行码经DO输出送至T630的DI端， T630立即将其输出到天线。

如图8所示，基于GPRS的气体检测装置，无线接收模块的原理如下：如图8，为装在值班室屋顶部的无线遥控接收电路。接收天线收集到信号通过接收电路模块T631后输出串行码给解码器(U11：MC145027)的数据输入端DI，当地址码(都为0电平)一致时，此时编码器中的数据从解码器中的D6数据端对应输出，推动室内电铃发声报警。编码器和解码器的工作频率一致。U12为ACSSR500V继电器，DL为电铃。此遥控特点：(1)没有方向性，抗干扰能力强，也不会对其它设备产生干扰；(2)能够穿透建筑物、机箱、金属设备等阻隔；(3)用于发送接收串行信号，遥控距离远，空间直线距离长达500m～800m。

如图9所示，基于GPRS的气体检测装置，GPRS自动短信通信模块原理如下：分单片机最小应用系统和GPRS短信通信模块两部分。首先对单片机最小应用系统编程，将接收信息的电话号码(群发时有若干号码)、待自动所发的短信内容、发送次数和时间间隔等内容事先用C语言编程到单片机里，再通过单片机与GSM 通信模块通信，实现单片机控制GSM短信通信模块工作，在单片机最小应用系统的P13＝0时，根据P12P11P10口接收到信号，即控制GPRS模块电路自动向用户手机发出短信报警信号，P12P11P10值不同，报警内容不同，以判断何处报警。GPRS模块在应用时，要插入待发送短信的经过注册的电话号码卡。单片机型号：STC12C5A60S2，GPRS模块为低功耗GPRS模块USR-GM3。。

Claims (5)

1.基于GPRS的气体检测装置，包括产品盒，设置在产品盒外部的探头、无线发送模块和无线接收模块；其特征在于：所述产品盒外部还设有气体检测电路模块，所述探头与气体检测电路模块相连，所述产品盒内集成设有门合成电路模块、编码电路模块、现场报警电路模块、单片机最小应用系统和GPRS短信通信模块；所述气体检测电路模块的输出端分别连接至产品盒内的门合成电路模块和编码电路模块上，所述门合成电路模块输出连接至所述现场报警电路模块以及通过引线输出连接至无线发送模块，通过所述现场报警电路模块实现现场报警功能，通过所述无线发送模块和无线接收模块形成的无线连接实现无线遥控报警功能，所述编码电路模块输出连接至所述单片机最小应用系统，所述单片机最小应用系统与所述GPRS短信通信模块控制连接，由GPRS短信通信模块向绑定号码发送短信实现GPRS远程自动报警功能。

2.根据权利要求1所述的基于GPRS的气体检测装置，其特征在于：所述探头的数量不少于8个，每个探头和相对应的气体检测电路模块紧邻设置，气体检测电路模块上设置发光管。

3.根据权利要求1所述的基于GPRS的气体检测装置，其特征在于：所述现场报警电路模块中的报警器是低电平信号控制的AC220V电铃。

4.根据权利要求1所述的基于GPRS的气体检测装置，其特征在于：所述无线发送模块和发送天线设置在气体使用场合的房屋顶部，无线接收模块和接收天线设置在值班室房屋顶部。

5.根据权利要求1所述的基于GPRS的气体检测装置，其特征在于：所述单片机最小应用系统为STC12C5A60S2型号的单片机，GPRS短信通信模块中GPRS模块为低功耗GPRS模块USR-GM3。