CN209312191U - 一种智能交互楼宇火警系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能交互楼宇火警系统，属于安防技术领域，包括数个火警报警装置、无线DTU和PC电脑，所有火警报警装置均通过无线网络与无线DTU通信，无线DTU通过串口连接PC电脑，解决了采用两线制语音电路实现火警报警系统中的现场通话的技术问题，本实用新型采用两线制连接所有通话器，其连接接线少，成本低，本实用新型采用无线烟温一体联网报警器构成物联网系统，其布线简单，安装方便。本实用新型通过通话器提供现场通话功能，为火场被困人员提供了生命保障。

Description

一种智能交互楼宇火警系统

技术领域

本实用新型属于安防技术领域，尤其涉及一种智能交互楼宇火警系统。

背景技术

火灾自动报警系统，简称火警系统，是人们为了早期发现、通报火情，并及时采取有效措施，如控制和扑灭火情，而设置在建筑物中或其它场所处的一种自动消防设施。

目前大部分建筑物，如办公楼、酒店、大型商场中均设置有火警系统，而传统的火灾报警及系统只能提供简单的火警报警信号，不能提供现场通话功能，而在很多火场现场，均需要一种能够提供现场通话的装置，帮助被困人员对外呼救。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种智能交互楼宇火警系统，解决了采用两线制语音电路实现火警报警系统中的现场通话的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种智能交互楼宇火警系统，包括数个火警报警装置、无线DTU和PC电脑，所有火警报警装置均通过无线网络与无线DTU通信，无线DTU通过串口连接PC电脑；

火警报警装置包括主报警器、传感器组和数个通话器，主报警器包括电源模块、传感器组、MCU、433模块和全功电路，传感器组包括数个温烟传感器，所有温烟传感器均通过433模块与MCU通信；

433模块通过SPI总线与MCU通信；

电源模块包括3.3V稳压器和12V稳压器，12V稳压器的输入端连接外部12V电源、输出端输出12V电压；

全功电路包括电源单元、电压切换开关、回声消除电路、呼叫信号采集电路、音频输出电路和功放电路，电源单元包括稳压器IC12及其外围电路构成的12V转5V的稳压器电路，稳压器IC12的输入端通过二极管D1连接外部12V电源、输出端通过二极管D3和电阻R6输出5V电压；

3.3V稳压器的输入端连接5V电压、输出端输出3.3V电压；

电压切换开关包括三极管Q4、三极管Q3、电阻R4、电阻R17、电阻R12、电阻R19、三极管Q5、电阻R15、LED灯D7和电阻R13，三极管Q3的基极和三极管Q4的集电极均连接电阻R19的一端，电阻R19的另一端连接三极管Q5的集电极，三极管Q5的基极通过电阻R15连接MCU的一个IO口，三极管Q5的发射机连接地线，三极管Q4的发射极和基极之间连接有并联连接的电阻R7和电阻R17，三极管Q4的发射极连接外部12V电源，三极管Q4的基极连接三极管Q3的发射极，LED灯D7的正极连接5V电压、负极通过电阻R13连接三极管Q5的集电极；

回声消除电路包括由变压器T1、电位器W2、电容C22和电阻R20构成的回音消除电路，音频信号通过电阻R20的1脚输入，变压器T1的1脚连接电位器W2的2脚、3脚连接电位器W2的1脚、2脚连接地线、4脚为音频总线端、5脚连接5V电压，三极管Q3的集电极还连接变压器T1的5脚，电容C22的一端连接电阻R20的2脚、另一端连接电位器W2的3脚；

音频输出电路包括音频输出电路和音量调节电路，音频输出电路由用于发声的扬声器SPK1和用于放大音频信号的变压器T2构成，音量调节电路包括电阻R19、电容C21、电容C25、电容C24和电位器W3，电位器W3的2脚连接电阻R20的1脚、1脚连接地线、3脚通过由电阻R19、电容C21、电容C25和电容C24构成的音频滤波电路连接变压器T2的初级线圈，变压器T2的次级线圈通过电阻R37、电容C36、电容C45和场效应管IC8构成的滤波电路连接扬声器SPK1；

呼叫信号采集电路包括电感L1、电阻R22、电容C27、光耦IC5和电阻R23，电感L1的一端连接变压器T1的4脚、另一端通过电阻R22连接光耦IC5的1脚，光耦IC5的2脚连接地线、3脚连接MCU的一个IO口、4脚连接地线,电阻R23位光耦IC5的3脚的上拉电阻，电容C27并联在光耦IC5的1脚和2脚之间；

功放电路包括控制开关电路和音频功放电路，音频功放电路是由功放芯片IC10及其外围电路构成，功放芯片IC10的输入端通过变压器T3连接麦克风MIC1、输出端连接控制开关电路的输入端；

控制开关电路包括继电器J5、二极管D8、三极管Q6和电阻R14，三极管Q6的发射机连接地线、基极通过电阻R14连接MCU的一个IO口、集电极连接继电器J5的线圈的一端，继电器J5的线圈的另一端连接5V电压，继电器J5的常开触点为控制开关电路的输入端、公共端连接变压器T1的3脚；

变压器T1的4脚连接接头J2的1脚，接头J2的2脚连接地线；

通话器包括接头J1、按键SW、音频放大电路、恒流源电路、麦克风MIC2和扬声器电路，接头J1的1脚连接接头J2的1脚、2脚连接地线、3脚和4脚之间连接按键SW，接头J1的1脚与3脚连接、2脚和4脚连接；

扬声器电路包括用于放大音频的变压器T4和用于发声的扬声器SPK2，变压器T4的3脚连接接头J1的1脚、1脚和2脚连接扬声器SPK2；

恒流源电路是由三极管Q1和可控精密稳压源IC1及其外围电路构成的恒流源，三极管Q1的发射极通过电阻R1连接变压器T4的5脚、集电极为音频放大电路供电；

音频放大电路是由音频放大器IC2及其外围电路构成，音频放大器IC2的2脚通过电阻C14连接麦克风MIC2、5脚连接电容C12的负极，电容C12的正极通过电阻R5连接变压器T4的4脚；

MCU和433模块由3.3V电压供电。

优选的，所述MCU的型号为S3C2410；所述12V稳压器为DC-DC12V稳压器；所述3.3V稳压器的型号为AM1117-3.3；所述5V稳压器的型号为LM7805；所述功放芯片IC10的型号为TDA2003；所述温烟传感器的型号为BOLEESCH-620DHR烟温一体联网报警器；所述433模块的型号为AS07-M1101S；所述DTU的型号为SX1278/SX1276无线数传电台。

优选的，所述电容C12的正极还通过一个电容C13连接地线。

优选的，所述温烟传感器通过433网络与所述433模块通信，所述433模块还通过433网络与所述DTU通信。

本实用新型所述的一种智能交互楼宇火警系统，解决了采用两线制语音电路实现火警报警系统中的现场通话的技术问题，本实用新型采用两线制连接所有通话器，其连接接线少，成本低，本实用新型采用无线烟温一体联网报警器构成物联网系统，其布线简单，安装方便。本实用新型通过通话器提供现场通话功能，为火场被困人员提供了生命保障。

附图说明

图1是本实用新型的系统架构图；

图2是本实用新型的电源单元、电压切换开关、回声消除电路、呼叫信号采集电路和音频输出电路的电路图；

图3是本实用新型的功放电路的电路图；

图4是本实用新型的通话器的电路图。

具体实施方式

如图1-图4所示的一种智能交互楼宇火警系统，包括数个火警报警装置、无线DTU和PC电脑，所有火警报警装置均通过无线网络与无线DTU通信，无线DTU通过串口连接PC电脑；

本实用新型采用火警报警装置、DTU、PC电脑和433网络构成了物联网系统构架，实现了智能判断火警，智能记录历史火警数据的功能。

火警报警装置包括主报警器、传感器组和数个通话器，主报警器包括电源模块、传感器组、MCU、433模块和全功电路，传感器组包括数个温烟传感器，所有温烟传感器均通过433模块与MCU通信；

433模块通过SPI总线与MCU通信；

电源模块包括3.3V稳压器和12V稳压器，12V稳压器的输入端连接外部12V电源、输出端输出12V电压；

全功电路包括电源单元、电压切换开关、回声消除电路、呼叫信号采集电路、音频输出电路和功放电路，电源单元包括稳压器IC12及其外围电路构成的12V转5V的稳压器电路，稳压器IC12的输入端通过二极管D1连接外部12V电源、输出端通过二极管D3和电阻R6输出5V电压；

3.3V稳压器的输入端连接5V电压、输出端输出3.3V电压；

电压切换开关包括三极管Q4、三极管Q3、电阻R4、电阻R17、电阻R12、电阻R19、三极管Q5、电阻R15、LED灯D7和电阻R13，三极管Q3的基极和三极管Q4的集电极均连接电阻R19的一端，电阻R19的另一端连接三极管Q5的集电极，三极管Q5的基极通过电阻R15连接MCU的一个IO口，三极管Q5的发射机连接地线，三极管Q4的发射极和基极之间连接有并联连接的电阻R7和电阻R17，三极管Q4的发射极连接外部12V电源，三极管Q4的基极连接三极管Q3的发射极，LED灯D7的正极连接5V电压、负极通过电阻R13连接三极管Q5的集电极；

回声消除电路包括由变压器T1、电位器W2、电容C22和电阻R20构成的回音消除电路，音频信号通过电阻R20的1脚输入，变压器T1的1脚连接电位器W2的2脚、3脚连接电位器W2的1脚、2脚连接地线、4脚为音频总线端、5脚连接5V电压，三极管Q3的集电极还连接变压器T1的5脚，电容C22的一端连接电阻R20的2脚、另一端连接电位器W2的3脚；

音频输出电路包括音频输出电路和音量调节电路，音频输出电路由用于发声的扬声器SPK1和用于放大音频信号的变压器T2构成，音量调节电路包括电阻R19、电容C21、电容C25、电容C24和电位器W3，电位器W3的2脚连接电阻R20的1脚、1脚连接地线、3脚通过由电阻R19、电容C21、电容C25和电容C24构成的音频滤波电路连接变压器T2的初级线圈，变压器T2的次级线圈通过电阻R37、电容C36、电容C45和场效应管IC8构成的滤波电路连接扬声器SPK1；

呼叫信号采集电路包括电感L1、电阻R22、电容C27、光耦IC5和电阻R23，电感L1的一端连接变压器T1的4脚、另一端通过电阻R22连接光耦IC5的1脚，光耦IC5的2脚连接地线、3脚连接MCU的一个IO口、4脚连接地线,电阻R23位光耦IC5的3脚的上拉电阻，电容C27并联在光耦IC5的1脚和2脚之间；

功放电路包括控制开关电路和音频功放电路，音频功放电路是由功放芯片IC10及其外围电路构成，功放芯片IC10的输入端通过变压器T3连接麦克风MIC1、输出端连接控制开关电路的输入端；

控制开关电路包括继电器J5、二极管D8、三极管Q6和电阻R14，三极管Q6的发射机连接地线、基极通过电阻R14连接MCU的一个IO口、集电极连接继电器J5的线圈的一端，继电器J5的线圈的另一端连接5V电压，继电器J5的常开触点为控制开关电路的输入端、公共端连接变压器T1的3脚；

变压器T1的4脚连接接头J2的1脚，接头J2的2脚连接地线；

通话器包括接头J1、按键SW、音频放大电路、恒流源电路、麦克风MIC2和扬声器电路，接头J1的1脚连接接头J2的1脚、2脚连接地线、3脚和4脚之间连接按键SW，接头J1的1脚与3脚连接、2脚和4脚连接；

扬声器电路包括用于放大音频的变压器T4和用于发声的扬声器SPK2，变压器T4的3脚连接接头J1的1脚、1脚和2脚连接扬声器SPK2；

恒流源电路是由三极管Q1和可控精密稳压源IC1及其外围电路构成的恒流源，三极管Q1的发射极通过电阻R1连接变压器T4的5脚、集电极为音频放大电路供电；

可控精密稳压源IC1为TL431。

音频放大电路是由音频放大器IC2及其外围电路构成，音频放大器IC2的2脚通过电阻C14连接麦克风MIC2、5脚连接电容C12的负极，电容C12的正极通过电阻R5连接变压器T4的4脚；

MCU和433模块由3.3V电压供电。

每一层或两层楼层均安装一个主报警器，所有通话器均部在楼宇中，每一个主报警器上连接5到10个通话器，所有温烟传感器均部在楼宇中，每一个主报警器与6-9个温烟传感器通信；所有主报警器均通过433网络与部署在小区或楼宇监控室内的DTU通信，DTU通过串口连接PC电脑。

当有被困人按下通话器的按键SW时，即此时按键SW使接头J1的1脚和2脚短暂性的短路，从而使接头J2的1脚和2脚被短路，此时呼叫信号采集电路因不能通过变压器T1的4脚得到5V电压，其输出端3脚的输出信号从1电平变成O电平，MCU的IO口接收到该数字信号变化后，控制向三极管Q5的基极加载1电平信号，此时三极管Q5导通，从而使三极管Q3导通，12V电源通过Q3加载到变压器T1的5脚，再通过变压器的线圈加载到变压器T1的4脚，从而使所有与结构J2连接的通话器均获得12V的电压，MCU同时控制三极管Q6导通，从而使继电器J5动作，使功放芯片IC10得输出端与变压器T1的3脚导通，即，是功放芯片IC10输出的音频信号能加载到变压器T1的3脚，此时按下通话器按键的被困人员可以通过通话器直接与主报警器通话，本实用新型提供现场实时通话，主报警器安装在楼宇逃生口，便于消防人员到达现场后通过主报警器与通话器实施通话。

回声消除电路用于消除由于电路产生的回声杂音，通过调节电位器W2可以消除回音。

电位器W3可以调节扬声器SPK1的音量。

本实施例采用MCU完成对三极管Q5和三极管Q6的控制，也可以采用数字逻辑电路代替MCU的功能，即，在光耦IC5的3脚直接连接一个反相器，当光耦IC5的3脚从1电平变为0电平时，反相器的输出端直接驱动三极管Q5和三极管Q6导通，从而实现MCU的工作。

本实施例采用BOLEESCH-620DHR烟温一体联网报警器，其输出信号为433无线信号，无需再另行布线，安装方便。

当有烟温一体联网报警器报警时，烟温一体联网报警器报警将报警信号发送给主报警器，主报警器将报警信号发送给DTU，DTU将报警信号发送给PC电脑，PC电脑记录报警事件，从而产生报警历史数据供安防人员查看。

优选的，所述MCU的型号为S3C2410；所述12V稳压器为DC-DC12V稳压器；所述3.3V稳压器的型号为AM1117-3.3；所述5V稳压器的型号为LM7805；所述功放芯片IC10的型号为TDA2003；所述温烟传感器的型号为BOLEESCH-620DHR烟温一体联网报警器；所述433模块的型号为AS07-M1101S；所述DTU的型号为SX1278/SX1276无线数传电台。

优选的，所述电容C12的正极还通过一个电容C13连接地线。

优选的，所述温烟传感器通过433网络与所述433模块通信，所述433模块还通过433网络与所述DTU通信。

本实用新型所述的一种智能交互楼宇火警系统，解决了采用两线制语音电路实现火警报警系统中的现场通话的技术问题，本实用新型采用两线制连接所有通话器，其连接接线少，成本低，本实用新型采用无线烟温一体联网报警器构成物联网系统，其布线简单，安装方便。本实用新型通过通话器提供现场通话功能，为火场被困人员提供了生命保障。

Claims (4)

1.一种智能交互楼宇火警系统，其特征在于：包括数个火警报警装置、无线DTU和PC电脑，所有火警报警装置均通过无线网络与无线DTU通信，无线DTU通过串口连接PC电脑；

火警报警装置包括主报警器、传感器组和数个通话器，主报警器包括电源模块、传感器组、MCU、433模块和全功电路，传感器组包括数个温烟传感器，所有温烟传感器均通过433模块与MCU通信；

433模块通过SPI总线与MCU通信；

电源模块包括3.3V稳压器和12V稳压器，12V稳压器的输入端连接外部12V电源、输出端输出12V电压；

全功电路包括电源单元、电压切换开关、回声消除电路、呼叫信号采集电路、音频输出电路和功放电路，电源单元包括稳压器IC12及其外围电路构成的12V转5V的稳压器电路，稳压器IC12的输入端通过二极管D1连接外部12V电源、输出端通过二极管D3和电阻R6输出5V电压；

3.3V稳压器的输入端连接5V电压、输出端输出3.3V电压；

电压切换开关包括三极管Q4、三极管Q3、电阻R4、电阻R17、电阻R12、电阻R19、三极管Q5、电阻R15、LED灯D7和电阻R13，三极管Q3的基极和三极管Q4的集电极均连接电阻R19的一端，电阻R19的另一端连接三极管Q5的集电极，三极管Q5的基极通过电阻R15连接MCU的一个IO口，三极管Q5的发射机连接地线，三极管Q4的发射极和基极之间连接有并联连接的电阻R7和电阻R17，三极管Q4的发射极连接外部12V电源，三极管Q4的基极连接三极管Q3的发射极，LED灯D7的正极连接5V电压、负极通过电阻R13连接三极管Q5的集电极；

回声消除电路包括由变压器T1、电位器W2、电容C22和电阻R20构成的回音消除电路，音频信号通过电阻R20的1脚输入，变压器T1的1脚连接电位器W2的2脚、3脚连接电位器W2的1脚、2脚连接地线、4脚为音频总线端、5脚连接5V电压，三极管Q3的集电极还连接变压器T1的5脚，电容C22的一端连接电阻R20的2脚、另一端连接电位器W2的3脚；

音频输出电路包括音频输出电路和音量调节电路，音频输出电路由用于发声的扬声器SPK1和用于放大音频信号的变压器T2构成，音量调节电路包括电阻R19、电容C21、电容C25、电容C24和电位器W3，电位器W3的2脚连接电阻R20的1脚、1脚连接地线、3脚通过由电阻R19、电容C21、电容C25和电容C24构成的音频滤波电路连接变压器T2的初级线圈，变压器T2的次级线圈通过电阻R37、电容C36、电容C45和场效应管IC8构成的滤波电路连接扬声器SPK1；

呼叫信号采集电路包括电感L1、电阻R22、电容C27、光耦IC5和电阻R23，电感L1的一端连接变压器T1的4脚、另一端通过电阻R22连接光耦IC5的1脚，光耦IC5的2脚连接地线、3脚连接MCU的一个IO口、4脚连接地线,电阻R23位光耦IC5的3脚的上拉电阻，电容C27并联在光耦IC5的1脚和2脚之间；

功放电路包括控制开关电路和音频功放电路，音频功放电路是由功放芯片IC10及其外围电路构成，功放芯片IC10的输入端通过变压器T3连接麦克风MIC1、输出端连接控制开关电路的输入端；

控制开关电路包括继电器J5、二极管D8、三极管Q6和电阻R14，三极管Q6的发射机连接地线、基极通过电阻R14连接MCU的一个IO口、集电极连接继电器J5的线圈的一端，继电器J5的线圈的另一端连接5V电压，继电器J5的常开触点为控制开关电路的输入端、公共端连接变压器T1的3脚；

变压器T1的4脚连接接头J2的1脚，接头J2的2脚连接地线；

通话器包括接头J1、按键SW、音频放大电路、恒流源电路、麦克风MIC2和扬声器电路，接头J1的1脚连接接头J2的1脚、2脚连接地线、3脚和4脚之间连接按键SW，接头J1的1脚与3脚连接、2脚和4脚连接；

扬声器电路包括用于放大音频的变压器T4和用于发声的扬声器SPK2，变压器T4的3脚连接接头J1的1脚、1脚和2脚连接扬声器SPK2；

恒流源电路是由三极管Q1和可控精密稳压源IC1及其外围电路构成的恒流源，三极管Q1的发射极通过电阻R1连接变压器T4的5脚、集电极为音频放大电路供电；

音频放大电路是由音频放大器IC2及其外围电路构成，音频放大器IC2的2脚通过电阻C14连接麦克风MIC2、5脚连接电容C12的负极，电容C12的正极通过电阻R5连接变压器T4的4脚；

MCU和433模块由3.3V电压供电。

2.如权利要求1所述的一种智能交互楼宇火警系统，其特征在于：所述MCU的型号为S3C2410；所述12V稳压器为DC-DC12V稳压器；所述3.3V稳压器的型号为AM1117-3.3；所述5V稳压器的型号为LM7805；所述功放芯片IC10的型号为TDA2003；所述温烟传感器的型号为BOLEESCH-620DHR烟温一体联网报警器；所述433模块的型号为AS07-M1101S；所述DTU的型号为SX1278/SX1276无线数传电台。

3.如权利要求1所述的一种智能交互楼宇火警系统，其特征在于：所述电容C12的正极还通过一个电容C13连接地线。

4.如权利要求1所述的一种智能交互楼宇火警系统，其特征在于：所述温烟传感器通过433网络与所述433模块通信，所述433模块还通过433网络与所述DTU通信。