CN210222988U - 一种点型吸气式感烟火灾探测器电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及火灾探测技术领域，具体涉及一种点型吸气式感烟火灾探测器电路，其包括主控电路、通讯电路、电源电路，通讯电路连接主控电路；通讯电路和主控电路均连接电源电路后取电，主控电路还连接一信号处理电路，信号处理电路连接一物联网电路；物联网电路包括物联网通讯模块和物联网供电模块，物联网供电模块用于将电源电路的供电电压转换为物联网通讯模块的工作电压，物联网供电模块的输入端连接电源电路、输出端连接物联网通讯模块，物联网通讯模块采用NB‑IoT芯片。本实用新型在热分解阶段即能给出及时的报警，报警时间比传统探测设备提早数小时以上，可以在火灾形成前极早期发现风险隐患，将火灾风险概率降到最小。

Description

一种点型吸气式感烟火灾探测器电路

技术领域

本实用新型涉及火灾探测技术领域，具体涉及一种点型吸气式感烟火灾探测器电路。

背景技术

吸气式感烟火灾探测器通过主动地采集探测区域内的空气样本并分析是否存在烟雾微粒，从而发出火灾报警，也叫做空气采样探测器或极早期烟雾探测器，其设计理念是基于对火灾极早期的探测和预警，包括过热、闷烧、低热辐射和无可见烟雾生成阶段，所以在热分解阶段即能给出及时的报警。报警时间比传统探测设备提早数小时以上，可以在火灾形成前极早期发现风险隐患，将火灾风险概率降到最小。

现有点式感烟探测器大多安装在被保护区域的天花板上被动地等待烟雾慢慢扩散到其附近，才能报警，此时通常火势已经较大或产生较多烟雾，即使发出报警，也没有足够的时间让相关人员采取行动。如果空间中有空调或风机运作，使烟雾稀释，会严重影响探测效果。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种点型吸气式感烟火灾探测器电路，解决以上技术问题。

本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种点型吸气式感烟火灾探测器电路，所述点型吸气式感烟火灾探测器电路包括主控电路、通讯电路、电源电路，所述通讯电路连接所述主控电路；所述电源电路生成所述主控电路和所述通讯电路的工作电压，所述通讯电路和所述主控电路均连接所述电源电路后取电，其中，所述主控电路还连接一信号处理电路，所述信号处理电路连接一物联网电路；

所述物联网电路包括物联网通讯模块和物联网供电模块，所述物联网供电模块用于将电源电路的供电电压转换为所述物联网通讯模块的工作电压，所述物联网供电模块的输入端连接所述电源电路、输出端连接所述物联网通讯模块，所述物联网通讯模块采用NB-IoT芯片。

所述主控电路包括主控芯片、传感器连接模块、编程模块、指示单元，其中，所述传感器连接模块用于连接外部传感器，所述编程模块用于连接外部编程设备、所述指示单元用于对外显示设备工作状态，所述传感器连接模块、所述编程模块和所述指示单元连接所述主控芯片；

所述主控芯片采用HC32L130型MCU，其具有二十八个引脚，各个引脚的连接结构如下设置：

第一、第十九引脚接地；

第二、第三引脚连接晶振；

第四、第五、第十、第十一引脚所述物联网通讯模块；

第六、第二十二、第二十三、第二十六、第二十七、第二十八引脚连接所述编程模块；

第七、第二十引脚连接所述电源电路取电；

第八、第九、第十二、第十三引脚均连接所述传感器连接模块；

第十四、第十五引脚连接所述通讯电路；

第十六引脚连接所述指示单元。

优选的，所述主控芯片通过一主控供电模块连接所述电源电路，所述主控供电模块将所述电源电路的电压转换成所述主控芯片所需的工作电压，所述主控芯片的第七引脚通过第一电感连接所述主控供电模块的输出端取电。

所述物联网通讯模块采用BC28型NB-IoT芯片，其具有四十四个引脚，其引脚连接结构如下设置：

第一、第二十七、第三十四、第三十六、第三十七、第四十、第四十一引脚接地；

第十、第十一、第十二、第十三、第十四引脚连接所述信号处理电路；

第十五引脚通过第五三极管连接所述主控电路；

第十七、第十八、第二十引脚连接所述主控电路；

第三十五引脚连接天线；

第四十二、第四十三引脚连接所述物联网供电模块取电。

所述信号处理电路包括读卡器单元，所述读卡器单元具有六个引脚，其引脚连接结构如下设置：

第一、第二、第三、第四、第六引脚连接所述物联网通讯模块。

优选的，所述读卡器单元的第一、第二、第三、第六引脚均通过瞬态电压抑制二极管接地。

所述电源电路包括整流模块和降压模块，其中：

所述整流模块的输入连接外部电源、输出连接所述降压模块，用于将外部电源的电源整流；

所述降压模块的输入连接所述整流模块、输出连接第二电感后输出降压后的电压。

所述通讯电路包括整流单元、放大信号生成单元和开关信号生成单元，所述整流单元内的输入端连接信号源的正负两极，

所述放大信号生成单元和所述开关信号生成单元分别连接所述整流单元的输出端。

有益效果：由于采用上述技术方案，本实用新型在热分解阶段即能给出及时的报警，报警时间比传统探测设备提早数小时以上，可以在火灾形成前极早期发现风险隐患，将火灾风险概率降到最小。

附图说明

图1为本实用新型的主控电路的一种结构示意图；

图2为本实用新型的物联网电路的一种结构示意图；

图3为本实用新型的信号处理电路的一种结构示意图；

图4为本实用新型的电源电路的一种结构示意图；

图5为本实用新型的通讯电路的一种结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本实用新型。需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应当理解，这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”或“具有”及其任何变形，其意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列组成部件或单元的产品或设备不必限于清楚地列出的那些组成部件或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它部件组成或者组成单元。

参照图1至图5，一种点型吸气式感烟火灾探测器电路，包括主控电路、通讯电路、电源电路。通讯电路连接主控电路；电源电路生成主控电路和通讯电路的工作电压，通讯电路和主控电路均连接电源电路后取电。其中，主控电路还连接信号处理电路，信号处理电路连接物联网电路。

如图1所示，在一些实施例中，主控电路包括主控芯片U1、传感器连接模块P1、编程模块J1、指示单元LED1。传感器连接模块P1用于连接外部传感器，编程模块J1用于连接外部编程设备。指示单元LED1用于对外显示设备工作状态，其采用发光二极管。传感器连接模块P1、编程模块J1和指示单元LED1均连接主控芯片U1。其中：

主控芯片U1采用HC32L130型MCU，其具有二十八个引脚，各个引脚的连接结构如下设置：

第一、第十九引脚接地；

第二、第三引脚连接晶振X1；

第四、第五、第十、第十一引脚物联网通讯模块U3；

第六、第二十二、第二十三、第二十六、第二十七、第二十八引脚连接编程模块J1；

第七、第二十引脚连接电源电路取电；

第八、第九、第十二、第十三引脚均连接传感器连接模块P1；

第十四、第十五引脚连接通讯电路；

第十六引脚连接指示单元LED1；

其中，第十九引脚和第二十引脚之间连接第二十一电容C21，第二十一电容C21还并联第二十二电容C22。

如图1所示，在其中一些优选实施例中，编程模块J1为至少八个引脚的端子排，其第七引脚可接地、第八引脚可接电源电路取电，第一至第六引脚可如下设置：

第一引脚接芯片U1的第二十八引脚；

第二引脚接芯片U1的第六引脚；

第三引脚接芯片U1的第二十二引脚；

第四引脚接芯片U1的第二十三引脚；

第五引脚接芯片U1的第二十七引脚；

第六引脚接芯片U1的第二十六引脚。

如图1所示，在其中一些优选实施例中，晶振X1的in端连接主控芯片U1的第二引脚、晶振X1的out端连接主控芯片U1的out端，晶振X1的in端通过第十三电容C13接地、out端通过第十四电容C14接地。

如图1所示，在其中一些优选实施例中，主控芯片U1通过主控供电模块U2连接电源电路，主控供电模块U2将电源电路的输出电压+5V转换成主控芯片U1所需的工作电压+3.3V，主控芯片U1的第七引脚通过第一电感L1连接主控供电模块U2的输出端取电，主控供电模块U2选用xc6206p332mr型稳压芯片，模块U2的第一引脚接地，模块U2的第二引脚输出+3.3V电压，且第二引脚通过第八电容C8接地，模块U2的第三引脚为输入端，该引脚接电源电路的+5V输出端，且该引脚通过第七电容C7接地；

主控芯片U1的第六引脚还通过第二十七电阻R27接主控供电模块U2的第二引脚，并且芯片U1的第六引脚通过第十一电容C11接地；

编程模块J1的第八引脚接主控供电模块U2的第二引脚。

如图1所示，在其中一些优选实施例中，指示单元LED1的正极通过第二十九电阻R29接主控芯片U1的第十六引脚、负极接地。

如图1所示，在其中一些优选实施例中，传感器连接模块P1采用两排五针的接线端子，其十个引脚设置如下：

第一、第二引脚连接电源电路的+5V输出端、第三、第四引脚接地；

第五引脚连接主控芯片U1的第十二引脚；

第七引脚连接主控芯片U1的第八引脚；

第九引脚连接主控芯片U1的第九引脚；

第十引脚连接主控芯片U1的第十三引脚。

如图2所示，在一些实施例中，物联网电路包括物联网通讯模块U3和物联网供电模块U4，物联网供电模块U4的输入端连接电源电路、输出端生成+3.6V电压，且输出端连接物联网通讯模块U3后供电，物联网通讯模块U3采用BC28型NB-IoT芯片，其具有四十四个引脚，其引脚连接结构如下设置：

第一、第二十七、第三十四、第三十六、第三十七、第四十、第四十一引脚接地；

第十、第十一、第十二、第十三、第十四引脚连接信号处理电路；

第十五引脚通过第五三极管Q5连接主控芯片U1的第十一引脚；

第十七引脚通过第二十一电阻R21连接主控芯片U1的第四引脚、第十八引脚通过第二十二电阻R22连接主控芯片U1的第五引脚、第二十引脚通过第二十三电阻R23连接主控芯片U1的第十引脚；

第三十五引脚通过第二十八电阻R28连接天线E1，并且，第三十五引脚通过第二十八电容C28接地，天线E1通过第二十九电容C29接地；

第四十二、第四十三引脚连接物联网供电模块U4的+3.6V输出端取电，并且第四十二、第四十三引脚还通过第二十四电容C24接地、通过第二十五电容C25接地、通过第二十六电容C26接地、通过第二十七电容C27接地、通过第九二极管D9接地，第二十四电容C24为电解电容，第九二极管D9为瞬态电压抑制二极管。

如图2所示，在其中一些优选实施例中，第五三极管Q5采用NPN型三极管，其发射极接地、集电极接芯片U3的第十五引脚、基极接芯片U1的第十一引脚。

如图2所示，在其中一些优选实施例中，物联网供电模块U4采用AMS1117-ADJ型稳压芯片，其第三引脚为输入端，接电源电路的+5V输出；模块U4的第一引脚为输出端，其生成+3.6V电压，另外，模块U4的第一引脚还通过第二十四电阻R24接模块U4的第一引脚；模块U4的第一引脚通过第二十五电阻R25接地。

如图3所示，在一些实施例中，信号处理电路包括读卡器单元U5，读卡器单元U5具有六个引脚，其引脚连接结构如下设置：

第一引脚连接物联网通讯模块U3的第十四引脚，其定义为单元U5驱动电压接入端；

第二引脚通过第十七电阻R17连接物联网通讯模块U3的第十二引脚，其定义为读卡器复位信号端；

第三引脚通过第十八电阻R18连接物联网通讯模块U3的第十三引脚，其定义为时钟信号输入端；

第四引脚连接物联网通讯模块U3的第十引脚，其为读卡器接地端；

第五引脚置空备用，第六引脚通过第十九电阻R19连接物联网通讯模块U3的第十一引脚；

另外，第一引脚和第六引脚之间连接第二十电阻R20，第一引脚和第四引脚之间连接第三十电容C30。

如图3所示，在其中一些优选实施例中，读卡器单元U5的第一、第二、第三、第四、第六引脚通过瞬态电压抑制二极管D8接地，并且，单元U5的第二引脚通过第十五电容C15接地、第三引脚通过第十六电容C16接地、第四引脚通过第十七电容C17接地。

如图4所示，在一些实施例中，电源电路包括整流模块U6和降压模块U7，其中：

整流模块U6采用MB6S型整流桥，其输入端连接+24V外部电源，并且在输入端还连接瞬态电压抑制二极管D1。

降压模块U7采用MP2403型降压芯片，其包括八个引脚，具体设置如下：

第一引脚通过第二电容C2和第二电感L2输出+5V电压，且在输出端通过第六电容C6接地，该引脚定义为MP2403型芯片的BS端；

第二引脚连接模块U6的正极输出端，并且通过第一电容C1接地，该引脚定义为MP2403型芯片的IN端；

第三引脚通过第二电容C2连接第一引脚，该引脚定义为MP2403型芯片的SW端；

第四引脚接地，该引脚定义为MP2403型芯片的GND端；

第五引脚通过第四电阻R4接地，并且通过第二电阻R2连接第二电感L2的用于输出+5V的一端，该引脚定义为MP2403芯片的FB端；

第六引脚通过第三十二电容C32接地，并且，第五引脚还通过第三十电阻R30和第三十三电容C33接地，该引脚定义为MP2403型芯片的CP端；

第七引脚通过第一电阻R1连接模块U6的正极输出端，该引脚定义为MP2403型芯片的EN端；

第八引脚通过第三十一电容C31接地，该引脚定义为MP2403型芯片的SS端。

如图4所示，在其中一些优选实施例中，整流模块U6的正负两极输出端还连接第四电容C4。

如图4所示，在其中一些优选实施例中，第二电感L2选用贴片式功率电感。

第二电感L2可选用型号为swpa4020S470mt的贴片式电感。

如图5所示，在一些实施例中，通讯电路包括整流单元、放大信号生成单元和开关信号生成单元。整流单元采用四个二极管组成桥式整流电路，四个二极管可选用1N4188型二极管，整流单元的输入端连接信号输入的正极端S+端和负极端S-端，输出S++信号和S--信号，并且在S+端还连接第二二极管D2和第三二极管D3，第二二极管D2和第三二极管D3均为瞬态电压抑制二极管，其中第三二极管D3的另一端连接S-端。整流单元的输出端还连接第三电阻R3。

放大信号生成单元包括第一三极管Q1和第二三极管Q2，第一三极管Q1为NPN型三极管，第二三极管Q2为PNP型三极管，其中：

三极管Q1的集电极通过第八电阻R8连接电源电路的+5V输出，并且该集电极还通过第九电阻R9连接三极管Q2的基极，三极管Q1的发射极通过第十二电阻R12接地，三极管Q1的基极通过第九电容C9接地，且该基极还通过串联第六电阻R6、第五电阻R5和第三电容C3后连接整流单元的S++信号输出端；

三极管Q2的发射极连接电源电路的+5V输出、集电极通过第十电阻R10连接主控芯片U1的第十四引脚，第十电阻R10的连接和主控芯片U1的一端还通过第十一电阻R11接地、通过第十二电容C12接地，三极管Q2的基极通过第十电容C10接地，并且电容C10的接地端通过第十二电阻R12连接整流单元的S--信号输出端，该信号输出端接地。

开关信号生成单元包括第三三极管Q3和第四三极管Q4，第三三极管Q3为NPN型三极管，第四三极管Q4为PNP型三极管，其中：

第三三极管Q3的基极通过第十三电阻R13连接主控芯片U1的第十五引脚，并且基极通过第十四电阻R14接地，第三三极管Q3的发射极连接第四三极管Q4的集电极，并且该发射极还通过第十六电阻R16接地，三极管Q3的集电极连接三极管Q4的基极；

第四三极管Q4的发射极通过第十五电阻R15连接整流单元的S++输出。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种点型吸气式感烟火灾探测器电路，所述点型吸气式感烟火灾探测器电路包括主控电路、通讯电路、电源电路，所述通讯电路连接所述主控电路；所述电源电路生成所述主控电路和所述通讯电路的工作电压，所述通讯电路和所述主控电路均连接所述电源电路后取电，其特征在于，所述主控电路还连接一信号处理电路，所述信号处理电路连接一物联网电路；

所述物联网电路包括物联网通讯模块和物联网供电模块，所述物联网供电模块用于将电源电路的供电电压转换为所述物联网通讯模块的工作电压，所述物联网供电模块的输入端连接所述电源电路、输出端连接所述物联网通讯模块，所述物联网通讯模块采用NB-IoT芯片。

2.根据权利要求1所述的一种点型吸气式感烟火灾探测器电路，其特征在于，所述主控电路包括主控芯片、传感器连接模块、编程模块、指示单元，其中，所述传感器连接模块用于连接外部传感器，所述编程模块用于连接外部编程设备、所述指示单元用于对外显示设备工作状态，所述传感器连接模块、所述编程模块和所述指示单元连接所述主控芯片；

所述主控芯片采用HC32L130型MCU，其具有二十八个引脚，各个引脚的连接结构如下设置：

第一、第十九引脚接地；

第二、第三引脚连接晶振；

第四、第五、第十、第十一引脚所述物联网通讯模块；

第六、第二十二、第二十三、第二十六、第二十七、第二十八引脚连接所述编程模块；

第七、第二十引脚连接所述电源电路取电；

第八、第九、第十二、第十三引脚均连接所述传感器连接模块；

第十四、第十五引脚连接所述通讯电路；

第十六引脚连接所述指示单元。

3.根据权利要求2所述的一种点型吸气式感烟火灾探测器电路，其特征在于，所述主控芯片通过一主控供电模块连接所述电源电路，所述主控供电模块将所述电源电路的电压转换成所述主控芯片所需的工作电压，所述主控芯片的第七引脚通过第一电感连接所述主控供电模块的输出端取电。

4.根据权利要求1所述的一种点型吸气式感烟火灾探测器电路，其特征在于，所述物联网通讯模块采用BC28型NB-IoT芯片，其具有四十四个引脚，其引脚连接结构如下设置：

第一、第二十七、第三十四、第三十六、第三十七、第四十、第四十一引脚接地；

第十、第十一、第十二、第十三、第十四引脚连接所述信号处理电路；

第十五引脚通过第五三极管连接所述主控电路；

第十七、第十八、第二十引脚连接所述主控电路；

第三十五引脚连接天线；

第四十二、第四十三引脚连接所述物联网供电模块取电。

5.根据权利要求1所述的一种点型吸气式感烟火灾探测器电路，其特征在于，所述信号处理电路包括读卡器单元，所述读卡器单元具有六个引脚，其引脚连接结构如下设置：

第一、第二、第三、第四、第六引脚连接所述物联网通讯模块。

6.根据权利要求5所述的一种点型吸气式感烟火灾探测器电路，其特征在于，所述读卡器单元的第一、第二、第三、第六引脚均通过瞬态电压抑制二极管接地。

7.根据权利要求1所述的一种点型吸气式感烟火灾探测器电路，其特征在于，所述电源电路包括整流模块和降压模块，其中：

所述整流模块的输入连接外部电源、输出连接所述降压模块，用于将外部电源的电源整流；

所述降压模块的输入连接所述整流模块、输出连接第二电感后输出降压后的电压。

8.根据权利要求1所述的一种点型吸气式感烟火灾探测器电路，其特征在于，所述通讯电路包括整流单元、放大信号生成单元和开关信号生成单元，所述整流单元内的输入端连接信号源的正负两极，

所述放大信号生成单元和所述开关信号生成单元分别连接所述整流单元的输出端。

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