CN210402636U - 一种家用无线报警设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种家用无线报警设备，包括：电源管理模块、主控单元、红外对管电路、DS18b20温度传感芯片、甲烷气体传感电路、PT100温度传感电路、FLASH芯片、4G模块和报警电路；解决了现有智能家居安防设备无法实现室温监控、燃气监控、防盗监控、火灾监控的立体化全感知监控与无线报警的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及智能家居安防领域，具体涉及一种家用无线报警设备。
背景技术
随着传感器技术和物联网技术的蓬勃发展，智能家居领域迎来了黄金时期。在近几年时间中，智能家电、智能影音、智能照明、智能连接与控制等细分领域突飞猛进，其中仅在2018年，中国智能家电市场规模便接近3千亿元。
作为刚需场景，家庭安防的发展速度也不断增快，其中智能门锁在2018年的销量已达1700万套。但目前家庭安防领域仍存在诸多不足，例如：1、以图像采集为主的室内摄像监控防盗系统对硬件占用量大，图像识别等逻辑处理复杂，从而难以实现超低功耗；2、现存的主流家用燃气报警器不具备互联网报警消息推送功能，无法远程实时告知用户；3、现存的家用安防传感设备(例如室温监控、燃气监控、防盗监控等)相互独立，无法实现立体化全感知安防监控，从而也不具有立体化全感知无线报警功能。
实用新型内容
针对现有技术中的上述不足，本实用新型提供的一种家用无线报警设备解决了现有智能家居安防设备无法实现室温监控、燃气监控、防盗监控、火灾监控的立体化全感知监控与无线报警的问题。
为了达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案为：一种家用无线报警设备，包括：电源管理模块、主控单元、红外对管电路、DS18b20温度传感芯片、甲烷气体传感电路、PT100温度传感电路、FLASH芯片、4G模块和报警电路；
所述电源管理模块的3.3V端分别与主控单元、红外对管电路、DS18b20温度传感芯片、甲烷气体传感电路、PT100温度传感电路、FLASH芯片、4G模块和报警电路的3.3V端电连接；
所述主控单元还分别与红外对管电路、DS18b20温度传感芯片、甲烷气体传感电路、PT100温度传感电路、FLASH芯片、4G模块和报警电路连接。
进一步地，电源管理模块包括：变压器T1、全波整流桥D4、钽电容C5、二极管D3、滤波电容C2、电池BT2、线性电源芯片U9、滤波电容C3、低压差线性稳压芯片U10和滤波电容C4；
所述变压器T1的原边接入220V电源；
所述变压器T1的副边线圈的一端与全波整流桥D4的第一个交流输入端连接，其另一端与全波整流桥D4的第二交流输入端连接；
所述全波整流桥D4的第一直流输出端分别与钽电容C5的正极和二极管D3的正极连接；
所述二极管D3的负极分别与电池BT2的正极、滤波电容C2的一端和线性电源芯片U9的Vin端连接；
所述线性电源芯片U9的Vout端分别与滤波电容C3的一端和低压差线性稳压芯片U10的Vin端连接；
所述低压差线性稳压芯片U10的Vout端与滤波电容C4的一端连接，并作为电源管理模块的3.3V端；
所述全波整流桥D4的第二直流输出端、钽电容C5的负极、滤波电容C2的另一端、线性电源芯片U9的GND端、滤波电容C3的另一端、低压差线性稳压芯片U10的GND端、滤波电容C4的另一端和电池BT2的负极接地。
上述进一步方案的有益效果为：通过二极管D3的设立，使得外接电源的电流单向通行，既能充分对电池BT2充电，又能防止了在外接电源不稳时，电池BT2、对外接电源的倒灌，从而实现外接电源与电池BT2备用电源的无缝切换，达到有效的稳定的电源管理效果，且能在外部家庭电源断电时依然给后级电路提供稳定的电能。
进一步地，所述变压器T1为220V交流转10V交流变压器；所述线性电源芯片U9的型号为LM7805；所述低压差线性稳压芯片U10的型号为LM1117-3.3。
上述进一步方案的有益效果为：在交流电阶段将电压由220V转为10V，有效降低了全波整流桥以及线性电源芯片的压力，使其均能工作在安全电压范围内；通过LM7805型线性电源芯片的进一步直流降压，可得到稳定的5V直流；再通过LM1117-3.3型低压差线性稳压芯片，可进一步降低纹波，得到高稳定性的3.3V直流稳压电源。
进一步地，所述红外对管电路包括红外发射端和红外接收端；
所述红外发射端包括：纽扣电池BT1、限流电组R6和红外发光二极管D2；所述纽扣电池BT1的正极与限流电组R6的一端电连接，所述限流电组R6的另一端与红外发光二极管D2的阳极电连接；
所述红外发光二极管D2的阴极与纽扣电池BT1的负极电连接；
所述红外接收端包括：红外光敏二极管D1、电阻R3、电阻R4、电阻R9、比较器U2和上拉电阻R5；
所述红外光敏二极管D1的负极分别与电阻R3的一端和比较器U2的反相输入端连接；
所述电阻R3的另一端分别与电阻R4的一端、比较器U2的供电端和上拉电阻R5的一端连接，并作为红外对管电路的3.3V端；
所述电阻R4的另一端分别与电阻R9的一端和比较器U2的同相端连接；
所述比较器U2的输出端与上拉电阻R5的另一端连接，并作为红外对管电路的OUT1端；
所述红外光敏二极管D1的正极、电阻R9的另一端和比较器U2的公共端接地。
上述进一步方案的有益效果为：红外光敏二极管D1在反接的情况下等效为阻值受红外光强控制的可变电阻，本实用新型将其与电阻串联实现分压，将阻值变换转换为电压变换，并通过比较器将电压变换转换为电平变换，实现了红外信号至模拟信号再至数字信号的转换，为主控单元的信号处理及报警判断提供了便利。
进一步地，所述甲烷气体传感电路包括：甲烷催化传感器U3、接地电阻R13、接地电容C1、接地电阻R14、电阻R7、电阻R10、运算放大器U1、运算放大器U5、电阻R8、电阻R11、电阻R2、电阻R12、接地电阻R15、电阻R1和运算放大器U4；
所述甲烷催化传感器U3的VCC端与电阻R7的一端、运算放大器U1的供电端、运算放大器U4的供电端和运算放大器U5的供电端连接，并作为甲烷气体传感电路的3.3V端；
所述甲烷催化传感器U3的Aout端分别与接地电阻R13、接地电容C1和运算放大器U1的正相端连接；
所述运算放大器U1的反相端分别与电阻R10的一端和电阻R8的一端连接；
所述运算放大器U1的输出端分别与电阻R2的一端和电阻R8的另一端连接；
所述电阻R7的另一端分别与接地电阻R14和运算放大器U5的正相输入端连接；
所述运算放大器U5的反相输入端分别与电阻R10的另一端和电阻R11的一端连接；
所述运算放大器U5的输出端分别与电阻R11的另一端和电阻R12的一端连接；
所述运算放大器U4的反相端分别与电阻R2的另一端和电阻R1的一端连接；
所述运算放大器U4的正相端分别与电阻R12的另一端和接地电阻R15连接；
所述运算放大器U4的输出端与电阻R1的另一端连接，并作为甲烷气体传感电路的OUT2端；
所述运算放大器U1的公共端、运算放大器U4的公共端、运算放大器U5的公共端和甲烷催化传感器U3的GND端接地。
上述进一步方案的有益效果为：通过三个运算放大器和多个电阻构建了差分仪表放大电路，有效调理了甲烷催化传感器U3的监测信号，从而得到精确的甲烷气体浓度信息。
进一步地，PT100温度传感电路包括：电阻R16、接地电阻R21、电阻R17、PT100温敏元件U8、接地电阻R22、运算放大器U7、电阻R20、电阻R18、运算放大器U6和电阻R19；
所述电阻R16的一端与电阻R17的一端、运算放大器U7的供电端和运算放大器U6的供电端连接，并作为PT100温度传感电路的3.3V端；
所述电阻R16的另一端分别与接地电阻R21和运算放大器U6的正相端连接；
所述运算放大器U7的正相端分别与电阻R17的另一端和PT100温敏元件U8的一端连接；
所述PT100温敏元件U8的另一端接地；
所述运算放大器U7的反相端分别与接地电阻R22和电阻R20的一端连接；
所述运算放大器U7的输出端分别与电阻R20的另一端和电阻R18的一端连接；
所述运算放大器U6的反相端分别与电阻R18的另一端和电阻R19的一端连接；
所述运算放大器U6的输出端与电阻R19的另一端连接，作为PT100温度传感电路的OUT3端；
所述PT100温敏元件U8的另一端、运算放大器U6的公共端和运算放大器U7的公共端接地。
上述进一步方案的有益效果为：通过两个运算放大器和多个电阻构建了差分运算放大电路，将微弱的温控电阻变换转化为明显的电压变换，提高了温度分辨率。
进一步地，所述主控单元的型号为MSP430F149。
上述进一步方案的有益效果为：使用MSP430F149型主控单元，可有效节省电能，实现超低功耗，在仅有电池供电的情况下依然能够长时间稳定工作。
进一步地，所述FLASH芯片的型号为W25Q256，其与主控单元的通信接口为SPI接口。
进一步地，所述4G模块的型号为WH-LTE-7S5，其与主控单元的通信接口为UART串行接口。
进一步地，报警电路包括：电阻R23、三极管Q1和报警铃B1；
所述电阻R23的一端作为报警电路的控制端；
所述电阻R23的另一端与三极管Q1的基极连接；
所述三极管Q1的集电极与报警铃B1的负极连接；
所述报警铃B1的正极为报警电路的3.3V端；
所述三极管Q1的发射极接地。
本实用新型的有益效果为：通过包含有高精度放大电路的甲烷气体传感电路和PT100温度传感电路的设计，可精确测量室内甲烷气体浓度以及燃气灶炉头的温度，从而精确感知燃气状态及燃具是否发生异常动作；通过红外对管电路监控家中贵重物品，相比于视频图像处理的监控防盗方案更具有低运算负荷和低能耗的优点，而且更隐私；通过DS18b20数字温度传感芯片实时监控室温，不仅可为用户提供了室内温度状态，更能配合甲烷气体传感电路和PT100温度传感电路形成室内烟雾火情的多方位感知；本实用新型在实现室温监控、燃气监控、防盗监控、火灾监控的立体化全感知基础上，还通过4G模块的设计，利用移动蜂窝网络，最终实现远程监控和无线报警功能。
附图说明
图1为一种家用无限报警设备硬件系统框图；
图2为电源管理模块电路图；
图3为红外对管电路图；
图4为甲烷气体传感电路图；
图5为PT100温度传感电路图；
图6为报警电路电路图。
具体实施方式
下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的发明创造均在保护之列。
如图1所示，一种家用无线报警设备，包括：电源管理模块、主控单元、红外对管电路、DS18b20温度传感芯片、甲烷气体传感电路、PT100温度传感电路、FLASH芯片、4G模块和报警电路；
所述电源管理模块的3.3V端分别与主控单元、红外对管电路、DS18b20温度传感芯片、甲烷气体传感电路、PT100温度传感电路、FLASH芯片、4G模块和报警电路的3.3V端电连接；
所述主控单元还分别与红外对管电路、DS18b20温度传感芯片、甲烷气体传感电路、PT100温度传感电路、FLASH芯片、4G模块和报警电路连接。
如图2所示，电源管理模块包括：变压器T1、全波整流桥D4、钽电容C5、二极管D3、滤波电容C2、电池BT2、线性电源芯片U9、滤波电容C3、低压差线性稳压芯片U10和滤波电容C4；
所述变压器T1的原边接入220V电源；
所述变压器T1的副边线圈的一端与全波整流桥D4的第一个交流输入端连接，其另一端与全波整流桥D4的第二交流输入端连接；
所述全波整流桥D4的第一直流输出端分别与钽电容C5的正极和二极管D3的正极连接；
所述二极管D3的负极分别与电池BT2的正极、滤波电容C2的一端和线性电源芯片U9的Vin端连接；
所述线性电源芯片U9的Vout端分别与滤波电容C3的一端和低压差线性稳压芯片U10的Vin端连接；
所述低压差线性稳压芯片U10的Vout端与滤波电容C4的一端连接，并作为电源管理模块的3.3V端；
所述全波整流桥D4的第二直流输出端、钽电容C5的负极、滤波电容C2的另一端、线性电源芯片U9的GND端、滤波电容C3的另一端、低压差线性稳压芯片U10的GND端、滤波电容C4的另一端和电池BT2的负极接地。
通过二极管D3的设立，使得外接电源的电流单向通行，既能充分对电池BT2充电，又能防止了在外接电源不稳时，电池BT2对外接电源的倒灌，从而实现外接电源与电池BT2备用电源的无缝切换，达到有效的稳定的电源管理效果，且能在外部家庭电源断电时依然给后级电路提供稳定的电能。
所述变压器T1为220V交流转10V交流变压器；所述线性电源芯片U9的型号为LM7805；所述低压差线性稳压芯片U10的型号为LM1117-3.3。
在交流电阶段将电压由220V转为10V，有效降低了全波整流桥以及线性电源芯片的压力，使其均能工作在安全电压范围内；通过LM7805型线性电源芯片的进一步直流降压，可得到稳定的5V直流；再通过LM1117-3.3型低压差线性稳压芯片，可进一步降低纹波，得到高稳定性的3.3V直流稳压电源。
如图3所示，所述红外对管电路包括红外发射端和红外接收端；
所述红外发射端包括：纽扣电池BT1、限流电组R6和红外发光二极管D2；所述纽扣电池BT1的正极与限流电组R6的一端电连接，所述限流电组R6的另一端与红外发光二极管D2的阳极电连接；
所述红外发光二极管D2的阴极与纽扣电池BT1的负极电连接；
所述红外接收端包括：红外光敏二极管D1、电阻R3、电阻R4、电阻R9、比较器U2和上拉电阻R5；
所述红外光敏二极管D1的负极分别与电阻R3的一端和比较器U2的反相输入端连接；
所述电阻R3的另一端分别与电阻R4的一端、比较器U2的供电端和上拉电阻R5的一端连接，并作为红外对管电路的3.3V端；
所述电阻R4的另一端分别与电阻R9的一端和比较器U2的同相端连接；
所述比较器U2的输出端与上拉电阻R5的另一端连接，并作为红外对管电路的OUT1端；
所述红外光敏二极管D1的正极、电阻R9的另一端和比较器U2的公共端接地。
红外光敏二极管D1在反接的情况下等效为阻值受红外光强控制的可变电阻，本实用新型将其与电阻串联实现分压，将阻值变换转换为电压变换，并通过比较器将电压变换转换为电平变换，实现了红外信号至模拟信号再至数字信号的转换，为主控单元的信号处理及报警判断提供了便利。
如图4所示，所述甲烷气体传感电路包括：甲烷催化传感器U3、接地电阻R13、接地电容C1、接地电阻R14、电阻R7、电阻R10、运算放大器U1、运算放大器U5、电阻R8、电阻R11、电阻R2、电阻R12、接地电阻R15、电阻R1和运算放大器U4；
所述甲烷催化传感器U3的VCC端与电阻R7的一端、运算放大器U1的供电端、运算放大器U4的供电端和运算放大器U5的供电端连接，并作为甲烷气体传感电路的3.3V端；
所述甲烷催化传感器U3的Aout端分别与接地电阻R13、接地电容C1和运算放大器U1的正相端连接；
所述运算放大器U1的反相端分别与电阻R10的一端和电阻R8的一端连接；
所述运算放大器U1的输出端分别与电阻R2的一端和电阻R8的另一端连接；
所述电阻R7的另一端分别与接地电阻R14和运算放大器U5的正相输入端连接；
所述运算放大器U5的反相输入端分别与电阻R10的另一端和电阻R11的一端连接；
所述运算放大器U5的输出端分别与电阻R11的另一端和电阻R12的一端连接；
所述运算放大器U4的反相端分别与电阻R2的另一端和电阻R1的一端连接；
所述运算放大器U4的正相端分别与电阻R12的另一端和接地电阻R15连接；
所述运算放大器U4的输出端与电阻R1的另一端连接，并作为甲烷气体传感电路的OUT2端；
所述运算放大器U1的公共端、运算放大器U4的公共端、运算放大器U5的公共端和甲烷催化传感器U3的GND端接地。
通过三个运算放大器和多个电阻构建了差分仪表放大电路，有效调理了甲烷催化传感器U3的监测信号，从而得到精确的甲烷气体浓度信息。
如图5所示，PT100温度传感电路包括：电阻R16、接地电阻R21、电阻R17、PT100温敏元件U8、接地电阻R22、运算放大器U7、电阻R20、电阻R18、运算放大器U6和电阻R19；
所述电阻R16的一端与电阻R17的一端、运算放大器U7的供电端和运算放大器U6的供电端连接，并作为PT100温度传感电路的3.3V端；
所述电阻R16的另一端分别与接地电阻R21和运算放大器U6的正相端连接；
所述运算放大器U7的正相端分别与电阻R17的另一端和PT100温敏元件U8的一端连接；
所述PT100温敏元件U8的另一端接地；
所述运算放大器U7的反相端分别与接地电阻R22和电阻R20的一端连接；
所述运算放大器U7的输出端分别与电阻R20的另一端和电阻R18的一端连接；
所述运算放大器U6的反相端分别与电阻R18的另一端和电阻R19的一端连接；
所述运算放大器U6的输出端与电阻R19的另一端连接，作为PT100温度传感电路的OUT3端；
所述PT100温敏元件U8的另一端、运算放大器U6的公共端和运算放大器U7的公共端接地。
通过两个运算放大器和多个电阻构建了差分运算放大电路，将微弱的温控电阻变换转化为明显的电压变换，提高了温度分辨率。
所述主控单元的型号为MSP430F149。
使用MSP430F149型主控单元，可有效节省电能，实现超低功耗，在仅有电池供电的情况下依然能够长时间稳定工作。
所述FLASH芯片的型号为W25Q256，其与主控单元的通信接口为SPI接口。
所述4G模块的型号为WH-LTE-7S5，其与主控单元的通信接口为UART串行接口。
如图6所示，报警电路包括：电阻R23、三极管Q1和报警铃B1；
所述电阻R23的一端作为报警电路的控制端；
所述电阻R23的另一端与三极管Q1的基极连接；
所述三极管Q1的集电极与报警铃B1的负极连接；
所述报警铃B1的正极为报警电路的3.3V端；
所述三极管Q1的发射极接地。
主控单元与各传感电路、FLASH芯片、4G模块以及报警电路的通信接口如表1所示。
表1主控单元通信接口表
对于用户来说，家庭是很私密的地方，不适用于在卧房等地方安装监控；因此，本发明提出红外对管电路，红外对管电路可根据用户需要配置多个；每一对红外发射端和红外接收端分开安装，将红外对管电路安装在装有贵重物品的抽屉或箱体或盒子上，可将红外发射端安装在抽屉的可移动部分，红外接收端安装在抽屉的抽屉框上，通过红外信号感知抽屉的状态，帮助用户及时觉察到危险。
PT100温敏元件可固定安装在灶台上，用于监控家中燃气灶的工作情况。
DS18b20温度传感芯片可根据居家房屋的大小配置多个，时刻监控家中的各房间是否出现温度异常的情况。
将甲烷催化传感器U3固定安装在厨房的天花板上，监控家中是否存在天然气泄露的情况。
将红外对管电路、PT100温敏元件、DS18b20温度传感芯片和甲烷催化传感器U3监控到的数据通过4G模块发送至移动端，用户在上班的情况也可时刻查看家中各传感器的数据情况，时刻关注家中老人和孩子的生命安全。
在DS18b20温度传感芯片和甲烷催化传感器U3的数据异常时，报警铃B1会提醒家中的用户进行检修。
本实用新型的有益效果为：通过包含有高精度放大电路的甲烷气体传感电路和PT100温度传感电路的设计，可精确测量室内甲烷气体浓度以及燃气灶炉头的温度，从而精确感知燃气状态及燃具是否发生异常动作；通过红外对管电路监控家中贵重物品，相比于视频图像处理的监控防盗方案更具有低运算负荷和低能耗的优点，而且更隐私；通过DS18b20数字温度传感芯片实时监控室温，不仅可为用户提供了室内温度状态，更能配合甲烷气体传感电路和PT100温度传感电路形成室内烟雾火情的多方位感知；本实用新型在实现室温监控、燃气监控、防盗监控、火灾监控的立体化全感知基础上，还通过4G模块的设计，利用移动蜂窝网络，最终实现远程监控和无线报警功能。
Claims (10)
1.一种家用无线报警设备，其特征在于，包括：电源管理模块、主控单元、红外对管电路、DS18b20温度传感芯片、甲烷气体传感电路、PT100温度传感电路、FLASH芯片、4G模块和报警电路；
所述电源管理模块的3.3V端分别与主控单元、红外对管电路、DS18b20温度传感芯片、甲烷气体传感电路、PT100温度传感电路、FLASH芯片、4G模块和报警电路的3.3V端电连接；
所述主控单元还分别与红外对管电路、DS18b20温度传感芯片、甲烷气体传感电路、PT100温度传感电路、FLASH芯片、4G模块和报警电路连接。
2.根据权利要求1所述的家用无线报警设备，其特征在于，所述电源管理模块包括：变压器T1、全波整流桥D4、钽电容C5、二极管D3、滤波电容C2、电池BT2、线性电源芯片U9、滤波电容C3、低压差线性稳压芯片U10和滤波电容C4；
所述变压器T1的原边接入220V电源；
所述变压器T1的副边线圈的一端与全波整流桥D4的第一个交流输入端连接，其另一端与全波整流桥D4的第二交流输入端连接；
所述全波整流桥D4的第一直流输出端分别与钽电容C5的正极和二极管D3的正极连接；
所述二极管D3的负极分别与电池BT2的正极、滤波电容C2的一端和线性电源芯片U9的Vin端连接；
所述线性电源芯片U9的Vout端分别与滤波电容C3的一端和低压差线性稳压芯片U10的Vin端连接；
所述低压差线性稳压芯片U10的Vout端与滤波电容C4的一端连接，并作为电源管理模块的3.3V端；
所述全波整流桥D4的第二直流输出端、钽电容C5的负极、滤波电容C2的另一端、线性电源芯片U9的GND端、滤波电容C3的另一端、低压差线性稳压芯片U10的GND端、滤波电容C4的另一端和电池BT2的负极接地。
3.根据权利要求2所述的家用无线报警设备，其特征在于，所述变压器T1为220V交流转10V交流变压器；所述线性电源芯片U9的型号为LM7805；所述低压差线性稳压芯片U10的型号为LM1117-3.3。
4.根据权利要求1所述的家用无线报警设备，其特征在于，所述红外对管电路包括红外发射端和红外接收端；
所述红外发射端包括：纽扣电池BT1、限流电组R6和红外发光二极管D2；所述纽扣电池BT1的正极与限流电组R6的一端电连接，所述限流电组R6的另一端与红外发光二极管D2的阳极电连接；
所述红外发光二极管D2的阴极与纽扣电池BT1的负极电连接；
所述红外接收端包括：红外光敏二极管D1、电阻R3、电阻R4、电阻R9、比较器U2和上拉电阻R5；
所述红外光敏二极管D1的负极分别与电阻R3的一端和比较器U2的反相输入端连接；
所述电阻R3的另一端分别与电阻R4的一端、比较器U2的供电端和上拉电阻R5的一端连接，并作为红外对管电路的3.3V端；
所述电阻R4的另一端分别与电阻R9的一端和比较器U2的同相端连接；
所述比较器U2的输出端与上拉电阻R5的另一端连接，并作为红外对管电路的OUT1端；
所述红外光敏二极管D1的正极、电阻R9的另一端和比较器U2的公共端接地。
5.根据权利要求1所述的家用无线报警设备，其特征在于，所述甲烷气体传感电路包括：甲烷催化传感器U3、接地电阻R13、接地电容C1、接地电阻R14、电阻R7、电阻R10、运算放大器U1、运算放大器U5、电阻R8、电阻R11、电阻R2、电阻R12、接地电阻R15、电阻R1和运算放大器U4；
所述甲烷催化传感器U3的VCC端与电阻R7的一端、运算放大器U1的供电端、运算放大器U4的供电端和运算放大器U5的供电端连接，并作为甲烷气体传感电路的3.3V端；
所述甲烷催化传感器U3的Aout端分别与接地电阻R13、接地电容C1和运算放大器U1的正相端连接；
所述运算放大器U1的反相端分别与电阻R10的一端和电阻R8的一端连接；
所述运算放大器U1的输出端分别与电阻R2的一端和电阻R8的另一端连接；
所述电阻R7的另一端分别与接地电阻R14和运算放大器U5的正相输入端连接；
所述运算放大器U5的反相输入端分别与电阻R10的另一端和电阻R11的一端连接；
所述运算放大器U5的输出端分别与电阻R11的另一端和电阻R12的一端连接；
所述运算放大器U4的反相端分别与电阻R2的另一端和电阻R1的一端连接；
所述运算放大器U4的正相端分别与电阻R12的另一端和接地电阻R15连接；
所述运算放大器U4的输出端与电阻R1的另一端连接，并作为甲烷气体传感电路的OUT2端；
所述运算放大器U1的公共端、运算放大器U4的公共端、运算放大器U5的公共端和甲烷催化传感器U3的GND端接地。
6.根据权利要求1所述的家用无线报警设备，其特征在于，所述PT100温度传感电路包括：电阻R16、接地电阻R21、电阻R17、PT100温敏元件U8、接地电阻R22、运算放大器U7、电阻R20、电阻R18、运算放大器U6和电阻R19；
所述电阻R16的一端与电阻R17的一端、运算放大器U7的供电端和运算放大器U6的供电端连接，并作为PT100温度传感电路的3.3V端；
所述电阻R16的另一端分别与接地电阻R21和运算放大器U6的正相端连接；
所述运算放大器U7的正相端分别与电阻R17的另一端和PT100温敏元件U8的一端连接；
所述PT100温敏元件U8的另一端接地；
所述运算放大器U7的反相端分别与接地电阻R22和电阻R20的一端连接；
所述运算放大器U7的输出端分别与电阻R20的另一端和电阻R18的一端连接；
所述运算放大器U6的反相端分别与电阻R18的另一端和电阻R19的一端连接；
所述运算放大器U6的输出端与电阻R19的另一端连接，作为PT100温度传感电路的OUT3端；
所述PT100温敏元件U8的另一端、运算放大器U6的公共端和运算放大器U7的公共端接地。
7.根据权利要求1所述的家用无线报警设备，其特征在于，所述主控单元的型号为MSP430F149。
8.根据权利要求1所述的家用无线报警设备，其特征在于，所述FLASH芯片的型号为W25Q256，其与主控单元的通信接口为SPI接口。
9.根据权利要求1所述的家用无线报警设备，其特征在于，所述4G模块的型号为WH-LTE-7S5，其与主控单元的通信接口为UART串行接口。
10.根据权利要求1所述的家用无线报警设备，其特征在于，所述报警电路包括：电阻R23、三极管Q1和报警铃B1；
所述电阻R23的一端作为报警电路的控制端；
所述电阻R23的另一端与三极管Q1的基极连接；
所述三极管Q1的集电极与报警铃B1的负极连接；
所述报警铃B1的正极为报警电路的3.3V端；
所述三极管Q1的发射极接地。
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