CN212694541U - 自供电的火灾监测预警装置及系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及自供电的火灾监测预警装置及系统，主要涉及火灾预警领域。该火灾监测预警装置的温差发电片一侧设置有散热结构，使得该温差发电片设置散热结构的一侧温度降低较快，使得该温差发电片两侧产生一定的温差，从而该温差发电片的两端产生电流，电流进入到该电容储能装置中进行电能储存，电能检测电路一端与该电容储能装置电连接，另一端与该微处理器电连接，当该电能检测电路检测该电容储能装置的储存电量达到一定阈值时，唤醒该微处理器，该微处理器控制温度传感器对环境温度进行测量，并将测量得到的环境温度发送给微处理器，若测量得到的环境温度大于预设温度阈值，则微处理器控制信号传输装置发送火灾预警信号，并控制报警器进行报警。

Description

自供电的火灾监测预警装置及系统

技术领域

本实用新型涉及火灾预警领域，主要涉及一种自供电的火灾监测预警装置及系统。

背景技术

目前居民家庭基数大、分布广，电器设备不断增多，高层居住建筑林立，在日益复杂的城市环境中存在消防监督力量无法顾及，火灾防控体系不完善的情况，且在矿井、森林、工厂等场合火灾防控体系维护难度大，一旦发生火灾险情未及时处理，容易造成严重经济和财产损失。

现有技术对火灾的监测报警的方法主要有温度检测法、图像监测法、气体监测法和烟雾监测法。温度监测法需要外界提供电源，且大多需进行接触式安装，监测点较多，其中红外测温法具有监测范围广、传感器易于布置，但传感器与被测物体间的遮挡物会严重影响监测结果；图像监测法监测范围广、使用与维护方便，但摄像头需要外界供电，且难以监测到空间狭小、被测物体被遮挡、没有火焰和烟雾较小的早期火灾，气体监测法和烟雾监测法具有监测范围广、使用与维护方便等优点，但不能对低浓度标志性气体及早期较小的烟雾进行监测。

设计一种便于维护、可适应复杂环境并能够及时发现环境温度异常并进行预警的装置，对及时、准确地发现火灾灾情具有重要的现实意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种自供电的火灾监测预警装置及系统，以解决现有技术中设计一种便于维护、可适应复杂环境并能够及时发现环境温度异常并进行预警的装置，对及时、准确地发现火灾灾情具有重要的现实意义的问题。

为实现上述目的，本实用新型实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本申请提供一种自供电的火灾监测预警装置，火灾监测预警装置包括：壳体、温差发电装置、升压电路、电容储能装置、电能检测电路、温度传感器、微处理器、信号传输装置和报警器；温差发电装置、升压电路、电容储能装置、电能检测电路、温度传感器、微处理器、信号传输装置和报警器均设置在壳体内部，温差发电装置包括温差发电片、散热结构、第一电极、第二电极，温差发电片一侧与散热结构连接，第一电极和第二电极分别设置在温差发电片的两端，壳体上温差发电片的散热结构相对的面和第一电极和第二电极对应的面上分别设置孔洞，升压电路的正负极分别与第一电极和第二电极电连接，电容储能装置与升压电路电连接，电能检测电路与电容储能装置电连接，电能检测电路、温度传感器、信号传输装置和报警器均与微处理器电连接，其中，温度传感器和信号传输装置延伸出壳体。

可选地，该温差发电片为半导体珀耳帖元件。

可选地，该升压电路的升压芯片为LTC3108芯片。

可选地，该电能检测电路与微处理器设置有负载开关。

可选地，该温度传感器为CC2530芯片。

可选地，该报警器为声光报警器。

可选地，该声光报警器为蜂鸣器和LED灯中任意一种。

可选地，该信号传输装置为信号无线发射装置。

第二方面，本申请提供一种自供电的火灾监测预警系统，火灾监测预警系统包括：信号接收器、通信芯片、处理器和多个第一方面任意一项的火灾监测预警装置，信号接收器和通信芯片均与处理器通信连接，信号接收器用于接收火灾监测预警装置的信号传输装置传输的火灾预警信号，并将火灾预警信号传输给处理器，处理器对火灾预警信号进行分析，向通信芯片发送指令，通信芯片根据指令发送报警信号。

可选地，该系统还包括射频功率放大器，射频放大器分别与信号接收器和通信芯片连接，用于将信号接收器接收的信号进行射频放大，或将通信芯片发送的报警信号进行射频放大。

本实用新型的有益效果是：

本申请提供的火灾监测预警装置包括：壳体、温差发电装置、升压电路、电容储能装置、电能检测电路、温度传感器、微处理器、信号传输装置和报警器，温差发电装置包括温差发电片、散热结构、第一电极、第二电极，该温差发电片一侧设置有散热结构，使得该温差发电片设置散热结构的一侧温度降低较快，使得该温差发电片两侧产生一定的温差，从而该温差发电片的两端产生电流，电流进入到该电容储能装置中进行电能储存，电能检测电路一端与该电容储能装置电连接，另一端与该微处理器电连接，当该电能检测电路检测该电容储能装置的储存电量达到一定阈值时，唤醒该微处理器，该微处理器控制温度传感器对环境温度进行测量，并将测量得到的环境温度发送给微处理器，若测量得到的环境温度大于预设温度阈值，则微处理器控制信号传输装置发送火灾预警信号，并控制该报警器进行报警；若外界环境温度变化不大，则该电容储能装置内电能达到预设阈值的时间较长，若外界发生火灾，使得环境温度快速升高，则该温差发电片产生的电量较大，该电容储能装置内电能达到预设阈值的时间较短，可以实现在外界环境温度变化不大的情况对外界进行周期温度检测，并且在外界环境温度发生较大变化时，立即检测外界环境是否发生火灾，准确性和时效性较高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型一实施例提供的一种自供电的火灾监测预警装置的结构示意图；

图2为本实用新型一实施例提供的一种温差发电装置的结构示意图；

图3为本实用新型一实施例提供的一种温差发电装置的模块示意图。

图标：10-壳体；20-温差发电装置；21-温差发电片； 22-散热结构；23-第一电极；24-第二电极；30-升压电路； 40-电容储能装置；50-电能检测电路；60-微处理器；70- 温度传感器；80-信号传输装置；90-报警器。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一金属板实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

为了使本实用新型的实施过程更加清楚，下面将会结合附图进行详细说明。

图1为本实用新型一实施例提供的一种自供电的火灾监测预警装置的结构示意图；图2为本实用新型一实施例提供的一种温差发电装置的结构示意图；图3为本实用新型一实施例提供的一种温差发电装置的模块示意图，如图 1、图2和图3所示，本申请提供一种自供电的火灾监测预警装置，火灾监测预警装置包括：壳体10、温差发电装置 20、升压电路30、电容储能装置40、电能检测电路50、温度传感器70、微处理器60、信号传输装置80和报警器 90；温差发电装置20、升压电路30、电容储能装置40、电能检测电路50、温度传感器70、微处理器60、信号传输装置80和报警器90均设置在壳体10内部，温差发电装置20包括温差发电片21、散热结构22、第一电极23、第二电极24，温差发电片21一侧与散热结构22连接，第一电极23和第二电极24分别设置在温差发电片21的两端，壳体10上温差发电片21的散热结构22相对的面和第一电极23和第二电极24对应的面上分别设置孔洞，升压电路 30的正负极分别与第一电极23和第二电极24电连接，电容储能装置40与升压电路30电连接，电能检测电路50与电容储能装置40电连接，电能检测电路50、温度传感器70、信号传输装置80和报警器90均与微处理器60电连接，其中，温度传感器70和信号传输装置80延伸出壳体10。

该壳体10的形状可以为长方体，也可以为其他形状，为了方便说明，在此以该壳体10为长方体进行说明，该壳体10内部设置有温差发电片21、散热结构22、第一电极 23、第二电极24、升压电路30、电容储能装置40、电能检测电路50、温度传感器70、微处理器60、信号传输装置 80和报警器90，为了方便该温差发电片21产生电流，则在该温差发电片21一侧设置有散热结构22，即该温差发电片21设置散热结构22的一侧为的低温侧，另一侧为高温侧，壳体10上温差发电片21的散热结构22相对的面和第一电极23和第二电极24对应的面上分别设置孔洞，即该温差发电片21的高温测和低温测分别直接与外界空气，使得该温差发电片21可以直接从外界获取热量，该温差发电片21高温侧的两端还设置有第一电极23和第二电极24，该第一电极23和第二电极24用于在该温差发电片21产生电量的时候，外接电路与该第一电极23和第二电极24连接，使得该温差发电片21相当于电源，给外接电路供电，升压电路30的正负极分别与第一电极23和第二电极24电连接，该升压电路30用于将该第一电极23和第二电极24 之间产生的电流的电压稳定升压，该电容储能装置40与升压电路30电连接，该电容储能装置40用于存储电能，电能检测电路50与电容储能装置40电连接，电能检测电路 50用于检测该电容储能装置40内电能的量，并且当该电容储能装置40内存储的电能大于预设电能阈值的时候，该电能检测电路50唤醒微处理器60，一般情况下，该该电容储能装置40内存储的电能部大于预设电能阈值的时，该微处理器60处理休眠状态；在实际应用中，当外界环境温度变化不大时，该温差发电片21产生的电流较小，通过该升压电路30的升压，该较小的电流一部分维持该火灾监测预警装置内部电路的运行，另一部分存储到电容储能装置 40中，该温差发电片21产生的电流的多少与外界环境温度息息相关，当外界环境温度急剧升高时，该温差发电片 21产生的电量较多，通过升压电路30的升压，该较小的电流一部分维持该火灾监测预警装置内部电路的运行，较大的部分存储到电容储能装置40中，较短的时间内，电能检测电路50检测该电容储能装置40内的电量超过预设电量阈值，唤醒微处理器60，微处理器60控制温度传感器 70检测外界环境温度，并对检测得到的外界环境温度进行判断，若该外界环境温度大于预设温度阈值，则微处理器 60控制信号传输装置80发送火灾预警信号，并控制该报警器90进行报警；另外，当外界环境温度变化不大的情况下，该电容储能装置40内的电量超过预设电量阈值的时间较长，实现对该外界环境温度的定时监测，本申请提供的火灾监测预警装置实现了外界环境温度变化不大的情况对外界进行周期温度检测，并且在外界环境温度发生较大变化时，立即检测外界环境是否发生火灾，准确性和时效性较高，需要说明的是，该电容储能装置40的电量阈值与容量根据实际需要进行设置，在此不做具体限定，该温度阈值根据实际需要进行设置，在此不做具体限定。

在实际应用中，在壳体10的一端设置有温差发电片 21，温差发电片21一侧与散热结构22连接，第一电极23 和第二电极24分别设置在温差发电片21的两端，壳体10 上温差发电片21的散热结构22相对的面和第一电极23和第二电极24对应的面上分别设置孔洞，在壳体10的另一端设置有升压电路30、电容储能装置40、电能检测电路 50、温度传感器70、微处理器60、信号传输装置80和报警器90，且升压电路30的正负极分别与第一电极23和第二电极24电连接，电容储能装置40与升压电路30电连接，电能检测电路50与电容储能装置40电连接，电能检测电路50、温度传感器70、信号传输装置80和报警器90均与微处理器60电连接，其中，温度传感器70和信号传输装置80延伸出壳体10，该散热结构22为多个翅片，多个翅片之间具有一定间距，用于加快散热。

可选地，该温差发电片21为半导体珀耳帖元件。

可选地，该升压电路30的升压芯片为LTC3108芯片。

LTC3108芯片是一个升压型转换器和电源管理器，高度集成的DC/DC转换器，可以用于将较小的电压进行升压。

可选地，该电能检测电路50与微处理器60设置有负载开关。

该负载开关一端为电能检测电路50，另一端为微处理器60，当电能检测电路50检测到电容储能装置40的电量大于预设电量阈值时，该负载开关闭合，该微处理器60外部中断，微处理器60从休眠模式唤醒。

可选地，该温度传感器70为CC2530芯片。

CC2530结合了RF收发器的优良性能，业界标准的增强型8051CPU，系统内可编程闪存，8-KB RAM和许多其它强大的功能。CC2530有四种不同的闪存版本： CC2530F32/64/128/256，分别具有32/64/128/256KB的闪存。 CC2530具有不同的运行模式，使得它尤其适应超低功耗要求的系统。运行模式之间的转换时间短进一步确保了低能源消耗，本申请采用CC2530芯片作为温度传感器70，减少电能的损耗。

可选地，该报警器90为声光报警器。

该报警器90可以为声音报警器，也可以为灯光报警器，还可以同时为声音报警器和灯光报警器。

可选地，该声光报警器为蜂鸣器和LED灯中任意一种。

若该报警器90为声音报警器，则该报警器90为单独的蜂鸣器，若该报警器90为灯光报警器，则该报警器90 为单独的LED灯，若该报警器90同时为声音报警器和灯光报警器，则该报警器为蜂鸣器和LED灯的组合。

可选地，该信号传输装置80为信号无线发射装置。

该信号传输装置80用于将该微处理器60产生的火灾预警信号进行发射。

本申请提供的火灾监测预警装置包括：壳体10、温差发电片21、散热结构22、第一电极23、第二电极24、升压电路30、电容储能装置40、电能检测电路50、温度传感器70、微处理器60、信号传输装置80和报警器90，该温差发电片21一侧设置有散热结构22，使得该温差发电片 21设置散热结构22的一侧温度降低较快，使得该温差发电片21两侧产生一定的温差，从而该温差发电片21的两端产生电流，电流进入到该电容储能装置40中进行电能储存，电能检测电路50一端与该电容储能装置40电连接，另一端与该微处理器60电连接，当该电能检测电路50检测该电容储能装置40的储存电量达到一定阈值时，唤醒该微处理器60，该微处理器60控制温度传感器70对环境温度进行测量，并将测量得到的环境温度发送给微处理器60，若测量得到的环境温度大于预设温度阈值，则微处理器60 控制信号传输装置80发送火灾预警信号，并控制该报警器 90进行报警，若外界环境温度变化不大，则该电容储能装置40内电能达到预设阈值的时间较长，若外界发生火灾，使得环境温度快速升高，则该温差发电片21产生的电量较大，该电容储能装置40内电能达到预设阈值的时间较短，可以实现在外界环境温度变化不大的情况对外界进行周期温度检测，并且在外界环境温度发生较大变化时，立即检测外界环境是否发生火灾，准确性和时效性较高。

本申请提供一种自供电的火灾监测预警系统，火灾监测预警系统包括：信号接收器、通信芯片、处理器和多个上述任意一项的火灾监测预警装置，信号接收器和通信芯片均与处理器通信连接，信号接收器用于接收火灾监测预警装置的信号传输装置80传输的火灾预警信号，并将火灾预警信号传输给处理器，处理器对火灾预警信号进行分析，向通信芯片发送指令，通信芯片根据指令发送报警信号。

该处理器分别与信号接收器、通信芯片和多个火灾监测预警装置连接，该信号接收器用于接收火灾监测预警装置的火灾预警信号传输装置80传输的信息，并将火灾预警信号传输给处理器，处理器对火灾预警信号进行分析，向通信芯片发送指令，通信芯片根据指令进行报警信号，该处理器与多个火灾监测预警装置，用于检测多个地点的火灾发生情况，通过火灾监测预警装置发送的火灾预警信号，获取火灾发生的时间和地点，并通信芯片发送指令，通信芯片根据指令发送报警信号，该报警信号包括火灾发生的时间和地点，接收报警信号的可以是火警，也可以是火灾监测预警装置周围的值班人员。

可选地，该系统还包括射频功率放大器，射频放大器分别与信号接收器和通信芯片连接，用于将信号接收器接收的信号进行射频放大，或将通信芯片发送的报警信号进行射频放大。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种自供电的火灾监测预警装置，其特征在于，所述火灾监测预警装置包括：壳体、温差发电装置、升压电路、电容储能装置、电能检测电路、温度传感器、微处理器、信号传输装置和报警器；所述温差发电装置、所述升压电路、所述电容储能装置、所述电能检测电路、所述温度传感器、所述微处理器、所述信号传输装置和所述报警器均设置在所述壳体内部，所述温差发电装置包括温差发电片、散热结构、第一电极、第二电极，所述温差发电片一侧与所述散热结构连接，所述第一电极和所述第二电极分别设置在所述温差发电片的两端，所述壳体上所述温差发电片的所述散热结构相对的面和所述第一电极和所述第二电极对应的面上分别设置孔洞，所述升压电路的正负极分别与所述第一电极和所述第二电极电连接，所述电容储能装置与所述升压电路电连接，所述电能检测电路与所述电容储能装置电连接，所述电能检测电路、所述温度传感器、所述信号传输装置和所述报警器均与所述微处理器电连接，其中，所述温度传感器和所述信号传输装置延伸出所述壳体。

2.根据权利要求1所述的自供电的火灾监测预警装置，其特征在于，所述温差发电片为半导体珀耳帖元件。

3.根据权利要求1所述的自供电的火灾监测预警装置，其特征在于，所述升压电路的升压芯片为LTC3108芯片。

4.根据权利要求1所述的自供电的火灾监测预警装置，其特征在于，所述电能检测电路与所述微处理器设置有负载开关。

5.根据权利要求1所述的自供电的火灾监测预警装置，其特征在于，所述温度传感器为CC2530芯片。

6.根据权利要求1所述的自供电的火灾监测预警装置，其特征在于，所述报警器为声光报警器。

7.根据权利要求6所述的自供电的火灾监测预警装置，其特征在于，所述声光报警器为蜂鸣器和LED灯中任意一种。

8.根据权利要求1所述的自供电的火灾监测预警装置，其特征在于，所述信号传输装置为信号无线发射装置。

9.一种自供电的火灾监测预警系统，其特征在于，所述火灾监测预警系统包括：信号接收器、通信芯片、处理器和多个权利要求1-8任意一项所述的火灾监测预警装置，所述信号接收器和所述通信芯片均与所述处理器通信连接，所述信号接收器用于接收所述火灾监测预警装置的所述信号传输装置传输的火灾预警信号，并将所述火灾预警信号传输给所述处理器，处理器对所述火灾预警信号进行分析，向所述通信芯片发送指令，所述通信芯片根据所述指令发送报警信号。

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