基于烟雾分析的灭火水雾浓度控制装置的制作方法

1.本实用新型涉及控制装置，尤其涉及一种基于烟雾分析的灭火水雾浓度控制装置。

背景技术：

2.烟雾传感器是火灾预警中一种非常重要的传感器，其工作原理是在火灾发生时空气中烟雾粒子浓度发生变化，进而使得烟雾传感器的检测电流或电压发生变化，以此获得火灾信息。自动灭火装置中通常采用水雾或水炮进行灭火执行终端，但是上述自动化的灭火装置在家庭中使用较少，家庭中多采用公共灭火装置进行灭火。但是现实中公共灭火装置由于长时间的缺乏维护，很难保证公共灭火装置确实能用。因此催生了很多家庭偏向于选择使用家庭自动灭火装置。但是现有的自动灭火装置其系统复杂，而且造价成本较高，无法适应于家庭小环境低成本的使用需求。

技术实现要素：

3.针对上述问题，本实用新型的目的在于提出一种基于烟雾分析的灭火水雾浓度控制装置，解决传统的现有的自动灭火装置其系统复杂，而且造价成本较高，无法适应于家庭小环境低成本的使用需求。
4.其技术方案是，包括多个终端节点、路由节点、协调器节点无线通讯连接形成无线通讯网络；各终端节点、路由节点、协调器节点分别设有用于感知烟雾浓度的烟雾传感器；各终端节点、路由节点、协调器节点分别采用独立电源进行供电；所述协调器节点通过串口通信连接远程控制模块，还包括与远程控制模块通电连接的用于控制水雾系统动力、开关的控制电路。
5.在上述或一些实施例中，各终端节点、路由节点、协调器节点分别配备至少两个所述烟雾传感器；所述烟雾传感器的信号输出端共同连接统一信号处理电路，所述信号处理电路用于监测任一烟雾传感器信号输出烟雾报警信号，所述信号处理电路将烟雾报警信号转化为数字信号并传输至节点单片机，由节点单片机通过无线通讯网络传输至远程控制模块。
6.在上述或一些实施例中，所述水雾系统动力、开关的控制电路至少包括用于控制水泵启动或主管路电磁阀的控制线圈、各水雾管路对应的分路电磁阀线圈。
7.在上述或一些实施例中，各终端节点、路由节点、协调器节点分别设有与对应节点单片机电性连接的报警模块，所述报警模块用于在节点单片机获得烟雾报警信息后进行报警提醒。
8.在上述或一些实施例中，所述远程控制模块通过串口与上位机进行通信连接，还包括与远程控制模块通讯连接的gsm模块，所述gsm模块用于与移动终端进行通讯连接。
9.在上述或一些实施例中，各终端节点、路由节点、协调器节点分别采用带有 zigbee组网功能的cc单片机模块。
10.本方案具体使用时，通过zigbee组网实现对重点位置的烟雾监控，其感知电路采用集成电路芯片作为主要功能单元，具有体积小、能耗低、造价成本低可适用于家庭小体积低成本的情景；另本方案中的水雾系统可直接采用市政供水管网作为压力水源，其最终灭火的执行端设备简单，易于在家庭环境实现。且依赖于本方案，可实现烟雾情况自动感知并进行远程自动控制灭火、报警等。
附图说明
11.图1是本实用新型的原理框图。
12.图2是本实用新型中节点电路原理图。
13.图3本实用新型中远程控制模块的电路原理图。
14.图4为本实用新型中水雾系统的结构示意图。
具体实施方式
15.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
16.在本实用新型的描述中，在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
17.如图1所示，终端节点101、路由节点102、协调器节点103形成无线通讯网络100，终端节点101、路由节点102、协调器节点103的角分配由内嵌软件指定，在本专利方案中，为了更好的使用效果，避免火灾或烟雾发生时，火焰或烟雾对无线通讯网络100的破坏，通常终端节点101布置在容易起烟以及易发生火灾的位置，例如厨房、加热设备临近处。作为通讯网络的节点如路由节点 102、协调器节点103可布置在温度较低的位置，以便于通讯。本方案中为了降低方案的复杂程度，各节点可采用cc2530单片机作为各节点的主控芯片。
18.各终端节点101、路由节点102、协调器节点103分别设有用于感知烟雾浓度的烟雾传感器201，另各终端节点101、路由节点102、协调器节点103分别采用独立电源进行供电；烟雾传感器201采用mq-2烟雾传感器201，为了降低烟雾传感器201中误报警以及故障造成的影响，各节点处分别采用至少两个mq-2 烟雾传感器201，所述烟雾传感器201的信号输出端共同连接统一信号处理电路，信号处理电路用于监测任一烟雾传感器201信号输出烟雾报警信号，所述信号处理电路将烟雾报警信号转化为数字信号并传输至节点单片机202，由节点单片机 202通过无线通讯网络100传输至远程控制模块302。信号处理电路可采用电压比较器集成电路芯片lm393，所述烟雾传感器201的信号输出端电性连接集成电路芯片lm393的反向输入端，集成电路芯片lm393的正向输入端串联调节电阻并介入比较电压3.3v，当反向输入端电压低于正向输入端电压3.3v时，此时任一烟雾传感器201电压信号发生变化，则集成电路芯片lm393的信号输出端输出高电平至节点单片机202，且点亮信号传输标识原件，即发光二极管d1；还包括与节点单片机202输出针脚电性连接的报警电路，报警电路包括蜂鸣器203、充当开关的三极管，节点单片机202驱动电压通过限流电阻r8与三极管q1基极连接，三极管q1集电极则与分压电路串联，所述分压电路与蜂鸣器203并联，当
三极管q1饱和导通时，起到开关作用蜂鸣器203工作报警。
19.协调器节点103通过串口通信连接远程控制模块302，所述远程控制模块302 通过串口与上位机进行通信连接，本方案中远程控制模块302主控芯片采用 stm32f407zet6，远程控制模块302通过与stm32f407zet6 rmii接口实现上位机即pc机的通讯；
20.还包括与远程控制模块302通讯连接的gsm模块301，本方案中gsm模块301 采用sim800c集成电路芯片，sim800c与stm32f407zet6之间通过通信串口实现通信连接，本方案中移动终端可以为手机等移动设备，通过sim800c发送报警或情况信息。当然地gsm模块301可以采用具备音视频传输功能其他无线模块如 4g模块，实现音视频信息的远程传输。
21.水雾系统400包括与压力水源连接的主管路401，压力水源可采用市政供水管路或者自建压力容器为主管路401提供水压。主管路401可按照灭火范围分出一支或多支分路402，各分路402分别设置多个水雾喷头403，主管路401、分路402开关均通过电磁阀进行控制，电磁阀打开则对应通道打开，电磁阀关闭则对应水源关闭。本方案的中的控制电路104主要对应于对电磁阀的开关控制，电磁阀开关通过直流继电器进行驱动，如任一继电器对应线圈命名为ka1，线圈ka1 得电则串联电磁阀的接触器km1得电开启，则该通路打开实现水雾喷洒。
22.其中控制电路104中的继电器通过驱动电路进行驱动，该驱动电路可采用集成电路驱动芯片204drv8806进行驱动，还包括与各电磁阀安装在一处的电磁阀控制芯片,可同样采用cc2530作为主控芯片，drv8806与电磁阀控制芯片之间通过串行接口进行通讯连接；电磁阀控制芯片与远程控制模块302之间通过无线通讯网络100通讯连接。因此本方案使用时，各水雾喷头403与终端节点101布置在同一位置，电磁阀的驱动电路同样由节点单片机202即cc2530电磁阀控制芯片，drv8806与电磁阀控制芯片之间通过串行接口进行通讯连接。
23.本方案具体使用时，通过zigbee组网实现对重点位置的烟雾监控，其感知电路采用集成电路芯片作为主要功能单元，具有体积小、能耗低、造价成本低可适用于家庭小体积低成本的情景；另本方案中的水雾系统400可直接采用市政供水管网作为压力水源，其最终灭火的执行端设备简单，易于在家庭环境实现。且依赖于本方案，可实现烟雾情况自动感知并进行远程自动控制灭火、报警等。

技术特征：

1.基于烟雾分析的灭火水雾浓度控制装置，其特征在于，包括多个终端节点(101)、路由节点(102)、协调器节点(103)无线通讯连接形成无线通讯网络(100)；各终端节点(101)、路由节点(102)、协调器节点(103)分别设有用于感知烟雾浓度的烟雾传感器(201)；各终端节点(101)、路由节点(102)、协调器节点(103)分别采用独立电源进行供电；所述协调器节点(103)通过串口通信连接远程控制模块(302)，还包括与远程控制模块(302)通电连接的用于控制水雾系统(400)动力、开关的控制电路(104)。2.根据权利要求1所述的基于烟雾分析的灭火水雾浓度控制装置，其特征在于，各终端节点(101)、路由节点(102)、协调器节点(103)分别配备至少两个所述烟雾传感器(201)；所述烟雾传感器(201)的信号输出端共同连接统一信号处理电路，所述信号处理电路用于监测任一烟雾传感器(201)信号输出烟雾报警信号，所述信号处理电路将烟雾报警信号转化为数字信号并传输至节点单片机(202)，由节点单片机(202)通过无线通讯网络(100)传输至远程控制模块(302)。3.根据权利要求2所述的基于烟雾分析的灭火水雾浓度控制装置，其特征在于，所述水雾系统(400)动力、开关的控制电路(104)至少包括用于控制水泵启动或主管路(401)电磁阀的控制线圈、各水雾管路对应的分路(402)电磁阀线圈。4.根据权利要求3所述的基于烟雾分析的灭火水雾浓度控制装置，其特征在于，各终端节点(101)、路由节点(102)、协调器节点(103)分别设有与对应节点单片机(202)电性连接的报警模块，所述报警模块用于在节点单片机(202)获得烟雾报警信息后进行报警提醒。5.根据权利要求3所述的基于烟雾分析的灭火水雾浓度控制装置，其特征在于，所述远程控制模块(302)通过串口与上位机进行通信连接，还包括与远程控制模块(302)通讯连接的gsm模块(301)，所述gsm模块(301)用于与移动终端进行通讯连接。6.根据权利要求4或5所述的基于烟雾分析的灭火水雾浓度控制装置，其特征在于，各终端节点(101)、路由节点(102)、协调器节点(103)分别采用带有zigbee组网功能的cc(2530)单片机模块。

技术总结

本实用新型提出一种基于烟雾分析的灭火水雾浓度控制装置，解决传统的现有的自动灭火装置其系统复杂，而且造价成本较高，无法适应于家庭小环境低成本的使用需求。包括多个终端节点、路由节点、协调器节点无线通讯连接形成无线通讯网络；分别设有用于感知烟雾浓度的烟雾传感器；协调器节点通过串口通信连接远程控制模块，还包括与远程控制模块通电连接的用于控制水雾系统动力、开关的控制电路。本方案具体使用时，通过Zigbee组网实现对重点位置的烟雾监控，其感知电路采用集成电路芯片作为主要功能单元，具有体积小、能耗低、造价成本低可适用于家庭小体积低成本的情景；另本方案中的水雾系统可直接采用市政供水管网作为压力水源。雾系统可直接采用市政供水管网作为压力水源。雾系统可直接采用市政供水管网作为压力水源。