一种基于无线传输蓝光检测烟雾报警装置的制作方法

1.本发明涉及烟雾报警器技术领域，具体为一种基于无线传输蓝光检测烟雾报警装置。


背景技术：

2.烟感报警器其实是烟感或烟雾报警器的别称，烟感报警器就是通过监测烟雾的浓度来实现火灾防范的，内部采用离子式烟雾传感器，离子式烟雾传感器是一种技术先进，工作稳定可靠的传感器，被广泛运用到各种消防报警系统中，性能远优于气敏电阻类的火灾报警器。红外发射管的红外光束被烟尘粒子散射，散射光的强弱与烟的浓度成正比，所以光敏管接收到的红外光束的强弱会发生变化，转化为电信号，最后转化成报警信号。报警器对烟雾感应主要由光学迷宫完成，迷宫内有一组红外发射、接收光电管，对射角度为135度。当环境中无烟雾时，接收管接收不到红外发射管发出的红外光，后续采样电路无电信号变化；当环境中有烟雾时，烟雾颗粒进入迷宫内使发射管发出的红外光发生散射，散射的红外光的强度与烟雾浓度有一定线性关系，后续采样电路发生变化，通过报警器内置的主控芯片判断这些变化量来确认是否发生火警，一旦确认火警，报警器发出火警信号，火灾指示灯(红色)点亮，并启动蜂鸣器报警。现有的烟雾报警器一般分为无线和有线，有线的安装麻烦，无线的安装简单，利用电池供电，无线的烟雾报警器安装有无线信号模块，用来发送报警信号到室内主机或者进一步发送无线信号到消防主机，而在发生火情时，烟雾浓度较高，烟雾对无线信号的传播具有阻碍作用，而现有的基于无线传输的烟雾报警装置发射的无线信号穿过烟雾时信号强度减弱，无线信号的优化效果差，消防主机接收到的无线信号微弱，影响烟雾报警装置的实际应用。


技术实现要素：

3.(一)解决的技术问题
4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于无线传输蓝光检测烟雾报警装置，利用了拓扑算法对无线信号进行优化，有利于延长网络的生命周期，同时使生成的通信链路结构更加稳定，网络具有较好的鲁棒性，使烟雾报警装置发送出的无线报警信号在复杂环境下抗干扰能力较强、信号强度高等优点，解决了现有的无线信号的优化效果差，消防主机接收到的无线信号微弱，影响烟雾报警装置的实际应用的问题。
5.(二)技术方案
6.为实现上述利于延长网络的生命周期，同时使生成的通信链路结构更加稳定，网络具有较好的鲁棒性，使烟雾报警装置发送出的无线报警信号在复杂环境下抗干扰能力较强、信号强度高目的，本发明提供如下技术方案：一种基于无线传输蓝光检测烟雾报警装置，包括烟雾检测传感器、微处理器、蜂鸣报警模块、电池模块和无线信号模块，所述电池模块对烟雾检测传感器、微处理器、蜂鸣报警模块和无线信号模块供电，所述烟雾检测传感器的输出引脚与微处理器的输入引脚连接，所述微处理器的输出引脚分别与蜂鸣报警模块的
输入引脚和无线信号模块的输入引脚连接，烟雾检测传感器感光，感应到烟雾存在时，经微处理器处理启动蜂鸣报警模块进行鸣响报警；
7.所述无线信号模块又包括无线信号优化模块，所述无线信号优化模块对无线信号进行拓扑算法的优化后发射无线信号到消防主机，该拓扑算法综合考虑了生成拓扑链路图中通信链路的权值与生成刚性图的刚度问题，本拓扑算法应用到了刚性图和最小刚性图的概念，它们均属于无向图且是连通的，刚度矩阵具有较大特征值的最小刚性图具有较好的代数刚度特性，通信链路加权较小的最小刚性图能较好地延长网络的寿命、在复杂环境下抗干扰能力强，该拓扑算法的最优化公式为：
[0008][0009]
即在保证刚度矩阵秩为2n
‑
3条件下，每一步构建最小过程中找出使构成的拓扑链路图的迹最大的边，加入到网络中。
[0010]
优选的，无线信号模块通过2.4ghz频段输出无线信号。
[0011]
优选的，在保证各边长度不变的情况下，一个图不会发生形变，称此图为刚性图，本算法的拓扑结构是刚性的。
[0012]
优选的，最小刚性图中每个顶点至少有两条邻接边，因此，最小刚性图同时具有较小的通信复杂度和较强的鲁棒性，较好的刚度特性可以保证网络覆盖定位时具有较小的误差，进而提高网络的稳定性，以最小刚性图结构建立的通信拓扑可以实现负载的均衡性，减少链路能量消耗，并延长网络寿命。
[0013]
优选的，本拓扑算法是通过删除不属于最小刚性图的边得到的，因此，其必定是最小刚性图，算法生成图中有2n
‑
3条边，从而平均节点度可表示为d＝2
×
(2n
‑
3)/n＝4
‑
6/n，定义节点度为能与该节点直接通信的邻居节点的数量，则算法平均节点度收敛于4，此时无线信号是稳定输出的。
[0014]
(三)有益效果
[0015]
与现有技术相比，本发明提供了一种基于无线传输蓝光检测烟雾报警装置，具备以下有益效果：
[0016]
1、该基于无线传输蓝光检测烟雾报警装置，包括有烟雾检测传感器、微处理器、蜂鸣报警模块、电池模块和无线信号模块，电池模块对烟雾检测传感器、微处理器、蜂鸣报警模块和无线信号模块供电，烟雾检测传感器的输出引脚与微处理器的输入引脚连接，微处理器的输出引脚分别与蜂鸣报警模块的输入引脚和无线信号模块的输入引脚连接，无线信号模块又包括无线信号优化模块，无线信号优化模块对无线信号进行拓扑算法的优化后发射无线信号到消防主机，烟雾检测传感器感光，感应到烟雾存在时，经微处理器处理启动蜂鸣报警模块进行鸣响报警，同时无线信号模块的无线信号优化模块利用拓扑算法把无线信号经优化后发射出去，经本拓扑算法得到的通信链路加权较小，同时无线信号的刚性图为最小刚性图，具有较好的连通性，在复杂环境下抗干扰能力较强，能够较好穿透烟雾，使得
烟雾报警装置发射的无线信号强度较高，能够被消防主机较好的接收到。
[0017]
2、该基于无线传输蓝光检测烟雾报警装置，通过无线信号优化模块对无线信号进行拓扑算法的优化后发射无线信号到消防主机，经本拓扑算法得到的通信链路加权较小，同时无线信号的刚性图为最小刚性图，具有较好的连通性，在复杂环境下抗干扰能力较强，使得本烟雾报警装置能够安装在与消防主机较远的位置，适用范围更广。
附图说明
[0018]
图1为本发明提出的一种基于无线传输蓝光检测烟雾报警装置的流程示意图；
[0019]
图2为本发明提出的一种基于无线传输蓝光检测烟雾报警装置的经拓扑算法优化后得到的最小刚性图。
[0020]
图2中a、b、c、d、e为网络节点。
具体实施方式
[0021]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0022]
请参阅图1
‑
2，一种基于无线传输蓝光检测烟雾报警装置，包括烟雾检测传感器、微处理器、蜂鸣报警模块、电池模块和无线信号模块，电池模块对烟雾检测传感器、微处理器、蜂鸣报警模块和无线信号模块供电，烟雾检测传感器的输出引脚与微处理器的输入引脚连接，微处理器的输出引脚分别与蜂鸣报警模块的输入引脚和无线信号模块的输入引脚连接，烟雾检测传感器感光，感应到烟雾存在时，经微处理器处理启动蜂鸣报警模块进行鸣响报警；
[0023]
无线信号模块又包括无线信号优化模块，无线信号优化模块对无线信号进行拓扑算法的优化后发射无线信号到消防主机，该拓扑算法综合考虑了生成拓扑链路图中通信链路的权值与生成刚性图的刚度问题，本拓扑算法应用到了刚性图和最小刚性图的概念，它们均属于无向图且是连通的，刚度矩阵具有较大特征值的最小刚性图具有较好的代数刚度特性，通信链路加权较小的最小刚性图能较好地延长网络的寿命、在复杂环境下抗干扰能力强，该拓扑算法的最优化公式为：
[0024]
maximize trace(m(
‑
)(g,p))(m(
‑
)t(g,p))，
[0025]
ε
[0026]
subject to rank(m(
‑
)(g,p))＝2n
‑
3；
[0027]
即在保证刚度矩阵秩为2n
‑
3条件下，每一步构建最小过程中找出使构成的拓扑链路图的迹最大的边，加入到网络中。
[0028]
在使用时，无线信号模块通过2.4ghz频段输出无线信号，频率低，穿透性好；
[0029]
在保证各边长度不变的情况下，一个图不会发生形变，称此图为刚性图，本算法的拓扑结构是刚性的，最小刚性图中每个顶点至少有两条邻接边，因此，最小刚性图同时具有较小的通信复杂度和较强的鲁棒性，较好的刚度特性可以保证网络覆盖定位时具有较小的误差，进而提高网络的稳定性，以最小刚性图结构建立的通信拓扑可以实现负载的均衡性，
减少链路能量消耗，并延长网络寿命，本拓扑算法是通过删除不属于最小刚性图的边得到的，因此，其必定是最小刚性图，算法生成图中有2n
‑
3条边，从而平均节点度可表示为d＝2
×
(2n
‑
3)/n＝4
‑
6/n，定义节点度为能与该节点直接通信的邻居节点的数量，则算法平均节点度收敛于4，此时无线信号是稳定输出的。
[0030]
本发明使用时，
[0031]
s1、电池模块对烟雾检测传感器、微处理器、蜂鸣报警模块和无线信号模块供电；
[0032]
s2、烟雾检测传感器感光，感应到烟雾存在时，经微处理器处理启动蜂鸣报警模块进行鸣响报警；
[0033]
s3、无线信号模块的无线信号优化模块利用拓扑算法把无线信号经优化后发射出去，经本拓扑算法得到的通信链路加权较小，同时无线信号的刚性图为最小刚性图，具有较好的连通性，在复杂环境下抗干扰能力较强，能够较好穿透烟雾。
[0034]
综上所述，该基于无线传输蓝光检测烟雾报警装置，包括有烟雾检测传感器、微处理器、蜂鸣报警模块、电池模块和无线信号模块，电池模块对烟雾检测传感器、微处理器、蜂鸣报警模块和无线信号模块供电，烟雾检测传感器的输出引脚与微处理器的输入引脚连接，微处理器的输出引脚分别与蜂鸣报警模块的输入引脚和无线信号模块的输入引脚连接，无线信号模块又包括无线信号优化模块，无线信号优化模块对无线信号进行拓扑算法的优化后发射无线信号到消防主机，烟雾检测传感器感光，感应到烟雾存在时，经微处理器处理启动蜂鸣报警模块进行鸣响报警，同时无线信号模块的无线信号优化模块利用拓扑算法把无线信号经优化后发射出去，经本拓扑算法得到的通信链路加权较小，同时无线信号的刚性图为最小刚性图，具有较好的连通性，在复杂环境下抗干扰能力较强，能够较好穿透烟雾，使得烟雾报警装置发射的无线信号强度较高，能够被消防主机较好的接收到；通过无线信号优化模块对无线信号进行拓扑算法的优化后发射无线信号到消防主机，经本拓扑算法得到的通信链路加权较小，同时无线信号的刚性图为最小刚性图，具有较好的连通性，在复杂环境下抗干扰能力较强，使得本烟雾报警装置能够安装在与消防主机较远的位置，适用范围更广。
[0035]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0036]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。