一种气体环境智能检测报警设备的制作方法

本发明涉及物联网中的信号电路设备，具体涉及一种气体环境智能检测报警设备。

背景技术：

1、传统的消防报警器，只能通过消防总线，将警情发送至消防控制室或上位机，传输路径单一；另外，由于传感器检测内容单一，只检测烟雾等火灾信息报警，不能同时收集多种有害气体数据，因此导致传统的消防报警设备仅能应对普通火警场景，而对有毒有害气体泄漏、空气质量污染等场景缺乏应对机制。同时，传统设备在检测到相应警情时，不能分辨环境中是否有人员，不仅耽误救援时间，也无法精确分配救援资源。

技术实现思路

1、本发明提供了一种气体环境智能检测报警设备，设备实时检测所处环境的气体浓度、烟雾、环境温度、环境中人员存在情况和活动状态，定时通过rs485总线或语音及4g通信模块向上位机发送检测数据等。当环境的气体浓度、烟雾、环境温度超过警戒值时，设备将即时报警信息报告给上位机，同时直接将信息发送至平台服务器和/或手机客户端，并且第一时间获知报警环境下是否有人员存在救援需求；遇险人员可与控制中心进行语音通话，同时控制中心也可向所有用户发送群广播，通知用户是否需要撤离、如何撤离。当使用本发明设备获知险情时，可以获知此设备所处环境下是否有需要救援的人员，以便优先将有限的救援资源用于人员解救，最大程度避免人员伤亡。

2、本发明提供了一种气体环境智能检测报警设备，其特征在于：

3、包括环境温度检测模块、环境气体检测模块、人体感应探测模块、电源模块、声光报警模块、485通信模块、语音及4g通信模块、主处理器mcu模块；

4、所述环境温度检测模块具体通过测温芯片，检测环境温度，并输出环境温度值的模拟信号；

5、所述环境气体检测模块具体通过其中的一种或多种气敏传感器，检测环境中特定气体的浓度，并输出气体浓度值的模拟信号；

6、所述人体感应探测模块用于检测环境中是否有人员；

7、所述电源模块用于为设备提供稳定抗干扰的电源；

8、所述声光报警模块用于在预定条件下产生声音和闪光报警；

9、所述485通信模块和语音及4g通信模块用于所述主处理器mcu模块与中心控制室之间的通信，所述语音及4g通信模块还用于用户与中心控制室进行包括语音在内的数据通信；

10、所述主处理器mcu模块用于接收所述环境温度检测模块和/或环境气体检测模块发送的模拟信号，将所述模拟信号与环境警戒阈值进行对比，并结合所述人体感应探测模块发送的信号，周期性地向上位机报告设备所处环境的情况，同时在发生相应等级紧急情况时，即时地向上位机告警，启动所述声光报警模块，提醒环境中有关人员注意，或在严重情况下采取撤离等措施。

11、所述主处理器mcu模块具体包括：

12、u1为mcu，具体可采用芯片stm32f103rc，用于存储程序和参数，以及提供相应的数据计算功能；

13、xt1为晶体，具体可采用32.768k晶体，用于所述主处理器mcu模块计时信号；

14、xt2为晶体，具体可采用8m晶体，用于所述主处理器mcu模块运行信号；

15、u2为复位电路，接入所述主处理器mcu模块的复位脚，提供看门狗功能，当所述主处理器mcu模块通过wdi脚不能定时喂狗，将产生复位信号，以防所述主处理器mcu模块死机，保证设备运行的可靠性；

16、sw1为拨码开关，用于对设备进行编号，一共可设置256个编号。

17、所述环境气体检测模块具体包括：

18、u401为mq-2气敏传感器，用于检测烟雾，包括吸烟和物品燃烧产生的烟雾；

19、u402为mq-7气敏传感器，用于检测一氧化碳气体；

20、u403为mq-135气敏传感器，用于检测氨气、硫化物、苯系蒸气中的一种或多种；

21、q401,q402及电路中的电阻r401,r402,r403组成气敏传感器的电源电路，信号vcc_tu_en控制电路电源，当把电源+5v_tu同时加到u401,u402,u403时，在vo脚输出一个模拟量，不同气敏传感器的模拟量输出值不同，同时气体浓度的不同也会导致不同的模拟量输出值；

22、u404:a,u404:b,u404:c均为运算放大器，与周围的电路组成调理电路，信号输出至所述主处理器mcu模块的tu_ai1,tu_ai2,tu_ai3脚。

23、所述环境温度检测模块具体包括：

24、u501为温度测量芯片，具体可采用tc1047，加+3.3v电源，输出温度模拟量temp_adc至所述主处理器mcu模块；

25、u502为精准电源，具体可采用ref3025，输出信号连接所述主处理器mcu模块的13脚，作为a/d电路的参考电源。

26、所述主处理器mcu模块读取自身芯片运行温度数据，所述语音及4g通信模块读取自身运行温度数据；

27、将上述两个温度数据与所述环境温度检测模块读取的温度数据相互对比验证，以此判断环境温度的变化是否真实可靠。

28、所述语音及4g通信模块具体包括：

29、u601为语音及4g通信模块，具体可采用sim7600c1，可接入公网，所述主处理器mcu模块通过串口信号4g_txd和4g_rxd与u601连接；

30、q603,q604,r611,r612,r613,r614组成电平转换电路，将4g_txd,4g_rxd信号转换成4gm_txd,4gm_rxd信号，接入u601；

31、j602为sim卡座；

32、q602,r609,r610为u601的电源控制电路，用于控制模块开/关电源；

33、u602为pcm编码芯片，具体可采用nau8810，外接麦克mic和喇叭spk，所述mic和spk的模拟信号通过u602编码，转换成数字信号，接入所述语音及4g通信模块。

34、所述声光报警模块具体包括：

35、ls为声光蜂鸣器，既能发出大分贝声音，又能闪光；

36、所述主处理器mcu模块的脚22发出alarm信号，通过q701,r702,r703,d701组成驱动电路，驱动继电器k701动作，给ls加电。

37、所述485通信模块具体包括：

38、u802，具体可采用ca-is3082，用于将电路内和线路上的485信号进行隔离，将外部485线路上的干扰信号屏蔽，；

39、u801，具体可采用b0303bs，用于同时将电路上的电源、地信号与外部线路上的电源与地信号进行隔离。

40、所述人体感应探测模块具体包括：

41、24g雷达，相应的u901主芯片具体可采用bgt24ltr11n16，利用fmcw调频连续波，对设定空间的人体目标进行探测，结合雷达信号处理以及人体感应算法，实现对人体存在情况感应探测，可识别运动和静止状态下的人体；

42、接收板状天线和发送板状天线；

43、u902为红外感应芯片，其相应的红外感应电路用于探测环境中可能存在的人体；

44、q901和q902组成电源开关电路，由vcc_ld_en信号控制所述人体感应模块的电源供应。

45、在发生相应等级紧急情况时，启动所述声光报警模块，提醒环境中有关人员注意，或在严重情况下采取撤离等措施，具体包括：

46、所述环境警戒阈值设置为一个或多个；

47、当所述主处理器mcu模块判断得知，任一种所述气体浓度值、各气体浓度值的加权平均值、所述环境温度值三者中的任何一项超过其对应的初级环境警戒阈值后，发出提醒注意信息；

48、当所述主处理器mcu模块判断得知，任一种所述气体浓度值、各气体浓度值的加权平均值、所述环境温度值三者中的任何一项超过其对应的下一级环境警戒阈值后，在发出提醒注意信息的同时，发出警报并通知人员撤离。