CN201413564Y

CN201413564Y - 普及型民用地震报警器

Info

Publication number: CN201413564Y
Application number: CN2009201033079U
Authority: CN
Inventors: 高军; 田文理; 仲华雷; 丰光银; 元艳素; 张朋新
Original assignee: Northeastern University Qinhuangdao Branch
Current assignee: Northeastern University Qinhuangdao Branch
Priority date: 2009-06-12
Filing date: 2009-06-12
Publication date: 2010-02-24
Anticipated expiration: 2019-06-12

Abstract

本实用新型公开了一种普及型民用报警器，包括生命探测装置与无线接收单元的无线连接，该无线接收单元和地震波检测单元内嵌于微处理器中；微处理器分别与报警单元、无线求救单元、应急指示灯控制单元、语音提示单元、语音求救单元和主/备用电源等相连接。采用三向振动加速度传感器同时检测地震波的P波(纵波)和S波(横波)。当检测到地震时自动打开应急照明；通过红外生命探测装置在地震发生前后所提供的周围的生命信息，判断倒塌建筑内有否被困人员，并向外界相应的发出无线求救信号和语音求救信号，为搜救人员快速定位被困人员及抢救提供了帮助。此外，配有主/备用电源，即使在断电的情况下报警器也能正常工作。

Description

普及型民用地震报警器

技术领域

本实用新型涉及一种报警器，具体说是用于检测地震波的普及型民用地震报警器，它有效地提供了对地震的报警和向外界求救的功能。

背景技术

地震是当今世界上一种不可避免的自然灾害，去年我国的汶川大地震给四川人民带来不可估量的损失，人员伤亡极为惨重，而导致人员伤亡的原因主要有两方面：一是在破坏性地震到来之前不能及时给予警报；二是灾后救援难度大，因很难定位被困人员的位置，而不能将其及时救出。

现在市场上公开了一些简易的民用地震报警器，它们大都采用有触点或无触点的磁感应开关作为检测元件，灵敏度较低。地震波按传播方向主要分为P波(纵波)和S波(横波)两种，而这些地震报警器只能对一个方向的地震波进行检测，受外界非地震因素的震动影响比较大。因此，这些地震报警器检测地震信号的精确度比较低，误报率也相对较高。再有，这些报警器存在使用功能单一的问题，基本上只实现了地震报警功能，即地震到来时通过扬声器向外界报警，至于对震后的救援则无法提供被困人员的定位信息，因而很难推广应用。

发明内容

鉴于上述现状，本实用新型提供了一种普及型民用报警器，具备能快速、准确地检测出纵波和横波的功能，及时地提醒建筑物内的人们在破坏性地震到来之前能够迅速逃离到安全地带。同时，报警器配置的红外生命探测单元电路和无线求救单元电路，能为灾后的搜救工作提供极大的帮助。

为实现上述功能，本实用新型的技术解决方案是这样实现的：普及型民用报警器，实现了生命探测装置与无线接收单元的无线连接，该无线接收单元和地震波检测单元内嵌于报警器中；微处理器分别与报警单元、无线求救单元、应急指示灯、语音提示单元、语音求救单元和主/备用电源等相连接。地震波检测单元将其检测到的地震信息传给微处理器，微处理器经分析处理这些信息后，控制报警单元发出报警并开启应急指示灯和语音提示；震后，当生命探测装置检测到生命信息时，发送信号给无线接收单元，微处理器通过对这些接收到的信息的分析，控制无线求助单元和语音求救单元，从而向外界发出无线求救信号和语音求救信号。

上述中提到的微处理器内带有10位高精度AD。

根据本实用新型的方案，所涉及的地震波检测单元电路包括：加速度传感器的1和2脚接于单片机的26、27脚来控制传感器的灵敏度，可根据不同的场合选择不同的精度；加速度传感器的15脚接电阻R10的一端；电阻R10的另一端接电容C3并接地；电阻R10和电容C3之间引出一根导线接单片机的25脚；加速度传感器的14引脚接电阻R11的一端，R11的另一端接电容C4并接地；电阻R11和电容C4之间引出一根导线接单片机的24脚；加速度传感器的13脚通过接电阻R12，R12的另一端接电容C5并接地；电阻R12和电容C5之间引出一根导线接单片机的23脚；加速度传感器的12引脚接单片机的20引脚，通过单片机控制传感器的工作模式和休眠模式；加速度传感器的3引脚接电源VCC，加速度传感器的4脚接地；加速度传感器的3脚和地之间接一个电容C7。

上述中的加速度传感器选用的型号是MMA7260Q。

上述中的单片机选用的型号是STC12C5412AD。

根据本实用新型的方案，所涉及的微处理器单元电路包括：电源VCC接电阻R1和发光二极管LED2串联接地；电源VCC接按钮S1，S1接R2、C10后接地，其中R2、C10并联；S1一端接单片机的3脚RST端；单片机的6和7脚接晶振Y1Y1的两端分别接电容C13、电容C14后接地；单片机的28脚接电源VCC，单片机14脚接地。

根据本实用新型的方案，所涉及的语音提示及语音求救单元电路包括：语音芯片的12脚接电阻R3后接电源VCC，语音芯片的1脚接地，13、14脚接扬声器SPK；语音芯片的15脚接电源VCC，中间引出两个并联电容C17、C18接地；语音芯片的4脚和单片机的5脚相连，语音芯片的5脚和单片机的17脚相连，语音芯片的24脚和单片机的8脚相连。

上述中的语音芯片选用PM50100。

根据本实用新型的方案，所涉及的生命信息无线接收单元电路包括：无线发射模块的3脚接电源VCC，无线发射模块的5脚接地，10脚接按钮S2接地；无线发射模块的6和7脚分别与单片机的1和2脚相连接。

上述中的无线发射模块选用的是9916B。

根据本实用新型的方案，所涉及的无线求救单元电路包括：无线发射模块的5脚接电源VCC，6脚接地，无线发射模块的1、2、3、4脚分别与单片机的13、15、16、12脚相连。

上述中的无线发射模块选用的是9902A。

根据本实用新型的方案，所涉及的紧急报警单元电路包括：继电器1的4脚接地，并且继电器1的4脚通过二极管D2与三极管Q3的集电极相连，继电器1的6和4脚接报警喇叭SPEAK；继电器1的2脚接电源VCC；三极管Q3的发射极经过电阻R6接电源VCC，继电器1的3脚接三极管Q3的集电极；三级管Q3的基极经过电阻R13接单片机的21脚。

根据本实用新型的方案，所涉及的应急照明灯控制单元电路包括：继电器2的3脚接三极管Q7的集电极；继电器2的4脚接地并通过二极管D6接三极管Q7的集电极；继电器2的2和6脚接应急指示灯开关的两端；三极管Q7的发射极通过连接电阻R7接于电源VCC；三极管Q7的基极经过电阻R14接单片机的22脚。

根据本实用新型的方案，所涉及的主备用电源电路包括：主/备用电源自动切换电路，外部电源从W-Vcc进入，分别和三极管Q1的发射极、二极管D1的负极、电阻R17连接；三极管Q1的基极通过电阻R5和三极管Q2的集电极相连，三极管Q2的基极通过电阻R7和三极管Q1的集电极相连接；三极管Q2的基极通过电阻R6和二极管D1的正极相连，D1的正极通过电阻R16和三极管Q2的发射极相连并接地；三极管Q1的集电极通过电阻R9和备用电源的正极相连，备用电源的正极和二极管D2的负极相连；三极管Q1的集电极分别和通过电容C1、C2相连接地，从三极管Q1的集电极即为报警器的输入端VCC。

总之，本实用新型提供的普及型民用地震报警器，采用三向振动加速度传感器同时检测地震波的P波(纵波)和S波(横波)；嵌入的语音芯片不但可以发出地震警报，并且具有逃生语音提示功能，指示人们如何快速逃生，以及向外界发出不同的语音求救信号；配备的紧急应急灯，当检测到地震时会自动打开，为人们提供应急照明；地震报警器通过分析配备的红外生命探测装置在地震发生前后所提供的周围的生命信息，判断倒塌的房屋内是否有被困人员，并能向外界发出无线求救信号和相应的语音求救信号，为后来的搜救人员快速定位被困人员，并及时将其救出提供了很大的帮助；此外，配有的备用电源，即使在断电的情况下报警器也能正常工作。

附图说明

图1是本地震报警器的原理框图；

图2是图1中地震波检测单元的电路原理图；

图3是图1中微处理器的电路原理图；

图4是图1中语音提示及语音求救单元的电路原理图；

图5是图1中生命信息无线接收单元的电路原理图；

图6是图1中无线求救单元的电路原理图；

图7是图1中报警单元的电路原理图；

图8是图1中应急指示灯控制单元的电路原理图；

图9是图1中主/备用电源电路原理图。

具体实施方式

下面将结合附图实例，对本实用新型作进一步地描述。

如图1所示，普及型民用地震报警器主要包括地震波检测单元电路2、无线接收单元电路4、报警单元电路5、无线求救单元电路6、应急指示灯控制单元电路7、语音提示和语音求救单元电路8和主/备用电源9七部分，它们分别与微处理器1连接；其中无线接收单元电路4与生命探测装置3无线连接。

在本实例中的微处理器1内带10位高精度的AD。

如图2所示的地震波检测单元电路，该电路中三轴加速度传感器的1脚、2脚与单片机的26脚、27脚连接来控制传感器的灵敏度，可根据不同的场合选择不同的精度；加速度传感器的15脚接电阻R10的一端，R10的另一端接电容C3并接地；在R10和C3之间引出一根导线接单片机的25脚；加速度传感器的14脚接电阻R11的一端，R11的另一端接电容C4并接地；在电阻R11和电容C4之间引出一根导线接单片机的24脚；加速度传感器的13脚通过接电阻R12，电阻R12的另一端接电容C5并接地；在电阻R12和电容C5之间引出一根导线接单片机的23脚；加速度传感器的12脚接单片机的20脚，由单片机控制传感器的工作模式和休眠模式；加速度传感器的3脚接电源VCC，加速度传感器的4脚接地在3脚和地之间连接一个电容C7起滤波作用。

如图3所示的微处理器电路，该电路中电源VCC连接电阻R1接于发光二极管LED2正极端，通过发光二极管LED2负极端接地；VCC连接按钮S1，按钮S1接电阻R2、电容C10后接地；其中电阻R2、电容C10并联；按钮S1一端接单片机的3脚RST端；单片机的6和7脚接晶振Y1，Y1的两端分别接电容C13、电容C14后接地；单片机的28脚接电源VCC，单片机14脚接地。

如图4所示的语音提示及语音求救单元电路，该电路中语音芯片的12脚通过连接电阻R3接电源VCC 语音芯片的1脚接地；语音芯片的13脚、14脚接扬声器SPK；语音芯片的15脚接于电源VCC和中间引出两个并联的电容C17、电容C18接地；语音芯片的4脚和单片机的5脚连接；语音芯片的5脚和单片机的17脚连接；语音芯片的24脚和单片机的8脚连接。

如图5所示的生命信息无线接收单元电路，该电路中无线发射模块9916B的3脚接电源VCC，无线发射模块9916B的5脚接地；无线发射模块9916B的10脚连接按钮S2接地；无线发射模块9916B的6脚和7脚分别接于单片机的1脚和2脚。

如图6所示的无线求救单元电路，该电路中无线发射模块9902A的5脚接电源VCC；无线发射模块9902A的6脚接地；无线发射模块9902A的1、2、3、4脚分别接于单片机的13、15、16、12脚。

如图7所示的报警单元电路，该电路中继电器1的4脚一路接地，另一路通过连接二极管D2接于三极管Q3的集电极；继电器1的6脚和4脚接报警喇叭SPEAK；继电器1的2脚接电源VCC；三极管Q3的发射极通过连接电阻R6接于电源VCC；继电器1的3脚接三极管Q3的集电极；三级管Q3的基极通过连接电阻R13接于单片机的21脚。

如图8所示的应急照明灯控制单元电路，该电路中继电器2的3脚接三极管Q7的集电极，继电器2的4脚接地并通过二极管D6接三极管Q7的集电极；继电器2的2脚和6脚接应急指示灯开关的两端；三极管Q7的的发射极经过电阻R7接电源VCC；三极管Q7的基极通过连接电阻R14接于单片机的22脚。

如图9所示的主/备用电源电路，它可以实现主备电源自动切换的功能。外部电源从W-Vcc进入分别接于三极管Q1的发射极、二极管D1负极和电阻R17一端；三极管Q1的基极通过连接电阻R5接于三极管Q2的集电极；三极管Q2的基极通过连接电阻R7接于三极管Q1的集电极；三极管Q2的基极分别连接二极管D1的正极和电阻R6的一端；电阻R16另一端与三极管Q2的发射极连接并接地；三极管Q1的集电极通过连接电阻R9一路连接备用电源正极，通过负极接地；电阻R9另一路接二极管D2负极；三极管Q1的集电极分别通过连接电容C1、C2接地；三极管Q1的集电极即为报警器的输入端VCC。

当地震报警器加电时，发光二极管LED2发光，表明地震报警器正常工作。当报警器的地震波检测单元检测到地震时，微处理器通过分析、处理采集到的地震波数据，控制报警单元向外界发出高分贝报警，并且打开应急指示灯，及时疏散群众，为地震时处于慌乱中的人们节省宝贵的时间。震后，当报警器接收到红外生命探测模块采集到倒塌建筑内的生命信息后，会开启语音求救模块并向外界发送无线求救信号，使外界搜救人员能快速定位被困人员，及时将他们救出。当用户需清除报警时，只需按下报警器的S1按钮，本实用新型地震报警器就会停止报警，并且恢复正常的工作模式。报警器采用主/备用电源供电方式，即使在外界断电的情况下也能正常工作。

Claims

1.普及型民用报警器，其特征在于，包括：生命探测装置(3)与无线接收单元(4)的无线连接，该无线接收单元(4)和地震波检测单元(2)内嵌于报警器(1)中；微处理器(1)分别与报警单元(5)、无线求救单元(6)、应急指示灯控制单元(7)、语音提示单元(8)、语音求救单元(8)和主/备用电源(9)相连接。

2.按权利要求1所述的普及型民用报警器，其特征在于，所述地震波检测单元电路，该电路中三轴加速度传感器的1脚、2脚与单片机的26脚、27脚；加速度传感器的15脚接电阻R10的一端，R10的另一端接电容C3并接地；在R10和C3之间引出一根导线接单片机的25脚；加速度传感器的14脚接电阻R11的一端，R11的另一端接电容C4并接地；在电阻R11和电容C4之间引出一根导线接单片机的24脚；加速度传感器的13脚通过接电阻R12，电阻R12的另一端接电容C5并接地；在电阻R12和电容C5之间引出一根导线接单片机的23脚；加速度传感器的12脚接单片机的20脚，由单片机控制传感器的工作模式和休眠模式；加速度传感器的3脚接电源VCC，加速度传感器的4脚接地在3脚和地之间连接一个电容C7。

3.按权利要求1所述的普及型民用报警器，其特征在于，所述微处理器电路包括：单片机的电源VCC将电阻R1和发光二极管LED2串联接地；电源VCC接按钮S1，S1接R2、C10后接地，其中R2、C10并联S1一端接单片机的3脚RST端；单片机的6和7脚接晶振Y1；Y1的两端分别接电容C13、电容C14后接地；单片机的28脚接电源VCC，单片机14脚接地。

4.按权利要求1所述的普及型民用报警器，其特征在于，所述所涉及的语音提示及语音求救单元电路包括：语音芯片的12脚接电阻R3后接电源VCC，语音芯片的1脚接地，13、14脚接扬声器SPK；语音芯片的15脚接电源VCC，中间引出两个并联电容C17、C18接地；语音芯片的4脚和单片机的5脚相连，语音芯片的5脚和单片机的17脚相连，语音芯片的24脚和单片机的8脚相连。

5.按权利要求1所述的普及型民用报警器，其特征在于，所述生命信息无线接收单元电路包括：无线接收模块的3脚接电源VCC，无线发射模块的5脚接地，10脚接按钮S2接地；无线发射模块的6和7脚分别与单片机的1和2脚相连接。

6.按权利要求1所述的普及型民用报警器，其特征在于，所述无线求救单元电路包括：无线发射模块的5脚接电源VCC，6脚接地，无线发射模块的1、2、3、4脚分别与单片机的13、15、16、12脚相连。

7.按权利要求1所述的普及型民用报警器，其特征在于，所述报警单元电路包括：继电器1的4脚接地，并且继电器1的4脚通过二极管D2与三极管Q3的集电极相连，继电器1的6和4脚接报警喇叭SPEAK；继电器1的2脚接电源VCC；三极管Q3的发射极经过电阻R6接电源VCC，继电器1的3脚接三极管Q3的集电极；三级管Q3的基极经过电阻R13接单片机的21脚。

8.按权利要求1所述的普及型民用报警器，其特征在于，所述应急照明灯控制电路包括：继电器2的3脚接三极管Q7的集电极；继电器2的4脚接地并通过二极管D6接三极管Q7的集电极；继电器2的2和6脚接应急指示灯开关的两端；三极管Q7的发射极通过连接电阻R7接于电源VCC；三极管Q7的基极经过电阻R14接单片机的22脚。

9.按权利要求1所述的普及型民用报警器，其特征在于，所述主/备用电源电路包括：主/备用电源自动切换电路，外部电源从W-Vcc进入，分别和三极管Q1的发射极、二极管D1的负极、电阻R17连接；三极管Q1的基极通过电阻R5和三极管Q2的集电极相连，三极管Q2的基极通过电阻R7和三极管Q1的集电极相连接；三极管Q2的基极通过电阻R6和二极管D1的正极相连，D1的正极通过电阻R16和三极管Q2的发射极相连并接地；三极管Q1的集电极通过电阻R9和备用电源的正极相连，备用电源的正极和二极管D2的负极相连；三极管Q1的集电极分别和通过电容C1、C2相连接地，从三极管Q1的集电极即为报警器的输入端VCC。