CN201465252U - 超低功耗无线感温感烟火灾报警装置 - Google Patents
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Abstract
一种超低功耗无线感温感烟火灾报警装置，它由微控制器、至少一个超低功耗无线温度传感模块、至少一个超低功耗无线光电感烟传感器模块、无线收发及报警模块和显示与控制终端构成；超低功耗无线温度传感模块和超低功耗无线光电感烟传感器模块的报警输出通过无线数据传输传送给无线收发模块，无线收发模块的输出端与微控制器的输入端连接，微控制器的输出端与显示与控制终端连接。本实用新型的优点是：具有安装方便、快捷、报警迅速和准确的特点，可有效防止误报和漏报火情的现象。同时具有可在电池供电下长时间工作能力，不需要外部电源和布线，微处理器与显示控制终端实现对整个建筑多个消防传感器信息的综合控制和显示。
Description
技术领域
本实用新型涉及超低功耗无线感温感烟火灾报警装置，主要应用于没有条件设置有线消防***的古建筑、临时建筑、临时展厅的火情监视和火灾报警。
背景技术
当前建筑消防主要使用的火灾报警***是总线制分布式火灾报警***，虽然在***安装方面比过去大大方便，但是仍然存在需要建筑体内预布线，***安装布线繁琐并且成本高，而且***扩展性能差，线路易老化或遭到腐蚀，故障发生率较高。对于一些没有条件设置有线消防***的古建筑、临时建筑、临时展厅来说，配备有线消防报警***不仅成本高，而且难度也相当大，容易对古建筑造成破坏。而无线火灾报警***能够满足日益发展的市场需求，它具有无需布线、安装快捷容易、对建筑物表面的最小破坏性和功能多样化等特点。国内目前尚无成熟的无线火灾自动报警***，而国外无线火灾报警产品存在着扩展能力差、价格昂贵、***组建繁琐等问题，不能满足我国日益增长的对无线消防产品的需求。
发明内容
本实用新型是为了避免上述技术所存在的不足之处，提供一种安装便利、价格低廉、性能可靠的超低功耗的无线感温感烟火灾报警装置。
本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是：
一种超低功耗无线感温感烟火灾报警装置，其特征在于：它由微控制器、至少一个超低功耗无线温度传感模块、至少一个超低功耗无线光电感烟传感器模块、无线收发及报警模块和显示与控制终端构成；超低功耗无线温度传感模块和超低功耗无线光电感烟传感器模块的报警输出通过无线数据传输传送给无线收发模块，无线收发模块的输出端与微控制器的输入端连接，微控制器的输出端与显示与控制终端连接。
上述超低功耗无线温度传感模块由超低功耗单片机MCU，温度传感器、超低功耗无线收发模块以及电源组成；温度传感器的输出端接跟随运算放大器的输入端，跟随运算放大器的输出端接RC滤波电路，滤波电路的输出端接超低功耗单片机的P6.A0ADC端口，晶振电路的两个输出端分别接单片机的XIN，XOUT端口；超低功耗无线收发模块通过SPI接口与单片机MCU相连接，光电报警电路连接单片机的P1.0IO端口。
上述低功耗无线光电感烟传感器模块由超低功耗单片机MCU，光电烟雾传感器、放大控制电路、超低功耗无线收发模块以及电源组成；其中，红外发光二极管与红外接收二极管及其***控制电路构成光电烟雾传感器有三个端口与超低功耗单片机相连，参考电压端口输出连接单片机的P6.A0ADC端口，单片机的P2.1IO口的输出接光电烟雾传感器的控制端，光电烟雾传感器的输出接单片机的P6.A2ADC端口，晶振电路的两个输出端分别接单片机的XIN，XOUT端口，超低功耗无线收发模块通过SPI接口与单片机MCU相连接，光电报警电路连接单片机的P1.0IO端口。
上述显示与控制终端由无线收发模块、微处理器MCU、串口转换电路、计算机及显示器组成；其中无线收发模块通过SPI接口与微处理器连接，微处理器对接收的信息进行处理，通过微处理器的UART接口接串口模块，并通过串口与计算机相连，计算机显示建筑物场景三维图并标注各传感器的位置、状态及报警信息与位置.
上述微控制器采用TI公司MSP430F148单片机。
上述无线收发模块采用CC2420。
上述温度传感器采用AD590温度传感器。
上述烟雾传感器用红外发光二极管OP231和红外接收二极管OP801SL及辅助电路构成。
本实用新型的优点是：可以在没有条件设置有线消防***的古建筑、临时建筑、临时展厅等一定区域内布设多个传感器可同时工作。具有无需布线、安装快捷容易、对建筑物表面的最小破坏性和功能多样化等优点，同时具有报警迅速和准确的特点，可有效防止误报和漏报火情的现象，提高了消防工作的自动化水平，适宜城市和地区对消防的综合管理和控制。同时具有在电池供电下长时间工作能力，不需要外部电源和布线以及低成本的特点。
本实用新型的工作过程是：超低功耗无线感烟、感温传感器模块根据建筑物的环境安装在需监控火灾的现场，不需要预先挖槽布线以及提供外部电源，传感器模块内的温度和光电烟雾传感器通过超低功耗单片机进行控制和编码，并形成报警信号并通过CC2420无线低功耗发射接收芯片发送，由CC2420接收电路接收报警信号并通过地址译码器译码后传送给微控制器，微控制器综合感温感烟报警信息通过串口与显示、报警与控制终端，计算机显示建筑物场景三维图并标注各传感器的位置、状态及报警信息与位置。无线传输IEEE8.0.15.4协议实现对多传感器模块的低功耗数据传输和控制。
附图说明：
图1是本实用新型的结构框图。
图2是超低功耗无线感温传感器模块的结构框图。
图3是超低功耗无线感烟传感器模块的结构框图。
图4是显示与控制终端示意图。
具体实施方式：
如图1所示：一种超低功耗无线感温感烟火灾报警装置，它由微控制器、至少一个超低功耗无线温度传感模块、至少一个超低功耗无线光电感烟传感器模块、无线收发模块和显示与控制终端构成；超低功耗无线温度传感模块和超低功耗无线光电感烟传感器模块通过无线数据传输方式与无线收发模块进行数据传输，无线收发模块的输出端与微控制器的输入端连接，微控制器的输出端与显示与控制终端连接。
如图2所示：上述超低功耗无线温度传感模块由超低功耗单片机MCU，温度传感器、超低功耗无线收发模块以及电源组成；温度传感器的输出端接跟随运算放大器的输入端，运算放大器的输出端接RC滤波电路，滤波电路的输出端接超低功耗单片机的P6.A0ADC端口，晶振电路的两个输出端分别接单片机的XIN，XOUT端口.超低功耗无线收发模块通过SPI接口与单片机MCU相连接，光电报警电路连接单片机的P1.0IO端口.单片机单元负责控制整个传感器的操作，包括数字滤波、补偿操作和处理本身采集的数据，对获取的数据进行初步判决等工作；为了实现超低功耗延长电池的使用时间，单片机采用休眠与工作交替方式运行，并只在出现火灾信息时启动无线发射模块发射报警信息，无线收发模块的工作状态还要执行IEEE8.0.15.4协议.
如图3所示：上述低功耗无线光电感烟传感器模块由超低功耗单片机MCU，光电烟雾传感器、放大控制电路、超低功耗无线收发模块以及电源组成；其中，红外发光二极管与红外接收二极管及其***控制电路构成光电烟雾传感器有三个端口与超低功耗单片机相连，参考电压端口输出连接单片机的P6.A0ADC端口，单片机的P2.1IO口的输出接光电烟雾传感器的控制端，光电烟雾传感器的输出接单片机的P6.A2ADC端口，晶振电路的两个输出端分别接单片机的XIN，XOUT端口，超低功耗无线收发模块通过SPI接口与单片机MCU相连接，光电报警电路连接单片机的P1.0IO端口。单片机单元负责控制整个传感器的操作，包括数字滤波、补偿操作和处理本身采集的数据，对获取的数据进行初步判决等工作；为了实现超低功耗延长电池的使用时间，单片机采用休眠与工作交替方式运行，并只在出现火灾信息时启动无线发射模块发射报警信息，无线收发模块的工作状态还要执行IEEE8.0.15.4协议。
如图4所示：上述微处理器显控终端由无线收发模块、微处理器MCU、串口转换电路、计算机及显示器组成；其中无线收发模块通过SPI接口与微处理器连接，微处理器对接收的信息进行处理，通过微处理器的UART接口接串口模块，并通过串口与计算机相连，计算机显示建筑物场景三维图并标注各传感器的位置、状态及报警信息与位置。无线收发模块与微处理器MCU将执行IEEE8.0.15.4协议实现对多传感器的通信、数据传输和控制。
上述超低功耗无线感烟、感温传感器模块根据建筑物的环境安装在需监控火灾的现场，不需要预先挖槽布线以及提供外部电源，传感器模块内的温度和光电烟雾传感器通过超低功耗单片机进行控制和编码，并形成报警信号并通过CC2420无线低功耗发射接收芯片发送，由CC2420接收电路接收报警信号并通过地址译码器译码后传送给微控制器，微控制器综合感温感烟报警信息通过串口与显示、报警与控制终端，计算机显示建筑物场景三维图并标注各传感器的位置、状态及报警信息与位置。无线传输IEEE8.0.15.4协议实现对多传感器模块的低功耗数据传输和控制。
上述无线收发及报警模块采用CC2420。CC2420是Chipcon公司推出的首款符合2.4GHz IEEE 802.15.4标准的射频收发器。它基于Chipcon公司的SmartRF 03技术，以0.18μmCMOS工艺制成，只需极少外部元器件，性能稳定且功耗极低。CC2420的选择性和敏感性指数超过了IEEE 802.15.4标准的要求，可确保短距离通信的有效性和可靠性。利用此芯片开发的无线通信设备支持数据传输率高达250kbps，可以实现多点对多点的快速组网。
上述微控制器采用TI公司MSP430单片机。它是一种具有集成度高、功能丰富、功耗极低等技术特点的16位单片机，最显著的特点就是它的超低功耗，在1.8V～3.6V电压、1MHz的时钟条件下运行，耗电电流在0.1μA～400μA之间，RAM在节电模式耗电为0.1μA，等待模式下仅为0.7μA。
上述温度传感器采用AD590传感器，并采用MC33502及滤波电路对温度信号进行初步放大和处理.上述光电烟雾传感器用红外发光二极管OP231和红外接收二极管OP801SL及三极管控制接收电路组成.
Claims (8)
1.一种超低功耗无线感温感烟火灾报警装置，其特征在于：它由微控制器、至少一个超低功耗无线温度传感模块、至少一个超低功耗无线光电感烟传感器模块、无线收发及报警模块和显示与控制终端构成；超低功耗无线温度传感模块和超低功耗无线光电感烟传感器模块的报警输出通过无线数据传输传送给无线收发模块，无线收发模块的输出端与微控制器的输入端连接，微控制器的输出端与显示与控制终端连接。
2.根据权利要求1所述的超低功耗无线感温感烟火灾报警装置，其特征在于：上述超低功耗无线温度传感模块由超低功耗单片机MCU，温度传感器、超低功耗无线收发模块以及电源组成；温度传感器的输出端接跟随运算放大器的输入端，跟随运算放大器的输出端接RC滤波电路，滤波电路的输出端接超低功耗单片机的P6.A0ADC端口，晶振电路的两个输出端分别接单片机的XIN，XOUT端口；超低功耗无线收发模块通过SPI接口与单片机MCU相连接，光电报警电路连接单片机的P1.0IO端口。
3.根据权利要求1所述的超低功耗无线感温感烟火灾报警装置，其特征在于：上述低功耗无线光电感烟传感器模块由超低功耗单片机MCU，光电烟雾传感器、放大控制电路、超低功耗无线收发模块以及电源组成；其中，红外发光二极管与红外接收二极管及其***控制电路构成光电烟雾传感器有三个端口与超低功耗单片机相连，参考电压端口输出连接单片机的P6.A0ADC端口，单片机的P2.1IO口的输出接光电烟雾传感器的控制端，光电烟雾传感器的输出接单片机的P6.A2ADC端口，晶振电路的两个输出端分别接单片机的XIN，XOUT端口，超低功耗无线收发模块通过SPI接口与单片机MCU相连接，光电报警电路连接单片机的P1.0IO端口。
4.根据权利要求1所述的超低功耗无线感温感烟火灾报警装置，其特征在于：上述显示与控制终端由无线收发模块、微处理器MCU、串口转换电路、计算机及显示器组成；其中无线收发模块通过SPI接口与微处理器连接，微处理器对接收的信息进行处理，通过微处理器的UART接口接串口模块，并通过串口与计算机相连，计算机显示建筑物场景三维图并标注各传感器的位置、状态及报警信息与位置。
5.根据权利要求1所述的超低功耗无线感温感烟火灾报警装置，其特征在于：上述微控制器采用TI公司MSP430F148单片机。
6.根据权利要求1所述的超低功耗无线感温感烟火灾报警装置，其特征在于：上述无线收发模块采用CC2420。
7.根据权利要求1所述的超低功耗无线感温感烟火灾报警装置，其特征在于：上述温度传感器采用AD590温度传感器。
8.根据权利要求3所述的超低功耗无线感温感烟火灾报警装置，其特征在于：上述光电烟雾传感器用红外发光二极管OP231和红外接收二极管OP801SL及辅助电路构成。
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| CN102945586A (zh) * | 2012-12-06 | 2013-02-27 | 中国科学技术大学 | 一种低功耗低流阻烟温气复合火灾探测器 |
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