一种无线智能火灾探测装置的制作方法

1.本实用新型涉及火灾防控技术领域，具体涉及一种无线智能火灾探测装置。


背景技术：

2.火灾一直是我国严重的自然灾害之一，在火灾发生的区域若没有进行有效的火灾监测措施，会导致不可估量的经济损失和人员伤亡，特别是近代以来随着城市化的不断发展，在各类楼宇建筑中的火灾隐患也不断加强，始终对人们的生命财产安全有着重大的威胁，因此，能够在火灾发生的初步阶段及时准确的探测到火情信息并及时扑灭，是各类消防系统方面的重点研究对象，另一方面，随着现代科技的迅速发展，设计出更方便、快捷、智能程度高的无线智能火灾探测装置或方法，也逐渐成为了重点研究内容。
3.因为目前市面上的很多火灾探测装置或方法就是简单的根据单一的火灾特征是否超过阈值来判断是否发生了火灾，这种处理数据的方式不能对数据进行科学有效的分析，导致经常不能精确判断火灾是否发生。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的上述不足，本实用新型提供的一种无线智能火灾探测装置解决了现有火灾探测装置简单的根据单一的火灾特征是否超过阈值来判断是否发生了火灾，无法精确判断火灾是否发生的问题。
5.为了达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案为：一种无线智能火灾探测装置，包括：mcu微控制器数据处理模块、火灾信息采集模块、无线数据传输模块和电源供电模块；
6.所述火灾信息采集模块包括：温湿度传感器单元、一氧化碳传感器单元和烟雾传感器单元；所述mcu微控制器数据处理模块分别与温湿度传感器单元、一氧化碳传感器单元、烟雾传感器单元和无线数据传输模块通信连接；所述电源供电模块分别与mcu微控制器数据处理模块、温湿度传感器单元、一氧化碳传感器单元、烟雾传感器单元和无线数据传输模块电连接；所述无线数据传输模块通过uart接口与mcu微控制器数据处理模块连接。
7.进一步地，电源供电模块包括：电源插头p5、电源开关s1、电容c8、电容c5、电容c4、接地电容c6、接地电容c10、电容c7、接地电容c9、电阻 r6、发光二极管led1、稳压芯片vr1和稳压芯片u3；
8.所述电源开关s1的一端与电源插头p5连接，其另一端分别与电容c8的正极、接地电容c10、稳压芯片u3的vin端、电容c5的正极和稳压芯片vr1的 vin端连接；所述稳压芯片vr1的vout端分别与电容c4的正极和接地电容c6 连接，并作为电源供电模块的9v供电端，其gnd端接地；所述稳压芯片u3 的vout端分别与电容c7的正极、接地电容c9和电阻r6的一端连接，并作为电源供电模块的vcc供电端，其gnd端接地；所述电阻r6的另一端与发光二极管led1的正极连接；所述电容c5的负极、电容c4的负极、电容c8的负极、电容c7的负极和发光二极管led1的负极均接地。
9.进一步地，mcu微控制器数据处理模块包括：一氧化碳传感器接口p2、按键rst1、电容ec1、接地电阻r3、接地电容c2、接地电容c3、晶振y1、mcu 微控制器u1、排阻rp1、ad芯片u2、接地电容c1、电阻r1、接地电阻r2、烟雾传感器接口p1、无线数据传输接口u4、电阻r4、电阻r5和温湿度传感器接口p4；
10.所述mcu微控制器u1的rst引脚分别与电容ec1的负极、接地电阻r3 和按键rst1的一端连接，其p3.0引脚与一氧化碳传感器接口p2的第二引脚连接，其p3.1引脚与一氧化碳传感器接口p2的第三引脚连接，其xtal2引脚分别与接地电容c2和晶振y1的一端连接，其xtal1引脚分别与接地电容c3和晶振y1的另一端连接，其vcc引脚分别与一氧化碳传感器接口p2的第四引脚、排阻rp1的第一引脚、ad芯片u2的vcc引脚连接、接地电容c1、电阻r4 的一端、电阻r5的一端、温湿度传感器接口p4的第一引脚、无线数据传输接口u4的vcc引脚、按键rst1另一端和电容ec1的正极连接，并作为mcu 微控制器数据处理模块的vcc供电端，其p0[7..0]引脚分别与排阻rp1的9～2 引脚一一对应连接，其p2.7引脚与ad芯片u2的clk引脚连接，其p2.6引脚与ad芯片u2的do引脚连接，其p2.5引脚与无线数据传输接口u4的tx引脚连接，其p2.4引脚与无线数据传输接口u4的rx引脚连接，其p2.1引脚分别与电阻r5的另一端和温湿度传感器接口p4的第二引脚连接；
[0011]
所述电阻r4的另一端与温湿度传感器接口p4的第三引脚连接；所述烟雾传感器接口p1的第一引脚与电阻r1的一端连接，并作为mcu微控制器数据处理模块的9v供电端，其第二引脚分别与接地电阻r2、电阻r1的另一端和 ad芯片u2的ch0引脚连接；所述mcu微控制器数据处理模块的9v供电端与电源供电模块的9v供电端连接，其vcc供电端与电源供电模块的vcc供电端连接。
[0012]
进一步地，温湿度传感器单元为am2322数字温湿度传感器；所述一氧化碳传感器单元为tgs5141一氧化碳传感器；所述烟雾传感器单元为nis
‑
09c离子式烟雾传感器；所述无线数据传输模块为zigbee无线传输模块。
[0013]
进一步地，am2322数字温湿度传感器接入温湿度传感器接口p4；所述 tgs5141一氧化碳传感器接入一氧化碳传感器接口p2；所述nis
‑
09c离子式烟雾传感器接入烟雾传感器接口p1；所述zigbee无线传输模块接入无线数据传输接口u4。
[0014]
进一步地，am2322数字温湿度传感器通过iic协议与mcu微控制器u1 连接。
[0015]
进一步地，tgs5141一氧化碳传感器通过uart接口与mcu微控制器u1 连接。
[0016]
进一步地，mcu微控制器u1的型号为stc89c52。
[0017]
本实用新型的有益效果为：
[0018]
(1)、本装置运用cc2530无线收发模块、stc89c52微控制器的基础上，实现对火灾信号的实时采集、分析，具备可靠性高、功耗低的功能。
[0019]
(2)、本实用新型采用zigbee技术进行组网，实现无线传输模块的设计，并采集3种传感器的火灾数据，mcu微控制器u1根据3种传感器的火灾数据对火情进行判断，提高了火灾探测装置的准确性能，降低了误报率，维护成本低，并且性能优势明显，可以广泛适用于楼宇建筑的火灾监测。
附图说明
[0020]
图1为一种无线智能火灾探测装置的系统框图；
[0021]
图2为电源供电模块的电路图；
[0022]
图3为mcu微控制器数据处理模块的电路图。
具体实施方式
[0023]
下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的发明创造均在保护之列。
[0024]
如图1所示，一种无线智能火灾探测装置，包括：mcu微控制器数据处理模块、火灾信息采集模块、无线数据传输模块和电源供电模块；
[0025]
所述火灾信息采集模块包括：温湿度传感器单元、一氧化碳传感器单元和烟雾传感器单元；所述mcu微控制器数据处理模块分别与温湿度传感器单元、一氧化碳传感器单元、烟雾传感器单元和无线数据传输模块通信连接；所述电源供电模块分别与mcu微控制器数据处理模块、温湿度传感器单元、一氧化碳传感器单元、烟雾传感器单元和无线数据传输模块电连接；所述无线数据传输模块通过uart接口与mcu微控制器数据处理模块连接。
[0026]
火灾信息采集单元采集温湿度、一氧化碳以及烟雾的浓度数据，送入负责数据融合处理单元中的mcu微控制器，进行火灾是否真实发生的判决结果，无线数据传输单元将处理好的结果数据发送出去。
[0027]
如图2所示，电源供电模块包括：电源插头p5、电源开关s1、电容c8、电容c5、电容c4、接地电容c6、接地电容c10、电容c7、接地电容c9、电阻r6、发光二极管led1、稳压芯片vr1和稳压芯片u3；
[0028]
所述电源开关s1的一端与电源插头p5连接，其另一端分别与电容c8的正极、接地电容c10、稳压芯片u3的vin端、电容c5的正极和稳压芯片vr1的 vin端连接；所述稳压芯片vr1的vout端分别与电容c4的正极和接地电容c6 连接，并作为电源供电模块的9v供电端，其gnd端接地；所述稳压芯片u3 的vout端分别与电容c7的正极、接地电容c9和电阻r6的一端连接，并作为电源供电模块的vcc供电端，其gnd端接地；所述电阻r6的另一端与发光二极管led1的正极连接；所述电容c5的负极、电容c4的负极、电容c8的负极、电容c7的负极和发光二极管led1的负极均接地。
[0029]
如图3所示，mcu微控制器数据处理模块包括：一氧化碳传感器接口p2、按键rst1、电容ec1、接地电阻r3、接地电容c2、接地电容c3、晶振y1、 mcu微控制器u1、排阻rp1、ad芯片u2、接地电容c1、电阻r1、接地电阻r2、烟雾传感器接口p1、无线数据传输接口u4、电阻r4、电阻r5和温湿度传感器接口p4；
[0030]
所述mcu微控制器u1的rst引脚分别与电容ec1的负极、接地电阻r3 和按键rst1的一端连接，其p3.0引脚与一氧化碳传感器接口p2的第二引脚连接，其p3.1引脚与一氧化碳传感器接口p2的第三引脚连接，其xtal2引脚分别与接地电容c2和晶振y1的一端连接，其xtal1引脚分别与接地电容c3和晶振y1的另一端连接，其vcc引脚分别与一氧化碳传感器接口p2的第四引脚、排阻rp1的第一引脚、ad芯片u2的vcc引脚连接、接地电容c1、电阻r4 的一端、电阻r5的一端、温湿度传感器接口p4的第一引脚、无线数据传输接口u4的vcc引脚、按键rst1另一端和电容ec1的正极连接，并作为mcu 微控制器数据处理模块的vcc供电端，其p0
[7..0]引脚分别与排阻rp1的9～2 引脚一一对应连接，其p2.7引脚与ad芯片u2的clk引脚连接，其p2.6引脚与ad芯片u2的do引脚连接，其p2.5引脚与无线数据传输接口u4的tx引脚连接，其p2.4引脚与无线数据传输接口u4的rx引脚连接，其p2.1引脚分别与电阻r5的另一端和温湿度传感器接口p4的第二引脚连接；
[0031]
所述电阻r4的另一端与温湿度传感器接口p4的第三引脚连接；所述烟雾传感器接口p1的第一引脚与电阻r1的一端连接，并作为mcu微控制器数据处理模块的9v供电端，其第二引脚分别与接地电阻r2、电阻r1的另一端和 ad芯片u2的ch0引脚连接；所述mcu微控制器数据处理模块的9v供电端与电源供电模块的9v供电端连接，其vcc供电端与电源供电模块的vcc供电端连接。
[0032]
mcu微控制器数据处理模块采用的是按键复位电路，当按下复位键时， mcu微控制器u1的rst引脚会立刻出现高电平，随即实现复位，另外还选取了11.0592mhz晶振的内部时钟电路方式，晶振两端连接的电容作用是便于快速起振和提高稳定频率；烟雾传感器单元与mcu微控制器u1之间采用8位分标率、双通道a/d的转换芯片adc0832，信号转换过程中应将使能端置于低电平直到转换完全结束。
[0033]
温湿度传感器单元为am2322数字温湿度传感器；所述一氧化碳传感器单元为tgs5141一氧化碳传感器；所述烟雾传感器单元为nis
‑
09c离子式烟雾传感器；所述无线数据传输模块为zigbee无线传输模块。
[0034]
nis
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09c离子式烟雾传感器采集到的模拟信号，经过ad芯片adc0832转换成数字信号，传输给mcu微控制器u1；
[0035]
am2322数字温湿度传感器接入温湿度传感器接口p4；所述tgs5141一氧化碳传感器接入一氧化碳传感器接口p2；所述nis
‑
09c离子式烟雾传感器接入烟雾传感器接口p1；所述zigbee无线传输模块接入无线数据传输接口u4。
[0036]
am2322数字温湿度传感器通过iic协议与mcu微控制器u1连接。
[0037]
tgs5141一氧化碳传感器通过uart接口与mcu微控制器u1连接。
[0038]
mcu微控制器u1采用stc89c52微控制器，它是一款功耗需求低、性能优越的8位微控制器。
[0039]
zigbee无线传输模块的主控芯片采用cc2530芯片，cc2530为具备性能优良的rf收发器，实用性强的同时功耗也低，开发方便简单，适合于各种环境的无线通信技术开发；各个无线智能火灾探测装置采用zigbee无线传输技术实现组网，当某个无线智能火灾探测装置探测到火灾发生时，可以用zigbee无线传输模块将感知的火灾发生信号送入上级数据管理中心，发出报警信号；
[0040]
当zigbee无线传输模块所在的无线智能火灾探测装置(终端节点)通电初始化以后，如果发现了附近的网络，会发送入网申请，成功入网后会向自己的父节点发送绑定请求，收到绑定响应后说明绑定成功，当某个无线智能火灾探测装置(终端节点)探测到火灾发生时，终端节点可以向父节点传输火灾发生信号，若父节点是路由器的情况，也会将信息转发给协调器，最后将感知的火灾发生信号送入上级数据管理中心，发出报警信号。
[0041]
因火灾信号检测相对于其他典型的信号检测较为复杂，且监测范围广泛，因此采用zigbee技术进行组网，实现无线传输模块的设计，并采集3种传感器的火灾数据，mcu微控制器u1根据3种传感器的火灾数据对火情进行判断，提高了火灾探测装置的准确性能，降低
了误报率，维护成本低，并且性能优势明显，可以广泛适用于楼宇建筑的火灾监测。