一种可以感知生命体征的烟雾报警装置及方法与流程

1.本发明涉及烟雾报警技术领域，具体涉及一种可以感知生命体征的烟雾报警装置及方法。


背景技术：

2.目前，毫米波雷达应用于室内人员检测与跟踪，原理是电磁波信号通过雷达天线发射出去，被其发射路径上的物体阻挡而发生反射，再由雷达接收天线接收，通过对接收到的信号做一系列处理，可以确定物体的距离、速度和角度等信息。人体在运动过程中，各个部位的不同运动方式会在电磁波信号中形成不同形式和程度的调制作用，通过对雷达回波信号进行时频分析得到的时频谱图中观察分析，能够识别人体生命特征。
3.烟雾报警器能够探测火灾时产生的大量烟雾，及时发出报警信号。传统的市面上的烟雾报警器分为两种离子式感烟探测器和光电式感烟探测器。这两种报警器都能在火灾发生前是给出报警信号，但是不能告知火灾现场是否有人。由于火灾发生时，消防员的首要任务是抢救生命，其次才是灭火。而抢救生命抢的是时间，然而火灾发生时消防员并不能准确定位到火灾现场是否有人，从而只能一个一个位置去寻找，容易错过最佳的抢救时间。故而需要一种技术方案解决无法知悉火灾现场是否存在被困人员的问题。


技术实现要素：

4.为此，本发明提供一种可以感知生命体征的烟雾报警装置及方法，能够比较精准的判断火灾现场是否有人，实现火灾现场的及时精准的目标搜救。
5.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可以感知生命体征的烟雾报警装置，包括微控制器、烟雾传感模块、雷达传感模块、物联网模块和声光报警提示模块；
6.所述烟雾传感模块与所述微控制器之间电连接，当烟雾传感模块检测出环境中存在烟雾时，烟雾传感模块向微控制器发送告警信号；
7.所述雷达传感模块与所述微控制器之间电连接，雷达传感模块用于检测人体微动信号以判断发生烟雾的环境中是否存在人员；
8.所述物联网模块与所述微控制器之间电连接，物联网模块用于将微控制器的处理信息传输到云端或控制中心；
9.所述声光报警提示模块与所述微控制器之间电连接，声光报警提示模块用于当检测出环境中存在烟雾时进行声光报警提示；
10.当检测出环境中存在烟雾且存在人员时，以第一声光提示方式进行烟雾报警；
11.当检测出环境中只存在烟雾不存在人员时，以第二声光提示方式进行烟雾报警。
12.作为可以感知生命体征的烟雾报警装置的优选方案，还包括电源模块，所述微控制器、烟雾传感模块、雷达传感模块、物联网模块、声光报警提示模块均与所述电源模块电连接，电源模块用于对微控制器、烟雾传感模块、雷达传感模块、物联网模块及声光报警提示模块进行供电。
13.作为可以感知生命体征的烟雾报警装置的优选方案，所述电源模块的电压输出引脚分别与微控制器、烟雾传感模块、雷达传感模块、物联网模块、声光报警提示模块的供电引脚电连接；
14.所述电源模块的公共端引脚分别与微控制器、烟雾传感模块、雷达传感模块、物联网模块、声光报警提示模块的公共端引脚电连接。
15.作为可以感知生命体征的烟雾报警装置的优选方案，所述雷达传感模块的发射引脚与微控制器的第一接收引脚电连接，雷达传感模块的接收引脚与微控制器的第一发射引脚电连接。
16.作为可以感知生命体征的烟雾报警装置的优选方案，所述物联网模块的发射引脚与微控制器的第二接收引脚电连接，物联网模块的接收引脚与微控制器的第二发射引脚电连接。
17.作为可以感知生命体征的烟雾报警装置的优选方案，所述烟雾传感模块的数字量信号输出引脚与微控制器的第一gpio引脚电连接。
18.作为可以感知生命体征的烟雾报警装置的优选方案，所述声光报警提示模块具有绿色灯光输出引脚、红色灯光输出引脚和蜂鸣引脚，所述绿色灯光输出引脚与微控制器的第二gpio引脚电连接；所述红色灯光输出引脚与微控制器的第三gpio引脚电连接；所述蜂鸣引脚与微控制器的第四gpio引脚电连接。
19.本发明还提供一种可以感知生命体征的烟雾报警方法，包括以下步骤：
20.调用烟雾传感模块对环境中的烟雾进行检测，当烟雾传感模块检测出环境中存在烟雾时，烟雾传感模块向微控制器发送告警信号；
21.调用雷达传感模块检测人体微动信号以判断发生烟雾的环境中是否存在人员；
22.调用物联网模块将微控制器的处理信息传输到云端或控制中心；
23.调用声光报警提示模块当检测出环境中存在烟雾时进行声光报警提示；
24.当检测出环境中存在烟雾且存在人员时，以第一声光提示方式进行烟雾报警；
25.当检测出环境中只存在烟雾不存在人员时，以第二声光提示方式进行烟雾报警。
26.作为可以感知生命体征的烟雾报警方法的优选方案，调用电源模块对微控制器、烟雾传感模块、雷达传感模块、物联网模块及声光报警提示模块进行供电；
27.所述电源模块的电压输出引脚分别与微控制器、烟雾传感模块、雷达传感模块、物联网模块、声光报警提示模块的供电引脚电连接；
28.所述电源模块的公共端引脚分别与微控制器、烟雾传感模块、雷达传感模块、物联网模块、声光报警提示模块的公共端引脚电连接。
29.作为可以感知生命体征的烟雾报警方法的优选方案，所述雷达传感模块的发射引脚与微控制器的第一接收引脚电连接，雷达传感模块的接收引脚与微控制器的第一发射引脚电连接；
30.所述物联网模块的发射引脚与微控制器的第二接收引脚电连接，物联网模块的接收引脚与微控制器的第二发射引脚电连接；
31.所述烟雾传感模块的数字量信号输出引脚与微控制器的第一gpio引脚电连接；
32.所述声光报警提示模块具有绿色灯光输出引脚、红色灯光输出引脚和蜂鸣引脚，所述绿色灯光输出引脚与微控制器的第二gpio引脚电连接；所述红色灯光输出引脚与微控
制器的第三gpio引脚电连接；所述蜂鸣引脚与微控制器的第四gpio引脚电连接。
33.本发明具有如下优点：当烟雾传感模块检测出环境中存在烟雾时，烟雾传感模块向微控制器发送告警信号；雷达传感模块用于人体微动信号以判断发生烟雾的环境中是否存在人员；联网模块用于控制器的处理信息传输到云端或控制中心；当检测出环境中存在烟雾时声光报警提示模块进行声光报警提示；当检测出环境中存在烟雾且存在人员时，以第一声光提示方式进行烟雾报警；当检测出环境中只存在烟雾不存在人员时，以第二声光提示方式进行烟雾报警。本发明能够使救援人员第一时间知悉火灾搜救现场是否存在被困人员，避免错过被困人员的黄金抢救时间，搜救时更加精准的发现搜救目标，有利于保障被困人员的生命安全。
附图说明
34.为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
35.本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
36.图1为本发明实施例中提供的可以感知生命体征的烟雾报警装置架构示意图；
37.图2为本发明实施例中提供的可以感知生命体征的烟雾报警装置电路示意图；
38.图3为本发明实施例中提供的可以感知生命体征的烟雾报警方法示意图。
39.图中，1、微控制器；2、烟雾传感模块；3、雷达传感模块；4、物联网模块；5、声光报警提示模块；6、电源模块。
具体实施方式
40.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例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。
41.参见图1和图2，提供一种可以感知生命体征的烟雾报警装置，包括微控制器1、烟雾传感模块2、雷达传感模块3、物联网模块4和声光报警提示模块5；
42.所述烟雾传感模块2与所述微控制器1之间电连接，当烟雾传感模块2检测出环境中存在烟雾时，烟雾传感模块2向微控制器1发送告警信号；
43.所述雷达传感模块3与所述微控制器1之间电连接，雷达传感模块3用于检测人体微动信号以判断发生烟雾的环境中是否存在人员；
44.所述物联网模块4与所述微控制器1之间电连接，物联网模块4用于将微控制器1的处理信息传输到云端或控制中心；
45.所述声光报警提示模块5与所述微控制器1之间电连接，声光报警提示模块5用于
当检测出环境中存在烟雾时进行声光报警提示；
46.当检测出环境中存在烟雾且存在人员时，以第一声光提示方式进行烟雾报警；
47.当检测出环境中只存在烟雾不存在人员时，以第二声光提示方式进行烟雾报警。
48.可以感知生命体征的烟雾报警装置的一个实施例中，还包括电源模块6，所述微控制器1、烟雾传感模块2、雷达传感模块3、物联网模块4、声光报警提示模块5均与所述电源模块6电连接，电源模块6用于对微控制器1、烟雾传感模块2、雷达传感模块3、物联网模块4及声光报警提示模块5进行供电。
49.具体的，所述电源模块6的电压输出引脚分别与微控制器1、烟雾传感模块2、雷达传感模块3、物联网模块4、声光报警提示模块5的供电引脚电连接；
50.所述电源模块6的公共端引脚分别与微控制器1、烟雾传感模块2、雷达传感模块3、物联网模块4、声光报警提示模块5的公共端引脚电连接。
51.具体的，电源模块6是可以直接贴装在印刷电路板上的电源供应器，可为专用集成电路、数字信号处理器、微处理器、存储器、现场可编程门阵列及其他数字或模拟负载提供供电。
52.可以感知生命体征的烟雾报警装置的一个实施例中，所述雷达传感模块3的发射引脚与微控制器1的第一接收引脚电连接，雷达传感模块3的接收引脚与微控制器1的第一发射引脚电连接。
53.具体的，雷达传感模块3通过毫米波进行人体探测，毫米波雷达具有纵向目标探测距离与速度探测能力强，可实现远距离感知与探测，对于静态和动态目标均能进行高精度测量。
54.以ir24vda雷达传感模块3为例，基于毫米波多普勒雷达体制，实现的人体生物运动感知及人体生物感知，基于增强多普勒雷达信号处理体制，通过对人员运动的多普勒参数及人员的生理参数同步感知技术，实现特定场所内人员状态的无线感知；具备场景识别能力，可以识别有人/无人，及有人状态下人员的活动状态；不受温度、湿度、噪声、气流、尘埃、光照等影响，适合恶劣环境；输出功率小，长时间照射对人体无伤害。
55.可以感知生命体征的烟雾报警装置的一个实施例中，所述物联网模块4的发射引脚与微控制器1的第二接收引脚电连接，物联网模块4的接收引脚与微控制器1的第二发射引脚电连接。
56.具体的，物联网模块4采用窄带物联网模组，构建于蜂窝网络，只消耗大约180khz的带宽，可直接部署于gsm网络、umts网络或lte网络，以降低部署成本、实现平滑升级。覆盖广，具备支撑海量连接的能力，支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构。
57.可以感知生命体征的烟雾报警装置的一个实施例中，所述烟雾传感模块2的数字量信号输出引脚与微控制器1的第一gpio引脚电连接。
58.具体的，烟雾传感模块2可以集成离子式烟雾传感器和光电式烟雾传感器。离子式烟雾传感器在内外电离室里面有放射源镅241，电离产生的正、负离子，在电场的作用下各自向正负电极移动。正常的情况下，内外电离室的电流、电压都是稳定的。一旦有烟雾窜逃外电离室，干扰带电粒子的正常运动，电流，电压就会有所改变，破坏内外电离室之间的平衡，进而发出报警信号。光电烟雾报警器内有一个光学迷宫，安装有红外对管，无烟时红外
接收管收不到红外发射管发出的红外光，当烟尘进入光学迷宫时，通过折射、反射，接收管接收到红外光，智能报警电路判断是否超过阈值，如果超过发出警报。
59.可以感知生命体征的烟雾报警装置的一个实施例中，所述声光报警提示模块5具有绿色灯光输出引脚、红色灯光输出引脚和蜂鸣引脚，所述绿色灯光输出引脚与微控制器1的第二gpio引脚电连接；所述红色灯光输出引脚与微控制器1的第三gpio引脚电连接；所述蜂鸣引脚与微控制器1的第四gpio引脚电连接。
60.具体的，声光报警模块采用蜂鸣器和发光二极管实现，可以利用ne555搭建脉冲输出电路。给ne555脉冲电路不同频率的控制信号，电路就能输出不同频率的脉冲信号，从而地得到不同的声调的声光报警的效果。
61.具体的，当检测出环境中存在烟雾且存在人员时，以第一声光提示方式进行烟雾报警，比如闪烁红光和以急促的蜂鸣声音进行提示，以告知救援人员火灾现场存在被困人员。
62.当检测出环境中只存在烟雾不存在人员时，以第二声光提示方式进行烟雾报警。比如闪烁绿光和以平缓的蜂鸣声音进行提示，以告知救援人员火灾现场无被困人员，可以把重点放在火灾扑救上。
63.参见图3，本发明实施例还提供一种可以感知生命体征的烟雾报警方法，包括以下步骤：
64.s1、调用烟雾传感模块2对环境中的烟雾进行检测，当烟雾传感模块2检测出环境中存在烟雾时，烟雾传感模块2向微控制器1发送告警信号；
65.s2、调用雷达传感模块3检测人体微动信号以判断发生烟雾的环境中是否存在人员；
66.s3、调用物联网模块4将微控制器1的处理信息传输到云端或控制中心；
67.s4、调用声光报警提示模块5当检测出环境中存在烟雾时进行声光报警提示；
68.s41、当检测出环境中存在烟雾且存在人员时，以第一声光提示方式进行烟雾报警；
69.s42、当检测出环境中只存在烟雾不存在人员时，以第二声光提示方式进行烟雾报警。
70.本实施例中，调用电源模块6对微控制器1、烟雾传感模块2、雷达传感模块3、物联网模块4及声光报警提示模块5进行供电；
71.所述电源模块6的电压输出引脚分别与微控制器1、烟雾传感模块2、雷达传感模块3、物联网模块4、声光报警提示模块5的供电引脚电连接；
72.所述电源模块6的公共端引脚分别与微控制器1、烟雾传感模块2、雷达传感模块3、物联网模块4、声光报警提示模块5的公共端引脚电连接。
73.本实施例中，所述雷达传感模块3的发射引脚与微控制器1的第一接收引脚电连接，雷达传感模块3的接收引脚与微控制器1的第一发射引脚电连接；
74.所述物联网模块4的发射引脚与微控制器1的第二接收引脚电连接，物联网模块4的接收引脚与微控制器1的第二发射引脚电连接；
75.所述烟雾传感模块2的数字量信号输出引脚与微控制器1的第一gpio引脚电连接；
76.所述声光报警提示模块5具有绿色灯光输出引脚、红色灯光输出引脚和蜂鸣引脚，
所述绿色灯光输出引脚与微控制器1的第二gpio引脚电连接；所述红色灯光输出引脚与微控制器1的第三gpio引脚电连接；所述蜂鸣引脚与微控制器1的第四gpio引脚电连接。
77.本发明当烟雾传感模块检测出环境中存在烟雾时，烟雾传感模块向微控制器发送告警信号；雷达传感模块用于人体微动信号以判断发生烟雾的环境中是否存在人员；联网模块用于控制器的处理信息传输到云端或控制中心；当检测出环境中存在烟雾时声光报警提示模块进行声光报警提示；当检测出环境中存在烟雾且存在人员时，以第一声光提示方式进行烟雾报警；当检测出环境中只存在烟雾不存在人员时，以第二声光提示方式进行烟雾报警。比如当检测出环境中存在烟雾且存在人员时，以第一声光提示方式进行烟雾报警，比如闪烁红光和以急促的蜂鸣声音进行提示，以告知救援人员火灾现场存在被困人员。当检测出环境中只存在烟雾不存在人员时，以第二声光提示方式进行烟雾报警。比如闪烁绿光和以平缓的蜂鸣声音进行提示，以告知救援人员火灾现场无被困人员，可以把重点放在火灾扑救上。本发明能够使救援人员第一时间知悉火灾搜救现场是否存在被困人员，避免错过被困人员的黄金抢救时间，搜救时更加精准的发现搜救目标，有利于保障被困人员的生命安全。
78.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。