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体现了现代智能家居设计的理念和思想

人气:发表时间:2018-07-09 16:55
摘要:依据智能家居智能化、模块化、平安化的成长要求,提出了一种智能家居厨房火警监测防护系统,包括设计规划配景、系统总体设计、系统硬件设计、系统软件设计。实施安装异常的方...

  依据智能家居智能化、模块化、平安化的成长要求,提出了一种智能家居厨房火警监测防护系统,包括设计规划配景、系统总体设计、系统硬件设计、系统软件设计。实施安装异常的方便,并且做到了从硬件设备到终端设备一体化,体现了当代智能家居设计的理念和思想。达到了可以及时监控家中的火警发生的目的。

  弁言

  随着城市的居民住宅频频崛起,人们不只要求住宅的舒适和宽敞,而且加倍注重本身住宅的平安系数。家庭不再是一个孤立的场所,而是一个能与外界社会进行信息交流的单元。因此,建立一个具有快速有效的家居安防火系统具有十分重要的意义。

  随着我国国民经济和人民生活程度的赓续提高,家庭生活中所普遍使用的煤气、液化气以及各类家用电器设备等,都给小区居民的生命平安和家当平安带来了许多危险因素。因此本设计利用智能家居网关通过各类传感器来监测火警特征如烟雾、热量火焰等,断定厨房是否发生火警或者煤气泄漏,并做出相应的防护步伐,以到达及时监测厨房状态并即时打消平安隐患平安的作用,在最易发生平安事故的厨房搭起一道平安防线[1]。

  1 系统总体设计

  系统总体设计框架图如图1所示。系统包括传感器节点(烟雾传感器、CO传感器、CH4传感器以及火焰传感器)、6LowPAN、家庭网关、以及控制部分(排气扇、水电气三表,门磁,窗磁)。

厨房火警监测防护系统设计

图1 系统总体设计框架图

  各传感器节点把接收到的及时数据通过6LowPAN网络传输给网关,再由网关把所接收到的数据解析后再装发给手持终端,并控制家里的语音报警器、排气扇;水、电、气闸,门磁和窗磁。

  2.系统硬件设计

  2.1 传感器节点

  ⑴CO传感器模块

  这里选择的是MQ-7气体传感器模块。 MQ-7气体传感器所使用的气敏资料是在干净空气中电导率较低的二氧化锡(SnO2)。采纳高低温循环检测方法低温(1.5V加热)检测一氧化碳,传感器的电导率随空气中一氧化碳气体浓度增加而增年夜,高温(5.0V加热)清洗低温时吸附的杂散气体。使用简单的电路即可将电导率的变更,转换为与该气体浓度相对应的输出信号[2]。原理图如图2所示。

厨房火警监测防护系统设计

图2 MQ-7气体传感器模块原理图

  ⑵烟雾、CH4传感器模块

  这里选择的是常用的传感器模块。具有信号输出指示;双路信号输出(模拟量输出及TTL电平输出);TTL输出有效信号为低电平。(当输出低电平时信号灯亮,可直接单片机);模拟量输出0-5V电压,浓度越高电压越高;对液化气,天然气,城市煤气有较好的灵敏度;具有历久的使用寿命和可靠的稳定性;快速的响应规复特性[3]。原理图如图3所示。

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图3 烟雾、CH4传感器模块原理图

  ⑶火焰传感器模块

  火焰传感器可以检测火焰或者波长在760纳米~1100纳米范围内的光源,打火机测试火焰距离为80cm;对火焰越年夜,测试距离越远;探测角度60度左右,对火焰光谱分外灵敏;灵敏度可调(图中蓝色数字电位器调节);对照器输出,信号清洁,波形好,驱动才能强,跨越15mA;配可调精密电位器调节灵敏度;工作电压3.3V-5V;输出形式:数字开关量输出(0和1);设有固定螺栓孔,方便安装;使用宽电压LM393对照器[3]。原理图如图4所示。

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图4 火焰传感器模块原理图

  (4) 语音报警器

  由于语音报警系统的有效性,所有那些生命平安取决于是否有预设分散规划的建筑物内部都应安装语音报警系统。该系统能笼罩年夜多半占用范围,包括那些传统报警器(如警铃或电子发声器) 的场所都可采纳。语音报警器的作用是当遇到非常环境时进行语音报警[4]。选择TH040型智能语音芯片作为智能语音报警器的智能语音芯片。TH040型智能语音芯片是具有40秒语音烧录功能的高质量智能语音芯片,支持PWM这种高质量、高速率的语音输出方法,而且有8个输入/输出脚位可供选择。必要录入的语音信号可以存入永久的存储单元,并且提供零功率信息存储,这个主要是借助于直接模拟存储技巧来实现的[5]。语音报警器工作原理图如图5示。

厨房火警监测防护系统设计

图5 语音报警器工作原理图

  2.2 传感器的安装

  传感器节点设计主要考虑的是传感器节点的安顿的设计。甲烷传感器、烟雾传感器安顿在天花板上方,它们密度比空气小,泄露的时候会往上走,气体传感器安装在天花板上容易采集,而且精确度高。对付火焰传感器,动怒源主要来自厨房的煤气,所以火焰传感会安装在厨房靠煤气墙壁上方适合的地位。对付火焰传感器做如图6的包装设计,即将火焰传感器放在一个黑色塑料卷成的锥形罩子内,这样火焰传感器就可以只检测到如图6所示的圆锥体空间内的火焰环境。若将如图6处置惩罚的火焰传感器安装在墙壁两侧,如图7所示,这样就可以将整个厨房划分成多少个椎体区域。依据单个传感器断定是否有火焰,并结合相邻的传感器的检测环境,便可以断定出火焰的稳定性及蔓延环境,从排除厨房正常用火的环境,防止误判。而且还可以帮忙灭火水枪进行定点灭火,减少消防水对厨房的冲击破坏。

厨房火警监测防护系统设计

图6 单个火焰传感器检测示意图

厨房火警监测防护系统设计

图7 厨房传感器的安装示意图

  3.系统软件设计

  整个系统及时监测家居里的煤气浓度、空气质量以及火警环境。

  当有煤气泄露的可能性的时,通过安装的传感器可以检测到室内煤气浓度是否达到危险范围,若达到危险浓度时,会断定出煤气已泄露存在危险,实时向网关发送命令控制煤气总闸并开启排气扇直到室内浓度达到平安值,关闭排气扇,如此循环下去。

  当室内空气质量很差且连续的时,阐明室内空气质量不得当居住,实时发送命令给网关关闭总闸并开启排气扇,直到室内空气的质量规复正常后关闭排气扇,如此循环下去。

  当有火警发生可能性的时,实时通过网关向物业或者主人发送短信提示,并语音报警。通过网关关闭煤气总闸,并开启喷水闸,如果或脱离危险范围就会执行关闭喷水闸并开启排气闸的命令。如此循环下去。系统软件流程图如图8所示。

厨房火警监测防护系统设计

图8 系统软件流程图

  4.总结

  家居平安应该受到足够的重视,因为这关系到家当和人身平安。为此设计了厨房火警检测防护系统,该系统可以及时监控家里的煤气浓度、空气质量以及火警的环境,有非常环境发生时,系统会实时采取相应的步伐去避免懈弛解事故的发生。有很好的立异性和实用性,得当年夜力推广。

标签:物联网世界杂志,智能家居

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