基於gsm的智能氣體檢測報警系統的製作方法

2023-05-11 10:31:21 1

專利名稱：基於gsm的智能氣體檢測報警系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種氣體探測報警系統，具體涉及ー種基於GSM的智能氣體檢測報警系統。
背景技術：
目前市場上較先進的氣體探測報警系統，安裝在家庭中有燃氣存在的地方，可以通過液晶顯示器實時顯示空氣中的溫度、天然氣、煤氣、酒精的濃度；一旦液化石油氣、天然氣或者煤氣洩漏的濃度達到報警設定值，現場聲光報警並可以通過有線的RS485通信方式觸發遠程聯網報警。這種氣體探測報警系統的不足之處是當家中沒人時，用戶無法及時了解家裡燃氣的情況，一旦出現液化石油氣、天然氣或者煤氣洩漏時，不能即時地處理
實用新型內容
有鑑於此，本實用新型的目的在於提供一種基於GSM的智能氣體檢測報警系統，有效解決了現有技術中的問題，通過採集家裡容易出現的有毒有害氣體信號，除了具有檢測信號超限聲光報警功能、相關燃氣電磁閥和排氣扇聯動功能以外，用戶還可以通過有線和無線兩種通信方式來查詢採集的數據。本實用新型採用以下技術方案一種基於GSM的智能氣體檢測報警系統，包括主控制器、顯示器、聲光報警裝置、溫度傳感器、酒精傳感器、天然氣傳感器和煤氣傳感器，所述顯示器、聲光報警裝置、溫度傳感器、酒精傳感器、天然氣傳感器和煤氣傳感器均與主控制器連接，其中，所述基於GSM的智能氣體檢測報警系統還包括與主控制器連接的GSM簡訊模塊和燃氣電磁閥聯動裝置；所述GSM簡訊模塊上設有SIM手機卡。本實用新型的的優選方式為，所述主控制器採用C8051R)20單片機。本實用新型的另ー優選方式為，所述主控制器上還設有連接上位機的USB接ロ。本實用新型的有益效果是I、本實用新型在可靠的檢測家庭有毒有害氣體、溫度井聲光報警、啟動聯動裝置的同時，完成了無線通信和網絡查詢兩個功能，用戶可以通過手機簡訊和網際網路查詢以及遠程登錄系統上位機的方法，及時獲取家庭裡的相關氣體數據信息；2、本實用新型具備精確、靈敏的溫度檢測、空氣中的酒精濃度檢測、天然氣和煤氣等有害有毒氣體的檢測等功能，並具備發送報警短消息，手機短消息查詢及手機短消息查詢控制等四種功能，可第一時間通知用戶，用戶也可以隨時用手機查詢；3、上位機用來保存採集數的資料庫，可以方便用戶對數據進行查詢和分析；4、本實用新型中引入上位機採集數據的設計，以及短消息查詢採集數據的設計，可以將產品的後續研究延伸到無人值守的具有有毒有害氣體的エ業場所的探測。

[0013]圖I是本實用新型的結構框圖；圖2是本實用新型的主控制器和上位機PC的通信模塊電路原理圖；圖3是本實用新型的無線通信模塊電路原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實例對本實用新型作進ー步描述如圖I所示，本產品包括C8051F020單片機、液晶顯示器、聲光報警裝置、燃氣電磁閥聯動裝置、溫度傳感器、酒精傳感器、天然氣傳感器和煤氣傳感器。DS18B20溫度傳感器、MQ-3型的酒精檢測傳感器、MQ-4型的(天然氣)甲烷傳感器和MQ-7型的CO (煤氣)傳感器等四路信號為系統的輸入部分；系統輸出部分包括檢測信號超限聲光報警裝置、燃氣電磁閥聯動裝置，燃氣電磁閥聯動裝置控制燃氣電磁閥及排氣扇等工作。C8051R)20單片機的UARTO 口外接GSM簡訊模塊TC35，GSM簡訊模塊TC35上安裝有SM手機卡，如果用戶家中 沒人，當檢測的信號超過一定限值時，可以給用戶緊急發送短消息提示。C8051R)20單片機通過USB接ロ與上位機PC相連接，PC機上安裝有數據採集軟體和資料庫、並提供相應的網絡查詢服務。如圖2、圖3所示，C8051R)20單片機是完全集成的混合信號系統級MCU晶片，其片內有ー個100ksps、12位解析度的SAR ADC0，ー個9通道輸入多路選擇開關和可編程增益放大器；還有兩個功能完全相同的UART (UARTO和UARl )，這種結構特點適合讓單片機採集ー些變化較快、較敏感的模擬信號，設計エ業或者民用的測控系統，並可以設置多種通信方式，來完善產品的網絡功能。本實用新型通過採集家裡容易出現的有毒有害氣體信號，除了具有檢測信號超限聲光報警功能、相關燃氣電磁閥和排氣扇聯動功能以外，用戶還可以通過有線和無線兩種通信方式來查詢採集的數據，比如當短消息查詢室內溫度過高時，可以發送短消息打開室內的排氣扇進行通風。C8051F020單片機的ADCO子系統共有9通道ΑΙΝΟ. 0-ΑΙΝ0. 8，可以採集8路的外部模擬量輸入，本產品將其中的ΑΙΝ0. I、ΑΙΝΟ. 2、ΑΙΝΟ. 3通道配置為模擬輸入，並分別連接MQ-3型的酒精檢測傳感器、MQ-4型的(天然氣)甲烷傳感器和MQ-7型的CO (煤氣)傳感器的模擬量輸出引腳，在編程中採用C8051R)20單片機內部定時器3的溢出來啟動每個通道的定時A/D連續轉換，並在定時器3的中斷中對採樣的通道進行切換。對於溫度的採樣，採用了最常用的數字溫度傳感器DS18B20，由於S18B20可以將採樣的溫度轉化成數位訊號從數據引腳輸出，故將單片機的P2. O配置為數字輸入並接在DS18B20的數據引腳。為節約成本，本產品採用液晶顯示屏IXD1602來實時顯示單片機採樣的數據。本設計將單片機的P7 口和P3. 0、P3. 1、P3. 2分別接IXD1602的數據引腳和控制引腳。對於溫度、酒精、甲烷與CO四種採樣數據的顯示，IXD1602採用了分屏顯示的方法，即IXD1602在第一屏顯示溫度「 Temp :XX°C」和空氣中酒精濃度「 C2H50H XXXXPPM",第二屏顯示甲烷濃度 「CH4 :XXXXPPM」 和 CO 濃度 「CO :XXXXPPM」。本產品用高分貝的直流蜂鳴器來做為聲音報警裝置，將其控制引腳與單片機的P2. 5連接，並採用了四個高亮度紅色發光二極體來分別作為溫度、酒精、甲烷與CO四路信號超限報警指示燈，分別與單片機的P2. I、P2. 2、P2. 3、P2. 4連接，當任何一個採樣信號數據超過極限時，本產品能夠在發出聲光報警的同時啟動聯動的燃氣電磁閥和排氣扇，使用單片機的P3. 4和P3. 5引腳來控制這兩種裝置。使用兩個發光二極體來指示燃氣電磁閥和排氣扇的工作。本產品的無線傳輸是在C8051F020單片機的UARTl(配置PO. 4為TX1、P1. O為RXl)口外接了性價比較高、エ業級GSM模塊，即西門子GSM簡訊模塊TC35，GSM簡訊模塊有SM卡接ロ器和天線，可以發送短消息，當單片機檢測的數據超過一定的限值後，能夠將單片機採集的數據發送給用戶，可以讓用戶及時做出處理。用戶還可以在戶外發送手機短消息來查詢本產品實時採集的溫度和天然氣濃度等數據，並可以通過發送短消息的方式啟動 排氣扇通風。為了方便用戶通過網絡實時查看家中每種信號的採樣數據，本產品將核心板自帶的UARTO接ロ(已經FT232L轉換為USB電平)通過USB連接線至PC機，PC機上使用C#語言設計了上位機軟體，使用VC++6. O中的串ロ控制項接收數據並將數據實時存入資料庫中，用戶可以使用上位機程序按日期查詢採集數據。網絡部分採用ASP. NET設計，主要是對插入資料庫的數據進行遠程的網絡查詢。這樣可使用戶實時掌握採集的數據信息。本產品在使用時本產品的主控板採用5V電源供電，無線通信GSM簡訊模塊TC35採用9V電源供電。上位機上安裝PL2303驅動軟體，可以讓其識別接在USB接ロ的單片機；上位機需具有.NET1. O以上及SQL Server2005支持。檢測天然氣(主要是甲烷)的濃度範圍是O — 5000PPM，報警及發簡訊的極限值為500PPM ;檢測煤氣的濃度範圍是10—1000PPM，報警及發簡訊的極限值為100PPM ;檢測溫度的範圍是_50_125°C ;檢測酒精的濃度是10-1000PPM，報警的極限值為300PPM。當單片機檢測的數據超過一定的限值後，能夠將單片機採集的數據發送給用戶，可以讓用戶及時做出處理。用戶還可以在戶外發送手機短消息來查詢本產品實時採集的溫度和天然氣濃度等數據，並可以通過發送短消息的方式啟動排氣扇通風。最後說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，本領域普通技術人員對本實用新型的技術方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本實用新型技術方案的精神和範圍，均應涵蓋在本實用新型的權利要求範圍當中。
權利要求1.一種基於GSM的智能氣體檢測報警系統，包括主控制器、顯示器、聲光報警裝置、溫度傳感器、酒精傳感器、天然氣傳感器和煤氣傳感器，所述顯示器、聲光報警裝置、溫度傳感器、酒精傳感器、天然氣傳感器和煤氣傳感器均與主控制器連接，其特徵在幹所述基於GSM的智能氣體檢測報警系統還包括與主控制器連接的GSM簡訊模塊和燃氣電磁閥聯動裝置；所述GSM簡訊模塊上設有SM手機卡。
2.根據權利要求I所述的ー種基於GSM的智能氣體檢測報警系統，其特徵在於所述主控制器上還設有連接上位機的USB接ロ。
3.根據權利要求I或2所述的ー種基於GSM的智能氣體檢測報警系統，其特徵在於所述燃氣電磁閥聯動裝置由手機簡訊控制。
專利摘要本實用新型公開了一種基於GSM的智能氣體檢測報警系統，包括主控制器、顯示器、聲光報警裝置、溫度傳感器、酒精傳感器、天然氣傳感器和煤氣傳感器，所述顯示器、聲光報警裝置、溫度傳感器、酒精傳感器、天然氣傳感器和煤氣傳感器均與主控制器連接，其中，所述基於GSM的智能氣體檢測報警系統還包括與主控制器連接的GSM簡訊模塊和燃氣電磁閥聯動裝置；所述GSM簡訊模塊上設有SIM手機卡。本實用新型通過採集家裡容易出現的有毒有害氣體信號，除了具有檢測信號超限聲光報警功能、相關燃氣電磁閥和排氣扇聯動功能以外，用戶還可以通過有線和無線兩種通信方式來查詢採集的數據。
文檔編號G08B21/16GK202472872SQ20122010587
公開日2012年10月3日 申請日期2012年3月20日 優先權日2012年3月20日
發明者仉立文, 張瀟文, 曲豪, 王玉慶, 胡慧敏 申請人:河南財經政法大學