无线燃气智能检测终端的制作方法

本实用新型涉及气体检测技术领域，具体地说是一种无线燃气智能检测终端。

背景技术：

随着可燃气体应用领域的迅速扩大，在给人们的生产、生活带来极大方便的同时，由于其易燃易爆的特性，使得事故的发生率也相应的提高了，对人们的生命和财产安全构成了极大的威胁。为防患于未然，对可燃气体的泄漏进行检测并能够进一步控制就显得十分必要了。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种无线燃气智能检测终端，用于解决燃气泄漏不易检测，容易造成重大事故的问题。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：

无线燃气智能检测终端，用于检测燃气是否发生泄漏，将检测到的数据上传到服务器，并进行报警的终端设备，其特征是，包括用于给终端设备供电的电源电路，用于采集数据信息的信号采集电路，主控电路，用于存储数据的存储电路，用于与外部检测设备、检测终端和服务器进行通信的通信电路，用于控制管道开关的输出控制电路，用于显示检测终端参数和检测数据的显示电路；所述电源电路用于给信号采集电路、主控电路、存储电路、通信电路、输出控制电路和显示电路供电，信号采集电路与主控电路的输入端相连，主控电路的输出控制端与通信电路、显示电路、存储电路和输出控制电路相连；通信电路与显示电路相连。

进一步地，所述的显示电路包括显示屏电路，当检测值超过限制进行报警的报警指示灯电路，检测系统是否正常运行的运行指示灯电路，检测网络是否正常连接的网络连接指示灯电路。

进一步地，所述的通信电路包括有线通信电路和无线通信电路；所述的无线通信电路包括遥控电路和无线通信与定位电路；所述的有线通信电路包括RS485通信电路和RS232通信电路；

所述的遥控电路和显示屏电路相连；无线通信与定位电路与主控电路相连；RS485通信电路的输入端与外部检测设备相连，RS485通信电路的输出端与主控电路相连；RS232通信电路与主控电路相连。

进一步地，所述的信号采集电路包括用于采集燃气管道内的压力信息的4-20MA信号采集电路，采集温度信息的温度采集电路，采集水位信息的水位信息采集电路，采集燃气浓度信息的气体浓度采集电路；4-20MA信号采集电路、温度采集电路、水位信息采集电路和气体浓度采集电路与主控电路相连。

进一步地，所述的电源电路包括3.3V电源电路、4.2V电源电路、5V电源电路、12V电源电路、供电电压选择电路、用于控制气体浓度采集电路频率工作的频控供电电路、显示屏供电电路、显示屏背光供电电路；

所述供电电压选择电路分别与3.3V电源电路、4.2V电源电路、5V电源电路、12V电源电路、主控电路相连；频控供电电路的一端与主控电路相连，频控供电电路的另一端与气体浓度采集电路相连；显示屏供电电路的一端与主控电路相连，显示屏供电电路的另一端与显示屏相连；显示屏背光供电电路的一端与主控电路相连，显示屏背光供电电路的另一端与显示屏相连。

进一步地，所述的主控电路包括单片机电路、提供时间和定时的外部时钟电路、提供电压基准的基准源电路、给单片机提供时钟源的晶振电路、消除寄生耦合的退耦电路、对电源进行滤波的滤波电路；所述外部时钟电路、基准源电路、晶振电路、退耦电路分别与单片机电路相连；所述滤波电路的一端与电源相连，滤波电路的另一端与单片机电路相连。

进一步地，所述的输出控制电路包括继电器输出电路。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型用于检测调压站等场所燃气泄露，以及流量、压力、温度等数据的采集上传，并在采集到的数据超过限制的时候进行报警。

本实用新型能够主动进行气体采样，数字显示可燃气体的泄漏浓度，输出输出控制，关闭管道的控制阀，同时告知用户或燃气公司报警信息。

附图说明

图1为本实用新型的电路连接关系图；

图2为本实用新型显示屏电路；

图3为本实用新型报警指示灯电路；

图4为本实用新型运行指示灯电路；

图5为本实用新型网络连接指示灯电路；

图6为本实用新型遥控电路；

图7为本实用新型无线通信与定位电路；

图8为本实用新型RS485通信电路；

图9为本实用新型RS232通信电路；

图10为本实用新型4-20MA信号采集电路；

图11为本实用新型温度采集电路；

图12为本实用新型水位信息采集电路；

图13为本实用新型气体浓度采集电路；

图14为本实用新型3.3V电源电路；

图15为本实用新型4.2V电源电路；

图16为本实用新型5V电源电路；

图17为本实用新型12V电源电路；

图18为本实用新型供电电压选择电路；

图19为本实用新型频控供电电路；

图20为本实用新型显示屏供电电路；

图21为本实用新型显示屏背光供电电路；

图22为本实用新型单片机电路；

图23为本实用新型外部时钟电路；

图24为本实用新型基准源电路；

图25为本实用新型晶振电路；

图26为本实用新型退耦电路；

图27为本实用新型3.3V电源滤波电路；

图28为本实用新型4.2V电源滤波电路；

图29为本实用新型5V电源滤波电路；

图30为本实用新型12V电源滤波电路；

图31为本实用新型继电器输出电路。

具体实施方式

如图1所示，无线燃气智能检测终端，用于检测燃气是否发生泄漏，将检测到的数据上传到服务器，并进行报警的终端设备，包括用于给终端设备供电的电源电路，用于采集数据信息的信号采集电路，主控电路，用于存储数据的存储电路，用于与外部检测设备、检测终端和服务器进行通信的通信电路，用于控制管道开关的输出控制电路，用于显示检测终端参数和检测数据的显示电路；所述电源电路用于给信号采集电路、主控电路、存储电路、通信电路、输出控制电路和显示电路供电，信号采集电路与主控电路的输入端相连，主控电路的输出控制端与通信电路、显示电路、存储电路和输出控制电路相连；通信电路与显示电路相连。

如图2所示，显示电路包括显示屏电路，显示屏用于显示检测终端的设置参数、检测到的数据(燃气浓度、管道压力、温度)、报警信息。

如图3所示，当检测值超过限制时，报警指示灯电路进行报警。

如图4所示，当系统正常运行时，运行指示灯电路正常工作，指示灯亮。

如图5所示，当网络运行正常是，网络连接指示灯电路正常工作，指示灯亮。

通信电路包括有线通信电路和无线通信电路；无线通信电路包括遥控电路和无线通信与定位电路；有线通信电路包括RS485通信电路和RS232通信电路。

如图6-图9所示，遥控电路和显示屏电路相连；无线通信与定位电路与主控电路相连；RS485通信电路的输入端与外部检测设备相连，RS485通信电路的输出端与主控电路相连；RS232通信电路与主控电路相连。

遥控电路采用SM1838芯片，用于遥控显示屏进行显示信息。无线通信与定位电路采用SIM808芯片和SIMCARD芯片，通过GPRS无线使得单片机与服务器进行通信，GPS进行定位。RS485通信电路采用LC03-6芯片和MAX3471EUA芯片，可以采集外部检测终端的信号，如流量计，并将采集到的信号发送给单片机。RS232通信电路采用MAX3232C芯片进行异步串行通信。

信号采集电路包括用于采集燃气管道内的压力信息的4-20MA信号采集电路，采集温度信息的温度采集电路，采集水位信息的水位信息采集电路，采集燃气浓度信息的气体浓度采集电路；4-20MA信号采集电路、温度采集电路、水位信息采集电路和气体浓度采集电路与主控电路相连。

如图10所示，4-20MA信号采集电路主要采用瞬态抑制二极管和ADA4051芯片，用于采集压力传感器的管道压力信息。

如图11所示，温度采集电路用于采集温度信息，并发送给单片机。

当本实用新型用在地下，检测地下燃气管道是否漏气时，难免会有积水的影响，因此，本实用新型设置了水位信息采集电路。如图12所示，水位信息采集电路用于检测水位信息，并发送给单片机。

本实用新型主要检测可燃气体的浓度，如图13所示，设置了气体浓度采集电路，将甲烷传感器采集到的甲烷气体浓度进行放大滤波，发送给单片机。

电源电路包括3.3V电源电路、4.2V电源电路、5V电源电路、12V电源电路、供电电压选择电路、用于控制气体浓度采集电路频率工作的频控供电电路、显示屏供电电路、显示屏背光供电电路。

供电电压选择电路分别与3.3V电源电路、4.2V电源电路、5V电源电路、12V电源电路、主控电路相连；频控供电电路的一端与主控电路相连，频控供电电路的另一端与气体浓度采集电路相连；显示屏供电电路的一端与主控电路相连，显示屏供电电路的另一端与显示屏相连；显示屏背光供电电路的一端与主控电路相连，显示屏背光供电电路的另一端与显示屏相连。

如图14所示，3.3V电源电路主要由瞬态抑制二极管、共模电感、LT8610电源芯片和静噪抑制器组成，将市电转换为3.3V直流电，主要给3.3V芯片进行供电，如单片机、MAX3232C芯片。

如图15所示，4.2V电源电路主要由光电耦合器、LT8610电源芯片、静噪抑制器、自恢复保险丝组成，将3.3V电压升为4.2V电压，主要用于给4V用电电路供电，如无线通信与定位电路。

如图16所示，5V电源电路主要由光电耦合器、LT1930电源芯片、静噪抑制器、自恢复保险丝组成，将3.3V电压转换为5V电压，用于给5V用电电路供电，如频控供电电路。

如图17所示，12V电源电路主要由光电耦合器、LT1930电源芯片、静噪抑制器、自恢复保险丝组成，将3.3V电压转换为12V电压，主要用于给12V用电电路供电，如4-20MA信号采集电路。

如图18所示，供电电压选择电路用于选择用多大电压供电，主要采用场效应管Q181和晶闸管Q182进行工作。

本实用新型并不需要甲烷传感器一直工作，这样不仅浪费电能，而且采集的数据也大多无用，只需其进行有规律性的间隔工作，如图19所示，本实用新型设置了频控供电电路，用于给气体浓度采集电路间断性供电。

如图20所示，显示屏供电电路用于给显示屏进行供电，如图21所示，显示屏背光供电电路用于给显示屏的背光进行供电。

如图22-图26所示，主控电路包括单片机电路、提供时间和定时的外部时钟电路、提供电压基准的基准源电路、给单片机提供时钟源的晶振电路、消除寄生耦合的退耦电路、对电源进行滤波的滤波电路；外部时钟电路、基准源电路、晶振电路、退耦电路分别与单片机电路相连；滤波电路的一端与电源相连，滤波电路的另一端与单片机电路相连。

单片机电路采用SIM32L151VCT6芯片，外部时钟电路采用DS3231MZ+芯片，基准源电路采用ADR3425芯片，退耦电路由多个电容并联而成。

如图27-30所示，为了保证供电电压稳定，对于4种电源设计了4种滤波电路，包括3.3V电源滤波电路、4.2V电源滤波电路、5V电源滤波电路、12V电源滤波电路。

如图31所示，继电器输出电路用于控制电磁阀或排气阀的开关，主要由TLP2303芯片和继电器组成，可根据实际需要设置多路继电器输出电路。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。