一种低功耗智慧消防终端的制作方法

本实用新型涉及消防领域，尤其涉及一种低功耗智慧消防终端。

背景技术：

烟雾的检测，是快速发现火灾的重要手段，利用高科技的检测设备，跟踪检测环境中烟雾是否存在，发出预警信息，提前采取针对性的手段，防止事故的出现，提高工业生产、家庭生活的安全性。但是目前一些设备都是通过烟雾传感器检测烟雾信号，并将检测到的烟雾信号之间输出至处理器进行模数转换，没有对烟雾传感器输出信号进行进一步处理，使得处理器处理的烟雾信号精度不高，以及对烟雾信号敏感度不高，有时候无法检测到很小的烟雾信号，因此，为解决上述问题，本实用新型提供一种低功耗智慧消防终端，可以处理烟雾传感器的输出信号，提高处理器的处理精度和敏感度。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提出了一种低功耗智慧消防终端，可以处理烟雾传感器的输出信号，提高处理器的处理精度和敏感度。

本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型提供了一种低功耗智慧消防终端，其包括环境检测机构、处理器和执行机构，环境检测机构包括烟雾检测电路、水位检测电路、水压检测电路和阀门检测电路；

执行机构包括继电器、继电器驱动电路和水泵；

烟雾检测电路、水位检测电路、水压检测电路和阀门检测电路分别与处理器的输入端电性连接，处理器的输出端通过继电器驱动电路与继电器电性连接，继电器的开关设置在水泵的电源线路上。

在以上技术方案的基础上，优选的，烟雾检测电路包括烟雾传感器和第一信号处理电路；

烟雾传感器通过第一信号处理电路与处理器的模拟输入端电性连接。

在以上技术方案的基础上，优选的，水位检测电路包括水位传感器和第二信号处理电路；

水位传感器设置在消防水池或者水箱中，用于检测消防水池或者水箱的水位，并将水位信号发送至第二信号处理电路，第二信号处理电路对水位信号进行放大滤波处理，并处理后的信号发送至处理器；

水位传感器通过第二信号处理电路与处理器的模拟输入端电性连接。

在以上技术方案的基础上，优选的，水压检测电路包括水压传感器和第三信号处理电路；

水压传感器设置在建筑消防栓和喷淋系统末端，用于检测消防管网的水压，并将水压信号发送至第三信号处理电路，第三信号处理电路对水压信号进行放大滤波处理，并处理后的信号发送至处理器；

水压传感器通过第三信号处理电路与处理器的模拟输入端电性连接。

在以上技术方案的基础上，优选的，阀门检测电路包括多个压力传感器、多个流量传感器和第四信号处理电路；

压力传感器设置于消防栓阀门井处，用于采集消防栓阀门井处的压力值；

流量传感器设置于消防管网内部，用于检测所述消防管网内部的动态水流量，并将流量信号发送至第四信号处理电路，第四信号处理电路分别对压力信号和流量信号进行放大滤波处理，并处理后的信号发送至处理器；

压力传感器通过第四信号处理电路与处理器的模拟输入端电性连接。

在以上技术方案的基础上，优选的，处理器为stc89c51单片机。

进一步优选的，烟雾传感器为mq-2半导体气体烟雾传感器。

进一步优选的，第一信号处理电路包括：电阻r56-r58、电容c28-c32、ad623仪表放大器和adc0832转换芯片；

mq-2半导体气体烟雾传感器的引脚4和引脚6分别与ad623仪表放大器的引脚3电性连接，电阻r55和电容c28并联接地在ad623仪表放大器的引脚3，ad623仪表放大器的引脚2分别与电容c32的一端、电阻r57的一端电性连接，电容c32的另一端和电阻r57的另一端分别与电源电性连接，ad623仪表放大器的引脚1分别与电阻r56的一端和电容c29的一端电性连接，电阻r56的另一端通过电阻r57与电容c29的另一端和ad623仪表放大器的引脚8电性连接，ad623仪表放大器的引脚7与电源电性连接，ad623仪表放大器的引脚4接地，ad623仪表放大器的6引脚与adc0832转换芯片的cho引脚电性连接，adc0832转换芯片的do引脚与其di引脚电性连接，adc0832转换芯片的ch1、clk和di分别与stc89c51单片机的p15、p12和p13引脚一一对应电性连接。

本实用新型的一种低功耗智慧消防终端相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)通过设置第一信号处理电路包括仪表放大器以及设计仪表放大器的外围电路，使得仪表放大倍数可调，仪表放大器基准电压可调，进而可以调节烟雾传感器输出信号的倍数，使得烟雾信号易于被发现，并且易于处理器处理；

(2)通过设置水位检测电路、水压检测电路和阀门检测电路，可以对消防水池、水箱水位进行监测，对室内消火栓、喷淋系统末端、消防管网的水压进行监测，实时掌握消防供水系统中水量和水压的情况，避免消防供水系统无法正常联动，消防供水管见中往往水压不足或根本无水的情况。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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本实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种低功耗智慧消防终端的结构图；

图2为本实用新型一种低功耗智慧消防终端中烟雾检测电路的电路图；

图3为本实用新型一种低功耗智慧消防终端中水位检测电路的电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型的一种低功耗智慧消防终端，其包括环境检测机构、处理器和执行机构。环境检测机构与处理器的输入端电性连接，处理器的输出端与执行机构电性连接。

其中，环境检测机构，检测环境参数，其中，环境参数包括温度、烟雾、水位、水压、流量等，环境检测机构将检测到的环境参数输出至处理器，处理器接收环境参数，并判断当前环境参数是否超过预设阈值，当超过预设阈值时，驱动执行机构动作或者报警，进行使环境参数降至正常范围。在本实施例中，环境检测机构包括烟雾检测电路、水位检测电路、水压检测电路和阀门检测电路，烟雾检测电路、水位检测电路、水压检测电路和阀门检测电路分别与处理器的输入端电性连接。以下详细介绍各部分的功能。

进一步优选的，处理器为stc89c51单片机。

由于发生火灾时，会产生有毒有害气体，其中最著名的是一氧化碳，因此，本实施例设置烟雾检测电路包括烟雾传感器和第一信号处理电路，烟雾传感器通过第一信号处理电路与处理器的模拟输入端电性连接。其中，烟雾传感器负责检测烟雾含量信息，第一信号处理电路对烟雾含量信号进行放大滤波处理，并处理后的信号发送至处理器。

进一步优选的，烟雾传感器为mq-2半导体气体烟雾传感器。

进一步优选的，如图2所示，第一信号处理电路包括：电阻r56-r58、电容c28-c32、ad623仪表放大器和adc0832转换芯片；mq-2半导体气体烟雾传感器的引脚4和引脚6分别与ad623仪表放大器的引脚3电性连接，电阻r55和电容c28并联接地在ad623仪表放大器的引脚3，ad623仪表放大器的引脚2分别与电容c32的一端、电阻r57的一端电性连接，电容c32的另一端和电阻r57的另一端分别与电源电性连接，ad623仪表放大器的引脚1分别与电阻r56的一端和电容c29的一端电性连接，电阻r56的另一端通过电阻r57与电容c29的另一端和ad623仪表放大器的引脚8电性连接，ad623仪表放大器的引脚7与电源电性连接，ad623仪表放大器的引脚4接地，ad623仪表放大器的6引脚与adc0832转换芯片的cho引脚电性连接，adc0832转换芯片的do引脚与其di引脚电性连接，adc0832转换芯片的ch1、clk和di分别与stc89c51单片机的p15、p12和p13引脚一一对应电性连接。

其中，r55是采样电阻，阻值10k，精度1％；烟雾浓度未超标时，mq-2半导体气体烟雾传感器输出电流为273.15ua，电阻r55上的电压2.7315v；烟雾浓度超标时，mq-2半导体气体烟雾传感器输出电流373.15ua，电阻r55上的电压3.7315v；由于烟雾浓度未超标时mq-2半导体气体烟雾传感器输出不是0，因此放大前应先减去该零点电压，由9v利用电位器r58分压后获得，大小为2.7315v；ad623仪表放大器，单电源供电，增益1～1000，只需调节电阻r57即可改变增益，利用5脚ref端使得输出信号基准电平可以在一定范围内任意给定，其中，ad623仪表放大器输入电压范围2.7315-3.7315v，减去基准后0-1v，放大后要求输出电压1-5v，因此ad623仪表放大器的放大倍数为4，调节1脚和8脚之间的电阻，即r56和r57的阻值，可改变放大倍数；ad623仪表放大器三维5脚输入1v的电压基准，即在烟雾浓度未超标时ad623仪表放大器输入为0v，输出为1v(对地)，烟雾浓度超标时，ad623仪表放大器输出5v，电容c30和c31为退耦电容或滤波电容。

水位检测电路用于检测消防水池或者水箱中的水位，在消防水池或者水箱缺水时，及时通知处理器消防水池或者水箱中缺水，由处理器控制执行机构往消防水池或者水箱中供水，以免在发生火灾时，消防水池或者水箱缺水，错过救火的最佳时机。在本实施例中，水位检测电路包括水位传感器和第二信号处理电路；水位传感器设置在消防水池或者水箱中，用于检测消防水池或者水箱的水位，并将水位信号发送至第二信号处理电路，第二信号处理电路对水位信号进行放大滤波处理，并处理后的信号发送至处理器；水位传感器通过第二信号处理电路与处理器的模拟输入端电性连接。

进一步优选的，水位传感器为投入式水位传感器。如图3所示，第二信号处理电路包括：电阻r47、电容c26和adc0832转换芯片；投入式水位传感器的引脚4和引脚6与adc0832转换芯片的ch0引脚电性连接，电阻r47和电容c26并联接地在adc0832转换芯片的ch0引脚，adc0832转换芯片的do引脚与其di引脚电性连接，adc0832转换芯片的ch1、clk和di分别与stc89c51单片机的p2.2，p2.3和p2.4引脚一一对应电性连接。其中，投入式水位传感器作为水位信号的采集，由于水位信号采集后的信号是模拟量变化的，处理器不能直接处理模拟信号，需要使用一个ad转换电路进行数字转换才能使用，所以在设计水位检测电路的时候采用adc0832芯片来转换，将投入式水位传感器模拟信号输出管脚接在adc0832芯片的通道0上进行转换，adc0832芯片的通信管脚接在了处理器的p2.2，p2.3和p2.4上，通过这3个管脚就可以实现烟雾浓度数据的转换。这里的adc0832芯片不是第一信号处理电路中的adc0832芯片，属于另一片芯片。

水压检测电路用于建筑消防栓和喷淋系统末端的水压大小，防止火灾发生时，建筑消防栓和喷淋系统末端的水压不够，无法达到更高的射程，进而错过救火的最佳时机。在本实施例中，水压检测电路包括水压传感器和第三信号处理电路。水压传感器设置在建筑消防栓和喷淋系统末端，用于检测消防管网的水压，并将水压信号发送至第三信号处理电路，第三信号处理电路对水压信号进行放大滤波处理，并处理后的信号发送至处理器；水压传感器通过第三信号处理电路与处理器的模拟输入端电性连接。

进一步优选的，水压传感器采用昆仑海岸的jyb-ko-lw1wd水压传感器，第三信号处理电路的电路结构与第二信号处理电路的电路结构相同，本实施例中，jyb-ko-lw1wd水压传感器的输出端与adc0832转换芯片的ch0引脚电性连接，adc0832转换芯片的ch1、clk和di分别与stc89c51单片机的p2.5，p2.6和p2.7引脚一一对应电性连接，其余的电路结构与第二信号处理电路的结构相同，因此，不再累述。这里的adc0832转换芯片是另一块芯片，不是第二信号处理电路中的adc0832转换芯片。

阀门检测电路，用于检测各消防栓阀门井处的压力值和流量值。在本实施例中，阀门检测电路包括多个压力传感器、多个流量传感器和第四信号处理电路；压力传感器设置于消防栓阀门井处，用于采集消防栓阀门井处的压力值；流量传感器设置于消防管网内部，用于检测所述消防管网内部的动态水流量，并将流量信号发送至第四信号处理电路，第四信号处理电路分别对压力信号和流量信号进行放大滤波处理，并处理后的信号发送至处理器；压力传感器通过第四信号处理电路与处理器的模拟输入端电性连接。

进一步优选的，压力传感器采用mpx2010d压力传感器，第四信号处理电路的电路结构与第二信号处理电路的电路结构相同，本实施例中，mpx2010d压力传感器的输出端与adc0832转换芯片的ch0引脚电性连接，adc0832转换芯片的ch1、clk和di分别与stc89c51单片机的p0.2，p0.3和p0.4引脚一一对应电性连接，其余的电路结构与第二信号处理电路的结构相同，因此，不再累述。

执行机构，在环境参数超出预设阈值时，控制供水系统的阀门打开，或者增加水管里的压力。在本实施例中，执行机构包括电磁式继电器、继电器驱动电路和水泵，水泵与交流电源电性连接，处理器的输出端通过继电器驱动电路与继电器电性连接，继电器的开关设置在水泵的电源线路上。

进一步优选的，电磁式继电器的构成部分包含铁芯、衔铁、线圈l5、触点簧片；当线圈l5的两端有一定的电压之后，线圈l5中就会有电流流过，这样就会产生电磁感应，此时衔铁会在电磁场磁力的作用下将铁芯吸起来，进而带动衔铁的动触点以及静触点的吸引以及释放，用这样的吸合和释放的方式来达成电路的接通和切断的目的。

继电器驱动电路包括电阻r48和三极管q4；stc89c51单片机的引脚p1.7通过电阻r48与三极管q4的基极电性连接，三极管q4的发射极接地，三极管q4的集电极通过线圈l5与电源电性连接，电磁式继电器的常开触点设置在水泵与电源之间的线路上，电磁式继电器的常闭触点与水泵电性连接。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。