专利名称：用于电气火灾监控的gsm无线报警装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电子电路领域，尤其涉及一种用于电气火灾监控的GSM无线报警 装置。
背景技术：
随着我国经济的快速发展，许多大楼建筑的电缆分布的十分密集，现代电气系统 结构也日益复杂，由此引发的电气火灾事故也越来越频繁。据有关资料统计，电气火灾已占 火灾发生的30%以上。在我国电气火灾中，因电压故障不稳定造成大面积电器损坏时有发 生，主要是因"断零"引起，三相四线制供电系统，"断零"时，会产生某相电压偏高或偏低，使 电器因过、欠压状态，导致电器损坏，从而引发电气火灾。由于建筑物电气火灾隐患危险性 大、人员密集，根据国家相关法规定，当火灾发生时，应能切断相应楼层的总电源，避免因通 过电气线路将火灾蔓延，同时保护消防人员在灭火时的安全。因此，在配电电路中需要一套 监控电气火灾的电子监视系统，检测用电设备及其线路的故障和异常状态，发现电气火灾 隐患，及时提醒人员去消除这些隐患。 现有的电气火灾报警装置虽能有效预防电气火灾发生，但是由于结构复杂、布线 繁琐，势必会给建筑物本身造成一定的损害，尤其是对历史悠久的古建筑。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种用于电气火灾监控的GSM无线报
警装置，采用多路监测回路，能够及时准确地预警出电气电路所存在的异常状况，并通过
GSM网络将警报信息发送给指定人员，具有有线远程控制与GSM无线报警功能，可有效解决
建筑改造项目没办法布线的技术难题。 本实用新型所采用的技术方案是 —种用于电气火灾监控的GSM无线报警装置，包括 —单片机控制电路，其是由51单片机芯片(Ul)及连接其上的振荡发生电路组成， 其输入连接于电源电路、电压检测电路、消防启动电路、看门狗电路及键盘电路，其输出连 接于GSM发射电路、LCD显示电路、警声电路、继电器驱动电路及指示灯电路，其输入输出连 接于通信接口电路； —电源电路，其输出端连接于所述的单片机控制电路； —电压检测电路，包括电压互感器和电压比较电路，其输入连接于电网电源，输出 连接至所述的单片机控制电路； —消防启动电路，其输入连接于消防联动信号，输出连接至所述的单片机控制电 路； —看门狗电路，其输出连接于所述的单片机控制电路； —键盘电路，其输出连接于所述的单片机控制电路； — GSM发射电路，其输入连接于所述的单片机控制电路；[0014] — LCD显示电路，包括LCD驱动芯片，其输入连接于所述的单片机控制电路，其输 出连接于LCD模块； —警声电路，其输入连接于所述的单片机控制电路，其输出连接于扬声器； —继电器驱动电路，其输入连接于所述的单片机控制电路，其输出连接至脱扣机
构； —指示灯电路，其输入连接于所述的单片机控制电路； —通信接口电路，其输入输出连接于所述的单片机控制电路。 进一步的，所述的电源电路是变压器的输出端经过一个由4个二极管组成的全桥 整流单元和其输出端连接的电源整流稳压芯片构成，所述的电源整流稳压芯片的输入端并 接有2个滤波电容和输出端亦并接有2个滤波电容。电源电路产生+5V、+12V电压，提供工 作电源。 进一步的，所述的电压检测电路，进行漏电、过压及欠压的检测，包括电压互感器 和电压比较电路，是采用电压互感器采集电压信号，经过电压比较电路与基准电压比较后， 输入至单片机控制电路。所述的电压检测电路是由电流互感器感应该电压信号，在电流互 感器的次级线圈上经过二极管整流，电容滤波后，再经电阻限流分压后，再经电容构成的滤 波电路输入至电压比较电路后连接至单片机控制电路。所述的电压比较电路是由运算放大 器组成，其参考电压通过电阻接于+5V分压获得。 进一步的，所述的消防启动电路是由光电耦合器、分压电阻和上拉电阻组成的电 路，光电耦合器的输出端连接于单片机控制电路。 进一步的，所述的GSM发射电路包括GSM芯片；所述的LCD显示电路包括LCD驱动 芯片；所述的看门狗电路是由5045芯片组成。所述的键盘电路是由复数个按钮组成的键盘 电路，通过上拉电阻连接于+5V电源。 进一步的，所述的警声电路是由声音发生芯片、音频扩大芯片及外围的电阻和电 容构成，其开关控制端是51单片机芯片的端口通过连接于其上的光电耦合器控制半导体 开关管导通+12V电源，输入至音频扩大芯片，并经过上拉电阻输入至声音发生芯片提供工 作电源，音频扩大芯片的输出端与扬声器相连。所述的音频扩大芯片优选为LM386，声音发 生芯片优选为9561。 进一步的，所述的继电器驱动电路是51单片机芯片的端口串联一限流电阻至三 极管的控制极，三极管的集电极与继电器的线圈相连，继电器的触点与脱扣机构相连，驱动 脱扣机构动作控制端。 进一步的，所述的指示灯电路包括移位寄存器、发光二极管及连接于发光二极管 上的上拉电阻组成的，移位寄存器通过总线与单片机控制电路相连。所述的移位寄存器为 595芯片。 进一步的，所述的通讯接口电路包括两路，一路由信号收发芯片连接至系统总线； 一路是由光电耦合器、三极管及外围电阻组成的RS232通信电路，连接至远程控制端口，将 报警信号传送到系统主机。 本实用新型公开的用于电气火灾监控的GSM无线报警装置，功能齐全、综合，采用 多路监测回路，由单片机控制完成数据的检测分析，通过GSM网络将警报信息发送至指定 人员，具有有线远程控制与GSM无线报警功能，保护灵敏度高、可靠性强，实现故障先预警、监测回路多、功能齐全、手动或自动断电模式可供选择、工程成本造价低等优点。根据我国 建筑特点而设计，具有有线远程控制与GSM无线报警功能，有效地解决古建筑或改造项目 没办法布线的技术难题。
图1是本实用新型用于电气火灾监控的GSM无线报警装置的原理框图； 图2是本实用新型用于电气火灾监控的GSM无线报警装置的电路原理图。
具体实施方式现结合附图说明和具体实施方式
对本实用新型进一步说明。 参阅图1所示，一种用于电气火灾监控的GSM无线报警装置，包括单片机控制电路 1 、电源电路2 、电压检测电路3 、消防启动电路4、GSM发射电路5 、 LCD显示电路6 、看门狗电 路7、键盘电路8、警声电路9、继电器驱动电路10、指示灯电路11及通信接口电路12，其中 单片机控制电路1 ，其输入连接于电源电路2、电压检测电路3、消防启动电路4、看 门狗电路7及键盘电路8，其输出连接于GSM发射电路5、LCD显示电路6、警声电路9、继电 器驱动电路10及指示灯电路ll，其输入输出连接于通信接口电路12 ; 电压检测电路3，包括电压互感器31和电压比较电路32，其输入连接于电网电源， 输出连接至所述的单片机控制电路1 ; 消防启动电路4，其输入连接于消防联动信号DC24V，输出连接至所述的单片机控 制电路l ; LCD显示电路6，其输入连接于所述的单片机控制电路l，其输出连接于LCD模块； 警声电路9，其输入连接于所述的单片机控制电路l，其输出连接于扬声器； 继电器驱动电路IO，其输入连接于所述的单片机控制电路l，其输出连接至脱扣 机构13。 进一步的，参阅图2所示，所述的单片机控制电路1包括51单片机芯片Ul。所述 的电源电路2是变压器的输出端经过一个由4个二极管D2 D5组成的全桥整流单元和其 输出端连接的电源整流稳压7805芯片U9产生+5V电源，所述的电源整流稳压芯片U9的输 入端并接有2个滤波电容C6、 C7和输出端亦并接有2个滤波电容C8、 C9。同样地，变压器 的输出端经过一个由4个二极管D6 D9组成的全桥整流单元和其输出端连接的电源整流 稳压7812芯片U10产生+12V电源，所述的电源整流稳压芯片U10的输入端并接有2个滤 波电容CIO、 Cll和输出端亦并接有2个滤波电容C12、 C13。 所述的电压检测电路3包括电压互感器31和电压比较电路32，是采用电压互感器 31采集输入电压信号，经过电压比较电路32与基准电压比较后，输入至单片机控制电路1 。 所述的电压检测电路31是由电流互感器B1感应该相电压信号，在电流互感器B1的次级线 圈上经过二极管D1整流，电容C1滤波后，再经电阻R1、电阻R7限流分压后，再经电容C2、 电容C3构成的滤波电路输入至电压比较电路32后连接至单片机控制电路1。所述的电压 比较电路32是由运算放大器Ull组成，其参考电压通过电阻R2 R4接于+5V分压获得。 所述的消防启动电路4是由光电耦合器Tl、分压电阻R17和上拉电阻R18组成的 电路，光电耦合器T1的输入端连接于消防DC24V信号，输出端连接于单片机控制电路1。[0041 ] 所述的GSM发射电路5包括GSM芯片U8 ;所述的LCD显示电路6包括LCD驱动芯 片U6 ;所述的看门狗电路7是由5045芯片U2组成。所述的键盘电路8是由按钮Kl K9 组成的键盘电路，通过上拉电阻R9 Rll连接于+5V电源，通过键盘电路8对系统参数进 行设置。 所述的警声电路9是由声音发生芯片U5、音频扩大芯片U4及外围的电阻和电容构 成，其开关控制端是51单片机芯片Ul的端口通过连接于其上的光电耦合器T4控制半导体 开关管VT5导通+12V电源，输入至音频扩大芯片U4，并经过上拉电阻R32输入至声音发生 芯片U5提供工作电源，音频扩大芯片U4的输出端与扬声器相连。所述的音频扩大芯片U4 优选为LM386，声音发生芯片U5优选为9561。 所述的继电器驱动电路10是51单片机芯片Ul的端口串联一限流电阻R33至三 极管VT6的控制极，三极管VT6的集电极与继电器J的线圈相连，继电器J的触点与脱扣机 构13相连，驱动脱扣机构13动作。 所述的指示灯电路11包括移位寄存器U3、发光二极管LED5 LED12及连接于其 上的上拉电阻R22 R29组成的，移位寄存器U3通过总线与单片机控制电路1相连。 所述的通讯接口电路12包括两路与系统相连接，一路是由信号收发芯片U7连接 至系统总线； 一路是由光电耦合器T2 、光电耦合器T3 、三极管VT2 VT4及外围电阻组成的 RS232通信电路，连接至远程控制端口 ，将报警信号传送到系统主机。 本实用新型的工作原理是 电压检测电路3是由电流互感器B1感应交流电压信号，其次级线圈产生的电压， 经二极管Dl整流，电容CI滤波后，再经过由电阻Rl、电容C2、电容C3组成的滤波电路，经 电阻Rl限流，电阻R7分压，向电容C2充电，接入运算放大芯片Ull的第6脚，由第7脚输 出经R5限流后接入51单片机芯片Ul第16脚。 当51单片机芯片Ul检测到有数据信号输入，经51单片机芯片Ul内部程序逻辑 分析判断，达到报警状态时，分六路输出。 第一路指示灯输出，由移位寄存器U3、发光二极管LED5 LED12由单片机及上拉 电阻R22 R29组成的指示灯电路，移位寄存器U3通过总线连接51单片机芯片Ul的第27 脚、第23脚、第22脚和第21脚，控制相应的指示灯亮；第二路输出驱动声音报警，由51单 片机芯片Ul第38脚输出高电平，使LED3亮，驱动光电耦合器T4导通，使三极管VT5导通， 从而驱动由音频扩大芯片U4和声音发生芯片U5共同组成的声音报警电路进行声音报警； 第三路LCD显示输出，由51单片机芯片Ul第14脚、第13脚和第12脚分别接LCD驱动芯 片U6的第4脚、第5脚和第6脚，51单片机芯片Ul第15脚接LCD驱动芯片U6的驱动电 路，驱动LCD驱动芯片U6工作，数据从51单片机芯片Ul的第12脚输出，输入到LCD驱动 芯片U6的第4脚，从而将各设置数据显示在LCD屏上；第四路输出驱动脱扣机构动作，由 51单片机芯片Ul第17脚输出高电平，使三极管VT6导通，推动断电继电器吸合，使得断电 机构脱扣动作；第五路通信接口分两路输出，一路由51单片机芯片U1的第4脚、第5脚、第 26脚串行数据输入信号收发芯片U7的通信接口第1脚、第2、3脚、第4脚将报警信号传送 到系统总线，另一路通过51单片机芯片Ul的第5脚、第26脚接入由光电耦合器T2、T3、三 极管VT2、 VT3、 VT4及相应电阻组成的RS232通信电路，通过远程控制端口将报警信号传送 到系统主机；第六路GSM无线输出，由51单片机芯片Ul的第32脚、第33脚、第34脚和第35脚接入GSM芯片U8，将报警数据传送到GSM网络中，由GSM网络将报警信息以短信的形 式发送给指定人员。 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，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，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型 保护的范围之内。
权利要求用于电气火灾监控的GSM无线报警装置，其特征在于，包括一单片机控制电路(1)，其是由51单片机芯片(U1)及连接其上的振荡发生电路组成，其输入连接于电源电路(2)、电压检测电路(3)、消防启动电路(4)及键盘电路(8)，其输出连接于GSM发射电路(5)、LCD显示电路(6)、继电器驱动电路(10)；一电源电路(2)，其输出端连接于所述的单片机控制电路(1)；一电压检测电路(3)，包括电压互感器(31)和电压比较电路(32)，其输入连接于电网电源，输出连接至所述的单片机控制电路(1)；一消防启动电路(4)，其输入连接于消防联动信号，输出连接至所述的单片机控制电路(1)；一键盘电路(8)，其输出连接于所述的单片机控制电路(1)；一GSM发射电路(5)，其输入连接于所述的单片机控制电路(1)；一LCD显示电路(6)，其输入连接于所述的单片机控制电路(1)，其输出连接于LCD模块；一继电器驱动电路(10)，其输入连接于所述的单片机控制电路(1)，其输出连接至脱扣机构(13)。
2. 根据权利要求1所述的GSM无线报警装置，其特征在于，还包括看门狗电路(7)、警 声电路(9)、指示灯电路(11)及通信接口电路(12)，其中所述的看门狗电路(7)是由5045 芯片(U2)组成，其输入输出接口与单片机控制电路(1)相连接；所述的警声电路(9)，其输入连接于所述的单片机控制电路(l)，其输出连接于扬声器；所述的指示灯电路(ll)，其输入连接于所述的单片机控制电路(1); 所述的通信接口电路(12)，其输入输出连接于所述的单片机控制电路(1)。
3. 根据权利要求1所述的GSM无线报警装置，其特征在于，所述的电压检测电路(31) 是由电流互感器(Bl)感应该电压信号，在电流互感器(Bl)的次级线圈上经过二极管(Dl) 整流，电容(Cl)滤波后，再经电阻(Rl)、电阻(R7)限流分压后，再经电容(C2)、电容(C3) 构成的滤波电路输入至电压比较电路(32)后连接至单片机控制电路(1)。
4. 根据权利要求1所述的GSM无线报警装置，其特征在于所述的消防启动电路(4)是 由光电耦合器(Tl)、分压电阻(R17)和上拉电阻(R18)组成的电路，光电耦合器(Tl)的输 出端连接于单片机控制电路(1)。
5. 根据权利要求1所述的GSM无线报警装置，其特征在于所述的GSM发射电路(5)包 括GSM芯片，接收并发射单片机控制电路(1)的报警信息。
6. 根据权利要求1所述的GSM无线报警装置，其特征在于，所述的键盘电路(8)是由按 钮(Kl K9)组成的键盘电路，通过上拉电阻(R9 Rll)连接于+5V电源。
7. 根据权利要求2所述的GSM无线报警装置，其特征在于，所述的警声电路(9)是由 音频扩大芯片(U4)、声音发生芯片(U5)及外围的电阻和电容构成，其开关控制端是51单 片机芯片(Ul)的端口通过连接于其上的光电耦合器(T4)控制半导体开关管(VT5)导通 +12V电源，输入至LM386运算放大器(U4)，并经过上拉电阻(R32)输入至9561声音发生芯 片(U5) ， LM386运算放大器(U4)的输出端与扬声器相连。
8. 根据权利要求1所述的GSM无线报警装置，其特征在于所述的继电器驱动电路(10)是51单片机芯片(Ul)的端口串联一限流电阻(R33)至三极管(VT6)的控制极，三极 管(VT6)的集电极与继电器(J)的线圈相连，继电器(J)的触点与脱扣机构(13)相连，驱 动脱扣机构(13)动作控制端。
9. 根据权利要求2所述的GSM无线报警装置，其特征在于所述的指示灯电路(11)包 括移位寄存器(U3)、发光二极管(LED5 LED12)及连接于其上的上拉电阻(R22 R29)组 成的，移位寄存器(U3)通过总线与单片机控制电路(1)相连。
10. 根据权利要求2所述的GSM无线报警装置，其特征在于所述的通讯接口电路(12) 包括两路，一路由信号收发芯片(U7)连接至系统总线；一路是由光电耦合器(T2、T3)、三极 管(VT2 VT4)及外围电阻组成的RS232通信电路，连接至远程控制端口，将报警信号传送 到系统主机。
专利摘要本实用新型提供了一种用于电气火灾监控的GSM无线报警装置，采用单片机控制电路，对输入电源电压进行漏电、过压或欠电压的检测，接收消防启动电路的输入并监测其状态，经过内部处理后，控制多路输出，包括GSM无线发射报警信息、声音报警、指示灯显示、LCD显示，并驱动脱扣机构动作，切断用电器电源。本实用新型采用多路监测回路，能够及时准确地预警出电气电路所存在的异常状况，并通过GSM网络将警报信息发送给指定人员，具有有线远程控制与GSM无线报警功能，可有效解决建筑改造项目没办法布线的技术难题。
文档编号G08B17/00GK201477706SQ20092019413
公开日2010年5月19日 申请日期2009年9月2日 优先权日2009年9月2日
发明者傅俊豪 申请人:福建俊豪电子有限公司