一种火灾报警方法、报警系统和家用电器与流程

本发明涉及家电控制领域，特别涉及一种火灾报警方法、报警系统和家用电器。

背景技术：

目前我国消防系统中，通常采用专门的火灾报警器进行报警，其原理是将着火时的烟、光、温度等环境参数的变化通过相应的探测器探测后传给中央处理主机，通过中央处理主机的快速分析，判断监测位置是否着火并将着火情况进行报警。这种火灾自动报警方法因为需要安装专门的火灾报警装置，通常都使用在酒店、写字楼、图书馆等公众场合。同时现有的火灾报警器需要专门安装在墙上，不仅增加了安装程序，而且影响室内美观。对于一些没有安装火灾报警器的地方，比如用户家中，当夜间用户深睡时发生火灾，一般用户很难察觉，当察觉时火灾早已严重，难以逃脱。因此，如果能够提供一种不需要增加火灾报警器，仅仅利用用户现有设备对火灾情况进行监测和报警的方法，则可以在不增加用户成本的情况下，对用户的人身及财产安全起到极大的保护作用。

技术实现要素：

本发明提供了一种火灾报警方法、报警系统和家用电器，解决了以上技术问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

依据本发明的一个方面，提供了一种火灾报警方法，包括以下步骤：

步骤1，获取滤尘网的脏堵变化速率；

步骤2，当滤尘网的脏堵变化速率达到预设的脏堵变化速率阈值时，启动火灾报警装置和/或灭火装置。

依据本发明的另一个方面，提供了一种火灾报警系统，包括脏堵变化速率获取模块和控制模块，

所述脏堵变化速率获取模块用于获取滤尘网的脏堵变化速率；

所述控制模块用于当滤尘网的脏堵变化速率达到预设的脏堵变化速率阈值时，启动火灾报警装置和/或灭火装置。

为了解决本发明的技术问题，本发明还提供了一种家用电器，包括所述火灾报警系统。

本发明的有益效果是：本发明的火灾报警方法和系统不需要增设火灾报警器，通过监测空调、空气过滤器等家用电器中滤尘网的脏堵程度变化率即可获知空气中烟雾浓度等情况，从而及时进行火灾报警或者打开灭火装置，火灾报警过程更加简单、迅速和准确，不仅在不增加用户成本的情况下对用户的人身及财产安全起到极大的保护作用，而且丰富了这些家用电器的功能并提高了其商业价值。

附图说明

图1为实施例1一种火灾报警方法的流程示意图；

图2为实施例2一种火灾报警系统的结构示意图；

图3为实施例2中滤尘网脏堵检测装置的结构示意图；

图4为实施例3中滤尘网脏堵检测装置的结构示意图；

图5为实施例4一种家用电器的结构示意图；

上述附图中，各标号具体为：

1、单片机，2、第一开关控制电路，3、红外发光二极管，4、光电二极管，5、供电模块，6、接插件，7、滤尘网，8、检测模块，9、发射接收模块，10、第二开关控制电路。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，为实施例1一种火灾报警方法的流程示意图，包括以下步骤：

步骤1，采用光电检测方法获取滤尘网的脏堵变化速率；

步骤2，当滤尘网的脏堵变化速率达到预设的脏堵变化速率阈值时，启动火灾报警装置和/或灭火装置。

当火灾发生时，烟雾会迅速蔓延，而烟雾本身是大颗粒物质，当采用光电检测原理检测滤尘网脏堵时，烟雾充斥在光发射装置与光敏元件之间，烟雾对光的反射、散射、吸收作用极大，从而使光敏元件接收到的光极为微弱，导致检测结果为滤尘网严重脏堵，这种脏堵的迅速变化会反应到滤尘网的脏堵变化速率上，从而可以利用光电检测方法检测滤尘网的脏堵程度，进而获取脏堵变化速率，对火灾进行紧急报警。本实施例中，采用光电检测方法具备非常好的火灾效果，在其他实施例中，还可以采用其他的方法获取滤尘网的脏堵变化速率，比如通过检测风量大小、空调运行时长、风机运行功率、滤尘网两侧压差等参数来获取滤尘网的脏堵程度，具体为：空调运行时长越长，滤尘网的脏堵程度越高；因滤尘网的脏堵会影响空气流通，因此滤尘网脏堵程度越高，风机运行功率越大；而滤尘网的脏堵程度越高，风量越小，滤尘网两侧压差也更小。

本实施例1的步骤1具体为：采用光电检测方法获取滤尘网的第一脏堵程度，并经预设时间间隔△t后，采用光电检测方法再次获取滤尘网的第二脏堵程度；获取预设时间间隔△t前后的滤尘网脏堵程度变化值，并生成脏堵变化速率v，所述脏堵变化速率为滤尘网的脏堵程度变化值与所述预设时间间隔△t的比值。本实施例中，预设时间间隔△t不宜过长，太长起不到及时检测火情以及通知用户的作用，以2-5min为宜。

在其他的实施例中，还可以通过以下方法获取当前脏堵变化速率，具体为：采用光电检测方法获取滤尘网的第一脏堵程度，并按预设频率持续采集滤尘网的脏堵程度；记录当采集到的脏堵程度与所述第一脏堵程度的差值达到预设差值阈值时所经历的时间，并生成脏堵变化速率，所述脏堵变化速率为所述差值与所经历时间的比值。这种方法通过固定一个脏堵程度变化值△d，例如10‰，然后按预设频率持续采集滤尘网的脏堵程度，比如半分钟获取一次滤尘网的脏堵程度，同时对时间进行累加，当脏堵程度的变化值达到△d时，记录所需的时间△t，进而计算脏堵变化速率v。这种方法可以在空气中烟雾浓度很大时，快速得到脏堵变化速率，不必经历第一种方法固定的时间间隔。因而能够在发生火灾时，更及时的对用户提供报警。

实施例1中，采用光电检测方法获取滤尘网的脏堵程度包括以下步骤：

控制光发射装置照射所述滤尘网；

控制光敏元件接收透过所述滤尘网的透射光或者接收经过滤尘网漫反射的反射光；

将所述光敏元件接收的透射光或者反射光的光照强度转化为用于表示滤尘网脏堵程度的数值，例如与所述光敏元件串联的电阻的电压值。

本实施例中，可以将采集到的电阻两端电传输给单片机，然后利用单片机内置的模数转换器，即可将电阻两端的模拟电压信号转换成数字信息值，并用此值表示滤尘网的脏堵程度。本实施例1中，电阻两端电压越大，单片机转换成数字信息值越大，说明所透出的光照强度越大，滤尘网脏堵的情况越轻微，这种方法不仅结构简单、成本低廉而且结果准确，能够在空调、空气过滤器等需要安装滤尘网的家用电器中直接安装使用，且安装过程也非常简单。

本实施例中，所述步骤2具体为：设定正常室内空气状态对应的滤尘网脏堵变化速率最大值；采用预设系数乘以所述滤尘网脏堵变化速率最大值，获得预设的脏堵变化速率阈值；当滤尘网的脏堵变化速率达到预设的脏堵变化速率阈值时，启动火灾报警装置和/或灭火装置。本实施例中，当脏堵变化速率超出脏堵变化速率阈值时，立刻驱动蜂鸣器持续不断发出尖锐的报警声，从而唤醒用户及时逃离。本实施例中，所述预设系数的取值范围为2～3之间，比如2.5。

如图2所示，为实施例2一种火灾报警系统的结构示意图，包括脏堵变化速率获取模块和控制模块，所述脏堵变化速率获取模块用于采用光电检测方法获取滤尘网的脏堵变化速率；所述控制模块用于当滤尘网的脏堵变化速率达到预设的脏堵变化速率阈值时，启动火灾报警装置和/或灭火装置。

本实施例中，所述脏堵变化速率获取模块包括：第一检测单元，用于采用光电检测方法获取预设时间间隔前后的滤尘网的脏堵程度；第一计算单元，用于根据预设时间间隔前后的滤尘网的脏堵程度获取滤尘网的脏堵程度变化值，并生成脏堵变化速率，所述脏堵变化速率为滤尘网的脏堵程度变化值与所述预设时间间隔的比值。在其他实施例中，所述脏堵变化速率获取模块包括：第二检测单元，用于采用光电检测方法获取滤尘网的第一脏堵程度，并按预设频率持续采集滤尘网的脏堵程度；第二计算单元，用于记录当采集到的脏堵程度与所述第一脏堵程度的差值达到预设差值阈值时所经历的时间，并生成脏堵变化速率。

本实施例中，所述控制模块包括：存储单元，用于存储预先获取的正常室内空气状态对应的滤尘网脏堵变化速率最大值；阈值获取单元，用于采用预设系数乘以所述滤尘网脏堵变化速率最大值，获得预设的脏堵变化速率阈值；控制单元，用于当滤尘网的脏堵变化速率达到预设的脏堵变化速率阈值时，启动火灾报警装置和/或灭火装置。

所述第一检测单元和第二检测单元均包括滤尘网脏堵检测装置，如图3所示，为本实施例中所述滤尘网脏堵检测装置的结构示意图。所述滤尘网脏堵检测装置包括通过接插件6连接的发射接收模块9和检测模块8，所述检测模块8包括用于向滤尘网7发射光线的光发射装置3和用于接收透过滤尘网7的透射光或者经过滤尘网漫反射的反射光的光敏元件4，所述发射接收模块9用于控制所述光发射装置3发光以及用于将所述光敏元件4接收的透射光或者反射光的光照强度转化为用于表示滤尘网7脏堵程度的数值。本实施例中，所述光发射装置3为红外发光二极管；光敏元件4为光电二极管，在其他实施例中，光敏元件4还可以是光电三极管。本实施例中，所述发射接收模块9包括单片机1、第一开关控制电路2和用于将光电二极管的光电流转换为电压的转换电路，所述单片机1的第一IO端口连接第一开关控制电路2，第一开关控制电路2通过接插件6连接所述红外发光二极管，所述转换电路连接单片机1的模拟输入端口。所述转换电路包括与所述光敏元件串联的电阻R4，电阻R4与所述光敏元件的串联端同时连接所述单片机1的模拟输入端口，电阻R4另一端接地。

本实施例中，所述第一开关控制电路中的三极管Q1的基极经电阻R1连接到单片机的第一IO端口，集电极经电阻R3连接到所述光发射装置，发射集接地。所述三极管Q1的基极还串联下拉电阻R2后接地。本实施例采用三极管开关电路，在需要检测时开通发光，在不需要检测时关闭，不仅控制电路简单，而且可以最大程度节约能耗。同时，本实施例中，三极管的集电极经过电阻R3连接到红外发光二极管LED，所述电阻R3为LED限流保护电阻，可以保证LED中流过合适的电流，提高滤尘网脏堵检测装置的效果同时保护红外发光二极管不因电流过大而损坏。

本实施例中，所述滤尘网脏堵检测装置的单片机1的第一IO端口输出高低电平信号，通过高低电平信号控制三极管Q1导通关断从而给红外发光二极管LED通电，LED发出的红外光透过滤尘网，其中一部分光由于滤尘网7附着的灰尘对光的反射、散射、吸收等作用而无法透过滤尘网，从而使透过的光减少，而且附着灰尘越多，透过的光越少。光电二极管4是光敏元件，照射到其上的光越多，通过其的光电流越大，将其与电阻R4串联，利用欧姆定律u＝ir即可将光电流转换成电压，通过采集电阻R4两端电压，并传输给单片机，然后利用单片机1内置的模数转换器，即可将模拟电压信号转换成数字信息值，并用此值表示滤尘网的脏堵程度，本实施例中，电阻R4两端电压越大，单片机转换成数字信息值越大，说明所透出的光照强度越大，滤尘网脏堵的情况越轻微。

如图4所示，为实施例3中滤尘网脏堵检测装置的结构示意图，与图3相比，增加了用于控制光敏元件开通和关断的第二开关控制电路10，第二开关控制电路连接单片机的第二IO端口，通过对应IO端口输出的高低电平信号控制第二开关控制电路的开通与关断。在不对滤尘网脏堵进行检测时，可以可靠关断此电路，相对于没有此开关控制电路的装置，避免了在非检测时间环境光照射光敏元件时产生的光电流在发射接收模块上的电能消耗。本实施例中，所述第二开关控制电路10为三极管开关电路，包括三极管Q2、电阻R6和电阻R7，所述三极管Q2的基极经电阻R6连接到单片机的第二IO端口，集电极经电阻R4连接到所述光敏元件和电阻R5的串联端，发射集接地。所述三极管Q1的基极还串联下拉电阻R7后接地。采用三极管开关电路，在需要检测时开通发光，在不需要检测时关闭，不仅控制电路简单，而且可以最大程度节约能耗。

图3和图4对应的实施例中，所述第一开关控制电路、第二开关控制电路和转换电路均集成在主控板中，主控板上还设有供电模块5，所述供电模块5分别连接所述红外发光二极管和光电二极管，用于为所述红外发光二极管和光电二极管供电。所述供电模块为五伏的稳压滤波电源。本发明滤尘网脏堵检测装置的外接器件只包括光发射装置和光敏元件，其余的控制电路部分均布置在主控板上，同时只需两个连接线即可实现信号的发射和接收，再加一根连接供电模块的连接线即可实现整个检测方案，因此减少了连接线，占用空间小，易于实施而且降低了成本。同时光发射装置和光敏元件体积小，大大降低了占用空间，从而降低了外接器件对滤尘网附着灰尘的影响，保证了检测结果的准确性。同时供电模块简单，无需复杂电源，只需主板5v供电即可。通过在供电电源上并联一个接地的电容C1，可以去除直流电的噪声干扰，使供电更加干净，减少噪声。

图3和图4对应的实施例中，所述单片机包含模数转换器，所述转换电路经单片机的模拟输入端口连接到所述模数转换器，利用模数转换器将电压模拟信号转换成数字信号，用以检测得出的光照强度信息，因此可以得到滤尘网的脏堵程度，从而方便信息处理与其他功能对此信息的判断。本实施例中，所述单片机的模数转换器的输出引脚处接一个电阻R5再并联一个接地的电容C2，可以起到限流和去耦的作用。在其他实施例中，还可以通过接收经过滤尘网漫反射的反射光的光照强度来检测滤尘网的脏堵程度，其检测装置的结构与实施例2、实施例3的滤尘网脏堵检测装置基本相同，只需要将所述光电二极管换成用于接收经过所述滤尘网漫反射的反射光的光电二极管或者光电三极管即可。在该实施例中，与光电二极管或者光电三极管串联的电阻两端电压越大，单片机转换成数字信息值越大，说明所反射的光照强度越大，滤尘网上的灰尘等越多，滤尘网的脏堵情况越严重。

图5为实施例4一种家用电器的结构示意图，包括所述的火灾报警系统。本实施例中，所述家用电器为空调。在其他实施例中，所述家用电器还可以是空气过滤器等包含有滤尘网的设备。

本发明不需要增设火灾报警器，通过监测空调、空气过滤器等家用电器中滤尘网的脏堵程度变化率即可获知空气中烟雾浓度等情况，从而及时进行火灾报警或者打开灭火装置，火灾报警过程更加简单、迅速和准确，不仅在不增加用户成本的情况下对用户的人身及财产安全起到极大的保护作用，而且丰富了这些家用电器的功能并提高了其商业价值。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。