一种基于ZigBee的自动报警手持燃气抄表装置及其控制方法与流程

本发明涉及一种手持燃气抄表装置，尤其是基于zigbee的自动报警手持燃气抄表装置。

背景技术：

随着城镇化的发展和生活水平的提高，燃气逐渐进入普通居民家中，相比较于早期普遍使用的瓶装液化气，其使用方便且成本较低，受到了居民的欢迎，但同时也存在着一定的安全隐患，燃气泄漏不易察觉，泄漏后若导致火灾将给居民人身财产带来巨大损失。燃气使用过程中需相关单位定期上门进行安全检查，一定程度上保证燃气使用安全，但这种定期检查方式检查次数少、频率低，对保证燃气使用安全性效果有限。目前，公知的手持燃气抄表装置主要通过红外通信方式和燃气表进行数据传输，采集用户燃气使用度数等数据。但是，这些燃气抄表装置无法通过包括zigbee通信在内的多种无线通信方式进行多个燃气表远距离自动抄表，通信距离短、抄表效率低，且不能检测室内环境，难以及时发现燃气泄漏等情况，易导致延误处理时机。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：克服现有的手持燃气抄表装置通信方式单一、通信距离短，且不能检测室内环境、出现燃气泄漏等突发情况时不能及时预警的不足,本发明提供一种手持燃气抄表装置，该手持燃气抄表装置不仅能实现智能远距离无线抄表，而且能同时检测室内环境，当环境中燃气浓度过高或者温度过高时，自动报警。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于zigbee的自动报警手持燃气抄表装置，其特征在于：包括微控制器(1)、显示模块(2)、声光报警模块(3)、zigbee模块(4)、gsm模块(5)、红外模块(6)、燃气传感器(7)、温度传感器(8)、存储模块(9)、键盘模块(10)、电源模块(11)和时钟模块(12)；

所述微控制器(1)，用于对手持燃气抄表装置各模块进行控制；所述显示模块(2)，用于显示时间、燃气表发送过来的抄表数据和检测出的异常情况状态；声光报警模块(3)，用于手持燃气抄表装置检测到出现燃气浓度过高或温度过高的异常情况时发出报警声音并闪烁发光进行报警；zigbee模块(4)，用于通过zigbee通信方式和燃气表进行通信，发送数据至燃气表或接收燃气表发送过来的数据；gsm模块(5)，用于通过gsm通信方式和燃气表进行通信，发送数据至燃气表或接收燃气表发送过来的数据，并可用于通过gsm通信方式和管理员手机进行通信，发送数据至管理员手机或接收管理员手机发送过来的数据；红外模块(6)，用于通过红外通信方式和燃气表进行通信，发送数据至燃气表或接收燃气表发送过来的数据；燃气传感器(7)，用于检测手持燃气抄表装置所处环境的可燃气体浓度；温度传感器(8)，用于检测手持燃气抄表装置所处环境的温度值；存储模块(9)，用于存储接收到的抄表数据；键盘模块(10)，用于人机互动，包括选择通信方式、开启抄表程序、装置开关机；电源模块(11)，用于为手持燃气抄表装置各模块提供电压大小合适且稳定的电源；时钟模块(12)，用于计时，提供实时时间数据，包括年、月、日、周、时、分、秒；所述键盘模块(10)包含：zigbee通信按键(13)，用于选择zigbee通信方式和燃气表进行通信；gsm通信按键(14)，用于选择gsm通信方式和燃气表进行通信；红外通信按键(15)，用于选择红外通信方式和燃气表进行通信；抄表按键(16)，用于启动发出抄表命令程序开始抄表；电源按键(17)，用于开启或关闭手持燃气抄表装置电源。

手持燃气抄表装置和居民家中燃气表可通过zigbee通信、红外通信两种方式传输数据，手持燃气抄表装置可与管理员手机通过gsm网络传输数据。

在手持燃气抄表装置中加入微控制器、燃气传感器、温度传感器和声光报警器。当燃气传感器检测到室内燃气浓度过高时，微控制器启动声光报警装置，还可通过gsm模块发送报警内容至管理员手机进行报警；并且当温度传感器检测到室内环境温度过高时，微控制器启动声光报警装置，还可通过gsm模块发送报警内容至管理员手机进行报警，达到检测室内环境、发现燃气泄漏时自动报警的目的。

与现有技术相比，本发明的有益效果是，可以智能无线远距离抄表，即可通过zigbee通信、gsm通信方式可靠传输数据，同时还兼容传统燃气表中的红外通信方式，适用广泛，并可通过燃气传感器和温度传感器检测室内环境，发生燃气泄漏时自动报警，在抄表的同时检测是否存在燃气泄漏等安全隐患，增加燃气安全检查次数且降低检查人力物力成本，预防火灾事故发生。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的示意图。

图2是键盘模块的示意图。

图3是手持燃气抄表装置的工作流程图。

图4是报警子程序流程图。

图中1.微控制器，2.显示模块，3.声光报警模块，4.zigbee模块，5.gsm模块，6.红外模块，7.燃气传感器，8.温度传感器，9.存储模块，10.键盘模块，11.电源模块，12.时钟模块，13.zigbee通信按键，14.gsm通信按键，15.红外通信按键，16.抄表按键，17.电源按键。

具体实施方式

为使本发明的内容更加清楚，下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件的表示和描述。

实施例1如图1所示，一种基于zigbee的自动报警手持燃气抄表装置，包括微控制器1、显示模块2、声光报警模块3、zigbee模块4、gsm模块5、红外模块6、燃气传感器7、温度传感器8、存储模块9、键盘模块10、电源模块11、时钟模块12，显示模块2和微控制器1相连，声光报警模块3和微控制器1相连，zigbee模块4和微控制器1相连，gsm模块5和微控制器1相连，红外模块6和微控制器1相连，燃气传感器7和微控制器1相连，温度传感器8和微控制器1相连，存储模块9和微控制器1相连，键盘模块10和微控制器1相连，电源模块11和微控制器1相连，时钟模块12和微控制器1相连。

所述一种基于zigbee的自动报警手持燃气抄表装置包含长方形外壳。所述微控制器1和zigbee模块4采用cc2530集成芯片。所述显示模块2采用12864oled（有机发光二极管）。所述声光报警模块3包含蜂鸣器和led灯（发光二极管）。所述gsm模块5包含sim卡，所述sim卡和gsm模块5采用的集成芯片sim800c相连。所述红外模块6包含红外发射器和红外接收器。所述燃气传感器7型号为mq-9，可检测甲烷、液化石油气等可燃气体和一氧化碳气体，适用广泛，安全性高。所述温度传感器8采用ds18b20集成芯片。所述存储模块9采用at24c16集成芯片，其存储空间为2048x8（16k），具有2线串行接口，连线少，通信简单。所述键盘模块10包含5只按键。所述时钟模块12采用ds1302集成芯片，其是一种高性能、低功耗、带ram的实时时钟电路，可以对年、月、日、周、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为2.0v-5.5v，可接后备电源，保证主电源电能耗尽时仍可靠工作。

所述电源模块11包含三块可充电式锂电池、一只ldo（低压差线性稳压器）降压芯片和一只ldo升压芯片。所述锂电池电压为3.7-4.2v，电池型号为18650，电池容量为3000mah，三块锂电池中的第一块连接ldo降压芯片，经降压为3.3v后为微控制器10和zigbee模块4供电，第二块锂电池连接ldo升压芯片，经升压为5v后为显示模块2、红外模块6、燃气传感器7、温度传感器8、时钟模块12供电，第三块锂电池给gsm模块5供电。

如图2所示，键盘模块包括五只按键，分别为zigbee通信按键13、gsm通信按键14、红外通信按键15、抄表按键16、电源按键17。

所述zigbee通信按键13按下时，选择zigbee通信方式。所述gsm通信按键14按下时，选择gsm通信方式。所述红外通信按键15按下时，选择红外通信方式。所述抄表按键16按下时，发出抄表命令。所述电源按键17第一次按下时，装置开机，再一次按下时，装置关机，以此类推，循环开机及关机。

如图3所示，一种基于zigbee的自动报警手持燃气抄表装置的主程序工作流程，包括装置开启后，首先进行系统初始化，对微控制器1的工作状态及相关寄存器初值进行设定；接着通过显示模块2显示当前日期和时间数据，当前日期和时间数据由时钟模块12提供，数据包括年、月、日、周、时、分、秒；再等待按键按下选择通信方式，若键盘模块10中的zigbee通信按键13按下选择zigbee通信方式，gsm通信按键14按下选择gsm通信方式，红外通信按键15按下选择红外通信方式；等待抄表按键按下开始抄表，若抄表按键16按下则通过选定的通信方式发出抄表命令到燃气表中；接收燃气表发送过来的燃气度数等数据，将接收到的数据通过存储模块9进行存储；然后通过显示模块2显示接收到的数据；接着调用报警子程序；完成后等待新的命令直到结束。

如图4所示，报警子程序流程，包括调用此子程序后，首先进行初始化，接着读取燃气传感器7气体浓度读数，将其和设定的标准值进行比较，如果当前气体浓度高于标准值，启动声光报警器3发出报警声音并闪烁发光进行报警，如果当前气体浓度不高于标准值，直接显示当前气体浓度，再读取温度传感器8温度值读数，将其和设定的标准值进行比较，如果当前温度值高于标准值，启动声光报警器3发出报警声音并闪烁发光进行报警，如果当前温度值不高于标准值，直接显示当前温度值。

当燃气传感器7检测到的室内燃气浓度过高时，由微控制器1通过显示模块2显示异常情况状态“警告:检测到燃气浓度过高”；并且当温度传感器8检测到的室内环境温度过高时，也由微控制器1通过显示模块2显示异常情况状态“警告:检测到温度过高”。

当燃气传感器7检测到的室内燃气浓度过高时，由微控制器1通过gsm模块5发送报警内容“检测到燃气浓度过高”至管理员手机进行报警；并且温度传感器8检测到的室内环境温度过高时，也由微控制器1通过gsm模块5发送报警内容“检测到温度过高”至用户手机进行报警。

管理员可用手机通过gsm通信方式发送抄表命令短信至手持燃气抄表装置，手持燃气抄表装置通过gsm通信方式将存储的燃气度数发送回所述管理员手机。

最后应说明的是：上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，对于本技术领域的普通技术人员依然可以对实施例所阐述的技术方案进行修改，而对本发明做出的任何修改和改变也应视为本发明的保护范围。