一种小区双层次CO监测警报系统的制作方法

本发明涉及社区安全管理领域，尤其是一种小区双层次co监测警报系统。

背景技术：

近年来，世界各地一氧化碳中毒事件频发，一氧化碳对人体是剧毒气体，其极易与血红蛋白结合，形成碳氧血红蛋白，从而使血红蛋白丧失运输氧气的作用和能力，导致红细胞丧失吸氧能力，使人体多个器官严重缺氧，造成组织窒息。随着人民生活水平的提高，管道煤气和罐装煤气已经深入到寻常百姓住宅家，但由于使用不当或者设备老化等原因导致的煤气泄漏也极大地威胁着人们的生命财产安全。

因此，市面上出现了co报警装置，该装置能够对用户住宅区内的co进行实时监测，从而为用户提供安全监控，但是这类产品的报警层次较为单一，有时用户可能因事错过而没有留意到报警信息的话，则很难了解到住宅区内co的实际情况。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种小区双层次co监测警报系统，能够在住宅区及小区层面上进行双重提示报警，从而可加大co监测警报力度以及优化小区与用户间的安全管理。

为了弥补现有技术的不足，本发明实施例采用的技术方案是：

一种小区双层次co监测警报系统，包括：用于获取用户住宅区内的co实时监测数据的co监测装置、用于根据所述co实时监测数据选择执行一次警报的第一报警装置、用于传输所述co实时监测数据的传输装置和用于根据所述co实时监测数据定位用户住宅区位置的数据云端，以及用于将所述co实时监测数据存储入所述数据云端并根据所述co实时监测数据选择执行二次警报的服务端；所述co监测装置、所述传输装置、所述服务端和所述数据云端依次连接，所述co监测装置的输出端还连接到所述第一报警装置的输入端；所述第一报警装置的co浓度报警阈值低于所述服务端的co浓度报警阈值；所述co监测装置和所述第一报警装置均安装于用户住宅区内，所述服务端安装于小区控制室内。

进一步地，所述服务端包括网关和第二报警装置，所述网关的输入端与所述传输装置的输出端相连接，所述网关的输出端分别连接到所述第二报警装置和所述数据云端。

进一步地，所述co监测装置包括co气体检测仪、稳压模块和用于统筹控制的主控芯片，所述co气体检测仪的检测输出端连接到所述主控芯片的数据输入端，所述稳压芯片的电压输出端连接到所述主控芯片的电源端，所述主控芯片的数据输出端连接到所述第一报警装置的输入端。

进一步地，所述第一报警装置包括发光二极管、第一电阻、第二电阻、pnp三极管和蜂鸣器；所述发光二极管的负极连接到参考地，所述发光二极管的正极通过所述第二电阻连接到所述主控芯片的第一数据输出引脚；所述蜂鸣器分别连接到参考地和所述pnp三极管的集电极，所述pnp三极管的基极通过第一电阻连接到所述主控芯片的第二数据输出引脚，所述pnp三极管的发射极连接到外部电源。

进一步地，所述稳压模块包括稳压芯片、第一电容和第二电容，所述稳压芯片的电压输入端连接到外部电源并通过所述第一电容连接到参考地，所述稳压芯片的电压输出端连接到所述主控芯片的电源引脚并通过所述第二电容连接到参考地，所述稳压芯片的接地端连接到参考地。

进一步地，本技术方案还包括用于发布所述co实时监测数据的显示端，所述显示端设置于所述服务端与所述数据云端之间；所述显示端安装于用户住宅区内。

进一步地，所述服务端的co浓度报警阈值与所述第一报警装置的co浓度报警阈值之间的差值不超过20ppm。

进一步地，所述第二报警装置为声光报警器。

进一步地，所述传输装置为无线lora模块。

进一步地，所述服务端采用树莓派。

本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下有益效果:如此安装co监测装置、第一报警装置和服务端，能够使得报警提示被分割为两个层次，一个在住宅区，一个在小区，报警提示效果更加优化；其中，co监测装置能够不断监控用户住宅区内的co数据，并将该数据持续发送至后级各个装置或端口，以达到稳定监控的目的，具有良好的监控效果；设置第一报警装置的co浓度报警阈值低于服务端的co浓度报警阈值，可使住宅区内及小区控制室内的两次报警展现出层次性，更方便用户留意到两次报警提示；并且，数据云端可以根据co实时监测数据定位用户住宅区位置，因此小区工作人员基于数据云端可以尽快安排人手对该住宅区的用户进行援助，具有良好的反馈效果。

附图说明

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的实施方案。

图1是本发明实施例的结构示意框图；

图2是本发明实施例的co监测装置以及第一报警装置的电路原理图；

图3是本发明实施例的软件架构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例中的各个特征可以相互结合，均在本发明的保护范围之内。另外，虽然在系统示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于系统中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。

下面结合附图，对本发明实施例作进一步阐述。

参照图1和图2，本发明实施例提供了一种小区双层次co监测警报系统，包括：用于获取用户住宅区内的co实时监测数据的co监测装置150、用于根据所述co实时监测数据选择执行一次警报的第一报警装置110、用于传输所述co实时监测数据的传输装置140和用于根据所述co实时监测数据定位用户住宅区位置的数据云端100，以及用于将所述co实时监测数据存储入所述数据云端100并根据所述co实时监测数据选择执行二次警报的服务端130；所述co监测装置150、所述传输装置140、所述服务端130和所述数据云端100依次连接，所述co监测装置150的输出端还连接到所述第一报警装置110的输入端；所述第一报警装置110的co浓度报警阈值低于所述服务端130的co浓度报警阈值；所述co监测装置150和所述第一报警装置110均安装于用户住宅区内，所述服务端130安装于小区控制室内。

在本实施例中，所述co实时监测数据至少包括co浓度数据，实际中，根据co监测装置150的不同，还可以包括co浓度分布数据等，这并不限定；小区内的每家用户均可以安装co监测装置150和第一报警装置110，一般在一个小区内单独设置一个服务端130即可，即一个服务端130可以对接小区内所有用户，不同小区的服务端130可以共用一个数据云端100；小区控制室，顾名思义，作为小区内的调节站，用以解决co监测的相关问题，与用户住宅区之间具有关联性；

上述安装co监测装置150、第一报警装置110和服务端130的方式，能够使得报警提示被分割为两个层次，一个在住宅区，一个在小区，报警提示效果更加优化；其中，co监测装置150能够不断监控用户住宅区内的co数据，并将该数据持续发送至后级各个装置或端口，以达到稳定监控的目的，具有良好的监控效果；设置第一报警装置110的co浓度报警阈值低于服务端130的co浓度报警阈值，可使住宅区内及小区控制室内的两次报警展现出层次性，实际上，根据生活常识可知，若不对co进行处理，则室内的co浓度在短时间内会逐渐升高，因此当室内co浓度达到第一报警装置110的co浓度报警阈值时，此时还未达到服务端130的co浓度报警阈值，即此时服务端130不会执行报警，但过一段时间后，随着室内co浓度增高，一旦达到服务端130的co浓度报警阈值，则服务端130也会执行报警，可见，在两次报警间产生出了时间差，该时间差可为用户提供缓冲，通过该缓冲能够更方便用户留意到两次报警提示，减小用户错过听到报警提示的几率；并且，数据云端100可以根据co实时监测数据定位用户住宅区位置，因此小区工作人员基于数据云端100可以尽快安排人手对该住宅区的用户进行援助，具有良好的反馈效果。

进一步地，本发明另一实施例还提供了一种小区双层次co监测警报系统，其中，所述服务端130包括网关和第二报警装置，所述网关的输入端与所述传输装置140的输出端相连接，所述网关的输出端分别连接到所述第二报警装置和所述数据云端100。

在本实施例中，网关起到通信作用，实现数据收发，可保证传输装置140和第二报警装置的通信流畅。

进一步地，本发明另一实施例还提供了一种小区双层次co监测警报系统，其中，所述co监测装置150包括co气体检测仪u1、稳压模块1501和用于统筹控制的主控芯片u2，所述co气体检测仪u1的检测输出端连接到所述主控芯片u2的数据输入端，所述稳压芯片1501的电压输出端连接到所述主控芯片u2的电源端，所述主控芯片u2的数据输出端连接到所述第一报警装置110的输入端。

在本实施例中，co气体检测仪u1大多为泵吸式的，型号可以是td5000-sh-co、dr60c-co等，在此均不做赘述；co气体检测仪可以实时检测co浓度，并将其发送给主控芯片u2，主控芯片u2则可进一步经该数据发送给第一报警装置110，由其根据该数据选择报警，可见主控芯片u2起到良好中转统筹作用，能够良好收发数据，主控芯片u2优选为stc15w4k60s4芯片，具有宽电压响应特性，适于驱动各类检测设备；稳压芯片1501则可为主控芯片u2提供稳定电压，起到供电作用。

进一步地，本发明另一实施例还提供了一种小区双层次co监测警报系统，其中，所述第一报警装置110包括发光二极管d1、第一电阻r1、第二电阻r2、pnp三极管q1和蜂鸣器ls1；所述发光二极管d1的负极连接到参考地，所述发光二极管d1的正极通过所述第二电阻r2连接到所述单片机u2的第一数据输出引脚(即图2中的p0.3/ad3/txd4)；所述蜂鸣器ls1分别连接到参考地和所述pnp三极管q1的集电极，所述pnp三极管q1的基极通过第一电阻r1连接到所述单片机u2的第二数据输出引脚(即图2中的p0.0/ad0/rxd3),所述pnp三极管q1的发射极连接到外部电源。

在本实施例中，pnp三极管q1型号优选为9012，第一电阻r1起到导通pnp三极管q1的输入电压的作用，第二电阻r2起到导通电压、为发光二极管d1提供输入电压的作用，发光二极管d1和蜂鸣器ls1均起到警示作用，pnp三极管q1起到开关作用，在接收到第二数据输出引脚的信号后，pnp三极管q1导通，从而可驱动蜂鸣器ls1；可见，本实施例设计简单，所用元件少，成本低，取得警示效果明显。

进一步地，本发明另一实施例还提供了一种小区双层次co监测警报系统，其中，所述稳压模块1501包括稳压芯片u3、第一电容c1和第二电容c2，所述稳压芯片u3的电压输入端连接到外部电源并通过所述第一电容c1连接到参考地，所述稳压芯片u3的电压输出端连接到所述单片机u2的电源引脚并通过所述第二电容c2连接到参考地，所述稳压芯片u3的接地端连接到参考地。

在本实施例中，此处外部电源为5v，稳压芯片u3优选为lm1117芯片，该芯片可与大多数外接芯片及应用器件匹配，作用是将5v输入电压稳压为3.3v的输出，具有稳定的稳压效果，第一电容c1和第二电容c2起到滤波作用，使电压更加稳定。

进一步地，本发明另一实施例还提供了一种小区双层次co监测警报系统，其中，还包括用于发布所述co实时监测数据的显示端120，所述显示端120设置于所述服务端130与所述数据云端100之间；所述显示端120安装于用户住宅区内。

在本实施例中，显示端120的设置可方便用户实时了解到co监测数据，使用户及时了解到室内co情况。

进一步地，本发明另一实施例还提供了一种小区双层次co监测警报系统，其中，所述服务端130的co浓度报警阈值与所述第一报警装置110的co浓度报警阈值之间的差值不超过20ppm。

在本实施例中，根据发明人的经验，在20ppm的co浓度增加幅度内，是用户在短时间内可以接受的co扩张速度，不会对用户造成过大的伤害，是处于合理可控范围内的。

进一步地，本发明另一实施例还提供了一种小区双层次co监测警报系统，其中，所述第二报警装置为声光报警器。

在本实施例中，声光报警器报警效果稳定，能够从视觉上和听觉上同时实现警示，更有利于小区控制室内工作人员进行察觉。

进一步地，本发明另一实施例还提供了一种小区双层次co监测警报系统，其中，所述传输装置140为无线lora模块。在本实施例中，无线lora模块是基于物联网lora的一种现有的无线通信装置，具有通信稳定的优点，在此不作赘述。

进一步地，本发明另一实施例还提供了一种小区双层次co监测警报系统，其中，所述服务端130采用树莓派。在本实施例中，所采用的为树莓派(raspberrypi，简写为rpi)，其是为学习计算机编程教育而设计、只有信用卡大小的微型电脑，系统基于linux，可接收传输装置140所发送的数据，同时可通过架设mqtt以辅助上传co数据监测结果。

综上所述，本发明尤其适用于各级城镇小区里，除了能在用户家里发出警报，还可以通过lora无线技术实时地传送数据到小区控制室进行报警，在发生事故时，小区控制室工作人员能及时获得相关信息，另外，也能实时了解用户的第一报警装置110是否正常工作，从而及时提醒用户，比如，设置当co浓度为30ppm时，第一报警装置110的警报声能响起，优选设置为85分贝,能够将正在睡眠的人吵醒，可加快事件的应急处理，若用户家里有特殊情况解决不了，当co浓度达到50ppm时，此时小区控制室内的警报器响起，小区管理人员能够及时通知用户或者通过数据云端100定位到该用户的具体位置进而上门检查救援；另外，显然地，数据云端100将会收集到来自各个小区的数据进行处理分析，从而可为各个小区提供有效的防护措施建议；

因此，本发明具有可靠性、实时性、易组织性、自诊断性等性能，且成本相对较低，占用管理资源少，可全面打造预防co中毒事件的“报警——通知救助——报警”新模式，以减少co中毒事故的发生。

参照图3，在对应的软件设计方面，本发明分为三个部分：感知层、传输层和应用层；

感知层：即node端，以stc15类单片机(优选为stc1515w4k56s4芯片)结合co探测器(优选为co气体检测仪)及无线lora模块，以驱动取得co监测数据后，封装成无线封包，通过无线lora模块发送出去，同时设置有排气扇以缓解co影响；

传输层：以开发板树莓派结合无线lora模块成为gateway端，撰写程序python将接获的co监测数据透过mqtt协议传送至server端，其中，图3中的小区监控室为小区控制室的一种优选；

应用层：即web端，在开发板树莓派上的作业系统linux上架设server端的服务器，把通过mqtt协议收集到的co监测数据进行处理分析，以python撰写django网页将co监测数据储存后,经过tcp协议封包上传到网页显示,也即发送到显示端120。

以上内容对本发明的较佳实施例和基本原理作了详细论述，但本发明并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员应该了解在不违背本发明精神的前提下还会有各种等同变形和替换，这些等同变形和替换都落入要求保护的本发明范围内。