家用燃氣泄漏智能報警系統(tǒng)的設(shè)計分析

米爾夏提.米爾阿布都拉

【摘要】隨著我國居民生活水平不斷提高，家用燃氣使用量也隨之提高，出現(xiàn)的燃氣泄漏現(xiàn)象也不斷增加，嚴重危害了人們的健康安全。本文就家用燃氣泄漏智能報警系統(tǒng)的設(shè)計分析，以供參考。

【關(guān)鍵詞】燃氣泄漏；智能報警系統(tǒng)；應(yīng)用分析

在國外發(fā)達國家，由于人們生活水平普遍較高，燃氣使用規(guī)模也較大，為了保證人們的健康安全，政府專門制訂了有關(guān)燃氣使用標準，以提高燃氣使用安全性。隨著我國經(jīng)濟不斷增長，人們生活水平不斷提高，燃氣使用量也大幅度增加，在提高生活質(zhì)量的同時，也帶來了安全問題，如燃氣泄漏等。以此，必須配置智能預(yù)警系統(tǒng)，將燃氣泄漏降低到最低程度，才符合現(xiàn)階段人們的生活要求。本文就家用燃氣泄漏智能報警系統(tǒng)的設(shè)計進行如下分析。

1. 智能報警系統(tǒng)的設(shè)計總方案

目前，由于燃氣報警系統(tǒng)存在的不足，將GSM系統(tǒng)和無線電系統(tǒng)相結(jié)合，組成了性能較好的報警系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括兩個模塊，如檢測模塊及監(jiān)控模塊，同時應(yīng)用自組網(wǎng)和移動網(wǎng)絡(luò)，使報警系統(tǒng)兼具報警及監(jiān)控兩種功能。另外，該系統(tǒng)通過采用無線電信號輸送方式，省去布線工序，使得信號傳輸準確率極大提高，從而提高了報警準確性。采用這種方式之后，如果出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象，系統(tǒng)就會在第一時間將危險信號傳輸給GSM系統(tǒng)，然后由該系統(tǒng)以短信的方式傳送給用戶，從而實現(xiàn)了預(yù)警的有效性。此外，系統(tǒng)監(jiān)控設(shè)施對燃氣使用情況進行監(jiān)控，將監(jiān)控信息輸送到監(jiān)控中心，監(jiān)控中心將相關(guān)信息進行儲存，以便于燃氣風險評估。該系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及通訊設(shè)施，使得報警具有雙重作用，并提高了報警的可靠性。

2.報警系統(tǒng)的硬件設(shè)施

2.1主控模塊

該模塊采用單片機，具有較強的考干擾能力，并且運行速度較高，同時兼容了傳統(tǒng)8051單片機，使得運行速率大幅度提高，從而提高了監(jiān)控效率。另外，該模塊還采用了復位電路，由于它具備了運行速度快、低耗能及抗干擾能力，所以，使得報警系統(tǒng)的報警準確率大大提高。主控模塊主要分為發(fā)送站點及接受站點兩部分，其中發(fā)送站模塊主要和聲光報警、液晶顯示及繼電器相連接，而接受站模塊主要和無線模塊及串口相連接。

2.2通訊模塊

該模塊主要采用無線收發(fā)模塊，能夠?qū)邮艿降臄?shù)據(jù)進行處理及發(fā)送，被廣泛的應(yīng)用到工程建設(shè)、安全監(jiān)測等領(lǐng)域，對于提高監(jiān)測準確性具有重要意義。該模塊結(jié)構(gòu)如下圖1：

圖1：CC1101硬件設(shè)施

其中發(fā)送站點及接受站點均采用了CC1101模塊，數(shù)據(jù)通過S1輸入，通過SO輸出，時鐘輸出端通過SCLK連接，而芯片和引腳CSN相連接。已通過這些連接，從而實現(xiàn)了無線電模塊的數(shù)據(jù)通信。

2.3串口通訊模塊

該模塊采用了USB和RS232控制器，使得信息數(shù)據(jù)能夠在二者之間自行轉(zhuǎn)換，使電源管理及遠程協(xié)議自動化。數(shù)據(jù)引腳和P3.0相連接，將接收到的信息數(shù)據(jù)發(fā)送給單片機，從而實現(xiàn)了信息之間的相互轉(zhuǎn)換。

2.4信息采集電路

該采集電路中，安裝了MQ-5半導體器件，能夠?qū)怏w轉(zhuǎn)換成信息數(shù)據(jù)，進而轉(zhuǎn)換成控制信號，從而實現(xiàn)了報警功能。它具有六個引腳，其中H-H是加熱電極，對溫度相當敏感，通電之后，保持在一定溫度。當燃氣燃燒導致空氣溫度升高之后，加在其一端的A-B的電阻率也會發(fā)生變化，這種變化會隨著燃氣濃度不懂是有所差別的，如當其它負載條件固定不變時，如果燃氣濃度不同，或者成分不一樣，則加在A-B段的負載也不盡相同。如果燃氣泄漏量大，當燃燒之后，空氣溫度會更高，加在A-B兩端的電壓也隨著升高；如果燃氣種類不同，加上濃度不同，則加在負載兩端的電壓也會有所差異。在采集電路中，報警所需要的信息的準確性是由傳感器的靈敏性所決定的，所以，為了提高報警準確性，需要選擇靈敏性較好的傳感器。

2.5液晶顯示電路

在監(jiān)控系統(tǒng)中，采用液晶器材作為顯示設(shè)備，有效降低了能源消耗，具有接口簡單、操作方便等特性，另外，也方便了機器和人員的交流，從而提高了監(jiān)控效率。為了提高液晶顯示器的運行效率，專門安裝了單片機，以串聯(lián)的形式控制著系統(tǒng)內(nèi)部的各種信息，如圖所示圖2。由圖可知，檢測到的數(shù)據(jù)信息，通過片選CS，返回給RET，之后，指令選擇單片機接口P0.0、P0.1及P0.2，而數(shù)字線及時鐘均接在單片機的P0.3及P0.4上。

圖2液晶顯示電路

2.6信息收發(fā)電路

報警系統(tǒng)采用的信息發(fā)送模塊是TC35，它具有信息系自動發(fā)送功能，并具有雙頻900/1800MHZ的模塊，由于具有高度集成性，所以，能夠在較短時間內(nèi)接收到數(shù)據(jù)信息，從而減少了研發(fā)成本，提高了設(shè)備研發(fā)效率。該電路的運作過程為，利用單片機接受由AT發(fā)送來的指令，進而控制信息的收發(fā)，具體過程如圖所示。在運行時，模塊通過IGT及P0.7，還有一些列串口，已接收單片機上的信息。

3.報警系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)

前面介紹了報警系統(tǒng)的硬件設(shè)施，可知該系統(tǒng)的高效運行，離不開一系列模塊的支持。在實際工作中，選用最優(yōu)的硬件材料，才能保證報警系統(tǒng)運行的高效性。所以，在居民小區(qū)安裝報警系統(tǒng)時，需要對硬件設(shè)施基于重視。

報警系統(tǒng)采用的軟件設(shè)施為Keil C51編程，運行過程為：先將I/0進行初始設(shè)置，并對各種軟件設(shè)置，同時將計數(shù)器和定時器也給予設(shè)置，之后，單片機將接收到的電壓信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，再傳輸給模擬轉(zhuǎn)化器STC12C5A60S2，該設(shè)備將接受到的信號做進一步處理，發(fā)送給CC1101無線模塊，同時收集到其它的脈沖信號，經(jīng)過分析處理，再發(fā)送給CC1101，從而實現(xiàn)了信息數(shù)據(jù)的接收及發(fā)送。具體運行過程如圖所示。在信息數(shù)據(jù)發(fā)送及接收之前，需要對各類硬件適當處理，如，對液晶及無線模塊等進行初始化，以便于對頁面進行控制。無線模塊將接收到的信息數(shù)據(jù)做初步處理，由液晶進行顯示，傳輸給上位機器，該機器具有串口通信發(fā)送設(shè)備，對接收到的信息做進一步處理，然后對是否漏氣做出判斷。

在家中安裝上報警裝置之后，如果出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象，將會被檢測到，如果漏氣量達到一定濃度，將會出現(xiàn)聲光報警，并采取一定的安全措施，如切斷氣源及電源等。報警系統(tǒng)除了具有自動報警功能之外，還具備遠程報警功能，當居民房間出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象之后，將會將相關(guān)信息通過GSM發(fā)送給監(jiān)控室，同時顯示聲光頻閃，從而實現(xiàn)了報警及輸送信息的雙重功能。

4.結(jié)語

隨著人們生活質(zhì)量提高，燃氣使用量也大幅度增加，在提高生活質(zhì)量的同時，也帶來了風險，嚴重影響了人們的健康安全。燃氣泄漏智能報警系統(tǒng)的使用，能夠自動檢測到燃氣泄漏情況，并發(fā)出聲光報警措施，從而加大了燃氣使用安全性，降低了使用風險。本文就家用燃氣泄漏智能報警系統(tǒng)的設(shè)計進行分析，希望具有參考價值。

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