一种家庭安全控制装置的制作方法

本实用新型属于家庭控制技术领域，具体涉及一种家庭安全控制装置。

背景技术：

目前，家庭安保措施中，使用较普遍的机械式安保系统(防盗网、防盗窗)在日常生活使用中存在很多问题，例如：火灾发生时不易逃生、使旁边并未安装防盗装置的房屋容易被盗等等。随着当今超大规模集成电路、控制技术和单片机技术的快速发展和人们对家庭安保设施的要求，利用单片机控制及其它外围模块实现报警甚至更多功能已成为一种发展趋势。但是目前市场上的家庭控制都有着一些不足之处，首先，目前，家庭中一般设置有天然气、烟雾、火焰检测装置，但是当检测到天然气泄漏、烟雾或火焰时，仅能通过报警模块进行报警，不能有效地控制降低天然气的浓度，或防止天然气引发火灾事故；另外，白天人们一般都外出上班，而通常老人停留在家内，由于老人腿脚或反映能力比较迟缓，一旦发生安全事故，比如：煤气泄漏、火灾等，老人不能及时的打开窗户或进户门，从而可能酿成重大事故；最后目前一般采用声光报警、电子防盗报警器或语音报警，声光报警和语音报警一般在室内有人时能起到及时控制各种事故，电子防盗报警器一般只有一个定点，有效范围小，而且各种开关也易坏，失报和误报率较高。因此，现如今缺少一种结构简单、体积小、安装方便、成本低、设计合理的家庭安全控制装置，控制简单，操作方便，提高家庭生活安全性，实现对家庭环境的远程监控。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种家庭安全控制装置，其设计合理，结构简单、成本低、操作方便，提高家庭生活安全性，实现对家庭环境的远程监控，实用性强，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种家庭安全控制装置，其特征在于：包括微控制器、电源模块、无线通信模块以及与微控制器相接的液晶触摸屏和通信电路，所述电源模块包括市电供电模块和蓄电池供电模块，所述市电供电模块包括依次相接的市电、降压整流电路和第一电平转换电路，所述蓄电池供电模块包括蓄电池和与蓄电池输出端相接的第二电平转换电路，所述蓄电池与降压整流电路相接，所述无线通信模块包括GSM模块以及与GSM模块相接的天线模块和SIM卡，所述GSM模块通过通信电路与微控制器进行数据通信，所述SIM卡与手机进行无线数据通信，所述微控制器的输入端接有设置在室内的天然气检测模块、设置在进户门上的第一红外检测电路、设置在家庭窗户上的第二红外检测电路、设置在室内的火焰检测传感器和设置在室内的温度传感器，所述天然气检测模块包括依次相接的天然气传感器、信号放大电路和A/D转换电路，所述微控制器的输出端接有报警电路、用于打开或关闭喷洒装置的第一继电器驱动电路和用于打开或关闭空调的第二继电器驱动电路，以及用于驱动家庭窗户开闭的第一电机模块和用于驱动家庭进户门开闭的第二电机模块，所述第一电机模块包括第一电机驱动电路和与第一电机驱动电路输出端相接的第一电机，所述第二电机模块包括第二电机驱动电路和与第二电机驱动电路输出端相接的第二电机，所述A/D转换电路的输出端与微控制器的输入端相接，所述第一电机驱动电路的输入端和第二电机驱动电路的输入端均与微控制器的输出端相接；

所述微控制器包括STC89C52单片机；所述A/D转换电路包括芯片TLC1543，所述芯片TLC1543的第15引脚、第16引脚、第17引脚、第18引脚和第19引脚均与微控制器相接。

上述的一种家庭安全控制装置，其特征在于：所述天然气传感器包括MQ-5天然气传感器，所述MQ-5天然气传感器的第4引脚、第5引脚和第6引脚的连接端分两路，一路与5V电源输出端相接，另一路经电阻R1与发光二极管D1的阳极相接；所述MQ-5天然气传感器的第2引脚经电阻R6接地，所述MQ-5天然气传感器的第1引脚和第3引脚的连接端分两路，一路经并联的电阻R4和电容C2接地，另一路为MQ-5天然气传感器的信号输出端。

上述的一种家庭安全控制装置，其特征在于：所述信号放大电路包括运放U1，所述运放U1的同相输入端分两路，一路经电阻R5接地，另一路与电容C1的一端相接；所述电容C1的另一端分三路，一路经电容C3接地，另一路经电阻R3与MQ-5天然气传感器的信号输出端相接，第三路经电阻R2与运放U1的输出端相接；所述运放U1的反相输入端经电阻R8接地；所述运放U1的输出端分两路，一路经电阻R7与运放U1的反相输入端相接，另一路与芯片TLC1543的第1引脚相接。

上述的一种家庭安全控制装置，其特征在于：所述第一红外检测电路包括第一红外发射电路和第一红外接收电路，所述第一红外发射电路包括三极管Q1和第一红外发射管D2，所述三极管Q1的发射极与第一红外发射管D2的阳极相接，所述三极管Q1的集电极经电阻R9与5V电源输出端相接，所述三极管Q1的基极经电阻R15与STC89C52单片机相接；所述第一红外接收电路包括三极管Q3和第一红外接收管D4，所述三极管Q3的基极与电阻R17的一端相接，所述电阻R17的另一端分两路，一路经电阻R11与5V电源输出端相接，另一路与第一红外接收管D4的阳极相接；所述三极管Q3的集电极分两路，一路经电阻R12与5V电源输出端相接，另一路与STC89C52单片机相接。

上述的一种家庭安全控制装置，其特征在于：所述第二红外检测电路包括第二红外发射电路和第二红外接收电路，所述第二红外发射电路包括三极管Q2和第二红外发射管D3，所述三极管Q2的发射极与第二红外发射管D3的阳极相接，所述三极管Q2的集电极经电阻R10与5V电源输出端相接，所述三极管Q2的基极经电阻R16与STC89C52单片机相接；所述第二红外接收电路包括三极管Q4和第二红外接收管D5，所述三极管Q4的基极与电阻R18的一端相接，所述电阻R18的另一端分两路，一路经电阻R13与5V电源输出端相接，另一路与第二红外接收管D5的阳极相接；所述三极管Q4的集电极分两路，一路经电阻R14与5V电源输出端相接，另一路与STC89C52单片机相接。

上述的一种家庭安全控制装置，其特征在于：所述温度传感器为DS18B20温度传感器。

上述的一种家庭安全控制装置，其特征在于：所述通信电路为RS232串口通信电路。

上述的一种家庭安全控制装置，其特征在于：所述GSM模块包括芯片SIM900A。

上述的一种家庭安全控制装置，其特征在于：所述第一电平转换电路和第二电平转换电路均包括芯片LM7805。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型通过在进户门上设置第一红外检测电路，在家庭窗户上设置第二红外检测电路，实时检测否有他人通过进户门或窗户进入室内，红外线是不可见光，有很强的隐蔽性和实用性，因此，一旦有人或物体通过，红外光线就会被遮挡，从而引起接收管的信号发生变化，及时发现他人的入室盗窃，做好防范措施，提高家庭生活安全性，检测准确。

2、本实用新型通过设置天然气检测模块和火焰检测传感器，分别实时检测室内的天然气浓度和火焰，当室内天然气浓度大于预先设定的天然气浓度阈值或当检测到室内存在火焰时，微控制器通过第一继电器驱动电路打开喷洒装置进行灭火，第一电机模块驱使窗户打开，第二电机模块驱动锁舌转动打开进户门，避免室内人员未及时发现存在安全事故而带来严重后果，保证室内人员的安全，电路简单，易控制。

3、本实用新型通过设置温度传感器，当温度传感器检测到的温度大于预先设定的温度阈值时，通过第二继电器驱动电路打开空调进行降温至温度阈值，当温度传感器检测到的温度小于预先设定的温度阈值时，通过第二继电器驱动电路打开空调进行升温至温度阈值，保持室内温度在人们适宜的温度范围内，保证人们的健康生活。

4、本实用新型通过设置无线通信模块，包括GSM模块、天线模块和SIM卡，将检测到的家庭环境数据通过SIM卡无线发送至住户随身携带的手机，实现了数据的无线传输，实现对家庭环境的远程监控，稳定、可靠，使用效果好。

综上所述，本实用新型设计合理，结构简单、成本低、操作方便，提高家庭生活安全性，实现对家庭环境的远程监控，实用性强，便于推广使用。

下面经附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理框图。

图2为本实用新型天然气传感器和信号放大电路的电路连接关系示意图。

图3为本实用新型A/D转换电路的电路原理图。

图4为本实用新型第一红外检测电路的电路原理图。

图5为本实用新型第二红外检测电路的电路原理图。

附图标记说明:

1—微控制器；2-1—市电；2-2—降压整流电路；

2-3—蓄电池；2-4—第一电平转换电路；

2-5—第二电平转换电路；3-1—天然气传感器；3-2—信号放大电路；

3-3—A/D转换电路；4—第一红外检测电路；

5—第二红外检测电路；6—火焰检测传感器；7—温度传感器；

8—通信电路；9—GSM模块；10—天线模块；

11—SIM卡；12—手机；13—报警电路。

14—第一继电器驱动电路；15—喷洒装置；

16—第二继电器驱动电路；17—空调；

18—第一电机驱动电路；19—第一电机；

20—第二电机驱动电路；21—第二电机；22—液晶触摸屏。

具体实施方式

如图1和图3所示，本实用新型包括微控制器1、电源模块、无线通信模块以及与微控制器1相接的液晶触摸屏22和通信电路8，所述电源模块包括市电供电模块和蓄电池供电模块，所述市电供电模块包括依次相接的市电2-1、降压整流电路2-2和第一电平转换电路2-4，所述蓄电池供电模块包括蓄电池2-3和与蓄电池2-3输出端相接的第二电平转换电路2-5，所述蓄电池2-3与降压整流电路2-2相接，所述无线通信模块包括GSM模块9以及与GSM模块9相接的天线模块10和SIM卡11，所述GSM模块9通过通信电路8与微控制器1进行数据通信，所述SIM卡11与手机12进行无线数据通信，所述微控制器1的输入端接有设置在室内的天然气检测模块、设置在进户门上的第一红外检测电路4、设置在家庭窗户上的第二红外检测电路5、设置在室内的火焰检测传感器6和设置在室内的温度传感器7，所述天然气检测模块包括依次相接的天然气传感器3-1、信号放大电路3-2和A/D转换电路3-3，所述微控制器1的输出端接有报警电路13、用于打开或关闭喷洒装置15的第一继电器驱动电路14和用于打开或关闭空调17的第二继电器驱动电路16，以及用于驱动家庭窗户开闭的第一电机模块和用于驱动家庭进户门开闭的第二电机模块，所述第一电机模块包括第一电机驱动电路18和与第一电机驱动电路18输出端相接的第一电机19，所述第二电机模块包括第二电机驱动电路20和与第二电机驱动电路20输出端相接的第二电机21，所述A/D转换电路3-3的输出端与微控制器1的输入端相接，所述第一电机驱动电路18的输入端和第二电机驱动电路20的输入端均与微控制器1的输出端相接；

所述微控制器1包括STC89C52单片机；所述A/D转换电路3-3包括芯片TLC1543，所述芯片TLC1543的第15引脚、第16引脚、第17引脚、第18引脚和第19引脚均与微控制器1相接。

如图2所示，本实施例中，所述天然气传感器3-1包括MQ-5天然气传感器，所述MQ-5天然气传感器的第4引脚、第5引脚和第6引脚的连接端分两路，一路与5V电源输出端相接，另一路经电阻R1与发光二极管D1的阳极相接；所述MQ-5天然气传感器的第2引脚经电阻R6接地，所述MQ-5天然气传感器的第1引脚和第3引脚的连接端分两路，一路经并联的电阻R4和电容C2接地，另一路为MQ-5天然气传感器的信号输出端。

本实施例中，所述信号放大电路3-2包括运放U1，所述运放U1的同相输入端分两路，一路经电阻R5接地，另一路与电容C1的一端相接；所述电容C1的另一端分三路，一路经电容C3接地，另一路经电阻R3与MQ-5天然气传感器的信号输出端相接，第三路经电阻R2与运放U1的输出端相接；所述运放U1的反相输入端经电阻R8接地；所述运放U1的输出端分两路，一路经电阻R7与运放U1的反相输入端相接，另一路与芯片TLC1543的第1引脚相接。

如图4所示，本实施例中，所述第一红外检测电路4包括第一红外发射电路和第一红外接收电路，所述第一红外发射电路包括三极管Q1和第一红外发射管D2，所述三极管Q1的发射极与第一红外发射管D2的阳极相接，所述三极管Q1的集电极经电阻R9与5V电源输出端相接，所述三极管Q1的基极经电阻R15与STC89C52单片机相接；所述第一红外接收电路包括三极管Q3和第一红外接收管D4，所述三极管Q3的基极与电阻R17的一端相接，所述电阻R17的另一端分两路，一路经电阻R11与5V电源输出端相接，另一路与第一红外接收管D4的阳极相接；所述三极管Q3的集电极分两路，一路经电阻R12与5V电源输出端相接，另一路与STC89C52单片机相接。

如图5所示，本实施例中，所述第二红外检测电路5包括第二红外发射电路和第二红外接收电路，所述第二红外发射电路包括三极管Q2和第二红外发射管D3，所述三极管Q2的发射极与第二红外发射管D3的阳极相接，所述三极管Q2的集电极经电阻R10与5V电源输出端相接，所述三极管Q2的基极经电阻R16与STC89C52单片机相接；所述第二红外接收电路包括三极管Q4和第二红外接收管D5，所述三极管Q4的基极与电阻R18的一端相接，所述电阻R18的另一端分两路，一路经电阻R13与5V电源输出端相接，另一路与第二红外接收管D5的阳极相接；所述三极管Q4的集电极分两路，一路经电阻R14与5V电源输出端相接，另一路与STC89C52单片机相接。

本实施例中，所述温度传感器7为DS18B20温度传感器。

本实施例中，所述通信电路8为RS232串口通信电路。

本实施例中，所述GSM模块9包括芯片SIM900A。

本实施例中，所述第一电平转换电路2-4和第二电平转换电路2-5均包括芯片LM7805。

本实用新型使用时，市电2-1经过降压整流电路2-2转换为12V直流电，12V直流电一路经第一电平转换电路2-4转换为5V电源，另一路为蓄电池2-3充电；当市电2-1有电时，经第一电平转换电路2-4的5V电源为微控制器1供电，微控制器1进入工作状态，当市电2-1突然断电时，蓄电池2-3通过第二电平转化电路2-5转为5V电源为微控制器1供电，保证微控制器1实时工作；通过液晶触摸屏22预先设定天然气浓度阈值和温度阈值，天然气传感器3-1实时检测室内的天然气并将采集到的天然气信号经过信号放大电路3-2进行处理，再经过A/D转换电路3-3转换为数字天然气浓度并送入微控制器1中，火焰检测传感器6实时检测室内是否存在火焰，当微控制器1接收到的数字天然气浓度大于预先设定的天然气浓度阈值或当火焰检测传感器6检测到室内存在火焰时，微控制器1通过第一电机驱动电路18控制第一电机19转动，第一电机19的转动带动家庭窗户打开，微控制器1通过第二电机驱动电路20控制第二电机21转动，第二电机21的转动带动锁舌转动从而打开进户门，通过进户门或窗户的打开及时排除室内的天然气或烟雾，方便实施救援措施，同时，微控制器1通过第一继电器驱动电路14控制喷洒装置15打开，通过喷洒水去除室内的烟雾或灭火，保证室内人员的安全；设置在进户门上的第一红外检测电路4实时检测否有他人通过进户门闯入，设置在窗户上的第二红外检测电路5实时检测是否有他人通过窗户闯入，当第一红外检测电路4检测到有他人通过进户门闯入或第二红外检测电路5有他人通过窗户闯入时，微控制器1控制报警电路13报警，同时，依次通过通信电路8、GSM模块9和SIM卡11发送至住户的手机12上，提醒住户做好防范措施；温度传感器7实时检测室内的温度并将采集到的温度发送至微控制器1，微控制器1将接收到的温度与预先设定的温度阈值进行比较，当温度传感器7检测到的温度大于预先设定的温度阈值时，微控制器1通过第二继电器驱动电路16控制空调17进行降温至温度阈值，当温度传感器7检测到的温度小于预先设定的温度阈值时，微控制器1通过第二继电器驱动电路16控制空调17进行升温至温度阈值，保持室内温度在人们适宜的温度范围内，保证人们的健康生活。另外，液晶触摸屏22能够对温度和天然气浓度进行实时显示，并且微控制器1通过GSM模块9控制SIM卡11将所检测到的温度和天然气浓度发送给住户随身携带的手机12，使住户能随时掌握室内状态,实现对家庭环境的远程监控，方便快捷。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。