一种远程火灾复合探测器及探测方法

1.本发明涉及火灾探测器技术领域，具体涉及一种远程火灾复合探测器及探测方法。


背景技术：

2.火灾是最常见的威胁公众安全的危害之一。在火灾初期，火苗刚燃起时燃烧面积小、火焰高度低，此时产生烟雾较少，而人们往往也很难察觉。当火焰继续燃烧开始波及到其他家具时，火势越来越大，室内温度迅速上升，并产生大量烟气，对人们造成严重伤害。因此为减少火灾发生，保障人民生命财产安全，就需要一种火灾探测器能够实时对环境进行监控，发现异常及时报警。
3.目前常见的火灾探测器有光电型感烟和离子型感烟两种，光典型感烟探测器通过探测器上光敏元件接收到的光束产生信号进行探测，当货舱空气中存在烟雾后，烟雾颗粒会散射更多的光束到光敏元件上从而报警。离子型感烟探测器通过探测空气中的电离情况进行报警。
4.但是这类探测器都存在探测参数单一的问题，当燃烧初期产烟量低时，空气中烟雾颗粒较少，从而散射到感烟探测器光敏元件的光束也少，空气中电离情况也较弱，因此很难在燃烧初期就监测到火灾发生，使得错过了灭火最佳时机。同时传统火灾探测器通过蜂鸣器发声进行报警，若探测器周围没有人员在场，将不会发现该位置已经发生火灾。因此，亟需一种能实现火灾报警快速响应的远程火灾的复合探测器。


技术实现要素：

5.为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种远程火灾复合探测器及探测方法，通过对pm值、tvoc浓度、co浓度三种参数进行监测，实现火灾报警的快速响应，提高抑灭火灾的可能性，解决了上述背景技术中提到的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种远程火灾复合探测器，所述火灾复合探测器包括壳体、电池模块、传感器模块以及电路板，所述传感器模块包括co传感器、颗粒物传感器和tvoc气体传感器，所述壳体分为上中下三层，电池模块设置在壳体上层，壳体的中层设置有led模块与电路板，壳体下层设置有co传感器、颗粒物传感器、tvoc气体传感器和蜂鸣器模块。
7.优选的，所述的电池模块包括两节锂电池组成的8.4v电源以及用于检测电量的电量监测芯片。
8.优选的，所述的壳体下层外表面等间距的设置有若干的栅格孔，用于气体进入，方便传感器模块对气体进行监测。
9.优选的，所述的电路板上设置有esp8266模组和电源转换电路，所述电源转换电路包括ams1117稳压5v芯片和ams1117稳压3.3v芯片，电池模块的正极与电路板正极连接，电池模块的负极与电路板接地连接，所述ams1117稳压5v芯片将电路板正极电压转换输出为
5v，所述ams1117稳压3.3v芯片将5v电压转换输出为3.3v，以保障不同元件的供电。
10.优选的，所述esp8266模组焊接在电路板上，esp8266模组正极接入转换后的3.3v，esp8266模组接地与电路板接地相连，所述esp8266模组包括有模拟引脚a0、gpio引脚d0、gpio引脚d6、gpio引脚d7、sda引脚d2、scl引脚d1、串行端口rx以及串行端口tx。
11.优选的，所述co传感器焊接在电路板上，与模拟引脚a0相连接；所述颗粒物传感器通过排针与电路板固定，由转换后的5v供电，与串行端口rx相连接；所述tvoc气体传感器焊接在电路板上，与sda引脚d2和scl引脚d1相连接。
12.优选的，所述蜂鸣器模块通过信号线与gpio引脚d7相连，当发生报警时该引脚设为高电平驱动蜂鸣器发声。
13.优选的，所述的led模块中包含红色、绿色led灯珠，led模块与gpio引脚d0和gpio引脚d6连接，所述led模块用于显示电池模块的电量状态；
14.当电池模块电量正常时，gpio引脚d0设为高电平此时绿灯亮；
15.当电池模块电量较低时，gpio引脚d6设为高电平此时红灯亮。
16.另外，为实现上述目的，本发明还提供如下技术方案：一种远程火灾复合探测器的探测方法，所述探测方法包括：
17.通过传感器模块采集实时环境信号；
18.将信号传递给esp8266模组，当采集的信号达到各传感器预先设定的阈值时，esp8266模组控制蜂鸣器模块预警，并将信号传递到云服务器；
19.云服务器将出现报警的探测器相关信息发送给相应的远程终端进行预警；
20.用户通过操控远程终端向云服务器发送数据监测请求，收到请求后云服务器转发探测器实时数据，实现远程监测。
21.优选的，所述的远程终端是手机、笔记本或平板电脑。
22.本发明的有益效果是：本发明采用esp8266模块实现数据上传，并且作为探测器mcu接收传感器信号，减少额外元件使用同时降低耗电量，从而成本较低适合推广，用户可远程实时监测并获取到云服务器发送的环境异常报警，通过pm值、tvoc浓度、co浓度三种参数进行监测，在面对火灾初期发生阴燃产生co较多、部分材料燃烧产烟量小等情况也能迅速检测到信号，提高抑灭火灾的可能性，探测器内置大容量可充电电池，实现长时间续航并且环保。
附图说明
23.图1为本发明探测器结构示意图；
24.图2为电路板结构示意图；
25.图中，1-壳体，2-led模块，3-排针，4-栅格孔，5-co传感器，6-颗粒物传感器，7-tvoc气体传感器，8-蜂鸣器模块，9-电路板，10-电池模块，11-esp8266模组，12-模拟引脚a0，13-gpio引脚d0，14-gpio引脚d6，15-gpio引脚d7，16-esp8266模组正极，17-电路板接地，18-电路板正极，19-ams1117稳压5v芯片，20-ams1117稳压3.3v芯片，21-esp8266模组接地，22-sda引脚d2，23-scl引脚d1，24-串行端口rx，25-串行端口tx。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.请参阅图1-图2，本发明提供一种技术方案：一种远程火灾复合探测器，具体是一种基于esp8266芯片的远程火灾复合探测器，如图1所示，该火灾复合探测器包括壳体1，led模块2，排针3，栅格孔4，co传感器5，颗粒物传感器6，tvoc气体传感器7，蜂鸣器模块8，电路板9和电池模块10，所述壳体分为上中下三层，上层安装有电池模块10，中层安装有led模块2与电路板9，下层安装有co传感器5，颗粒物传感器6，tvoc气体传感器7与蜂鸣器模块8，下层壳体开有等间距的栅格孔4，使得待测气体能够快速进入传感器所在的腔室内，方便传感器模块对气体进行监测。所述电池模块10由两节18650锂电池组成的8.4v电源与电量监测芯片ltc4150组成，该电池容量大，安全性能高，能够保障探测器长时间正常工作，同时可循环充电一千次，能够反复使用更加环保。
28.所述led模块2包含红色与绿色led灯珠，led模块与gpio引脚d0 13和gpio引脚d6 14连接，当电池模块电量正常时gpio引脚d0 13设为高电平此时绿灯亮，电池模块电量较低时gpio引脚d6 14设为高电平此时红灯亮，起到电池模块状态显示的功能。
29.所述电路板9结构如图2所示，电路板上有电源转换电路，具体包括ams1117稳压5v芯片(19)和ams1117稳压3.3v芯片(20)，电路板正极18与电池模块10正极相连，电路板接地17与电池模块10负极相连，ams1117稳压5v芯片19将电路板正极18电压转换输出5v，ams1117稳压3.3v芯片20将5v转换输出3.3v，保障不同传感器、元件的正常供电。
30.所述焊接在电路板9上的esp8266模组11为esp12f，，esp8266模组正极16接入转换后的3.3v，esp8266模组接地21与电路板17接地相连，并将模拟引脚a0 12、gpio引脚d0 13、gpio引脚d6 14、gpio引脚d7 15、sda引脚d2 22、scl引脚d1 23、串行端口rx 24，串行端口tx 25引出。
31.所述co传感器5为tgs5141，焊接在电路板9上，与模拟引脚a0 12相连，发送探测数据到模拟引脚a0 12。
32.所述颗粒物传感器6为pms7003，通过排针3与电路板9固定，由转换后的5v供电，与串行端口rx24相连接，发送探测数据到串行端口rx 24。
33.所述tvoc气体传感器7为sgp30，焊接在电路板9上，与sda引脚d2 22和scl引脚d1 23相连接，发送探测数据到sda引脚d2 22、scl引脚d1 23。
34.所述蜂鸣器模块8通过信号线与gpio引脚d7 15相连，当发生报警时该引脚设为高电平驱动蜂鸣器发声。
35.tvoc气体传感器测量空气中tvoc浓度，通过i2c与esp8266模组通讯；co传感器测量空气中co浓度，其产生的模拟信号通过esp8266模组上的ad转换引脚进行传输；蜂鸣器模块焊接在电路板上，信号线与esp8266模组相连。
36.led模块2焊接在电路板上，负极接电路板gnd端，正极与esp8266模组gpio口(gpio引脚d0 13、gpio引脚d6 14)相连；esp8266模组焊接在电路板上，由电源转换电路处理后的3.3v电源供电，其引脚在电路板上被引出与其他模块连接，其通过接入无线网络将数据上
传至云服务器，再将数据分发至各个远程终端进行报警。
37.一种基于esp8266芯片的远程火灾复合探测器的探测方法：通过co传感器5、颗粒物传感器6、tvoc气体传感器7采集周围环境状态，并将信号传递给esp8266模组11，当传感器探测参数出现较大变化时(达到各传感器预先设定的阈值)，esp8266模组11控制蜂鸣器模块8报警，并将信号传递到云服务器，云服务器再将出现报警的探测器相关信息发送给相应的远程终端，进行复核，用户也可通过远程终端像云服务器发送数据监测请求，收到请求后云服务器转发探测器实时数据，实现远程监测功能。当探测器电量较低时也会通过云服务器向远程终端发送电量较低报警，通知用户对电池进行及时更换。
38.远程终端可为手机、笔记本或者平板电脑。
39.本发明采用esp8266模块实现数据上传，并且作为探测器mcu接收传感器信号，减少额外元件使用同时降低耗电量，从而成本较低适合推广，用户可远程实时监测并获取到云服务器发送的环境异常报警，通过pm值、tvoc浓度、co浓度三种参数进行监测，在面对火灾初期发生阴燃产生co较多、部分材料燃烧产烟量小等情况也能迅速检测到信号，提高抑灭火灾的可能性，探测器内置大容量可充电电池，实现长时间续航并且环保。
40.尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。