一种智能烟雾报警器

技术领域

本发明涉及烟雾报警技术领域，尤其涉及一种智能烟雾报警器。

背景技术

步入二十一世纪以来，随着我国城市化进程的加快和人口的快速速增长，火灾发生的频率以及造成的损失都不断增长，提前预防能够有效减少火灾所造成的损失。因此,如何在短时间内发现并预警火灾，控制灾情, 使人民的生命、财产损失降到最低就显得尤为重要。目前市面上烟雾报警器产品种类多种多样，但还有事存在着不同的缺陷。有的烟雾报警器不利于安装维护，有的烟雾报警器不能适应一些复杂的环境，有的烟雾报警器不能及时通知到用户当前报警信息，不利于我们及时处理问题，最终还是导致火灾的发生。造成不可挽回的损失。因此，经过综合考虑利用单片机扮成开发一个体积小巧、安装方便，又可挂接到互联网中，能够在警报发生时让用户随时接收到报警信息的一款智能烟雾报警器是不可缺少的。通过它能够大大减少用户损失，保卫用户家庭安全。

发明内容

本发明针对上述背景中存在的问题，提出一种智能物烟雾报警器，可以通过WiFi把烟雾报警器介入到互联网中，通过移动端app用用户可以实时获取到烟雾报警器状态，了解家中安全情况。也可以根据所使用不同环境来自定义报警阈值，避免不必要的支出。

一种智能烟雾报警器,包括壳体、壳体外部安装有开关复位检测按键、报警指示灯和喇叭，壳体前端设有凸台，凸台侧壁设置有进烟口，壳体内部安装有烟雾传感器模块、温度传感器模块，所述壳体外部设置有阈值调节按键，凸台上安装有显示屏，所述壳体内部还安装有单片机，以及单片机与液晶显示屏模块、预警警报模块、按键模块、无线传输模块、app软件处理模块以及烟雾传感器模块、温度传感器模块以及阈值调节按键相连。

所述液晶显示屏模块连接显示屏，用来显示单片机所接收的烟雾传感器模块、温度传感器模块的烟雾浓度和温度。

所述预警警报模块是当单片机接受到报警信号后，发出警报。

所述阈值调节按键调节烟雾报警器的不同阈值并显示在显示屏上。

所述无线传输模块，把单片机采集的数据实时上传到云端，进行解析和备份。

所述app软件处理模块把智能烟雾报警器的状态显示在手机上，并可通过app软件进行设定阈值。

所述单片机采用STC15F2K60S2芯片，所述温度传感器模块把DS18B20芯片信号引脚和电源引脚分别通过PCB板与单片机相连，地脚接地；所述烟雾传感器为MQ-2半导体烟雾传感器，所述无线传输模块采用esp8266模块，app软件处理模块通过UI布局。

所述显示屏为OLED显示屏。

与市场大多烟雾报警器相比，本发明具有以下优点：

１.阈值调节功能：本报警器加装了四个实体按键，用户可通过按键实现对不同环境下阈值的设置调整，实现不同环境下的安保工作。

２.OLED液晶屏幕：本报警器采用了OLED显示屏，用户在调节不同阈值时可以通过OLED显示屏实时显示当前设置参数，以便用户更直观的使用本烟雾报警器。

３.无线传输：加载了ESP8266WiFi模块，可以在报警器检测到危险时通过移动APP通知用户。

４.单片机处理模块：通过单片机实时运算并判断当前环境与用户设置阈值相比较做到报警信息的及时反馈。

附图说明

图1为本发明实施例中所述智能烟雾报警器的结构示意图。

图２为本发明实施例中所述智能烟雾报警器的系统流程图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明的技术方案进行进一步的详细说明。

如图１所示，本发明实例外部和常见的烟雾报警器类似，在壳体1上主要组成包括开关复位检测按键2、迷宫型进烟口6、高分贝蜂鸣器4、OLED显示屏7、报警指示灯3、阈值调节按键8；如图2所示壳体内部含有STC15F2K60S2单片机、MQ-2烟雾传感

MQ-2烟雾传感器主要用于监测有害气器、DS18B20温度传感器、ESP8266无线模块与移动APP模块。体，随着空气中可燃气体浓度的增大烟雾传感器的电导率随之变大，通过电路即可将电导率的变化转换为与气体浓度对应的输出信号。

DS18B20温度传感器用于监测环境温度，通过与用户所设置的阈值进行对比，作出最终判断，达到预警功能。

OLED显示屏用于用户调整阈值参数信息，在使用实时显示当前环境温度与空气质量。

ESP8266模块主要用于把单片机的本地数据传输到云端，通过算法解析，最终反馈到移动端。

烟雾传感器为MQ-2半导体烟雾传感器，可用于家庭和工厂的气体泄漏监测装置，适宜于液化气、苯、烷、酒精、氢气、烟雾等的探测；

如图2所示，本发明实例可以根据不同环境需要进行升级，每个烟雾传感器之间可以通过蓝牙或Zigbee模块进行关联，确定一台主机进行数据联网反馈，实现统一管理。

烟雾报警器的数据采集与发送采用esp8266模块，单片机获取传感器的数值与阈值判断，判断结果反馈到esp8266，通过esp8266上传到网络中PC中，经过网络PC机解析处理发送方到用户app，达到预警报警功能。

用户初次使用烟雾报警器时，可以登录我们的官网下载app，注册个人账号，通过输入每台烟雾报警器的唯一8位串码把报警器与账绑定，绑定完成后软件会自动把烟雾报警器接入到家庭网络中。烟雾报警器是单独运作的，用户可以通过绑定多个烟雾报警器进行重新编号，实现共集体管理。增加产品的适应性与产品维护性。

智能烟雾报警器通过MQ-2烟雾传感器与DS18B20温度传感器监测周围环境温度与空气质量，如果附近有烟雾或温度超出阈值，则蜂鸣器将开始发出蜂鸣声，红色LED灯同事被点亮；通过esp8266模块自动发送数据到云端通过主机解析，判断进行与用户的连接，做到及时预警，用户也可以添加应急联系号码，当被测数据超出设定阈值时，通过电话及时联系紧急人。

PC机通过模糊理算法进行智能推理。

模糊算法描述即:我们所创建的模糊推理系统是不需要通过建立精确的数学模型与大量的定量分析。只要获取对象的当时状态信息，然后PC机把这些状态信息通过模糊算法转换为推理规则，然后用一种模糊集合看来描述信息对与某一个模糊概念的归属，最后用模糊逻辑退来模拟人类的推理分析思维，把人类对事物的一种判断以及分析推理的过程表现出来，从而得到正确的结论。

模糊推理算法实现：所使用开发环境是VS2010，在VS2010中采用一款AForge.net的工具，在项目中添加AFroge的一些向海关的应用就可以在VS2010中使用模糊推理。

AForge.net是一种基于C#框架的工具，这个框架为用户提供了不同的类库以及关于类库资源，还有很多应用程序的例子，模糊推理在AForge.net中对应的类是InferenceSystem。

在程序中添加AForge.net、AForge.Clontrols、AForge.Fuzzy三种引用即可实现模糊推理系统。

单通过单片机进行阈值判断在特殊情况会产生较大误差，难以对特殊情况进行分析判断。因此在单片机进行初步判断后，还需要进一步判定是否发生了火灾。通常情况下，火灾发生后，它的相关参量都是一个逐渐变化的过程，而普通的噪声干扰都是短时的具有冲击性的信号，因此把火灾持续时间添加为判断火灾是否发生的一个因子。并且，根据《火灾自动报警系统设计规范》的一些相关规定，消防系统对于保护对象进行一定的划分，根据建筑物的使用性质，发生火灾后所造成的危害性以及疏散扑救难度，可以将建筑物划分为特级以及一、二、三等级。所以在此基础又添加了建筑物保护等级作为决策因子。

持续时间T的计算公式

T(n)=[T(n-1)+1]*U Yi(x)-Td

U(x)为阶跃函数，Td报警阈值，初始值为0.5.Yi(x)为单片机初步计算得出的明火及及阴燃火的概率。当Yi(x)的值超过Td的值，U(x)函数值为1，开始计时。

本发明工作原理：整个系统是通过编程在单片机的控制下工作的，用户可以通过按键与显示屏设置不同环境下的阈值，本烟雾报警器通过烟雾传感器与温度传感器感应空中的有害气体与环境温度，并将感应数据信号传输给单片机，单片机通过无线模块实时把数据传输到云端，利用移动app算法实时解析所得数据，把数据与阈值进行比较，如果空气有害气体超过设定阈值或环境温度超过阈值温度，单片机会自动打开声光报警器，同时经过移动APP与短信方式发出通知，及时通报用户及时撤离危险地段并显示危险地点，帮助排除与查找事发地点及时消除隐患，避免火灾的发生。