本技術(shù)涉及電子報警電路，尤其涉及一種可燃氣體的泄漏檢測與報警關(guān)斷電路。

背景技術(shù)：

1、燃氣安全日益成為社會普遍關(guān)注的焦點問題。根據(jù)中國城市燃氣協(xié)會《2022年度全國燃氣事故分析報告》，我國天然氣用戶數(shù)量約2.25億戶，全年共收集到媒體報道的國內(nèi)(不含港澳臺)燃氣事故802起，造成66人死亡，487人受傷，其中較大事故10起，事故遍及全國30個省份、249個城市，呈現(xiàn)事故多發(fā)、范圍廣、影響大等特點。

2、可燃氣體探測器是提升燃氣安全防范能力的重要手段。在一些發(fā)達國家，家用可燃氣體探測器普及率達85％以上。以日本為例，除在公共及人員密集等場所強制安裝可燃氣體探測器，家庭等非強制安裝場所的普及率也接近100％，每年燃氣事故數(shù)量基本保持在75～120起，其中致命性事故幾乎為0。

3、現(xiàn)有的一些可燃氣體的泄漏檢測與報警關(guān)斷實現(xiàn)方案，采用外部存儲器保存歷史數(shù)據(jù)記錄，對主電源的掉電檢測常采用mcu端的供電電壓檢測方式，當mcu通過氣體傳感器檢測到有氣體泄漏時可輸出直流脈沖信號來關(guān)閉所連接的電磁閥。

4、上述方案中使用外部存儲器和外部實時時鐘電路進行可燃氣體泄漏的檢測與報警，硬件成本高。除此之外，主電源的掉電檢測不夠及時，存在掉電后主控制器工作時間過短，導致掉電記錄保存失敗的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本實用新型提供了一種可燃氣體的泄漏檢測與報警關(guān)斷電路，旨在及時檢測主電源的掉電檢測以保證主控制器工作的穩(wěn)定。

2、為了達到上述目的，本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

3、一種可燃氣體的泄漏檢測與報警關(guān)斷電路，包括：供電模塊、降壓模塊、氣體檢測模塊、電機驅(qū)動模塊、聲光報警模塊、外部接口模塊、主控模塊；

4、供電模塊的一端口與降壓模塊電連接，其另一端口與驅(qū)動模塊電連接，降壓模塊的一端口與聲光報警模塊電連接，聲光報警模塊的一端口與主控模塊電連接，主控模塊的一端口與驅(qū)動模塊電連接，氣體檢測模塊的一端口與主控制器電連接，外部接口模塊的一端口與主控模塊電連接。

5、進一步優(yōu)選為，供電模塊包括：外部直流12v電源適配器、供電端子dc1、二極管d1、二極管d2、電容c2、電阻r4、電阻r5；

6、外部直流12v電源適配器的端口連接直流12v電源，供電端子的引腳4與輸入電壓端口、二極管d1、二極管d2的正極電連接，二極管d2的另一端口與地連接，用于在上電時對浪涌脈沖電壓進行分流和箝位，二極管d1的負極與直流12v電源、電容c2的正極電連接，用于上電時確保電流只沿正向流動且只施加正向電壓，電容c2的負極與地連接，電阻r4與直流12v電源的正極電連接，其另一端口與主控模塊、電阻r5電連接，用于在系統(tǒng)掉電瞬間通過分壓電阻上的電壓值被主控芯片讀取到從而在掉電瞬間獲取掉電狀態(tài)。

7、進一步優(yōu)選為，降壓模塊包括：降壓芯片u1、降壓芯片u3、降壓芯片u5、電感l(wèi)1、電阻r1、電阻r12、電阻r13、電容c1、電容c4、電容c5、電容c6、電容c7、電容c8、電容c10、電容c12、電容c13、電容c16、電容c17、電容c18、二極管d4、3v3、v_mcu，

8、降壓芯片u1的引腳1與電容c1電連接，用于給降壓芯片u1內(nèi)部的高邊mos管提供驅(qū)動，電容c1的另一端與降壓芯片u1的引腳6和電感l(wèi)1電連接，電感l(wèi)1的另一端與5v直流電源的正極電連接，降壓芯片u1的引腳2與地連接，降壓芯片u1的引腳3與電阻r2、電阻r3和電容c7電連接，電阻r2的另一端與地連接，電阻r3的另一端和電容c7的另一端與5v直流電源的正極電連接，用于降低輸出電壓紋波，降壓芯片u1的引腳4與電阻r1電連接，引腳5與電阻r1的另一端、電容c4、電容c5和12v直流電源的正極電連接，電容c4的另一端和電容c5的另一端與地連接；電容c6與5v直流電源的正極電連接，電容c6的另一端與地連接，用于減少12v輸入的浪涌電流；

9、降壓芯片u3的引腳1與和+12v電連接；降壓芯片u3的引腳2和電容c8、電容c10的另一端與地連接；降壓芯片u3的引腳3與降壓芯片u3的引腳1電連接；降壓芯片u3的引腳5與電容c12、電容c13和3v3電連接，電容c12和電容c13的另一端與地連接

10、降壓芯片u5的引腳1與電容c17、電容c16的正極和二極管d4的負極電連接，二極管d4的正極與vi?n電連接；降壓芯片u5的引腳2與電容c17的另一端、電容c16的負極和地電連接；降壓芯片u5的引腳3與降壓芯片u5的引腳1電連接；降壓芯片u5的引腳5與電容c18和v_mcu電連接，電容c18的另一端與地連接，

11、其中，電容c8、c10和c17用于減少輸入電壓的紋波，的電容c12、c13和c18用于減少輸出電壓的紋波，的電容c16用于在掉電瞬間釋放儲存的電荷，為主控芯片u2提供短暫的運行時間。

12、進一步優(yōu)選為，氣體檢測模塊包括：氣體傳感器u7、電阻r7、電阻r9、電阻r10、電容c23、電容c24、電容c25；

13、氣體傳感器u7的引腳1與電阻r7、電阻r9電連接，電阻r7的另一端和電阻r10、電容c25電連接，電阻r10和電容c25的另一端與地連接，電阻r9的另一端與地連接；氣體傳感器u7的引腳2與地連接；氣體傳感器u7的引腳3和氣體傳感器u7的引腳1電連接；氣體傳感器u7的引腳4、引腳5和引腳6與5v直流電源的正極電連接；電容c23和電容c24與5v直流電源的正極電連接，電容c23和電容c24的另一端與地連接；

14、其中，電容c23和電容c24用于降低噪聲對傳感器產(chǎn)生的影響，

15、電阻r7和r10為分壓電阻，用于主控模塊讀取正確的電壓值。

16、進一步優(yōu)化為，電機驅(qū)動模塊：驅(qū)動芯片u6、電容19、電容c20、電容c21、co?i?l_a、co?i?l_b，

17、驅(qū)動芯片u1的引腳1與12v、電容c20的正極、電容c21電連接，電容c20的負極和電容c21的另一端與地連接；驅(qū)動芯片u1的引腳2與輸出端a電連接；驅(qū)動芯片u1的引腳3與輸出端b電連接；驅(qū)動芯片u1的引腳5與co?i?l_a電連接；驅(qū)動芯片u1的引腳6與co?i?l_b電連接；驅(qū)動芯片u1的引腳7與3v3電連接；驅(qū)動芯片u1的引腳8與電容c19和3v3電連接，電容c19的另一端與地連接；

18、其中，電容c20為驅(qū)動芯片u1的引腳1的對地去耦電容，用于保護電路不被驅(qū)動電機時電機產(chǎn)生的尖峰電壓損壞，電容c21為旁路電容，用于濾除高頻雜波，電容c19為電容，對供電電源進行濾波，降低噪聲對芯片產(chǎn)生的影響。

19、進一步優(yōu)化為，聲光報警模塊包括蜂鳴器buzzer1、發(fā)光二極管led_g、發(fā)光二極管led_r、發(fā)光二極管led_y、二極管d5、電阻r12、電阻r14、電阻r15、三極管q1，beep，

20、蜂鳴器buzzer1的正極與二極管d5的負極和電阻r11電連接，電阻r11的另一端和5v直流電源的正極電連接；蜂鳴器buzzer1的負極和二極管d5的正極和三極管q1的集電極電連接，三極管q1的發(fā)射極與地連接，三極管q1的基極與beep電連接，發(fā)光二極管led_g的正極與電阻r12電連接，其負極與主控模塊電連接，電阻r12的另一端與3v3電連接；的發(fā)光二極管led_r的正極與電阻r14電連接，其負極與主控模塊電連接，電阻r14的另一端與3v3電連接；發(fā)光二極管led_y的正極與電阻r15電連接，其負極與主控電連接連接，電阻r15的另一端與3v3電連接；

21、其中，二極管d5為續(xù)流二極管，用于保護蜂鳴器不被感應電壓擊穿或燒壞，三極管q1起開關(guān)作用，其基極的高電平使三極管q1飽和導通，使蜂鳴器buzzer1發(fā)聲；而基極低電平則使三極管q1關(guān)閉，蜂鳴器buzzer1停止發(fā)聲，電阻r12、r14和r15用于減少流過led的電流，防止損壞led。

22、進一步優(yōu)化為，外部接口模塊包括：調(diào)試接口h2、讀取接口h3、電阻r16、電阻17、三極管q3、三極管q2、二極管d6，

23、調(diào)試接口h2的引腳1與+5v電連接，調(diào)試接口h2的引腳2與主控模塊電連接，調(diào)試接口h2的引腳3與地連接，調(diào)試接口h2的引腳4與主控模塊電連接，調(diào)試接口h2的引腳5與電阻r17和三極管q3的集電極、三極管q3的發(fā)射極、三極管q3的基極電連接，調(diào)試接口h2的引腳6與主控模塊、三極管q2、調(diào)試接口h2的引腳8與主控模塊電連接，

24、讀取接口h3的引腳1與地連接；讀取接口h3的引腳2與二極管d6的負極電連接，二極管d6的正極與3v3電連接；讀取接口h3的引腳3與電阻r16、三極管q2的集電極電連接；讀取接口h3的引腳4與三極管q3的基極電連接。

25、進一步優(yōu)化為，主控模塊包括：主控芯片u2、二極管d3、電池u4、晶振x1、晶振x2、電容c9、電容c11、電容c15、電容26、電容c27、電容c28、電容c29、電容c30、電容c43、電阻r6、電阻r13、電阻r18、uart1_rx、uart2_tx，

26、主控芯片u2的引腳1與電容c9、二極管d3的負極電連接，二極管d3的正極分別與3v3、電池u4的正極電連接；主控芯片u2的引腳3與晶振x1、電容c26的一端電連接，電容c26的另一端與地連接；主控芯片u2的引腳4與晶振x1、電容c27的一端電連接，電容c27的另一端與地連接；主控芯片u2的引腳5與晶振x2、電容c29的一端電連接，電容c29的另一端與地連接；主控芯片u2的引腳6與晶振x2、電容c30的一端電連接，電容c30的另一端與地連接；主控芯片u2的引腳7分別與電阻r13、電容c28、按鍵sw1電連接，電阻r13的另一端和v_mcu電連接，按鍵sw1和電容c28的另一端與地連接；主控芯片u2的引腳8與地連接；主控芯片u2的引腳9與電容c15電連接，電容c15的另一端與地連接；主控芯片u2的引腳11與mq_adc電連接；主控芯片u2的引腳12與uart2_tx電連接；主控芯片u2的引腳13與uart2_rx電連接；主控芯片u2的引腳14與發(fā)光二極管led_g的負極電連接；主控芯片u2的引腳16與發(fā)光二極管led_y的負極電連接；主控芯片u2的引腳17與按鍵sw2電連接，按鍵sw2的另一端與地連接；主控芯片u2的引腳21與co?i?l_a電連接；主控芯片u2的引腳22與co?i?l_b電連接；主控芯片u2的引腳23與地連接；主控芯片u2的引腳24與電容c22、v_mcu電連接，電容c22的另一端與地連接；主控芯片u2的引腳29與發(fā)光二極管led_r的負極電連接；主控芯片u2的引腳30與uart1_rx電連接；主控芯片u2的引腳31與uart1_rx電連接；主控芯片u2的引腳35與地連接；主控芯片u2的引腳36分別與電容c11、v_mcu電連接，電容c11的另一端與地連接；電阻r6與主控芯片u2的引腳9電連接，其另一端與v_mcu電連接；主控芯片u2的引腳44與電阻r18電連接，電阻r18的另一端與地連接；主控芯片u2的引腳46與beep電連接；主控芯片u2的引腳47與地連接；主控芯片u2的引腳48與電容c3、v_mcu電連接，電容c43的另一端與地連接；電阻r6與主控芯片u2的引腳9電連接，其另一端與v_mcu電連接，

27、其中，二極管d3用于切換內(nèi)部rtc的供電方式，當正常上電時，使用vcc為內(nèi)部rtc供電；當?shù)綦姇r或vcc無法正常工作時，使用降壓芯片u5為內(nèi)部rtc供電。

28、進一步優(yōu)化為，降壓芯片u3、u5可以是ams1117-3.3、spx3819、ht7533、lm1117s-3.3、spx1117m3、ld1117-3.3、tps70933dbvr、bl1117、me6209a33m3g等型號。

29、進一步優(yōu)化為，主控芯片可以是stm32f103c8t6、stm32f030c8t6、gd32f103c8t6、gd32f303c8t6、apm32f103c8t6、apm32e103c8t6、at32f415c8t6、hk32f103c8t6、cksf103c8t6等型號。

30、本實用新型提供了一種可燃氣體的泄漏檢測與報警關(guān)斷電路，設計結(jié)構(gòu)緊湊，能有效滿足設計要求，適應范圍廣，降低使用成本，效率高，安全可靠。通過對主電源的電壓檢測來及時獲取掉電信息，mcu使用獨立供電來提高主電源掉電后mcu的穩(wěn)定工作和數(shù)據(jù)保存能力，提高產(chǎn)品長期工作的穩(wěn)定性。系統(tǒng)運行狀態(tài)數(shù)據(jù)使用mcu的內(nèi)部f?l?ash存儲器和內(nèi)部實時時鐘，不需要使用外部存儲器和實時時鐘芯片，降低硬件成本。

31、綜上所述，本技術(shù)相對于現(xiàn)有技術(shù)存在以下優(yōu)點：

32、1.對主電源的供電采用分壓檢測，通過adc讀取輸入電壓，可以使mcu及時檢測到系統(tǒng)主電源掉電瞬間的電壓下降狀態(tài)。

33、2.對微控制器采用單獨供電方式，使其在工作運行中具有更高的穩(wěn)定性；且在主電源掉電后通過電容放電可以維持mcu短暫運行來保存相關(guān)數(shù)據(jù)和掉電信息。

34、3.系統(tǒng)運行狀態(tài)數(shù)據(jù)使用mcu的內(nèi)部f?l?ash存儲器和內(nèi)部實時時鐘，降低硬件成本。