一種無(wú)線光電式煙感探測(cè)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種煙霧探測(cè)器，特別涉及一種利用低功耗無(wú)線通訊技術(shù)同時(shí)排除環(huán)境干擾的光電式煙感探測(cè)器。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的煙感探測(cè)器是目前世界上應(yīng)用最普遍、數(shù)量最多的探測(cè)器。它廣泛應(yīng)用于家居、商場(chǎng)、賓館、辦公樓、歌舞廳、倉(cāng)庫(kù)等場(chǎng)所。感煙火災(zāi)探測(cè)器分為點(diǎn)型和線型感煙火災(zāi)探測(cè)器。其中，市場(chǎng)應(yīng)用較多的是點(diǎn)型感煙火災(zāi)探測(cè)器，點(diǎn)型探測(cè)器分為離子型和光電式感煙火災(zāi)探測(cè)器。
[0003]已有的光電式煙感探測(cè)器，大都為有線消防產(chǎn)品，并且大都是獨(dú)立式的探測(cè)器。這些煙感探測(cè)器安裝過(guò)程中需要大面積布線，如果有一個(gè)探測(cè)器使用過(guò)程中出現(xiàn)故障需要大面積排查，安裝和檢修成本比較高。
[0004]現(xiàn)有的利用無(wú)線傳輸?shù)臒煾刑綔y(cè)器，迷宮位于整個(gè)電路板的側(cè)面，如果探測(cè)器安裝在不利感煙位置，當(dāng)有來(lái)自不同方位的煙霧信號(hào)時(shí)，不能及時(shí)的發(fā)出聲光報(bào)警。中國(guó)專利CN03203787.2公布了一種煙霧探測(cè)器，其不能滿足國(guó)標(biāo)GB20517-2006中關(guān)于方向性測(cè)試的要求。國(guó)標(biāo)中要求，在報(bào)警器的不同方位上測(cè)量8次響應(yīng)閾值，每測(cè)完一次，報(bào)警器應(yīng)按同一方向繞其垂直軸線旋轉(zhuǎn)45°，將其最大響應(yīng)閾值和最小響應(yīng)閾值記錄下來(lái)，且其最大最小響應(yīng)閾值之比不能大于1.6，而其專利中的迷宮設(shè)計(jì)，不能滿足國(guó)標(biāo)中方向性測(cè)試的要求，并且其煙感探測(cè)器在安裝過(guò)程中，如果被人為的取走，就不能在正常的監(jiān)視范圍內(nèi)時(shí)，未能及時(shí)的報(bào)警通知用戶。
[0005]目前火災(zāi)探測(cè)信號(hào)處理算法大都采用基本處理算法，包括:閾值法、變化率檢測(cè)法、趨勢(shì)算法、斜率算法、持續(xù)時(shí)間算法。目前市場(chǎng)上煙感探測(cè)器主要采用閾值法及相關(guān)的自校準(zhǔn)算法來(lái)進(jìn)行相關(guān)信號(hào)處理。閾值法:閾值法是一種最簡(jiǎn)便，使用最為普遍的火災(zāi)探測(cè)算法。此算法是設(shè)定一個(gè)或幾個(gè)判定閾值，當(dāng)采集到的煙感信號(hào)AD值超過(guò)設(shè)定閾值，就發(fā)出報(bào)警信號(hào)。閾值法雖然簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)，但是其對(duì)環(huán)境的適應(yīng)力差，容易產(chǎn)生誤報(bào)現(xiàn)象。而在探測(cè)器安裝使用過(guò)程中，探測(cè)器的迷宮容易受到環(huán)境中灰塵的污染，迷宮中對(duì)光的散射路徑發(fā)生變化，導(dǎo)致誤報(bào)警的發(fā)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種利用無(wú)線通訊技術(shù)，可以獨(dú)立式安裝且安裝方便，能排除環(huán)境污染，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)探測(cè)器工作狀態(tài)，同時(shí)降低工程成本的光電式煙感探測(cè)器。
[0007]本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0008]一種無(wú)線光電式煙感探測(cè)器，自上而下依次設(shè)有上殼，電路板，底殼，安裝底板，其特征在于:所述上殼頂部設(shè)有按鍵孔和報(bào)警指示燈孔，所述電路板的中央位置開(kāi)有凹槽，電路板的正面通過(guò)凹槽連接迷宮，所述電路板通過(guò)膨脹螺絲固定在上殼上，電路板與上殼之間有安裝環(huán)，所述探測(cè)器底殼上設(shè)有電池倉(cāng)、接觸電極點(diǎn)、蜂鳴器，所述安裝底板中央開(kāi)有固定孔，安裝底板上設(shè)有與接觸電極點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的彈片，所述上殼與底殼通過(guò)卡扣連接，所述安裝底板與底殼通過(guò)連接柱連接。
[0009]所述迷宮的兩個(gè)紅外對(duì)管的接口呈180°，可以正好卡在電路板的凹槽內(nèi)，可以保證煙霧比較均勻的通過(guò)迷宮，迷宮上蓋正好貼在上殼內(nèi)壁，迷宮可以比較牢固的固定在電路板與上殼中間。
[0010]所述電路板的反面安裝有單片機(jī)、AD采集模塊，無(wú)線射頻模塊，紅外光發(fā)射二極管和紅外光接收二極管，正面裝有迷宮、測(cè)試按鍵、報(bào)警指示燈。
[0011]所述單片機(jī)為低功耗的MSP430芯片，極大的降低了系統(tǒng)功耗，處于休眠狀態(tài)的探測(cè)器其功耗電流小于8uA。
[0012]所述電池倉(cāng)內(nèi)采用9V鋰電池供電，探測(cè)器可以正常工作6~8年，大大降低了用戶成本及電池更換過(guò)程帶來(lái)的麻煩。
[0013]上述無(wú)線光電式煙感探測(cè)器進(jìn)行火災(zāi)探測(cè)時(shí)，利用光散射原理對(duì)火災(zāi)初期產(chǎn)生的煙霧進(jìn)行探測(cè)，利用433MHz通訊頻段來(lái)進(jìn)行信號(hào)傳輸，其特征在于:具體包括如下步驟:
[0014](I)學(xué)習(xí)過(guò)程:為了區(qū)分每個(gè)消防主機(jī)關(guān)聯(lián)的煙感探測(cè)器，在正常工作之前利用遙控器給每個(gè)探測(cè)器學(xué)習(xí)編碼，編碼內(nèi)容包括消防主機(jī)地址、探測(cè)器樓棟、單元、房間號(hào)、探測(cè)器序號(hào)等信息，測(cè)試按鍵按下超過(guò)ls，無(wú)線射頻模塊進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)；如果探測(cè)器學(xué)習(xí)成功，遙控器會(huì)收到無(wú)線射頻模塊發(fā)出的應(yīng)答信號(hào)，同時(shí)探測(cè)器的蜂鳴器會(huì)發(fā)出提示音，提示地址學(xué)習(xí)成功，每個(gè)探測(cè)器通過(guò)學(xué)習(xí)，得到自身的地址信息，具有了身份識(shí)別的功能，如果學(xué)習(xí)不成功，遙控器收不到應(yīng)答信號(hào)，同時(shí)探測(cè)器的蜂鳴器不發(fā)出提示音，重復(fù)上述長(zhǎng)按測(cè)試按鍵操作，繼續(xù)進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)；相反如果測(cè)試按鍵按下不超過(guò)ls，探測(cè)器就進(jìn)入測(cè)試工作模式，探測(cè)器通過(guò)無(wú)線射頻模塊發(fā)測(cè)試信號(hào)。
[0015](2)煙霧信號(hào)及電池電壓信號(hào)采集過(guò)程:本發(fā)明為了降低系統(tǒng)功耗，采用分時(shí)處理方法；探測(cè)器在正常工作狀態(tài)，當(dāng)環(huán)境中無(wú)煙霧時(shí)，紅外光接收二極管接收不到紅外光發(fā)射二極管發(fā)出的紅外光，后續(xù)AD采集模塊的采樣電路無(wú)電信號(hào)變化，則煙霧信號(hào)的采樣周期為8S，每隔8S進(jìn)行一次煙信號(hào)AD采樣；當(dāng)環(huán)境中有煙霧時(shí)，煙霧顆粒進(jìn)入迷宮(5)內(nèi)使紅外光發(fā)射二極管發(fā)出的紅外光發(fā)生散射，散射的紅外光的強(qiáng)度與煙霧濃度呈一定線性關(guān)系，后續(xù)采樣電路發(fā)生變化，通過(guò)單片機(jī)判斷這些變化量來(lái)確認(rèn)是否發(fā)生火警，如果連續(xù)兩次采集的AD值高于設(shè)定的閾值，則進(jìn)入預(yù)警狀態(tài)，采樣周期改為2S，通過(guò)縮短采樣周期來(lái)提高煙霧探測(cè)的準(zhǔn)確性；單片機(jī)通過(guò)采集來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，來(lái)判斷是否有火情發(fā)生，一旦確認(rèn)火警，報(bào)警指示燈點(diǎn)亮，并啟動(dòng)蜂鳴器報(bào)警，同時(shí)利用無(wú)線通訊技術(shù)，將火災(zāi)信號(hào)上傳給消防主機(jī)，消防主機(jī)通過(guò)打電話或發(fā)短信通知用戶，同時(shí)啟動(dòng)無(wú)線開(kāi)關(guān)附屬設(shè)備啟動(dòng)水栗或是消防栓，達(dá)到消防聯(lián)動(dòng)的效果；
[0016](3)煙霧信號(hào)處理過(guò)程:采用環(huán)境基底值跟隨的污染處理方法，首先對(duì)采集的煙感信號(hào)，利用中位值均值濾波算法對(duì)其濾波處理:采樣樣本長(zhǎng)度為12，去掉最大值，去掉最小值，剩余長(zhǎng)度為10的采樣樣本取均值M ;在干凈環(huán)境中每次采集的M值作為采集煙霧AD值的基值A(chǔ)Dstart，根據(jù)實(shí)際情況每隔24小時(shí)采集一次煙感污染信號(hào)，報(bào)警閾值設(shè)為gate_value。將采集的污染值存放在一個(gè)Savesmoke [30]的數(shù)組中，當(dāng)采集的污染值個(gè)數(shù)小于30時(shí)，就將現(xiàn)有的污染值取均值進(jìn)行判斷，當(dāng)采集的污染值大于30時(shí)，采取先進(jìn)先出的方式取數(shù)組中30個(gè)污染值取均值得到g_sm0keadnew ;如果采集的污染值大于起初設(shè)置的煙霧AD基值，就認(rèn)為存在污染，報(bào)警閾值也相應(yīng)的增大，其增值大小為g_smokeadnew_Adstart ；利用有污染狀態(tài)下的報(bào)警閾值作為新報(bào)警閾值，再利用基本的煙感閾值算法來(lái)判斷實(shí)際是否有煙霧火災(zāi)發(fā)生；
[0017](4)主動(dòng)上報(bào)過(guò)程:為了驗(yàn)證探測(cè)器處于正常工作狀態(tài)，并將其工作狀態(tài)信息上傳給消防主機(jī)，本發(fā)明中的煙感探測(cè)器在工作過(guò)程中，探測(cè)器通過(guò)無(wú)線射頻模塊每隔十分鐘主動(dòng)上報(bào)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)信息包括是否有火情發(fā)生或是工作電池是否欠壓及探測(cè)器是否處于正常工作狀態(tài)的信息，無(wú)線射頻模塊在上報(bào)數(shù)據(jù)的同時(shí)，探測(cè)器的指示燈閃亮，提醒用戶探測(cè)器處于正常工作狀態(tài)。
[0018]進(jìn)一步的，所述進(jìn)行步驟(2)煙霧信號(hào)采集過(guò)程的同時(shí)，AD采集模塊還對(duì)電池電壓進(jìn)行采樣，其采樣周期為五分鐘，如果采集到的電壓信號(hào)低于正常工作電壓，蜂鳴器就發(fā)出欠壓提醒，提醒用戶及時(shí)更換電池，避免因電池欠壓影響探測(cè)器正常工作，帶來(lái)不必要的麻煩；
[0019]進(jìn)一步的，本發(fā)明對(duì)探測(cè)器被人為或是其他原因摘除時(shí)，由于安裝底板與底殼采用接觸電極方式，當(dāng)探測(cè)器被從安裝位置拿走時(shí)，接觸電極點(diǎn)與彈片斷開(kāi)，單片機(jī)檢測(cè)不到接觸電極信號(hào)，通過(guò)對(duì)檢測(cè)信號(hào)分析，認(rèn)為探測(cè)器處于非正常工作狀態(tài)，指示燈發(fā)出報(bào)警提醒信號(hào)，探測(cè)器通過(guò)無(wú)線射頻模塊及時(shí)將探測(cè)器處于非正常工作狀態(tài)上傳給消防主機(jī)，主機(jī)可以很快知道幾號(hào)探測(cè)器被摘走。
[0020]所述監(jiān)控探測(cè)器被移走除去接觸電極方式還可采用干簧管或是霍爾傳感器實(shí)現(xiàn)。
[0021]本發(fā)明的有益效果是:
[0022]1.本發(fā)明采用無(wú)線通訊技術(shù)與煙感探測(cè)技術(shù)相結(jié)合，不僅可以獨(dú)立探測(cè)火情，同時(shí)可以與消防主機(jī)通訊，起到消防聯(lián)動(dòng)的效果。
[0023]2.本發(fā)明對(duì)煙霧信號(hào)的處理，采用環(huán)境基底值跟隨的污染處理方法，及時(shí)排除迷宮內(nèi)由于環(huán)境干擾造成的誤報(bào)警等。
[0024]3.本發(fā)明殼體設(shè)計(jì)采用電極接觸方式，可以很好的檢測(cè)到探測(cè)器在使用過(guò)程中由于人為原因摘除探測(cè)器造成的不必要的麻煩。
[0025]4.本發(fā)明采用433MHz無(wú)線通訊技術(shù)，采用TI的帶應(yīng)答模式的低功耗無(wú)線射頻芯片，不僅可以實(shí)現(xiàn)信息的雙向互通，還降低了系統(tǒng)功耗；同時(shí)采用9V鋰電，保證探測(cè)器在電池供電情況下可以正常工作6~8年，減少了用戶更換電池的麻煩。
【附圖說(shuō)明】
[0026]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0027]附圖1為本發(fā)明一種無(wú)線光電式煙感探測(cè)器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]附圖2為本發(fā)明一種無(wú)線光電式煙感探測(cè)器的硬件流程圖
[0029]附圖3為本發(fā)明一種無(wú)線光電式煙感探測(cè)器的工作流程圖；
[0030]附圖4為本發(fā)明一種無(wú)線光電式煙感探測(cè)器的電路板印刷圖；
[0031]附圖5為本發(fā)明的煙感探測(cè)器采集的數(shù)據(jù)分析測(cè)試結(jié)果圖。
[0032]圖中，1、按鍵孔，2、報(bào)警指示燈孔，3、安裝環(huán)，4、上殼，5、迷宮，6、電路板，7、電池彈片，8、蜂鳴器，9、電池倉(cāng)，10、膨脹螺絲孔，11、底殼，12、卡扣，13、固定孔，14、安裝底板，15、連接柱，16、電極點(diǎn)，17、彈片，18、紅外對(duì)管，19、凹槽。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明