專(zhuān)利名稱(chēng)：早期火災(zāi)識(shí)別的無(wú)線火災(zāi)探測(cè)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及火災(zāi)報(bào)警器，特別涉及一種基于傳感器陣列技術(shù)與ZigBee(紫 蜂)無(wú)線技術(shù)相結(jié)合的早期火災(zāi)識(shí)別探測(cè)器。
技術(shù)背景火災(zāi)發(fā)生后具有不易疏散、救援困難、火災(zāi)發(fā)展快等特點(diǎn)， 一旦失火往 往造成大量人員傷亡和巨額財(cái)產(chǎn)損失，因此對(duì)于火災(zāi)的早期檢測(cè)顯得尤為重 要。雖然我國(guó)城市中的大、中型建筑及公共場(chǎng)所安裝的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)及消防 設(shè)施以逐漸普及、完善，但在實(shí)際使用過(guò)程中暴露出的問(wèn)題也日益突出。主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面:其一，傳統(tǒng)的火災(zāi)探測(cè)器主要是由單個(gè)傳感器構(gòu)成(煙 霧傳感器、溫度傳感器等)，對(duì)起火點(diǎn)檢測(cè)，通過(guò)閾值來(lái)判斷是否發(fā)生火災(zāi)。 這樣容易產(chǎn)生誤報(bào)、漏報(bào)，更無(wú)法實(shí)現(xiàn)火災(zāi)早期預(yù)警，火源點(diǎn)類(lèi)型與位置的 確定。其二，現(xiàn)有的火災(zāi)探測(cè)器之間多采用硬線連接，使得系統(tǒng)耗材多，功 耗大，設(shè)計(jì)、施工與維護(hù)困難，而且連接線容易老化或遭到腐蝕、磨損，故 障發(fā)生率多，同時(shí)導(dǎo)線的數(shù)量也會(huì)隨著火災(zāi)探測(cè)器的數(shù)量的增加而增加，因 此不能實(shí)施大規(guī)模的布置。申請(qǐng)?zhí)枮?00710041172.3的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)專(zhuān)利公開(kāi)了基于ZigBee的大空間火災(zāi)盲區(qū)探測(cè)系統(tǒng)，比較好的解決了以上的兩個(gè)問(wèn)題。采用光電感煙感溫復(fù)合式火災(zāi)探測(cè)器，能相應(yīng)的提高預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率；利用ZigBee無(wú)線 模塊實(shí)現(xiàn)了火災(zāi)信息的無(wú)線傳輸。但美中不足的是，采用光電感煙感溫復(fù)合 式火災(zāi)探測(cè)器依舊不能實(shí)現(xiàn)火災(zāi)的早期預(yù)報(bào)以及火源的定位，且存在著一定 的誤報(bào)(比方說(shuō)香煙)，應(yīng)有的場(chǎng)所也有一定的局限性(比如說(shuō)舞廳，煙霧 比較多)。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)火災(zāi)準(zhǔn)確的、早期的預(yù)報(bào)，必須嚴(yán)格識(shí)別火災(zāi)過(guò)程中 產(chǎn)生的氣體。 一般來(lái)說(shuō)，火災(zāi)的狀態(tài)空間分為無(wú)火狀態(tài)，隱燃狀態(tài)和火災(zāi)狀 態(tài)，而光電感煙感溫復(fù)合式火災(zāi)探測(cè)器只有在火災(zāi)狀態(tài)下才能實(shí)現(xiàn)預(yù)報(bào)。在 無(wú)火、隱燃狀態(tài)下，由于煙霧濃度不大、溫度上升不明顯，實(shí)現(xiàn)不了預(yù)報(bào)。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種具有早期火災(zāi)識(shí)別，火源點(diǎn)定位，溫場(chǎng)，煙場(chǎng) 可視化描述的無(wú)線火災(zāi)探測(cè)器。采用傳感器陣列技術(shù)來(lái)對(duì)火災(zāi)隱燃狀態(tài)下產(chǎn) 生的氣體進(jìn)行準(zhǔn)確的識(shí)別，從而實(shí)現(xiàn)火災(zāi)的早期預(yù)報(bào)以及類(lèi)型的判別；將傳 感器陣列技術(shù)與ZigBee無(wú)線模塊相結(jié)合構(gòu)建無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)基于 多邊定位技術(shù)及煙霧擴(kuò)散模型的火源定位。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的 一種早期火災(zāi)識(shí)別無(wú)線火災(zāi)探測(cè)器，由傳 感器陣列模塊，模式識(shí)別模塊以及ZigBee無(wú)線技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，其特征在于-由多路氣體傳感器和溫度傳感器來(lái)構(gòu)成傳感器陣列模塊，獲取氣體和^^度信 息，經(jīng)信號(hào)處理模塊處理后，采用三層BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)火災(zāi)識(shí)別算法對(duì)火 災(zāi)發(fā)生初期產(chǎn)生的氣體進(jìn)行檢測(cè)和識(shí)別；通過(guò)ZigBee無(wú)線模塊，將識(shí)別的 結(jié)果以及溫度和煙霧強(qiáng)度以無(wú)線的方式發(fā)送給監(jiān)控中心；監(jiān)控中心的電腦則 根據(jù)這些信息來(lái)實(shí)現(xiàn)火源點(diǎn)的定位以及溫場(chǎng)、煙場(chǎng)的三維空間的描繪。本發(fā)明所述的無(wú)線火災(zāi)探測(cè)器的火災(zāi)識(shí)別算法采用的是三層BP人工神 經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，輸入層，隱含層，輸出層；輸入層采用6個(gè)神經(jīng)元來(lái)連接六路傳感 器信息，通過(guò)S型傳遞函數(shù)將輸入層的信息傳送給擁有15個(gè)神經(jīng)元的隱含 層，最后采用線性傳遞函數(shù)將隱含層處理后的信息傳遞給擁有4個(gè)神經(jīng)元的 輸出層，根據(jù)輸出層的結(jié)果來(lái)判斷火災(zāi)的類(lèi)型。本發(fā)明所述的無(wú)線火災(zāi)探測(cè)器，其中溫場(chǎng)以及煙場(chǎng)的三維空間描繪由放 置于建筑物中所有的火災(zāi)探測(cè)器來(lái)實(shí)現(xiàn)；火災(zāi)探測(cè)器構(gòu)建無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)，在 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中每一個(gè)火災(zāi)探測(cè)器有了唯一的標(biāo)識(shí)；利用每一個(gè)火災(zāi)探測(cè)器返回 來(lái)的溫度信息以及煙霧強(qiáng)度，采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行三維構(gòu)圖，實(shí)時(shí)描繪出建筑內(nèi) 的溫度，煙霧的分布，從而實(shí)現(xiàn)了溫場(chǎng)和煙場(chǎng)的三維空間描繪。本發(fā)明所述的無(wú)線火災(zāi)探測(cè)器，其中火源點(diǎn)定位是基于放置于房間內(nèi)的 多個(gè)火災(zāi)探測(cè)器來(lái)實(shí)現(xiàn)；房間內(nèi)多個(gè)火災(zāi)探測(cè)器檢測(cè)到有火災(zāi)發(fā)生，而每一 個(gè)火災(zāi)探測(cè)器檢測(cè)到的火災(zāi)強(qiáng)度以及時(shí)間不同，根據(jù)氣體擴(kuò)散模型，利用時(shí) 間差、氣體擴(kuò)散速度可以較為精確的定位到火源點(diǎn)的位置。本發(fā)明所述的無(wú)線火災(zāi)探測(cè)器的傳感器陣列模塊由TGS2600、 TGS2610、 TGS2611、 TGS2620和TGS2442等多個(gè)氣體傳感器和LM35溫 度傳感器來(lái)組成;傳感器采集到的電壓信號(hào)通過(guò)插排Pl連接到處理模塊上。本發(fā)明所述的無(wú)線火災(zāi)探測(cè)器的信號(hào)處理模塊由電源模塊、電子開(kāi)關(guān)模 塊、信號(hào)放大或縮小模塊，信號(hào)輸入輸出接口組成；電源模塊采用7805、 7133轉(zhuǎn)換后分別得到5V和3.3V電壓，5V電壓提供傳感器模塊，3.3V提 供給ZigBee無(wú)線模塊；FHZ2、 FHZ2分別控制三極管Ql ， Q2，為T(mén)GS2442 提供周期的控制信號(hào)；調(diào)節(jié)后的TGS2600、 TGS2610、 TGS2611、 TGS2620、TGS2442， Tout信號(hào)以及FHZ2、 FHZ2連接到插座上P3;所述的ZigBee 無(wú)線模塊采用2.4GHz的CC2430;傳感器陣列模塊上的插排Pl與信號(hào)處理 模塊上的插座P3相連；信號(hào)處理模塊上的插座P2連接到ZigBee無(wú)線模塊 上的P6;主芯片CC2430則利用內(nèi)部集成的14位A/D轉(zhuǎn)換器，實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn) 換；利用燒寫(xiě)在CC2430的存儲(chǔ)器里的火災(zāi)識(shí)別算法以及火源的定位算法， 對(duì)量化后的數(shù)據(jù)進(jìn)行火災(zāi)類(lèi)型的識(shí)別和火源點(diǎn)定位，最后將識(shí)別的結(jié)果通過(guò) 天線發(fā)送出去。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的火災(zāi)探測(cè)器詳細(xì)描述。 圖1是本發(fā)明火災(zāi)探測(cè)器框圖； 圖2是本發(fā)明傳感器陣列模塊框圖; 圖3是本發(fā)明信號(hào)處理模塊框圖； 圖4是本發(fā)明ZigBee無(wú)線模塊框圖 ， 圖5是本發(fā)明火災(zāi)檢測(cè)系統(tǒng)框圖； 圖6是本發(fā)明節(jié)點(diǎn)軟件流程圖； 圖7是本發(fā)明火災(zāi)識(shí)別及分類(lèi)結(jié)果； 圖8是本發(fā)明傳感器模塊電路圖； 圖9是本發(fā)明信號(hào)處理模塊電路圖； 圖10是本發(fā)明ZigBee無(wú)線模塊電路圖。
具體實(shí)施方式
(1)火災(zāi)探測(cè)器主要有三部分組成，如圖l所示傳感器陣列模塊、信號(hào)處理模塊，ZigBee無(wú)線模塊。傳感器陣列模塊如圖2所示，由日本FIGRO公司的TGS2600, TGS2610 ， TGS2611, TGS2620和TGS2442等多個(gè)氣體傳感器和National Semiconductor公司的LM35溫度傳感器來(lái)組成，其共同的特點(diǎn)是壽命長(zhǎng)， 性能穩(wěn)定。除TGS2442為CO傳感器外，其它四個(gè)氣體傳感器對(duì)氫氣、氣 態(tài)碳?xì)浠衔锖痛碱?lèi)等有不同程度的交叉敏感性，而物質(zhì)燃燒除了會(huì)產(chǎn)生 CO、 C02,還會(huì)有有機(jī)的可然性氣體。LM35是精密集成電路溫度傳感器， 它們的輸出電壓與攝氏溫度線性成比例，因而，LM35比按絕對(duì)溫標(biāo)校準(zhǔn)的 線性溫度傳感器優(yōu)越的多，LM35系列傳感器生產(chǎn)制作時(shí)候已經(jīng)經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)， 輸出電壓與攝氏度一一對(duì)應(yīng)，使用極為方便。靈敏度為lO.OmTC，精度在 0.4°C 0.8°C (-55。C 15(TC溫度范圍內(nèi))，重復(fù)性好，輸出底阻抗，線性輸出 和內(nèi)部精度校準(zhǔn)使其與讀出或控制電路接口簡(jiǎn)單和方便，可單電源和正負(fù)電 源工作。因此利用具有交叉敏感性的傳感器構(gòu)成傳感器陣列，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不 同類(lèi)型火災(zāi)的識(shí)別和分類(lèi)。其電路圖如附圖1，其中Pl是傳感器陣列模塊 與信號(hào)處理模塊之間的接口。傳感器電源端及信號(hào)端全部連接到P1 口。信號(hào)處理模塊如圖3所示，具體由五個(gè)部分組成。模塊的主要作用是 濾除信號(hào)中的干擾成分，對(duì)信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的放大或者縮小。其電路圖如附圖 2，主要是由7805和7133來(lái)實(shí)現(xiàn)電壓的轉(zhuǎn)換。7805和7133都是三端穩(wěn)壓 器件，輸入端，輸出端，地。7805輸入電壓寬5V 35V，內(nèi)含過(guò)流、過(guò)熱 和過(guò)載保護(hù)電路。帶散熱片時(shí)，輸出電流可達(dá)1A，輸出電壓5V 18V，常 規(guī)使用時(shí)為5V。 7133采用的是CMOS技術(shù)，功耗低，輸入電壓可以高達(dá) 24v，外接不同電路可以得到3V 5V電壓輸出，常規(guī)使用時(shí)為3.3V。 9V 直流電壓經(jīng)P4 口接入，通過(guò)7805轉(zhuǎn)換后得到5V電壓用來(lái)作為傳感器陣列模塊的電源，利用紅色發(fā)光二極管DS1來(lái)指示電壓是否轉(zhuǎn)換成功。5V電壓 經(jīng)7133轉(zhuǎn)換后，得到3.3V的直流電壓作為ZigBee無(wú)線模塊的電源，以綠 色發(fā)光二級(jí)管DS2來(lái)指示是否轉(zhuǎn)換成功。傳感器信號(hào)經(jīng)P3 口接入，利用可 調(diào)電阻Rl、 R2、 R3、 R9將TGS2620、 TGS2600、 TGS2610 、 TGS2611 調(diào)節(jié)到0 3.3v，以便后期進(jìn)行數(shù)據(jù)的量化。根據(jù)TGS2442的使用要求，三 極管Ql和Q2用來(lái)做電子開(kāi)關(guān)。在FHZ1脈沖的控制下，對(duì)TGS2442提供 周期性的加熱。在FHZ2脈沖的控制下，間歇性的讀取TGS2442傳感器的 信號(hào)。因?yàn)闇囟刃盘?hào)TOUT實(shí)際輸出范圍在1.25V以下，所以不需要進(jìn)一 步對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)理。所有傳感器的信號(hào)匯接到P2接口 ，以便連接到ZigBee 無(wú)線模塊。Pl接口為ZigBee無(wú)線模塊提供電源。ZigBee無(wú)線模塊如圖4所示，由信號(hào)輸入接口模塊、晶振模塊、天 線模塊、串口數(shù)據(jù)傳輸模塊以及CC2430主芯片構(gòu)成。信號(hào)輸入接口提供了 多路傳感器信息以及CC2430的電源。晶振模塊為CC2430提供32MHz的 外部頻率。CC2430與上位機(jī)之間的通信由串口數(shù)據(jù)傳輸模塊來(lái)完成。ZigBee無(wú)線模塊的主要作用是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸以及火災(zāi)的識(shí)別、 分類(lèi)以及火源的定位。CC2430是一顆SoC CMOS芯片，內(nèi)嵌高性能和低 功耗的8051微控制器核，集成了 14位模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC及符合IEEE 802.15.4 標(biāo)準(zhǔn)的2.4 GHz RF無(wú)線收發(fā)器，具有優(yōu)良的無(wú)線接收靈敏度和強(qiáng)大的抗干 擾性。在接收和發(fā)射模式下，電流損耗分別低于27和25 mA。 CC2430的 休眠模式和超短時(shí)間轉(zhuǎn)換到主動(dòng)模式的特性，特別適合于要求電池壽命長(zhǎng)和 系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)的火災(zāi)監(jiān)測(cè)應(yīng)用。其電路圖如附圖3，外部只須連接少量的 器件，提供電源，晶振，天線就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無(wú)線發(fā)送。P8是電源插針，P9是調(diào)試接口， P6是CC2430的10擴(kuò)展接口，此接口與信號(hào)處理模塊的 P2相對(duì)應(yīng)。其中火災(zāi)識(shí)別算法以及火源的定位算法就燒寫(xiě)在CC2430的存 儲(chǔ)器里，因此CC2430除了加入/退出ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸 之外，還須進(jìn)行火災(zāi)的識(shí)別和定位。 (2)火災(zāi)探測(cè)器原理監(jiān)控中心作為ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的管理者，建立ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)以便 火災(zāi)探測(cè)器節(jié)點(diǎn)加入。管理網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)災(zāi)探測(cè)器狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)控?；馂?zāi)探測(cè)器開(kāi)啟火災(zāi)探測(cè)器后，其軟件流程如圖6所示。首先是完 成相應(yīng)的初始化，通過(guò)掃描信道來(lái)搜尋ZigBee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。成功加入 到網(wǎng)絡(luò)中去之后，啟動(dòng)傳感器陣列模塊采集環(huán)境中的氣體信息，進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn) 換，將六路數(shù)字信號(hào)(五路氣體參數(shù)， 一路溫度參數(shù))作為火災(zāi)識(shí)別算法的 輸入量。以此來(lái)判別有無(wú)火災(zāi)，以及火災(zāi)的類(lèi)別。火災(zāi)信息識(shí)別火災(zāi)分類(lèi)可用決策樹(shù)、貝葉斯、k近鄰(K-NearestNeighbor)等方法。 對(duì)于高維信息，可以采用主成分分析(P rincipal Component Analysis, PCA) 方法，利用輸入狀態(tài)之間的線性相關(guān)關(guān)系對(duì)多維信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)壓縮，用少部 分互不相關(guān)的主元成分來(lái)描述多維空間的絕大部分的動(dòng)態(tài)特性，從而使高 維信息向低維信息過(guò)度，然后再結(jié)合常用的模式識(shí)別方法。實(shí)驗(yàn)中，采用應(yīng) 用最為廣泛和簡(jiǎn)單的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Error Back Propagation Network)來(lái)融合 電子鼻傳感器數(shù)據(jù)，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)火災(zāi)信息的識(shí)別及分類(lèi)。圖7是對(duì)木材、棉和泡沬三種燃燒物質(zhì)的識(shí)別結(jié)果。煙霧火災(zāi)探測(cè)器無(wú)線火災(zāi)探測(cè)器木材2 0 0 s9 0 s棉花未檢測(cè)到8 5 s泡沫3 4 0 s12 5s表l 火災(zāi)識(shí)別時(shí)間對(duì)比火源定位利用火災(zāi)探測(cè)器構(gòu)建的無(wú)線火災(zāi)探測(cè)網(wǎng)絡(luò)來(lái)獲得火災(zāi)早期氣體信息，依 據(jù)靜風(fēng)受限空間火災(zāi)氣體擴(kuò)散速度以及氣體擴(kuò)散模型，利用三邊定位算法或 者圓盤(pán)傳感器陣列算法來(lái)實(shí)現(xiàn)火源點(diǎn)的實(shí)時(shí)定位。溫場(chǎng)、煙場(chǎng)的圖形可視化根據(jù)每個(gè)無(wú)線火災(zāi)探測(cè)器傳回來(lái)的溫度、氣體濃度信息，利用計(jì)算機(jī)進(jìn) 行溫度及氣體濃度的線性與非線性插值，實(shí)現(xiàn)火災(zāi)空間溫場(chǎng)與煙場(chǎng)的連續(xù)圖 形的可視化，為撲滅火災(zāi)和選擇逃生通道提供可靠的依據(jù)。
權(quán)利要求
1.一種早期火災(zāi)識(shí)別無(wú)線火災(zāi)探測(cè)器，包括傳感器陣列模塊，模式識(shí)別模塊以及ZigBee無(wú)線模塊，其特征在于由多路氣體傳感器和溫度傳感器來(lái)構(gòu)成傳感器陣列模塊，獲取氣體和溫度信息，經(jīng)信號(hào)處理模塊處理后，采用三層BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)火災(zāi)識(shí)別算法對(duì)火災(zāi)發(fā)生初期產(chǎn)生的氣體進(jìn)行檢測(cè)和識(shí)別；通過(guò)ZigBee無(wú)線模塊，將識(shí)別的結(jié)果以及溫度和煙霧強(qiáng)度以無(wú)線的方式發(fā)送給監(jiān)控中心；監(jiān)控中心的電腦則根據(jù)這些信息來(lái)實(shí)現(xiàn)火源點(diǎn)的定位以及溫場(chǎng)、煙場(chǎng)的三維空間的描繪。
2. 如權(quán)利要求1所述的火災(zāi)探測(cè)器，特征在于火災(zāi)識(shí)別算法采用的 是三層BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，輸入層，隱含層，輸出層；輸入層采用6個(gè)神經(jīng) 元來(lái)連接六路傳感器信息，通過(guò)S型傳遞函數(shù)將輸入層的信息傳送給擁有 15個(gè)神經(jīng)元的隱含層，最后采用線性傳遞函數(shù)將隱含層處理后的信息傳遞 給擁有4個(gè)神經(jīng)元的輸出層，根據(jù)輸出層的結(jié)果來(lái)判斷火災(zāi)的類(lèi)型。
3. 如前述任一權(quán)利要求所述的火災(zāi)探測(cè)器，特征在于所述的溫場(chǎng)以 及煙場(chǎng)的三維空間描繪由放置于建筑物中所有的火災(zāi)探測(cè)器來(lái)實(shí)現(xiàn)；火災(zāi) 探測(cè)器構(gòu)建無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)，在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中每一個(gè)火災(zāi)探測(cè)器有了唯一的標(biāo) 識(shí)；利用每一個(gè)火災(zāi)探測(cè)器返回來(lái)的溫度信息以及煙霧強(qiáng)度，采用計(jì)算機(jī) 進(jìn)行三維構(gòu)圖，實(shí)時(shí)描繪出建筑內(nèi)的溫度，煙霧的分布，從而實(shí)現(xiàn)了溫場(chǎng) 和煙場(chǎng)的三維空間描繪。
4，如前述任一權(quán)利要求所述的火災(zāi)探測(cè)器，特征在于所述的火源點(diǎn) 定位是基于放置于房間內(nèi)的多個(gè)火災(zāi)探測(cè)器來(lái)實(shí)現(xiàn)；房間內(nèi)多個(gè)火災(zāi)探測(cè)器檢測(cè)到有火災(zāi)發(fā)生，而每一個(gè)火災(zāi)探測(cè)器檢測(cè)到的火災(zāi)強(qiáng)度以及時(shí)間不 同，根據(jù)氣體擴(kuò)散模型，利用時(shí)間差、氣體擴(kuò)散速度實(shí)現(xiàn)精確的定位到火 源點(diǎn)的位置。
5. 如前述任一權(quán)利要求所述的火災(zāi)探測(cè)器，特征在于所述的傳感器陣列模塊由TGS2600、 TGS2610、 TGS2611、 TGS2620和TGS2442多個(gè)氣 體傳感器和LM35溫度傳感器來(lái)組成；傳感器采集到的電壓信號(hào)通過(guò)插排 Pl連接到處理模塊上。
6. 如前述任一權(quán)利要求所述的火災(zāi)探測(cè)器，特征在于所述的信號(hào)處 理模塊由電源模塊、電子開(kāi)關(guān)模塊、信號(hào)放大或縮小模塊，信號(hào)輸入輸出 接口組成；電源模塊采用7805、 7133轉(zhuǎn)換后分別得到5V和3.3V電壓，5V 電壓提供傳感器模塊，3.3V提供給ZigBee無(wú)線模塊；FHZ2、 FHZ2分別控 制三極管Q1， Q2，為T(mén)GS2442提供周期的控制信號(hào)；調(diào)節(jié)后的TGS2600、 TGS2610、 TGS2611、 TGS2620、 TGS2442， Tout信號(hào)以及FHZ2、 FHZ2 連接到插座上P3;所述的ZigBee無(wú)線模塊采用2.4GHz的CC2430;傳感 器陣列模塊上的插排Pl與信號(hào)處理模塊上的插座P3相關(guān)信號(hào)對(duì)應(yīng)相連； 信號(hào)處理模塊上的插座P2的相關(guān)信號(hào)對(duì)應(yīng)連接到ZigBee無(wú)線模塊上的P6; 主芯片CC2430則利用內(nèi)部集成的14位A/D轉(zhuǎn)換器，實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換；利用 燒寫(xiě)在CC2430的存儲(chǔ)器里的火災(zāi)識(shí)別算法以及火源的定位算法，對(duì)量化 后的數(shù)據(jù)進(jìn)行火災(zāi)類(lèi)型的識(shí)別和火源點(diǎn)定位，最后將識(shí)別的結(jié)果通過(guò)天線 發(fā)送出去。
全文摘要
本發(fā)明涉及火災(zāi)報(bào)警器，特別涉及一種基于傳感器陣列技術(shù)與ZigBee(紫蜂)無(wú)線技術(shù)相結(jié)合的早期火災(zāi)識(shí)別探測(cè)器。由傳感器陣列模塊，模式識(shí)別模塊以及ZigBee無(wú)線技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，由多路氣體傳感器和溫度傳感器來(lái)構(gòu)成傳感器陣列模塊，經(jīng)信號(hào)處理模塊處理后，采用火災(zāi)識(shí)別算法對(duì)火災(zāi)發(fā)生初期產(chǎn)生的氣體進(jìn)行檢測(cè)和識(shí)別；通過(guò)ZigBee將識(shí)別的結(jié)果以及溫度和煙霧強(qiáng)度以無(wú)線的方式發(fā)送給監(jiān)控中心；監(jiān)控中心的電腦實(shí)現(xiàn)火源點(diǎn)的定位以及溫場(chǎng)、煙場(chǎng)的三維空間的描繪。本發(fā)明具有早期火災(zāi)識(shí)別，火源點(diǎn)定位，溫場(chǎng)，煙場(chǎng)可視化描述。
文檔編號(hào)G01K13/02GK101577032SQ20091003992
公開(kāi)日2009年11月11日 申請(qǐng)日期2009年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月2日
發(fā)明者劉美輕, 莊哲民, 張新峰, 李卡麟, 李志華 申請(qǐng)人:汕頭大學(xué)