一種基于gsm的火災自動報警系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于GSM的火災自動報警系統，該系統由報警器以及報警主機和用戶手機組成；報警器為光電感煙式火災探測報警器，報警器在探測到火災發生時能在自身發出聲光兩種報警信號的同時發送無線報警信號給報警主機；報警主機包括有主機殼以及主機控制電板和主機電源，主機控制電板集成有RF接收模塊以及MCU主控模塊和通過2G網絡向用戶手機發送報警短信的GSM通訊模塊；主機殼上設有撥動開關以及Learn鍵；報警器上設有TEST鍵；模式狀態包括工作模式和手機設置模式。本系統能在有GSM信號的任何地方工作使用，無需布線，使用方便，操作簡單，能滿足家用防火的報警需求。
【專利說明】
一種基于GSM的火災自動報警系統
技術領域
[0001 ]本實用新型涉及一種火災的報警系統，具體地說是一種基于GSM的火災自動報警系統。
【背景技術】
[0002]火災報警系統是人們為了早期發現通報火災，以便能及時采取措施控制和撲滅火災，而設置的一種自動預警設施，它是能減少人們物資財產損失的有力工具。目前隨著家庭用戶對安全的需求不斷地增加，家用火災報警系統也應運而生。火災報警系統通常由火災報警器以及報警主機和終端機組成。當有火災火情發生時，火災報警器能在第一時間發現并向報警主機發出報警信號，報警主機則能根據火災報警器發出的信號經內部處理后向終端機發出無線通訊，使用戶能夠根據接收到了報警信息迅速作出處理決定，從而避免重大的財產損失。但是現有技術中的火災報警系統由于智能化程度較低，并且火災報警器與報警主機通常為有線連接，因此不僅安裝不便，而且還容易造成誤報，給客戶帶來了一定煩惱。

【發明內容】

[0003]本實用新型所要解決的技術問題是針對上述現有技術現狀，而提供采用無線射頻和智能控制技術，無需布線，使用方便，操作簡單、靈敏可靠、并且能實現遠程無線報警通訊的一種基于GSM的火災自動報警系統。
[0004]本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案為:一種基于GSM的火災自動報警系統，該系統由若干分布在防火區域的報警器以及報警主機和至少一個用戶手機組成；報警器為采用有無線射頻技術且能獨立工作的光電感煙式火災探測報警器，該報警器在探測到火災發生時能在自身發出聲光兩種報警信號的同時發送無線報警信號給報警主機;報警主機包括有主機殼以及設置在主機殼中的主機控制電板和為主機控制電板提供電力的主機電源，主機控制電板集成有用于接收報警器發送的無線報警信號的RF接收模塊以及負責系統功能整合并對RF接收模塊接收的無線報警信號進行程序運算處理的MCU主控模塊和受MCU主控模塊控制通過2G網絡向用戶手機發送報警短信的GSM通訊模塊;主機殼上設有切換報警主機模式狀態的撥動開關以及用于對每一報警器進行學習注冊或消除注冊數據的Learn鍵;上述所說的模式狀態包括系統正常運行下的工作模式和用于用戶手機注冊的手機設置模式。
[0005]為優化上述技術方案，采取的措施還包括:
[0006]上述的報警器包括由上蓋、底座和安裝板組成的報警器外殼，報警器外殼中安裝有報警器主板，該報警器主板的上方設有暗盒，上蓋嵌裝有與報警器主板線路連接用以顯示報警器工作狀態的LED燈，底座上配有用于定位報警器電池的電池卡銷以及用于控制報警器電池的卡銷固定軸，卡銷固定軸配裝有卡銷轉片。
[0007]上述的主機殼包括相蓋組配的主機底座和主機上蓋;主機控制電板和主機電源上下設置定位安裝在由主機底座和主機上蓋相蓋形成的主機殼內腔中，主機底座的底面開有方便更換和安裝主機電源的電池安裝窗口，該電池安裝窗口設有電池倉蓋，撥動開關滑動設置在主機殼側面，Learn鍵設置在主機上蓋的頂面。
[0008]上述的主機上蓋的頂面開有面板安裝窗，該面板安裝窗卡配安裝有上蓋面板，主機控制電板上設有主機顯示模塊，主機顯示模塊由用于顯示GSM網絡狀態的綠LED指示燈和用于顯示報警主機工作狀態的紅LED指示燈組成，上蓋面板上設有用于觀測主機顯示模塊的觀測窗和用于安裝Learn鍵的學習鍵安裝窗，主機上蓋的側面位于撥動開關的滑動位置處標刻有顯示該撥動開關功能檔位的英文標識，功能檔位為手機設置模式的SET檔和系統正常運行工作模式的WORK檔。
[0009]上述的報警主機最多支持注冊5個用戶手機和最多支持注冊15個報警器，M⑶主控模塊為STM8S103F3，GSM通訊模塊為MG301，RF接收模塊為CMT2210A，主機控制電板的背面正對電池安裝窗口的位置處設有能插裝用于注冊2G網絡S頂身份識別卡的S頂卡座。
[0010]上述的主機控制電板上布設有掉電檢測控制電路以及與掉電檢測控制電路相配合的后備儲電電容，該后備電容為1F/5.5V;在掉電檢測控制電路檢測到報警主機電源斷電時，M⑶主控模塊控制GSM通訊模塊向注冊的第一個手機發送斷電短信后則自動切斷后備儲電電容的放電連接線路。
[0011]與現有技術相比，本實用新型的系統由多個報警器以及報警主機和用戶手機組成，報警主機中設有用于注冊2G網絡的S頂身份識別卡，能與用戶手機通過2G網絡實現聯網通訊，當系統中的報警器探測的火災發生時，報警器再自身發出聲光報警的同時通過采用的無線射頻技術向報警主機發送無線報警信號，報警主機則通過2G網絡向用戶手機發送報警短信來通知用戶，使用戶能及時的采用措施處理，從而最大限度地減少物資財產的損失。報警器為能獨立于系統之外單獨工作光電感煙式火災探測報警器，能在火災發生的早期通過起火時產生的大量煙霧探測到火災的發生，利用煙霧能夠改變光的傳播特性的特點，通過設置在暗盒中的紅外發射裝置和紅外接收裝置，實現火災的早期報警。本系統能在有GSM信號的任何地方工作使用，無需布線，使用方便，操作簡單，能滿足家用防火的報警需求。
【附圖說明】

[0012]圖1是本實用新型實施例的工作原理示意圖；
[0013]圖2是本實用新型報警器的剖視結構圖；
[0014]圖3是圖2的分解結構示意圖；
[0015]圖4是本實用新型報警主機的剖視結構圖；
[0016]圖5是本實用新型報警主機的分解結構示意圖之一；
[0017]圖6是本實用新型報警主機的分解結構示意圖之二。
【具體實施方式】
[0018]以下結合附圖對本實用新型的實施例作進一步詳細描述。
[0019]圖1至圖6所示為本實用新型的結構示意圖。
[0020]其中的附圖標記為:主機顯示模塊D、報警器1、上蓋11、底座12、安裝板13、報警器主板14、暗盒15、LED燈16、電池卡銷17、卡銷固定軸18、卡銷轉片19、報警主機2、主機上蓋21、面板安裝窗21a、主機底座22、電池安裝窗口 22a、電池倉蓋22b、主機控制電板23、主機電源24、撥動開關25、Learn鍵26、上蓋面板27、觀測窗27a、學習鍵安裝窗27b、用戶手機3。
[0021]如圖1至圖6所示，本實用新型的一種基于GSM的火災自動報警系統由若干分布在防火區域的報警器I以及報警主機2和至少一個用戶手機3組成；由于本系統主要為家用防火系統因此報警主機2最多支持注冊5個用戶手機3和最多支持注冊15個報警器I，報警器I為采用有無線射頻技術且能獨立工作的光電感煙式火災探測報警器，該報警器I在探測到火災發生時能在自身發出聲光兩種報警信號的同時發送無線報警信號給報警主機2。如圖4至和圖6所示，報警主機2包括有主機殼以及設置在主機殼中的主機控制電板23和為主機控制電板23提供電力的主機電源24，主機控制電板23上至少集成有RF接收模塊、MCU主控模塊、GSM通訊模塊、系統設置模塊和電源開關模塊;RF接收模塊用于接收報警器I發送的無線報警信號，MCU主控模塊負責系統功能整合并對RF接收模塊接收的無線報警信號進行程序運算處理，GSM通訊模塊受M⑶主控模塊控制根據M⑶主控模塊的指令通過2G網絡向用戶手機3發送報警短信；系統設置模塊為對報警主機2的模式狀態進行開關控制的模塊，電源開關模塊為控制報警主機2的電源開關。本實用新型的MCU主控模塊是本系統的核心處理單元，主要負責系統的程序運算處理，其內部儲設有報警自動控制程序。主機控制電板23上布有系統控制電路，主機控制電板23上集成的各功能模塊均通過系統控制電路相連。主機殼上設有通過撥動系統設置模塊來切換報警主機2模式狀態的撥動開關25以及用于對每一報警器I進行學習注冊或消除注冊數據的Learn鍵26;報警器I上設有用于主動發出報警測試信號使報警主機2通過學習注冊該報警器I實現該報警器I與報警主機2間兩者無線通訊聯系的TEST鍵(本實用新型的圖中未示出);模式狀態包括系統正常運行下的工作模式和用于用戶手機3注冊的手機設置模式。
[0022]如圖2和圖3所示，本實用新型的報警器I包括由上蓋11、底座12和安裝板13組成的報警器外殼，報警器外殼中安裝有報警器主板14，該報警器主板14的上方設有暗盒15，上蓋11嵌裝有與報警器主板14線路連接用以顯示報警器I工作狀態的LED燈16，底座上配有用于定位報警器電池的電池卡銷17以及用于控制報警器電池的卡銷固定軸18，卡銷固定軸18配裝有卡銷轉片19。報警器主板14中還集成有用于自身報警的蜂鳴片，上述的TEST鍵滑動設置在上蓋11上，當需要對報警器I進行測試或用于與報警主機2建立通訊聯系時，能通過按壓上蓋11上的TEST鍵觸發報警器主板14上的測試開關，使報警器I主動發出報警測試信號。本實用新型的暗盒14中安裝有利用火災發生時進入暗盒14中的煙霧對光的散射作用探測火災的紅外收發裝置，紅外收發裝置包括用于發射紅外光的紅外發射裝置以及用于接收紅外光的紅外接收裝置。紅外接收裝置接收到的紅外光電信號的強弱程度與進入暗盒中的煙霧的濃度成正比；報警器主板14上設有對紅外接收裝置接收的紅外光電信號進行內部程序運算處理的智能程控模塊以及受智能程控模塊控制的RF發射模塊;報警器I和報警主機2間通過RF發射模塊和RF接收模塊時刻保持無線通訊聯系，LED燈16能以可視光的形式提供可視光報警信號，TEST鍵通過智能程控模塊經RF發射模塊發出測試報警信號，蜂鳴片在智能程控模塊的控制下能以蜂鳴的形式提供聲音報警。本實用新型暗盒14的中心成型有暗室空腔，并且暗盒14環暗室空腔還成型有間隔設置的只能允許煙霧和極少光線進入到暗室空腔中的曲折隧道，紅外發射裝置和紅外接收裝置兩者呈137.6度地設置，并且紅外發射裝置和紅外接收裝置均指向暗室空腔的中心，暗室空腔中位于紅外發射裝置和紅外接收裝置間還設有黑罩板，黑罩板在暗室空腔內無煙霧折射紅外發射裝置發射的紅外光的情況下，恰好遮擋住紅外接收裝置，使紅外接收裝置在正常情況下不能接收到紅外光。只有在當有煙霧進入暗室空腔后，煙霧中的微小粒子，散射出的紅外線光才能被紅外接收裝置接收到，從而通過火災起火時產生的煙霧實現火災的早期探測報警。智能程控模塊是報警器的核心處理單元，智能程控模塊根據紅外接收裝置接收的紅外光的強弱程度判定是否發生了火災，也就是說只有煙霧達到了設定的濃度，智能程控模塊在控制蜂鳴片和LED燈16報警的同時，經通過RF發射模塊向報警主機2發送報警信號。
[0023]如圖4和圖5所示，本實用新型的主機殼包括相蓋組配的主機底座22和主機上蓋21;主機底座22和主機上蓋21采用螺絲固定相蓋配合后形成有主機殼內腔，主機控制電板23和主機電源24上下設置定位安裝在該主機殼內腔中，主機底座22的底面開有方便更換和安裝主機電源24的電池安裝窗口 22a，該電池安裝窗口 22a設有電池倉蓋22b，撥動開關25滑動設置在主機殼側面，Learn鍵26設置在主機上蓋21的頂面。本實用新型的報警器I中安裝有蓄電池，報警主機2中安裝有主機電源24，蓄電池和主機電源24使報警器I和報警主機2各自具有了自己的電源，因此在安裝時，無需布設電源線，其安裝非常方便。主機殼的后部還設有通過撥動電源開關模塊使報警主機2通斷電源的電源撥鈕。
[0024]實施例中，主機上蓋21的頂面開有面板安裝窗21a，該面板安裝窗21a卡配安裝有上蓋面板27，主機控制電板23上設有主機顯示模塊D，所述的主機顯示模塊D由用于顯示GSM網絡狀態的綠LED指示燈和用于顯示報警主機工作狀態的紅LED指示燈組成，上蓋面板27上設有用于觀測主機顯示模塊D的觀測窗27a和用于安裝Learn鍵26的學習鍵安裝窗27b，主機上蓋21的側面位于撥動開關25的滑動位置處標刻有顯示該撥動開關功能檔位的英文標識，功能檔位為手機設置模式的SET檔和系統正常運行工作模式的WORK檔。
[0025]本實用新型的MCU主控模塊為STM8S103F3，GSM通訊模塊為MG301，RF接收模塊為CMT2210A，主機控制電板23的背面正對電池安裝窗口 22a的位置處設有能插裝用于注冊2G網絡SIM身份識別卡的SIM卡座。
[0026]本實用新型還具有掉電檢測功能，主機控制電板23上布設有掉電檢測控制電路以及與掉電檢測控制電路相配合的后備儲電電容，該后備電容為1F/5.5V;在掉電檢測控制電路檢測到報警主機2電源斷電時，M⑶主控模塊控制GSM通訊模塊向注冊的第一個手機發送斷電短信后則自動切斷后備儲電電容的放電連接線路。
[0027]圖6所示為沒有安裝主機電源24的報警主機2，本實用新型的報警主機2也可以不安裝主機電源24，因為主機控制電板23上設有引用外部電源的USB電源接口E以及將外部電源轉化成主機控制電板所需工作電源的電源芯片;從而使本實用新型的報警主機2可以引用外接電源。報警器I與報警主機2間無線通訊的頻率為433.92MHz，在空曠地無障礙時的無線通訊距離多40m;報警主機2的工作電壓為5V，工作電流<300mA;所述的GSM通訊模塊的工作頻段為850MHz、900MHz、1800MHz 或 1900MHz。
[0028]在無火災煙霧產生的正常工作模式時，報警器I每10秒探測一次，并且此時LED燈16每344秒閃爍一次，在報警器I通過火災產生的煙霧探測到火災發生時，LED燈16在連續閃光報警和蜂鳴片連續蜂鳴聲音報警的同時報警器I發送無線報警信號給報警主機2，報警主機2則將收到報警信號轉換成報警短信發送給每一注冊了的用戶手機。
[0029]在將報警主機2上的撥動開關25撥到WORK檔位時，報警主機2如處于搜索網絡或無網絡狀態時，用于顯示GSM網絡狀態的綠LED指示燈每I秒閃爍一次，在報警主機2注冊2G網絡后，每隔3秒閃爍一次。
[0030]—種基于GSM的火災自動報警系統的設置方法包括報警器的注冊方法，即報警主機2學習注冊報警器I的方法和用戶手機的注冊方法:
[0031]報警主機2學習注冊報警器I的方法為:先長按報警器I的TEST鍵，報警器I的LED燈16閃爍，再按報警主機2的Learn鍵26，報警主機2的紅LED指示燈常亮，再次長報警器I的TEST鍵，報警主機2的紅LED指示燈熄滅，學習注冊完成;按以上步驟最多能學習15個不同的報警器，如果30秒內沒有進行學習，將自動退出學習狀態。如果需要清除注冊的報警器，則需要長按Learn鍵3秒，紅LED指示燈滅，則注冊的報警器數據清除完成。
[0032]用戶手機的注冊方法為:
[0033]將報警主機2的撥動開關25撥到SET檔的位置，此時紅LED指示燈閃爍一次，具體操作如下:
[0034]a、注冊手機號碼:
[0035]利用用戶手機向報警主機2發送注冊短信“#00#”，注冊成功后報警主機2回復"Registered Successfully”，表示該用戶手機已經注冊，如果是已經注冊的用戶手機號碼，則回復“Has been registered”。
[0036]b、注銷單個手機號碼:
[0037]用已注冊的用戶手機向報警主機發送短信〃#01#〃，成功后報警主機回復“Loggedout successfully”，提示該用戶手機號已注銷。
[0038]C、注銷所有注冊手機:
[0039]用已注冊的用戶手機向報警主機發送短信“#08#”，成功后報警主機回復“AllLogged out successfully”，提示所有注冊的用戶手機已注銷。
[0040]d、設置完成后，將報警主機2的撥動開關25撥到WORK檔位置。
[0041]e、在正常工作中，一種基于GSM的火災自動報警系統還具有掉電提醒功能，當掉電時，給第一個注冊的用戶手機發送掉電信息“Power Failure”。
[0042]一種基于GSM的火災自動報警系統的波動開關位于WORK檔位置，當接收到報警器發出的報警信號時，一種基于GSM的火災自動報警系統將發送報警短信至每個已經注冊的用戶手機，發送的報警信息為:CAUT10N!N0.xx Smoke Alarm!，xx的范圍值是:0014,BP發生報警的報警器的注冊位置號。
[0043]—種基于GSM的火災自動報警系統最多支持注冊5個用戶手機3和最多支持注冊15個報警器1，當某一報警器I發出火災報警信號時，報警主機2向用戶手機發送的報警短信中包含了該報警器的注冊位置。而注冊位置則表明了該報警器的安裝位置，因此用戶通過短信就可以知道發生火災的位置。
【主權項】
1.一種基于GSM的火災自動報警系統，其特征是:所述的系統由若干分布在防火區域的報警器(I)以及報警主機(2)和至少一個用戶手機(3)組成;所述的報警器(I)為采用有無線射頻技術且能獨立工作的光電感煙式火災探測報警器，該報警器(I)在探測到火災發生時能在自身發出聲光兩種報警信號的同時發送無線報警信號給報警主機(2);所述的報警主機(2)包括有主機殼以及設置在主機殼中的主機控制電板(23)和為主機控制電板(23)提供電力的主機電源(24)，所述的主機控制電板(23)集成有用于接收報警器(I)發送的無線報警信號的RF接收模塊以及負責系統功能整合并對RF接收模塊接收的無線報警信號進行程序運算處理的M⑶主控模塊和受MCU主控模塊控制通過2G網絡向用戶手機(3)發送報警短信的GSM通訊模塊;所述的主機殼上設有切換報警主機(2)模式狀態的撥動開關(25)以及用于對每一報警器(I)進行學習注冊或消除注冊數據的Learn鍵(26);所述的模式狀態包括系統正常運行下的工作模式和用于用戶手機(3)注冊的手機設置模式。2.根據權利要求1所述的一種基于GSM的火災自動報警系統，其特征是:所述的報警器(I)包括由上蓋(11)、底座(12)和安裝板(13)組成的報警器外殼，所述的報警器外殼中安裝有報警器主板(14)，該報警器主板(14)的上方設有暗盒(15)，所述的上蓋(11)嵌裝有與報警器主板(14)線路連接用以顯示報警器(I)工作狀態的LED燈(16)，所述的底座上配有用于定位報警器電池的電池卡銷(17)以及用于控制報警器電池的卡銷固定軸(18)，所述的卡銷固定軸(18)配裝有卡銷轉片(19)。3.根據權利要求2所述的一種基于GSM的火災自動報警系統，其特征是:所述的主機殼包括相蓋組配的主機底座(22)和主機上蓋(21);所述的主機控制電板(23)和主機電源(24)上下設置定位安裝在由主機底座(22)和主機上蓋(21)相蓋形成的主機殼內腔中，所述的主機底座(22)的底面開有方便更換和安裝主機電源(24)的電池安裝窗口(22a)，該電池安裝窗口(22a)設有電池倉蓋(22b)，所述的撥動開關(25)滑動設置在主機殼側面，所述的Learn鍵(26)設置在主機上蓋(21)的頂面。4.根據權利要求3所述的一種基于GSM的火災自動報警系統，其特征是:所述的主機上蓋(21)的頂面開有面板安裝窗(21a)，該面板安裝窗(21a)卡配安裝有上蓋面板(27)，所述的主機控制電板(23)上設有主機顯示模塊(D)，所述的主機顯示模塊(D)由用于顯示GSM網絡狀態的綠LED指示燈和用于顯示報警主機工作狀態的紅LED指示燈組成，所述的上蓋面板(27)上設有用于觀測主機顯示模塊(D)的觀測窗(27a)和用于安裝Learn鍵(26)的學習鍵安裝窗(27b)，所述的主機上蓋(21)的側面位于撥動開關(25)的滑動位置處標刻有顯示該撥動開關功能檔位的英文標識，所述的功能檔位為手機設置模式的SET檔和系統正常運行工作模式的WORK檔。5.根據權利要求4所述的一種基于GSM的火災自動報警系統，其特征是:所述的報警主機(2)最多支持注冊5個用戶手機(3)和最多支持注冊15個報警器(I)，所述的MCU主控模塊為STM8S103F3，所述的GSM通訊模塊為MG301，所述的RF接收模塊為CMT2210A，所述的主機控制電板(23)的背面正對電池安裝窗口(22a)的位置處設有能插裝用于注冊2G網絡SM身份識別卡的SIM卡座。6.根據權利要求5所述的一種基于GSM的火災自動報警系統，其特征是:所述的主機控制電板(23)上布設有掉電檢測控制電路以及與掉電檢測控制電路相配合的后備儲電電容，該后備電容為1F/5.5V;在掉電檢測控制電路檢測到報警主機(2)電源斷電時，所述的MCU主控模塊控制GSM通訊模塊向注冊的第一個手機發送斷電短信后則自動切斷后備儲電電容的放電連接線路。
【文檔編號】G08B17/107GK205692316SQ201620646798
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年6月27日 公開號201620646798.1, CN 201620646798, CN 205692316 U, CN 205692316U, CN-U-205692316, CN201620646798, CN201620646798.1, CN205692316 U, CN205692316U
【發明人】章兵, 方永達
【申請人】寧波金盾電子工業股份有限公司