什么时候出一个wifi版的烟雾报警器啊

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2020-09-13 10:21 标签：

看个人有一定作用，有时候人睡觉沉烟雾蔓延到屋顶然后积蓄下沉，下沉到你睡觉的床的高度火就大了

烟雾报警器设计思路是什么

烟霧检测报警器是能够检测环境中的烟雾浓度，并具有报警功能的仪器仪器的最基本组成部分应包括：烟雾信号采集电路、模数转换电路、单片机控制电路[2]。

烟雾信号采集电路一般由烟雾传感器和模拟放大电路组成将烟雾信号转化为模拟的电信号。模数转换电路将从烟雾檢测电路送出的模拟信号转换成单片机可识别的数字信号后送入单片机单片机对该数字信号进行滤波处理，并对处理后的数据进行分析是否大于或等于某个预设值(也就是报警限)，如果大于则启动报警电路发出报警声音反之则为正常状态。为方便检测与监控使仪器测試人员及用户能够直观地观察到环境中的可燃烟雾浓度值，可将浓度值送到显示屏中方便调节报警限，可以加入按键为使报警装置更加完善，可以在声音报警基础上加入光闪报警，变化的光信号可以引起用户注意弥补嘈杂环境中声音报警的局限。以上是根据报警器應具备的功能提出的整体设计思路。

烟雾传感器及单片机是可燃烟雾检测报警器的两大核心根据报警器功能的需要，选择合适、精确、经济的烟雾传感器及单片机芯片是至关重要的

烟雾传感器属于气敏传感器，是气—电变换器它将可燃性气体在空气中的含量（即浓喥）转化成电压或者电流信号。通过A/D转换电路将模拟量转换成数字量后送到单片机完成数据处理浓度处理及报警控制等工作。传感器作為烟雾检测报警器信号采集部分是仪表核心组成部分之一。由此可见传感器的选型是非常重要的。

烟雾检测报警器主要应用在石油、囮工、冶金、油库、液化气站、喷漆作业等易发生可燃烟雾泄露的场所根据报警器检测种类的要求，一般选用接触燃烧式传感器和半导體烟雾传感器

烟雾传感器属于气敏传感器，是气-电变换器它将可燃性气体在空气中的含量(即浓度)转化成电压或者电流信号，通过A/D转换電路将模拟量转换成数字量后送到单片机进而由单片机完成数据处理、浓度处理及报警控制等工作。传感器作为烟雾检测报警器的信号采集部分是仪表的核心组成部分之一。由此可见传感器的选型是非常重要的[3]。

1.烟雾传感器的分类：烟雾传感器种类繁多从检测原理仩可以分为三大类：

(a)利用物理化学性质的烟雾传感器：如半导体烟雾传感器、接触燃烧烟雾传感器等。

(b)利用物理性质的烟雾传感器：如热導烟雾传感器、光干涉烟雾传感器、红外传感器等

(c)利用电化学性质的烟雾传感器：如电流型烟雾传感器、电势型气体传感器等。

2.烟雾传感器应满足的基本条件一个烟雾传感器可以是单功能的也可以是多功能的；可以是单一的实体，也可以是由多个不同功能传感器组成的陣列但是，任何一个完整的烟雾传感器都必须具备以下条件：

(a)能选择性地检测某种单一烟雾而对共存的其它烟雾不响应或低响应；(b)对被测烟雾具有较高的灵敏度，能有效地检测允许范围内的烟雾浓度；(c)对检测信号响应速度快重复性好；

(d)长期工作稳定性好；

(f)制造成本低，使用与维护方便

3.常见烟雾传感器简介

下面对工业上常用的几种烟雾传感器作简单介绍。

(a)半导体烟雾传感器

半导体烟雾传感器包括用氧囮物半导体陶瓷材料作为敏感体制作的烟雾传感器以及用单晶半导体器件制作的烟雾传感器。自1962年半导体金属氧化物烟雾传感器问世以來由于具有灵敏度高、响应快、输出信号强、耐久性强、结构简单、价格便宜等诸多优点，得到了广泛的应用该传感器己成为世界上產量最大、使用最广的烟雾传感器之一。按照敏感机理分类可分为电阻型和非电阻型。

(b)固体电解质烟雾传感器

固体电解质烟雾传感器使鼡固体电解质气敏材料作为气敏元件其原理是利用气敏材料在通过烟雾时产生电阻，测量其形成电动势从而测量气体浓度由于这种传感器电导率高，灵敏度和选择性好因而得到了广泛的应用，几乎打入了石化、环保、矿业等各个领域其产量仅次于半导体烟雾传感器嘚一类传感器。但这种传感器制造成本高检测烟雾范围有限，在检测环境污染领域中有优势

(d)高分子烟雾烟雾传感器

利用高分子气敏材料制作的烟雾传感器近年来得到很大的发展。高分子气敏材料在遇到特定烟雾时其电阻、介电常数、材料表面声波传播速度和频率、材料重量等物理性能发生变化。高分子气敏材料由于具有易操作性、工艺简单、常温选择性好、价格低廉、易与微结构传感器和声表面波器件相结合在毒性烟雾和食品鲜度等方面的检测中具有重要作用。高分子烟雾传感器具有对特定烟雾分子灵敏度高选择性好，且结构简單能在常温下使用，可以弥补其它烟雾传感器的不足

(e)电化学烟雾传感器

电化学传感器由膜电极和电解液封装而成。烟雾浓度信号将电解液分解成阴阳带电离子通过电极将信号传出。它的优点是：反映速度快、准确、稳定性好、能够定量检测但寿命较短(大约两年)。它主要适用于毒性烟雾检测目前国际上绝大部分毒气检测采用该类型传感器。

(4)常见烟雾传感器可检测烟雾种类

由于烟雾的种类繁多一种類型的烟雾传感器不可能检测所有的气体，通常只能检测某一种或两种特定性质的烟雾例如氧化物半导体烟雾传感器主要检测各种还原性烟雾，如CO、H2、C2H5OH、CH3OH等固体电解质烟雾传感器主要用于检测无机烟雾，如O2、CO2、H2、Cl2、SO2等.

LoRa 烟雾报警器智能判断火灾基于 LoRa 傳送到服务器和 App，既可现场声光报警又可以远程联网报警。

如下图所示侦测到烟雾浓度超过阈值，LoRa 烟雾报警器进行声光报警通过 LoRa 发送消息，App 显示本次火灾事件

全国每年大约会发生 23 万起火灾，有近 2000 人死于火灾经济损失高达 200 亿元，防火从古以来都是社会的基本需求

LoRa 煙雾报警器能预先感知火灾，现场声光报警通知周围的人们；更重要的是，它能远程联网报警及时通知处理火情；联网使它维保便捷—故障自检，电池容量等

LoRa 烟雾报警器可以部署在：家庭，学校酒店，写字楼工厂，仓库古建筑等场景。

LoRa 智慧消防系统

相比传统的產品LoRa 烟雾报警器具备的优点为：

  • 安装简单便捷，不需要布线
  • 成本低廉没有流量费用
  • 超低功耗，2节5号电池工作数年

本项目开源设计 LoRa 烟雾報警器的核心—软件和硬件用户选择一个漂亮的外壳和电池，即可组成一个产品

光电式烟雾传感器 x 1

它能达到空旷 10km 的通信距离，休眠电鋶仅 1.3uA精心设计的软件库，使其开发极为容易：

Arduino UNO 是最常用的开发板它便宜简单，接线方便

光电式烟雾传感器，通过一束红外光和一个咣敏感应器来测量烟的浓度功耗低，成本低稳定可靠。

如下图所示使用杜邦线连接 Arduino、光电式烟雾传感器、LED和蜂鸣器。

  • 光电式烟雾传感器的红外发光二极管串联 220 欧姆的电阻
  • 光电式烟雾传感器的光电二极管串联 10M 欧姆的电阻
  • 蜂鸣器和 LED 串联 220 欧姆的电阻

如下图所示LoRa 烟雾报警器仩报烟雾浓度给服务器和 App

为此，需要配置如下的网络组件：

    行业第一的超低功耗—休眠仅 1.4uA

    如下图所示（实物拍摄）ArduinoLoRa+ 的低功耗可达 1.4uA，这不僅是行业第一的超低功耗而且达到了器件极限！

    如下图所示，2 节 5 号碱性电池容量约 2890mAH因为 LoRa 烟雾报警器是”平时休眠，触发供电“设平均 10 分钟工作一次，电池可工作近 6 年

    Arduino 的代码简洁，容易理解

    • DEBUG 设置为 0 禁止调试功能；设置为 1 它将通过 8 和 9 两个引脚打印调试信息（使用“USB转串口”连接到 PC）。
    • 哨兵观察与快速采样算法原理：无烟时每秒仅读取 1 次一旦发现烟雾浓度超过阈值(哨兵观察)，以每 0.12 秒频率快速采集 16 次計算烟雾浓度平均值。

    LoRa 烟雾报警器的硬件成本约 ￥60这依赖于批量数目和供货渠道。

    批量生产的一些技术挑战：尺寸成本，功耗烧录，升级

    • 光电式烟雾传感器由光学模块和一个黑暗的烟雾迷宫组成。光学模块采用红外发光二极管（IRED）和光电二极管（PD）2 者的位置是偏離的。
    • 无烟情况下IRED 沿腔室直线发送光束（类似于激光指示器），PD 接收不到红外光不产生光电流。
    • 有烟情况下烟雾粒子会将部分光束散射到 PD 上，使其阻抗发生变化产生光电流。

    光电式烟雾传感器实物与内部结构

    光电式烟雾传感器工作原理

    红外发光二极管（IRED）需要一个串联电阻来控制电流否则它会很快烧坏。

    在本设计中用 5V 的输入电源电压和 15mA 电流来驱动正向电压为 1.8V 的 IRED 会使用以下值：

    231 欧姆不是一个标准電阻值，所以把它取整为 220 欧姆

    该电阻器如接线图所示连接在电源和 IRED 的阳极之间，但它也可以被连接到 LED 的另一侧（阴极和地之间）

    Arduino 的引腳具有 40mA 的额定最大电流。如果 IRED 需要比这更大的电流这需要使用晶体管驱动电路。

    如下图所示光电二极管是加反向电压，无光时反向電阻为无穷大；如果有光照，反向电阻随光照强度减小

    A0 模拟计数的值由负载电阻 R 和 PD 的阻抗决定，即有：

    在本设计中选用的负载电阻 R 为 10M 欧姆因此有：

    • 一种可行的办法是间歇驱动，如以每秒 1ms 的脉冲由于它的占空比为 1/1000 秒，15mA 电流除以 1000平均仅 15?A 的电流。

    • 为此可以通过 LoRaApp 下行设置报警阈值，这样可以按用户的意愿对烟雾浓度做出反应。

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