一種手機(jī)智能控制的煙道防滅火裝置

楊沙沙+王純

摘 要：文章給出了一種手機(jī)智能控制的煙道防滅火裝置的設(shè)計(jì)方法。該設(shè)計(jì)中的微控制器分別與檢測(cè)模塊、閾值調(diào)節(jié)模塊、滅火模塊、報(bào)警模塊、電源模塊以及用于與手機(jī)進(jìn)行無線通訊。向手機(jī)發(fā)送報(bào)警信息并接收手機(jī)發(fā)出的控制指令的通信模塊相連接。滅火模塊包括與微控制器相連接的排污系統(tǒng)、煙道閥門、風(fēng)機(jī)系統(tǒng)和噴淋系統(tǒng)?？衫檬謾C(jī)遠(yuǎn)程控制煙道環(huán)境，實(shí)現(xiàn)煙道安全高效地防火、滅火，以及煙道環(huán)境設(shè)置。該系統(tǒng)可方便餐飲行業(yè)使用，能夠有效減少餐飲業(yè)的火災(zāi)事故發(fā)生率。另外，本裝置成本低，實(shí)用性強(qiáng)，且易于實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：煙道防滅火;手機(jī)控制;GSM模塊;微控制器

中圖分類號(hào)：TN620 ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-1302（2015）09-00-02

0 ?引 ?言

在每年的火災(zāi)統(tǒng)計(jì)中，餐飲業(yè)造成的火災(zāi)逐年遞增，這對(duì)業(yè)主及顧客都是不小的損失，有時(shí)甚至危及生命。而造成這些災(zāi)難發(fā)生的原因大都是廚房失火，因此廚房火災(zāi)安全防范可以直接有助于減少餐飲業(yè)的損失。

目前，大部分廚房都采用傳統(tǒng)火災(zāi)探測(cè)裝置，如感煙、感溫、氣體、感光以及復(fù)合探測(cè)器等，主要安裝在廚房天花板、墻壁等位置。一般廚房著火都是由于煙道起火引起的，煙道由于長(zhǎng)期受油污熏染，常常會(huì)附著厚厚的油垢，油垢具有升溫快、著火溫度高等特點(diǎn)，使得火災(zāi)一發(fā)不可收拾。但如果將火災(zāi)探測(cè)裝置直接裝在煙道上，就容易造成使用靈敏度降低和壽命縮短的問題，并且在煙道內(nèi)有火災(zāi)發(fā)生后，這種火災(zāi)探測(cè)器才能探測(cè)出火情，這樣就已經(jīng)延誤了最佳滅火時(shí)機(jī)，難以保障廚房安全。另外，現(xiàn)在廚房煙道中采用水箱供壓，雖然這樣可以在煙道進(jìn)氣口形成水網(wǎng)，從而降低煙氣溫度，熄滅火星，消除火災(zāi)隱患，但值得注意的是，在廚房沒有人的情況下，意外發(fā)生的火災(zāi)會(huì)造成更大的損失，并且目前智能手機(jī)快速發(fā)展，通過在手機(jī)上安裝App遠(yuǎn)程控制煙道環(huán)境已經(jīng)成為可能，同時(shí)最基本的GSM通信模塊短信控制也是一種較為便捷的手機(jī)控制方式。

針對(duì)上述諸多問題，本文提出了一種可以用手機(jī)智能控制的煙道防滅火裝置。

1 ?硬件電路概述

本設(shè)計(jì)中硬件電路包括微控制器、滅火模塊、電源模塊等。微控制器分別與檢測(cè)模塊、閾值調(diào)節(jié)模塊、滅火模塊、報(bào)警模塊、電源模塊，以及用于與手機(jī)進(jìn)行無線通訊，向手機(jī)發(fā)送報(bào)警信息并接收手機(jī)發(fā)出的控制指令的通信模塊相連接;滅火模塊包括與微控制器相連接的排污系統(tǒng)、煙道閥門、風(fēng)機(jī)系統(tǒng)和噴淋系統(tǒng)。微控制器還連接有用于顯示溫度狀態(tài)的LCD顯示模塊。電源模塊包括通過開關(guān)與微控制器相連接的5 V穩(wěn)壓電源，以及與微控制器相連接用于指示工作狀態(tài)的指示燈。通過開關(guān)來控制該裝置工作狀態(tài)。圖1為其結(jié)構(gòu)框圖。

其中，報(bào)警模塊采用BRJ-103聲光報(bào)警器。微控制器采用STC89C51單片機(jī)。檢測(cè)模塊采用E型熱電偶溫度傳感器。LCD顯示模塊采用LCD1602液晶顯示屏。通信模塊采用Siemens公司生產(chǎn)的GSM TC35I通信模塊。

圖1 ?硬件電路結(jié)構(gòu)框圖

2 ?工作流程

本裝置用于煙道的防滅火，并且具有煙道清洗、手機(jī)控制的作用。首先要對(duì)煙道內(nèi)的實(shí)時(shí)溫度進(jìn)行采集，這就可以使用之前提到的溫度傳感器，之后經(jīng)由信號(hào)調(diào)理將信號(hào)進(jìn)行放大，送往閾值比較模塊，將其與之前設(shè)置好的閾值溫度進(jìn)行比較，輸出結(jié)果為7路開關(guān)控制信號(hào)。第一路是控制聲光報(bào)警模塊進(jìn)行實(shí)時(shí)報(bào)警，這可以讓相關(guān)操作間和操作臺(tái)工作人員在第一時(shí)間知道有火災(zāi)發(fā)生，及時(shí)采取措施;第二路是開啟噴淋系統(tǒng)滅火，一方面由于煙道內(nèi)的溫度較高，此時(shí)噴水會(huì)產(chǎn)生水蒸汽，能迅速降低著火點(diǎn)處的氧濃度，另一方面噴出的水可有效降低煙道內(nèi)的溫度，從而確保滅火效果;第三路是關(guān)閉風(fēng)機(jī)系統(tǒng)開關(guān)，使得空氣停止對(duì)流，這樣有效防止火焰竄入風(fēng)機(jī)，從而避免造成巨大損失;第四路開關(guān)是關(guān)閉煙道閥門，利用窒息原理進(jìn)一步加強(qiáng)滅火，同時(shí)防止火焰外竄強(qiáng)化滅火效果;第五路是排污系統(tǒng)，在滅火期間會(huì)周期性打開、關(guān)閉，將滅火產(chǎn)生的油污水從下水道排出;第六路是GSM通信模塊，會(huì)將報(bào)警信號(hào)發(fā)送至手機(jī)，同時(shí)還可以將用戶的命令通過GSM模塊傳送至單片機(jī)，單片機(jī)再對(duì)該裝置做出相應(yīng)調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程手機(jī)控制，在網(wǎng)絡(luò)中斷的情況下短信遠(yuǎn)程控制是最具穩(wěn)定性的;第七路是手機(jī)App控制，用戶在WiFi的有效范圍內(nèi)可以登陸當(dāng)?shù)豔iFi通過App自行更改煙道內(nèi)的環(huán)境，當(dāng)用戶不在WiFi有效范圍內(nèi)時(shí)，可以遠(yuǎn)程連接登陸手機(jī)App進(jìn)行控制，這種方法更適合當(dāng)前社會(huì)的發(fā)展。圖2所示為其工作流程。

圖2 ?工作流程圖

3 ?手機(jī)智能控制

3.1 ?GSM模塊控制

GSM模塊通過AT指令與單片機(jī)進(jìn)行通信。所有AT指令在整個(gè)傳送過程中是以ASCII編碼形式傳送，這些指令包括指令符號(hào)、常數(shù)、PDU數(shù)據(jù)包等形式。在確定單片機(jī)向GSM模塊發(fā)送短信后，首先發(fā)送AT使單片機(jī)與GSM模塊間建立聯(lián)系，如果連接成功會(huì)返回確認(rèn)幀“OK”。在這里，要提出的是發(fā)送和接收SMS信息有兩種方式，文本模式和PDU（protocol description unit） 模式，一般PDU模式通用于任何手機(jī)。在連接成功后，發(fā)送AT+CMGF=0表示選擇PDU模式，如果接收到“>”則表明呼叫雙方模塊號(hào)碼獲取成功，可以傳輸數(shù)據(jù)。這就可以根據(jù)用戶自己的需求發(fā)送命令。當(dāng)手機(jī)接收到一條完整的AT指令后，手機(jī)并不會(huì)立即執(zhí)行這條指令，而是先把剛才接收到的AT指令的全部ASCII編碼序列全部反發(fā)送出來（含0DH），然后發(fā)送一個(gè)回車符和換行符的ASCII編碼，即0DH和0AH，最后執(zhí)行該條指令。

圖3 ?GSM模塊與單片機(jī)的通信流程圖

3.2 ?手機(jī)App控制

手機(jī)App控制，首先需要將煙道內(nèi)的所有設(shè)備利用無線收發(fā)器進(jìn)行WiFi組網(wǎng)，目前市場(chǎng)已有賣專門進(jìn)行WiFi組網(wǎng)的收發(fā)器，這樣煙道內(nèi)的所有傳感器便形成一個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)，用戶可在WiFi的有效范圍內(nèi)登陸當(dāng)?shù)豔iFi后通過App自行更改煙道內(nèi)的環(huán)境，同時(shí)當(dāng)用戶不在WiFi有效范圍內(nèi)時(shí)，可以遠(yuǎn)程連接登陸手機(jī)App進(jìn)行控制。這種方式更加方便快捷有效。如圖4所示。

圖4 ?手機(jī)App控制

4 ?結(jié) ?語

“民以食為天”，在享受美味的同時(shí)，希望我們的生命有所保障。在這篇論文中詳細(xì)介紹了手機(jī)智能控制煙道防滅火裝置，不但能有效對(duì)煙道進(jìn)行滅火，而且可以遠(yuǎn)程操控。該設(shè)計(jì)以其靈敏化、智能化并且設(shè)計(jì)的電路系統(tǒng)層次清晰、電路構(gòu)成簡(jiǎn)單、易于維護(hù)、實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)最終將會(huì)得到一些大食堂的青睞。

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