一種手機智能控制的煙道防滅火裝置

時間：2021-08-19 19:08:39

關(guān)鍵字：煙道防滅火手機控制 GSM模塊微控制器

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[導(dǎo)讀]摘要：文章給出了一種手機智能控制的煙道防滅火裝置的設(shè)計方法。該設(shè)計中的微控制器分別與檢測模塊、閾值調(diào)節(jié)模塊、滅火模塊、報警模塊、電源模塊以及用于與手機進(jìn)行無線通訊。向手機發(fā)送報警信息并接收手機發(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)機系統(tǒng)和噴淋系統(tǒng)。可利用手機遠(yuǎn)程控制煙道環(huán)境，實現(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，實用性強，且易于實現(xiàn)。

引言

在每年的火災(zāi)統(tǒng)計中，餐飲業(yè)造成的火災(zāi)逐年遞增，這對業(yè)主及顧客都是不小的損失，有時甚至危及生命。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)探測裝置，如感煙、感溫、氣體、感光以及復(fù)合探測器等，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，煙道由于長期受油污熏染，常常會附著厚厚的油垢，油垢具有升溫快、著火溫度高等特點，使得火災(zāi)一發(fā)不可收拾。但如果將火災(zāi)探測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)探測器才能探測出火情，這樣就已經(jīng)延誤了最佳滅火時機，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)會造成更大的損失，并且目前智能手機快速發(fā)展，通過在手機上安裝App遠(yuǎn)程控制煙道環(huán)境已經(jīng)成為可能，同時最基本的GSM通信模塊短信控制也是一種較為便捷的手機控制方式。

針對上述諸多問題，本文提出了一種可以用手機智能控制的煙道防滅火裝置。

1 硬件電路概述

本設(shè)計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模塊、閾值調(diào)節(jié)模塊、滅火模塊、報警模塊、電源模塊，以及用于與手機進(jìn)行無線通訊，向手機發(fā)送報警信息并接收手機發(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5V 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，報警模塊采用BRJ-103聲光報警器。微控制器采用STC89C51 單片機。檢測模塊采用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。

一種手機智能控制的煙道防滅火裝置

2 工作流程

本裝置用于煙道的防滅火，并且具有煙道清洗、手機控制的作用。首先要對煙道內(nèi)的實時溫度進(jìn)行采集，這就可以使用之前提到的溫度傳感器，之后經(jīng)由信號調(diào)理將信號進(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。第一路是控制聲光報警模塊進(jìn)行實時報警，這可以讓相關(guān)操作間和操作臺工作人員在第一時間知道有火災(zāi)發(fā)生，及時采取措施；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，此時噴水會產(chǎn)生水蒸汽，能迅速降低著火點處的氧濃度，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)機系統(tǒng)開關(guān)，使得空氣停止對流，這樣有效防止火焰竄入風(fēng)機，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)一步加強滅火，同時防止火焰外竄強化滅火效果；第五路是排污系統(tǒng)，在滅火期間會周期性打開、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，會將報警信號發(fā)送至手機，同時還可以將用戶的命令通過GSM 模塊傳送至單片機，單片機再對該裝置做出相應(yīng)調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)遠(yuǎn)程手機控制，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 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，可以遠(yuǎn)程連接登陸手機 App 進(jìn)行控制，這種方法更適合當(dāng)前社會的發(fā)展。圖 2 所示為其工作流程。

一種手機智能控制的煙道防滅火裝置

3 手機智能控制

3.1 GSM模塊控制

GSM 模塊通過AT 指令與單片機進(jìn)行通信。所有AT 指令在整個傳送過程中是以 ASCII 編碼形式傳送，這些指令包括指令符號、常數(shù)、PDU 數(shù)據(jù)包等形式。在確定單片機向GSM 模塊發(fā)送短信后，首先發(fā)送AT 使單片機與GSM 模塊間建立聯(lián)系，如果連接成功會返回確認(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。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)手機接收到一條完整的 AT 指令后，手機并不會立即執(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)送一個回車符和換行符的 ASCII 編碼，即 0DH 和 0AH，最后執(zhí)行該條指令。

一種手機智能控制的煙道防滅火裝置

3.2 手機 App 控制

手機 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無線網(wǎng)絡(luò)，用戶可在 WiFi 的有效范圍內(nèi)登陸當(dāng)?shù)?WiFi 后通過 App 自行更改煙道內(nèi)的環(huán)境，同時當(dāng)用戶不在 WiFi 有效范圍內(nèi)時，可以遠(yuǎn)程連接登陸手機 App 進(jìn)行控制。這種方式更加方便快捷有效。如圖 4 所示。

一種手機智能控制的煙道防滅火裝置

結(jié) 語

4 結(jié) 語

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