蔡月芝

摘 要：本文主要講述了家庭天然氣報警器的原理以及一些功能上的優(yōu)化，使家庭天然氣報警器更加智能化更能滿足用戶的需求。

關(guān)鍵詞：遠程控制;數(shù)據(jù)存儲;報警滯后;優(yōu)化功能

1 研究目的

迅猛發(fā)展的天然氣行業(yè)在居民生活中占的比重越來越大，方便且經(jīng)濟的天然氣很受用戶的歡迎。 但是，隨之而來的也有很多隱患，由于設備老化，用戶操作不當引起的天然氣爆炸事件時有發(fā)生。液化氣罐使用不當，私接軟管等都有可能造成燃氣泄露，燃氣達到一定濃度就有可能發(fā)生爆炸，若此時遇明火或者高溫極易發(fā)生火災爆炸，破壞力極大，嚴重威脅到居民的生活安全。

為了迎合市場的需求，天然氣報警器逐漸進入了人們的視野，以其實用性及安全性占據(jù)了可觀的市場。但是目前市場上的天然氣報警器仍存在一些不足，報警形式單一、危險程度不同時報警方式相同，經(jīng)常錯誤報警和報警滯后等，另外遠程通信功能及數(shù)據(jù)儲存功能以及火光報警功能尚不完善。本文研究的這款報警器極有力的解決了存在的這些問題。

2 原理

通過MQ系列氣體傳感器檢測甲烷濃度，再通過A/D轉(zhuǎn)換模塊，將測到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為當前濃度，并通過液晶屏顯示出來，當甲烷濃度超過安全濃度達到可能爆炸濃度的時候觸發(fā)警報，并采取相應的急救措施。該報警器核心控制器件為單片機，外接wifi模塊，攝像頭以及火光檢測傳感器。

3 優(yōu)化功能

當家里沒有人或者只有移動不便的老人或懵懂的小孩時，天然氣泄漏是很危險的，在不知不覺中造成了人員的傷亡以及財務的損傷。該報警器上的wifi模塊，可與手機上的app進行遠程交流，當濃度增長到危險范圍時，通過與wifi模塊相連接的手機app給用戶發(fā)出警報信息。該報警器可以保留檢測到的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)傳至網(wǎng)絡平臺上，供以后的數(shù)據(jù)分析以及再利用。

甲烷在濃度到達一定高度的時候遇明火或者高溫時就有可能發(fā)生火災。若戶主不在家中，甲烷燃燒或爆炸都是非常危險的，很有可能威脅到居民的生命財產(chǎn)安全。該火光檢測傳感器在檢測到火光時，向單片機發(fā)送一個電平信號，同時觸發(fā)聲光報警模塊，并向手機發(fā)送警告信息。為了減少錯誤報警情況的發(fā)生，戶主可先通過手機調(diào)出報警器內(nèi)部攝像頭這段時間的視頻拍攝內(nèi)容，實時判斷是否真實存在火情以及要不要報警，攝像頭拍攝內(nèi)容可同步存檔到指定平臺上也可通過u盤拷出，攝像頭即使損壞該報警器也會將損壞之前的拍攝內(nèi)容同步到網(wǎng)絡平臺上，為之后的調(diào)查提供寶貴的視頻證據(jù)。

液晶屏主要顯示最近幾次不同時間點檢測的甲烷濃度，并通過wifi模塊同步至網(wǎng)上存儲便于后期使用，也可通過u盤拷出，便于多次利用。

另外該報警器設置幾個外部按鈕。當報警器發(fā)生錯誤報警時，可外部強制重置。當之前數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯誤或者想要采集新的數(shù)據(jù)欲對之前的數(shù)據(jù)進行清理也可進行數(shù)據(jù)重置。另外增加濃度等級設置，根據(jù)家庭的實時情況進行現(xiàn)場校準方便之后不同等級的報警系統(tǒng)的準確性。報警器正常工作時，是綠燈長亮狀態(tài)，觸發(fā)報警時紅燈亮并一直閃爍，報警器內(nèi)部出現(xiàn)故障的時候，紅燈長亮。

4 報警形式

根據(jù)甲烷濃度的危險程度設置不同級別的報警功能，當泄露達到四級時，發(fā)出聲光報警，紅色指示燈連續(xù)閃爍，蜂鳴器發(fā)出響聲，當泄露達到三級時，發(fā)出聲光報警，與此同時開啟外接設備排風扇低檔位，將室內(nèi)少量泄漏氣體排出。泄露甲烷濃度達到二級時，在聲光報警的基礎上排風扇開到最高檔盡量快速降低室內(nèi)甲烷濃度。泄漏甲烷濃度到一級及以上時在以上措施基礎上開啟遠程報警，通過手機app推送或者短信的方式提醒戶主。以上的急救措施會一直運行持續(xù)到濃度達到安全濃度或者外界強制關(guān)閉。

5 數(shù)據(jù)處理

現(xiàn)在市場上很多天然氣報警器功能還不夠完善，經(jīng)常會出現(xiàn)莫名奇妙報警的情況，很有可能是天然氣突然開關(guān)或者其他特別情況造成的濃度一瞬間的超過安全線，觸發(fā)了聲光報警，長此以往，居民對天然氣報警器的信任度會大大下降。所以要將氣體傳感器的數(shù)據(jù)經(jīng)過濾波等有效處理使數(shù)據(jù)穩(wěn)定，并且相鄰幾次抽樣結(jié)果均超過安全線時觸發(fā)報警，提高報警器的準確性。

除了錯誤報警，報警滯后也是一個尚未解決的問題。廚房里的報警器也有可能是油煙附著在傳感器表面導致傳感器敏感度下降，所以日常使用傳感器時要注意清理保持其表面的潔凈，并且在報警器購買回來后根據(jù)安裝場所的情況進行現(xiàn)場校準保證其準確性。另外就是數(shù)據(jù)處理，傳感器延時等內(nèi)部原因?qū)е碌膱缶瘻螅敐舛鹊竭_危險濃度的時候才開始報警及采取急救措施，很有可能悲劇就在這個時間段內(nèi)發(fā)生，所以預報警處理還是很重要的，在傳感器檢測到甲烷濃度長時間以較快速度一直呈增長趨勢但未到達危險濃度線的話，觸發(fā)預報警系統(tǒng)，進行聲光報警以及遠程通信報警，用戶可通過攝像頭捕捉到的圖像判斷或者調(diào)出當前時段的濃度數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)控將危險扼殺在搖籃中。

6 結(jié)束語

現(xiàn)在天然氣幾乎普及到每家每戶，但天然氣安全使用意識是很多人現(xiàn)在都不具備的。天然氣報警器也應該越來越智能化，本文研究的天然氣報警器集測量濃度，存儲數(shù)據(jù)，傳輸數(shù)據(jù)，報警于一身，很大程度上減少了人力的使用，而且操作簡單便于普及。

參考文獻：

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