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专利名称：基于红外气体传感器的gprs智能探测终端的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种燃气监控领域，特别是一种基于红外气体传感器的GPRS智能探测终端。
背景技术：
气体探漏产品目前主要是利 用催化燃烧式传感器。该类型的传感器结构简单，生产成本低。可检测大部分可燃性气体，但对于不能燃烧的气体传感器没有任何反应。在空气中可对可燃气体在爆炸下限浓度(％LEL)以下的含量报警。输出信号接近线性，尤其是在百分之六十LEL以下线性度更好。传感器输出基本不受水蒸气影响，对环境温湿度不敏感。催化燃烧式传感器工作温度高，内部的检测元件表面温度一般在200到300度，内部温度最高可达到700到800度，因此催化燃烧式传感器不能够做成本安防爆型结构，只能做成隔离防爆型结构。传感器易受卤素化合物等的影响而降低使用寿命。在缺氧环境下用催化燃烧式传感器检测时误差会较大。不同可燃气体的燃烧值不同，传感器测量的是燃烧引起的电阻变化而不是浓度的变化，因此不同可燃气体即使在相同的浓度下读数也可能不同。使用催化燃烧式气体传感器测量可燃气体浓度时氧气浓度是一个必须注意的问题。催化燃烧式传感器要求至少在8-10%的氧气浓度下才能进行准确测量。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种基于红外气体传感器的GPRS智能探测终端。本实用新型的目的通过如下技术方案实现它包括电池，微控制器芯片、GPRS模块、LED指示灯，水位传感器、红外甲烷传感器，所述的电池分别连接GPRS模块、微控制器芯片、红外气体传感器，GPRS模块连接微控制器芯片，微控制器芯片还与红外气体传感器连接。较之现有技术而言，本实用新型的优点在于由利用催化燃烧式传感器替换为红外气体传感器，这样改进可以适用于检测近乎各种气体，提高产品的实用性。另外，还采用红外气体传感器具有精度高、选择性好、可靠性高、不中毒、不依赖于氧气、受环境干扰因素较小、动态范围大、响应时间快、寿命长等显著优点。

图I是本实用新型的连接关系图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和实施例对本实用新型内容进行详细说明如图I所示它包括电池，微控制器芯片、GPRS模块、LED指示灯，水位传感器、红外甲烷传感器，所述的电池分别连接GPRS模块、微控制器芯片、红外气体传感器，GPRS模块连接微控制器芯片，微控制器芯片还与红外气体传感器连接。微控制器芯片不断地检测水位传感器和红外甲烷传感器，把检测到的数据通过GPRS传送到控制中心。把检测到的数据通过GPRS传送到控制中心。控制中心就可以及时地将接收到的信息进行存储、分析和处理。当发生燃气泄漏时，控制中心显示屏会自动弹出探测点的地理位置图像，并发出声、光警示信号。管理人员可随时随地地通过上网、手机等方式对报警状态进行查询。电池一般提供3. 6V电压。所述的微控制器芯片和GPRS模块分别连接有LED灯。LED灯主要是指示系统的工作状态，比如在GPRS模块工作时，点亮LED灯。 微控制器芯片在工作时LED灯点亮，微控制器芯片在休眠时LED熄灭，作为系统工作指示灯。所述的GPRS模块采用西门子的MC52I，GPRS模块与电池之间设有一个MOS开关管。GPRS模块采用西门子的MC521。工作电流300mA(最高2A)，掉电模式下的电流是IOOuA(最大)。为了进一步节省电能，在GPRS模块前面加了一个MOS开关管，在模块不工作时切断电源，这样电流就可下降到IuA (M0S管漏电流)，GPRS模块连接有SIM卡。MOS开关管型号为CEG8205，特点是有很低的导通电阻，很低的栅极电压，专用在锂电池的电路中。微控制器芯片是C8051F911，典型功耗为160uA/MHZ，在休眠模式最低功耗可达10uA，工作电压为0. 9V-3. 6V。内部集成有16K Flash、768字节RAM、IObit AD转换器、UART通信串口。设备的微控制器芯片芯片是C8051F911，是一款专为电池供电设计的超低功耗单片机，典型功耗为160uA/MHZ，在休眠模式最低功耗可达10uA，工作电压为0. 9V-3. 6V。内部集成有16K Flash、768字节RAM、IObit AD转换器、UART通信串口等。微控制器芯片内资源丰富，不需要外部扩展任何芯片即可满足系统的需要，更重要的是这款微控制器芯片内部还集成了一个实时时钟，可在休眠模式下运行，最长定时达36小时。这个功能对系统十分有用，既可以保证系统平时工作在休眠模式，以降低功耗，也可以在规定的时间唤醒系统全速工作。为降低微控制器芯片的功耗，芯片工作电压采用3V，由电源芯片TC55RP30提供。USB通信端口用来与上位机通信，用来调试系统。微控制器芯片只有一个UART串口，被用在与GPRS模块的通信。所以用微控制器芯片芯片的IIC串口转换成USB串口。转换电路不设计在主板上，而是单独设计成一个通信模块，在主板上只留一个端口。需要调试系统时，再连接通信模块到端口上。这样做的好处是可以简化主板电路，降低耗电量，降低成本。上位机可以通过这个USB端口，改变系统的工作参数，比如采样间隔时间、报警值、每天上传数据的次数和时间。红外气体传感器采用的是北京康拓科技有限公司的SuperSensor红外甲烷传感器。红外气体传感器采用的是北京康拓科技有限公司的SuperSensor红外甲烷传感器，这款传感器优点是安装方便，检测精度高，使用寿命长，一般工作电压为6V，由MCU改变电池电压后为红外气体传感器供电。微控制器芯片还连接功能开关。微控制器芯片还连接有盖子开关。所述的微控制器芯片还连接有SMBUS (控制总线) 。[0021]USB通信端口用来与上位机通信，用来调试系统。微控制器芯片只有一个UART串口，被用在与GPRS模块的通信。所以用微控制器芯片芯片的IIC串口转换成USB串口。转换电路不设计在主板上，而是单独设计成一个通信模块，在主板上只留一个端口。需要调试系统时，再连接通信模块到端口上。这样做的好处是可以简化主板电路，降低耗电量，降低成本。上位机可以通过这个USB端口，改变系统的工作参数，比如采样间隔时间、报警值、每天上传数据的次数和时间。为了最大延长电池的使用寿命，除了在硬件上选用低功耗器件外，在软件上也要下功夫，尽可能地让系统长时间的工作在休眠模式。在休眠模式下，除了微控制器芯片的电源，系统其它部分的电源全部被关闭。在系统被唤醒对燃气传感器采样时，提高系统时钟， 以最快的时间完成采样，保存采样数据，然后再次进入休眠模式。在正常情况下，系统每间隔一个小时，对气体传感器采样一次，当采样值为零时，系统保存采样值后再次进入休眠。如果一天内没有任何异常变化，系统每天只连接一次GPRS网络，把整天的数据一次性上传。改变以前每采样一次传感器就上传一次数据的做法，这样才能最大的节省电能。为了保证报警的实时性，在系统发现有异常情况时，系统立刻改变唤醒时间，比如改变为每十分钟采样一次数据，一旦发现超过报警值就立刻连接GPRS网络，上传报警数据。水位传感器采用的是磁性开关，平时不消耗电能。水位传感器的输出连接在微控制器芯片的中断输入端口，平时无水位报警时，微控制器芯片不对水位传感器做任何处理，当有水位报警时。传感器触发微控制器芯片中断，唤醒系统工作，系统立刻连接GPRS网络，上传报警信号。这样既保证了水位报警的实时性，又降低了系统功耗。本产品具体电能损耗情况以下计算按传感器每天检测72次，数据每天上传6次计算。在正常情况下按每天微控制器芯片采样气体传感器72次，每次气体传感器预热用时30秒，每天连接GPRS网络上传数据6次，时间是120秒。微控制器芯片每天工作时间是30 秒 X 72 次+ 120 秒 X 6=2880 秒=0. 8 小时微控制器芯片工作时电流消耗是1mA，微控制器芯片每天的工作消耗是ImA X 0. 8 小时=0. 8mAH每天的休眠时间是24小时-0. 8小时=23. 2小时微控制器芯片休眠时间是23. 2小时，休眠时电路消耗的电流是15uA，每天休眠消耗是15uAX23. 2 小时=348uAH气体传感器的工作电流是150mA，每天的消耗是150mA X (30 秒 X 72 次)=90mAHGPRS模块的工作电流是200mA，每天的消耗是200mA X (120 秒 X 6 ) =40mAH每天的总消耗是[0042]0. 8mAH+0. 35mAH+90mAH+40mAH=131. 15mAH电池容量是52AH，电池的续航能力为 52AH+131. 15mAH=396 天在正常无报警情况下用3. 6V/52AH的锂电池，可供系统工作396天。
权利要求1.一种基于红外气体传感器的GPRS智能探测终端,其特征在于它包括电池,微控制器芯片、GPRS模块、LED指示灯，水位传感器、红外甲烷传感器，所述的电池分别连接GPRS模块、微控制器芯片、红外气体传感器，GPRS模块连接微控制器芯片，微控制器芯片还与红外气体传感器连接。
2.根据权利要求I所述的基于红外气体传感器的GPRS智能探测终端，其特征在于所述的微控制器芯片和GPRS模块分别连接有LED灯。
3.根据权利要求I所述的基于红外气体传感器的GPRS智能探测终端，其特征在于所述的GPRS模块采用西门子的MC52I，GPRS模块与电源之间设有一个MOS开关管。
4.根据权利要求I所述的基于红外气体传感器的GPRS智能探测终端，其特征在于微控制器芯片是C8051F911，典型功耗为160uA/MHZ，在休眠模式最低功耗可达10uA，工作电压为0. 9V-3. 6V ;内部集成有16K Flash,768字节RAM、IObit AD转换器、UART通信串口。
5.根据权利要求I所述的基于红外气体传感器的GPRS智能探测终端，其特征在于红外气体传感器采用的是北京康拓科技有限公司的SuperSensor红外甲烷传感器。
6.根据权利要求I所述的基于红外气体传感器的GPRS智能探测终端，其特征在于微控制器芯片还连接功能开关。
7.根据权利要求I所述的基于红外气体传感器的GPRS智能探测终端，其特征在于微控制器芯片还连接有盖子开关。
8.根据权利要求I所述的基于红外气体传感器的GPRS智能探测终端，其特征在于所述的微控制器芯片还连接有SMBUS。
专利摘要本实用新型涉及一种基于红外气体传感器的GPRS智能探测终端。它包括电池，微控制器芯片、GPRS模块、LED指示灯，水位传感器、红外甲烷传感器，所述的电池分别连接GPRS模块、微控制器芯片、红外气体传感器，GPRS模块连接微控制器芯片，微控制器芯片还与红外气体传感器连接。本实用新型由利用催化燃烧式传感器替换为红外气体传感器，这样改进可以适用于检测近乎各种气体，提高产品的实用性。另外，还采用红外气体传感器具有精度高、选择性好、可靠性高、不中毒、不依赖于氧气、受环境干扰因素较小、动态范围大、响应时间快、寿命长等显著优点。
文档编号G01N21/00GK202793696SQ20122051582
公开日2013年3月13日 申请日期2012年10月10日 优先权日2012年10月10日
发明者罗水星, 林建生, 曾辉胜 申请人:泉州市燃气有限公司