一種手機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智能控制的煙道防滅火裝置的設計方法。該設計中的微控制器分別與檢測模塊、閾值調節模塊、滅火模塊、報警模塊、電源模塊以及用于與手機進行無線通訊。向手機發送報警信息并接收手機發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、煙道閥門、風機系統和噴淋系統?？衫檬謾C遠程控制煙道環境，實現煙道安全高效地防火、滅火，以及煙道環境設置。該系統可方便餐飲行業使用，能夠有效減少餐飲業的火災事故發生率。另外，本裝置成本低，實用性強，且易于實現。

關鍵詞：煙道防滅火;手機控制;GSM模塊;微控制器

中圖分類號：TN620 ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ?文章編號：2095-1302（2015）09-00-02

0 ?引 ?言

在每年的火災統計中，餐飲業造成的火災逐年遞增，這對業主及顧客都是不小的損失，有時甚至危及生命。而造成這些災難發生的原因大都是廚房失火，因此廚房火災安全防范可以直接有助于減少餐飲業的損失。

目前，大部分廚房都采用傳統火災探測裝置，如感煙、感溫、氣體、感光以及復合探測器等，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，使得火災一發不可收拾。但如果將火災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，并且在煙道內有火災發生后，這種火災探測器才能探測出火情，這樣就已經延誤了最佳滅火時機，難以保障廚房安全。另外，現在廚房煙道中采用水箱供壓，雖然這樣可以在煙道進氣口形成水網，從而降低煙氣溫度，熄滅火星，消除火災隱患，但值得注意的是，在廚房沒有人的情況下，意外發生的火災會造成更大的損失，并且目前智能手機快速發展，通過在手機上安裝App遠程控制煙道環境已經成為可能，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、閾值調節模塊、滅火模塊、報警模塊、電源模塊，以及用于與手機進行無線通訊，向手機發送報警信息并接收手機發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、煙道閥門、風機系統和噴淋系統。微控制器還連接有用于顯示溫度狀態的LCD顯示模塊。電源模塊包括通過開關與微控制器相連接的5 V穩壓電源，以及與微控制器相連接用于指示工作狀態的指示燈。通過開關來控制該裝置工作狀態。圖1為其結構框圖。

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公司生產的GSM TC35I通信模塊。

圖1 ?硬件電路結構框圖

2 ?工作流程

本裝置用于煙道的防滅火，并且具有煙道清洗、手機控制的作用。首先要對煙道內的實時溫度進行采集，這就可以使用之前提到的溫度傳感器，之后經由信號調理將信號進行放大，送往閾值比較模塊，將其與之前設置好的閾值溫度進行比較，輸出結果為7路開關控制信號。第一路是控制聲光報警模塊進行實時報警，這可以讓相關操作間和操作臺工作人員在第一時間知道有火災發生，及時采取措施;第二路是開啟噴淋系統滅火，一方面由于煙道內的溫度較高，此時噴水會產生水蒸汽，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的溫度，從而確保滅火效果;第三路是關閉風機系統開關，使得空氣停止對流，這樣有效防止火焰竄入風機，從而避免造成巨大損失;第四路開關是關閉煙道閥門，利用窒息原理進一步加強滅火，同時防止火焰外竄強化滅火效果;第五路是排污系統，在滅火期間會周期性打開、關閉，將滅火產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調節，從而實現遠程手機控制，在網絡中斷的情況下短信遠程控制是最具穩定性的;第七路是手機App控制，用戶在WiFi的有效范圍內可以登陸當地WiFi通過App自行更改煙道內的環境，當用戶不在WiFi有效范圍內時，可以遠程連接登陸手機App進行控制，這種方法更適合當前社會的發展。圖2所示為其工作流程。

圖2 ?工作流程圖

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、PDU數據包等形式。在確定單片機向GSM模塊發送短信后，首先發送AT使單片機與GSM模塊間建立聯系，如果連接成功會返回確認幀“OK”。在這里，要提出的是發送和接收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，可以傳輸數據。這就可以根據用戶自己的需求發送命令。當手機接收到一條完整的AT指令后，手機并不會立即執行這條指令，而是先把剛才接收到的AT指令的全部ASCII編碼序列全部反發送出來（含0DH），然后發送一個回車符和換行符的ASCII編碼，即0DH和0AH，最后執行該條指令。

圖3 ?GSM模塊與單片機的通信流程圖

3.2 ?手機App控制

手機App控制，首先需要將煙道內的所有設備利用無線收發器進行WiFi組網，目前市場已有賣專門進行WiFi組網的收發器，這樣煙道內的所有傳感器便形成一個無線網絡，用戶可在WiFi的有效范圍內登陸當地WiFi后通過App自行更改煙道內的環境，同時當用戶不在WiFi有效范圍內時，可以遠程連接登陸手機App進行控制。這種方式更加方便快捷有效。如圖4所示。

圖4 ?手機App控制

4 ?結 ?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行滅火，而且可以遠程操控。該設計以其靈敏化、智能化并且設計的電路系統層次清晰、電路構成簡單、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。

參考文獻

[1]謝正文，梁曉瑜，袁巧，等.餐飲業油煙道火災研究綜述[J].災害學，2009，24（ 4） ： 89-94.

[2]段悅，袁昌明.基于AT89S52單片機的煙道火災探測系統設計[J].微型機與應用， 2009（24）：74-77.

[3]傅明星，趙峰.一種餐飲業油煙道自動清洗及防滅火系統 [J].陜西理工學院學報（自然科學版），2013，29（4）：12-16.

[4]魯昌華.基于GSM無線防盜報警系統的研制[J].電子測量與儀器學報，2006，20（1）：45-47.