一种空巢老人安全告知控制器

1.一种空巢老人安全告知控制器，其特征在于，包括电源模块、长时间无人活动告知时基电路芯片IC1、功能分析控制集成电路芯片、人员活动情况探测电路、长时间无人活动告知执行及继电器J1电路、可燃气体超标告知执行及继电器J2电路、防盗报警告知执行及继电器J3电路、门磁传感器断开断线报警及继电器J4电路、可燃气体传感器、红外防盗报警电路及传感器和门磁传感器；
电源模块由太阳能电池板供电，电源模块通过芯片稳压器分别为长时间无人活动告知时基电路芯片IC1、功能分析控制集成电路芯片、人员活动情况探测电路供电，电源模块分别与长时间无人活动告知执行及继电器J1电路、可燃气体超标告知执行及继电器J2电路、防盗报警告知执行及继电器J3电路、门磁传感器断开断线报警及继电器J4电路连接并分别为J1电路、J2电路、J3电路、J4电路供电；
人员活动情况探测电路通过人员停止活动时间设定电路与长时间无人活动告知时基电路芯片IC1连接，长时间无人活动告知时基电路芯片IC1与长时间无人活动告知执行及继电器J1电路连接并控制J1电路执行动作；J1电路执行闭合动作时，长时间无人活动告知时基电路芯片IC1通过无线通讯模块与监护人的移动终端连接；
可燃气体传感器、红外防盗报警电路及传感器和门磁传感器均与功能分析控制集成电路芯片的输入端连接，功能分析控制集成电路芯片的输出端分别与可燃气体超标告知执行及继电器J2电路、防盗报警告知执行及继电器J3电路、门磁传感器断开断线报警及继电器J4电路连接并控制J2电路、J3电路、J4电路执行动作，J2电路、J3电路、J4电路任意一个或几个执行闭合动作，功能分析控制集成电路芯片通过无线通讯模块与监护人的移动终端连接；
人员活动情况探测电路通过断线测控电路与功能分析控制集成电路芯片的输入端连接，功能分析控制集成电路芯片的输出端通过连线断路信号输出隔离电路与门磁传感器断开断线报警及继电器J4电路连接并控制J4电路执行动作；
时基电路芯片IC1的输出端1、5与阈值电容C3串联，时基电路芯片IC1的输出端2与人员停止活动时间设定电路连接，时基电路芯片IC1的输出端6、8与人员活动情况探测电路连接，时基电路芯片IC1的输出端3与长时间无人活动告知执行及继电器J1电路连接；
人员活动情况探测电路包括红外探头HB1、控制三极管BG1、光耦合器PC1、限流电阻R3、分压电阻R4、取样电阻R5、分压发光二极管ED1和隔离二极管D2；分压电阻R4与分压发光二极管ED1串联与控制三极管BG1输入端连接，三极管BG1与取样电阻R5连接形成回路与红外探头HB1连接，红外探头HB1与限流电阻R3、光耦合器PC1串联分别与控制三极管BG1、隔离二极管D2连接，隔离二极管D2与时基电路芯片IC1的输出端6连接；
人员停止活动时间设定电路包括法拉级超级电容C2，可调电阻W，串联电阻R6和光敏电阻GR，串联电阻R6和光敏电阻GR并联并分别与法拉级超级电容C2、可调电阻W串联连接形成回路并与时基电路芯片IC1的输出端2连接；
长时间无人活动告知执行及继电器J1电路包括现场报警发光二极管ED2、分压电阻R7和R8、推动三极管BG2、继电器J1和防继电器抖动电容器C4；时基电路芯片IC1的输出端3依次串联连接现场报警发光二极管ED2、并联连接的分压电阻R7和R8、推动三极管BG2和继电器J1，防继电器抖动电容器C4与继电器J1并联连接；
功能分析控制集成电路芯片包括气敏报警芯片IC2、红外报警芯片IC3、门磁防盗报警芯片IC4、防断线报警芯片IC5，气敏报警芯片IC2、红外报警芯片IC3、门磁防盗报警芯片IC4分别与可燃气体传感器、红外防盗报警电路及传感器和门磁传感器连接。
2.根据权利要求1所述的一种空巢老人安全告知控制器，其特征在于，继电器J1、继电器J2、继电器J3、继电器J4型号为ME-2-12，均采用常闭触点和两组常开触点；继电器J1用于防区一报警，分别为控制无线通讯模块发射到移动终端上的继电器J1-1，控制现场发出警报的继电器J1-2，继电器J2用于防区二报警，分别为控制无线通讯模块发射到移动终端上的继电器J2-1，控制现场发出警报的继电器J2-2，继电器J3用于防区三报警，分别为控制无线通讯模块发射到移动终端上的继电器J3-1，控制现场发出警报的继电器J3-2，继电器J4用于防区四报警，分别为控制无线通讯模块发射到移动终端上的继电器J4-1，控制现场发出警报的继电器J4-2。

一种空巢老人安全告知控制器\n技术领域\n[0001] 本发明涉及测控设备技术领域，尤其涉及一种针对独居老人安全的智能测控，配合网络无线发射报警，告知老人的子女、亲朋好友的空巢老人安全告知控制器。\n背景技术\n[0002] 近几年，电视、网络上经常报道独居老人死于家中，长时间无人知道的报道，着实令人痛心。当前，老龄化越来越严重，而大多子女在外地工作，相距很远，不能及时照顾，尤其失独老人更为可怜，对这些老人的关爱越来越引起社会的普遍关注。子女们经常以打电话的方式问候老人，这种方式因实时性差，对老人出现的意外状况不能及时发现，而造成不可挽回的后果。\n发明内容\n[0003] 本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种空巢老人安全告知控制器。\n[0004] 为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：\n[0005] 一种空巢老人安全告知控制器，包括电源模块、长时间无人活动告知时基电路芯片IC1、功能分析控制集成电路芯片、人员活动情况探测电路、长时间无人活动告知执行及继电器J1电路、可燃气体超标告知执行及继电器J2电路、防盗报警告知执行及继电器J3电路、门磁传感器断开断线报警及继电器J4电路、可燃气体传感器、红外防盗报警电路及传感器和门磁传感器；\n[0006] 电源模块由太阳能电池板供电，电源模块通过芯片稳压器分别为长时间无人活动告知时基电路芯片IC1、功能分析控制集成电路芯片、人员活动情况探测电路供电，电源模块分别与长时间无人活动告知执行及继电器J1电路、可燃气体超标告知执行及继电器J2电路、防盗报警告知执行及继电器J3电路、门磁传感器断开断线报警及继电器J4电路连接并分别为J1电路、J2电路、J3电路、J4电路供电；\n[0007] 人员活动情况探测电路通过人员停止活动时间设定电路与长时间无人活动告知时基电路芯片IC1连接，长时间无人活动告知时基电路芯片IC1与长时间无人活动告知执行及继电器J1电路连接并控制J1电路执行动作；J1电路执行闭合动时作，长时间无人活动告知时基电路芯片IC1通过无线通讯模块与监护人的移动终端连接；\n[0008] 可燃气体传感器、红外防盗报警电路及传感器和门磁传感器均与功能分析控制集成电路芯片的输入端连接，功能分析控制集成电路芯片的输出端分别与可燃气体超标告知执行及继电器J2电路、防盗报警告知执行及继电器J3电路、门磁传感器断开断线报警及继电器J4电路连接并控制J2电路、J3电路、J4电路执行动作，J2电路、J3电路、J4电路任意一个或几个执行闭合动作，功能分析控制集成电路芯片通过无线通讯模块与监护人的移动终端连接；\n[0009] 人员活动情况探测电路通过断线测控电路与功能分析控制集成电路芯片的输入端连接，功能分析控制集成电路芯片的输出端通过连线断路信号输出隔离电路与门磁传感器断开断线报警及继电器J4电路连接并控制J4电路执行动作。\n[0010] 优选地，时基电路芯片IC1的输出端1、5与阈值电容C3串联，时基电路芯片IC1的输出端2与人员停止活动时间设定电路连接，时基电路芯片IC1的输出端6、8与人员活动情况探测电路连接，时基电路芯片IC1的输出端3与长时间无人活动告知执行及继电器J1电路连接；\n[0011] 人员活动情况探测电路包括红外探头HB1、控制三极管BG1、光耦合器PC1、限流电阻R3、分压电阻R4、取样电阻R5、分压发光二极管ED1和隔离二极管D2；分压电阻R4与分压发光二极管ED1串联与控制三极管BG1输入端连接，三极管BG1与取样电阻R5连接形成回路与红外探头HB1连接，红外探头HB1与限流电阻R3、光耦合器PC1串联分别与控制三极管BG1、隔离二极管D2连接，隔离二极管D2与时基电路芯片IC1的输出端6连接；\n[0012] 人员停止活动时间设定电路包括法拉级超级电容C2，可调电阻W，串联电阻R6和光敏电阻GR，串联电阻R6和光敏电阻GR并联并分别与法拉级超级电容C2、可调电阻W串联连接形成回路并与时基电路芯片IC1的输出端2连接；\n[0013] 长时间无人活动告知执行及继电器J1电路包括现场报警发光二极管ED2、分压电阻R7和R8、推动三极管BG2、继电器J1和防继电器抖动电容器C4；时基电路芯片IC1的输出端\n3依次串联连接现场报警发光二极管ED2、并联连接的分压电阻R7和R8、推动三极管BG2和继电器J1，防继电器抖动电容器C4与继电器J1并联连接。\n[0014] 优选地，功能分析控制集成电路芯片包括气敏报警芯片IC2、红外报警芯片IC3、门磁防盗报警芯片IC4、防断线报警芯片IC5，气敏报警芯片IC2、红外报警芯片IC3、门磁防盗报警芯片IC4分别与可燃气体传感器、红外防盗报警电路及传感器和门磁传感器连接。\n[0015] 优选地，继电器J1、继电器J2、继电器J3、继电器J4型号为ME-2-12，均采用常闭触点和两组常开触点；继电器J1用于防区一报警，分别为控制无线通讯模块发射到移动终端上的继电器J1-1，控制现场发出警报的继电器J1-2，继电器J2用于防区二报警，分别为控制无线通讯模块发射到移动终端上的继电器J2-1，控制现场发出警报的继电器J2-2，继电器J3用于防区三报警，分别为控制无线通讯模块发射到移动终端上的继电器J3-1，控制现场发出警报的继电器J3-2，继电器J4用于防区四报警，分别为控制无线通讯模块发射到移动终端上的继电器J4-1，控制现场发出警报的继电器J4-2。\n[0016] 本发明中的所有三极管BG1- BG8均为小功率NPN型，例如S8050等；继电器均为小电流灵敏继电器，型号均为:ME-2-12型；电容器C4-C7均为防抖动电解电容器；电阻R9、R10，R11、R12，R13、R14分别为三极管BG3、BG4、BG5推动管的分压电阻，并无其他用途，以下的说明中不再单独说明。\n[0017] 本发明提出的一种空巢老人安全告知控制器，针对现实问题提出老人在安全的情况下，不用经常和子女等监护人联系，家里出现情况时及时向子女等监护人发出告知信号，使子女及时了解家里的情况，子女更放心地工作。例如收到的信号：“第一防区报警”，说明在老人或家庭保姆经常活动的区域全天无人走动，提醒子女问一下老人是否外出或有其他情况；“第二防区报警”，说明可能老人用煤气时漏气或可燃气体超标；“第三防区报警”，说明不允许进入的密室等进入梁上君子；“第四防区报警”，说明老人按下紧急按钮或不允许经常开关的门磁断开或用于人员活动情况探测的电路断线。以上各种情况除网络发射外，现场同时声光报警，使到现场的小区物业人员等判断是什么情况报警。\n[0018] 本发明解决了子女在外工作，独居老人遇到不可预测的事情时不能及时和子女联系的问题。如和具有网线功能的无线发射报警设备连接，设好几个防区，例如语音提示：“防区一报警”说明老人已长时间不在家或有特殊情况。也可以随时了解家庭保姆是否经常在父母身边。“防区二报警”说明家里的煤气炉等没有关好，或有烟雾等气体。本机耗电很小，待机功率12V/0.1A并用太阳能供电，即使几天没有太阳照射，本机也能照常工作，增加了老人的安全性。因本发明相互之间均为信号测控，没有发热元件和易损件，增强了运行寿命，可靠性非常高，解决了子女的后顾之忧。如和社区联网，则可以解决老龄化的社会压力，使社会更加和谐。\n附图说明\n[0019] 图1为本发明提出的一种空巢老人安全告知控制器的结构框图。\n[0020] 图2为本发明提出的一种空巢老人安全告知控制器的电路图。\n[0021] 图3为本发明与无线通讯模块对接接线图。\n[0022] 图4为本发明现场声音报警接线原理图。\n具体实施方式\n[0023] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。\n[0024] 参照图1-4，一种空巢老人安全告知控制器，包括电源模块、长时间无人活动告知时基电路芯片IC1、功能分析控制集成电路芯片、人员活动情况探测电路、长时间无人活动告知执行及继电器J1电路、可燃气体超标告知执行及继电器J2电路、防盗报警告知执行及继电器J3电路、门磁传感器断开断线报警及继电器J4电路、可燃气体传感器、红外防盗报警电路及传感器和门磁传感器；\n[0025] 电源模块由太阳能电池板供电，电源模块通过芯片稳压器分别为长时间无人活动告知时基电路芯片IC1、功能分析控制集成电路芯片、人员活动情况探测电路供电，电源模块分别与长时间无人活动告知执行及继电器J1电路、可燃气体超标告知执行及继电器J2电路、防盗报警告知执行及继电器J3电路、门磁传感器断开断线报警及继电器J4电路连接并分别为J1电路、J2电路、J3电路、J4电路供电；\n[0026] 人员活动情况探测电路通过人员停止活动时间设定电路与长时间无人活动告知时基电路芯片IC1连接，长时间无人活动告知时基电路芯片IC1与长时间无人活动告知执行及继电器J1电路连接并控制J1电路执行动作；J1电路执行闭合动时作，长时间无人活动告知时基电路芯片IC1通过无线通讯模块与监护人的移动终端连接；\n[0027] 可燃气体传感器、红外防盗报警电路及传感器和门磁传感器均与功能分析控制集成电路芯片的输入端连接，功能分析控制集成电路芯片的输出端分别与可燃气体超标告知执行及继电器J2电路、防盗报警告知执行及继电器J3电路、门磁传感器断开断线报警及继电器J4电路连接并控制J2电路、J3电路、J4电路执行动作，J2电路、J3电路、J4电路任意一个或几个执行闭合动作，功能分析控制集成电路芯片通过无线通讯模块与监护人的移动终端连接；\n[0028] 人员活动情况探测电路通过断线测控电路与功能分析控制集成电路芯片的输入端连接，功能分析控制集成电路芯片的输出端通过连线断路信号输出隔离电路与门磁传感器断开断线报警及继电器J4电路连接并控制J4电路执行动作。\n[0029] 本发明中人员活动情况探测电路，包括红外探头HB1、控制三极管BG1、光耦合器PC1、限流电阻R3、分压电阻R4、取样电阻R5、分压发光二极管ED1兼电源指示灯（电源指示灯是让人看的，所以有人靠近控制器时，红外探头HB1装在主机内，探到有人时，ED1发光，人离开后熄灭），和隔离二极管D2；人员停止活动时间设定电路包括法拉级超级电容C2、可调电阻W、串联电阻R6和光敏电阻GR，以C2为0.25F/16V为例调整可调电阻W，白天延时时间为4小时－10小时，夜间由于GR阻值变大，时间为12小时，最大可设定到24小时，不可太长。长时间无人活动执行继电器J1电路包括：现场报警发光二极管ED2、分压电阻R7和R8，推动三极管BG2，继电器J1和防继电器抖动电容器C4，C3为IC1的阈值电容。工作过程是：在红外线传感器HB1探测范围内无人走动时，HB1的静态电流只有5mA，R5两端电压较低，即“A”点电位较低，但大于IC5的同相输入端设定电位，IC5无输出，呈“0”电位。ED6不发光，说明HB1无断路，处于正常待机状态，同时“A”点电位较低，发光二极管ED1不导通，三极管BG1也不导通，光耦合器PC1中的二极管不发光，其光电三极管也不导通，D2中无充电电流通过，在延时范围内，IC1的输入端、呈“1”电位，IC1的输出端呈“0”电位，继电器J1不动作。如超过延时范围如无人走动，IC1的、由于RC放电，UØ2、低于1/3VCC时，IC1的输出“1”电位，ED2发光，经R7，R8分压，使三极管BG2导通，继电器J1动作。J1的其中一组常开触点，例如J1-1闭合，无线发射设备发到子女的手机上，如听到“防区一报警”，说明家中已长时间无人活动。J1的另一组常开触点J1-2同时闭合，现场发出报警声，提醒好心人到家中探视，察看发生了什么情况。人员的进入探头HB1工作，探测电流达到15mA左右时，“A”点电位上升，电流经R4使兼电源指示的发光二极管ED1点亮，BG1导通，光耦合器工作，其内部的光电三极管导通，D2中有电流流过，向延时电容C2快速充电，瞬间使IC1的UØ2、的电位上升到近似于电源电压，IC1的输出变为“0”电位，ED2熄灭，三极管BG2截止，J1停止工作，报警结束，延时重新开始。\n[0030] 因为家中无人活动测控电路是本发明的重要指标之一，所以本发明还加入了HB1断线自检功能和紧急按钮K，工作原理是：HB1连线接触不良或某种原因断开时，“A”点电位变为“0”电位,紧急按钮按下时，通向防断线IC5的反向输入端也变为“0”电位，IC5的输出端输出“1”电位，断线指示发光管ED6点亮，三极管BG5导通，继电器J4动作，发出报警，如ED5不亮，只有ED6亮，可以判定家中有紧急情况或HB1接触不良或断线。\n[0031] 另外建议HB1不要装在老人睡觉的房间，最好安装在对着洗手间和厨房的必经之路处，以防装在老人睡觉的室内HB1探测距离8m以上近距离轻微移动，HB就能探测到，人已不能起床，但能挥手，延时又长，后果可能很严重。\n[0032] 可燃气体传感器包括可燃气体传感器YW，YW的灯丝限流分压电阻R23和分压电阻（灵敏度设定）R19。芯片IC2型号为1/4LM324等运算放大器或电压比较器LM393等。IC2的输出端的发光二极管ED3为现场气体超标指示灯。电阻R9、R10为分压电阻，三极管BG3为继电器J2的推动管。电阻R15、R16为IC2、IC3反向输入端上下限门限设定电阻。工作过程是：家中没有有毒气体或火灾烟雾时，气敏传感器YW的E-D两极之间的电阻很大，IC2的同相输入端的电位低于其设定的反向输入端电压，IC2无输出。当有毒气体或烟雾超标时，E-D之间的电阻迅速变小，IC2的同相输入电位大于其设定的反向输入端门限电压时，IC2输出“1”电位，气体超标指示发光二极管发光，同时，BG3导通，继电器J2动作，其两组常开触点闭合，在附图3中的J2-1闭合，子女的手机收到“防区二报警”语音信息，说明家中有烟雾或有有毒气体出现。J2-2闭合，现场声光报警，提醒好心人到家中探视，拉近了人与人之间的距离。\n[0033] 防断路防短路防盗报警电路及传感器包括：HB2红外线人体移动报警传感器。防短路采用：人体移动测控三极管BG6、限流发光管ED7和电阻R26。R25为取样电阻。防断路采用：\n三极管BG7、BG8，电阻R24、R27组成防HB2红外探头断线测控电路。PC2为防盗信号传输光耦合器，电阻R21为限流电阻。\n[0034] 防盗报警告知执行及继电器J3电路包括IC3盗警测控集成电路1/4LM324等，盗警发光管ED4，推动三极管BG4和继电器J3等辅助元件。工作过程：当红外传感器探测范围内无人走动时，HB2处于静止待机状态，待机电流约5mA，R25的“B”点电位设定在1V左右，ED7、R26中无电流，如HB2在无断线的状态下，控制三极管BG6，防断三极管BG7均为截止状态，光耦合器PC2的二极管中无电流，不会发光，其中的光电三极管也处于截止状态，IC3无输出。如有人在HB2的探测范围内走动，HB2的探测电流上升为15mA左右，“B”点电位上升，R26、ED7中有电流流过，BG6导通，光耦合器中的二极管发光，光电三极管经R21限流导通，IC3的同相输入端电位大于其反向输入端电位时，IC3输出“1”电位，现场防盗指示发光二极管ED4被点亮，同时，BG4导通，继电器J3动作，J3的两组常开触点同时闭合，在附图3中的J3-1闭合，告诉子女“防区三报警”语音信息，说明家中不允许进入的房间有人进入，J3-2闭合，现场发出报警声。\n[0035] 红外线防盗报警设备一般为有线式和无线发射两种。无线传感器的电源又分为交流市电适配器和电池式两种。首先，市电适配器在家中有年青人的情况下，经常检查还可以，但家中只有老年人，并且现在家庭装修豪华，易燃物很多，适配器长期带电，有的适配器发热严重，很容易引起火灾。其次，家里只有老人的情况下，电池式也不适合，更换电池时，可能会造成老人意外伤害（探头一般安装在较高位置的墙上）。另外无线式抗干扰能力很差，很容易误报，目前市面上的有线式防盗报警器一般也是在安装探头的地方另装交流适配器，另有两根信号线引到主机上，一般不具备防断线和防短路功能。\n[0036] 参照图2，假设人为的把HB2短路，“B”点电位迅速升到电源电压，但由于在设计中已考虑到这种极端情况，所以R25的阻值不能太小，并且功率要大，此时，主机上的ED7的亮度比正常探测时更亮，如果报警时，ED7特别亮，说明通向HB2的电源线兼信号传输线被人为短路。此时，BG6导通，PC2工作，IC3输出“1”电位，BG4导通，继电器J3吸合动作，重复上述报警过程。\n[0037] 假设人为的把HB2的连接线断开，主机中“B”点电位变为“0”电位，因为BG8为BG7的下偏置三极管，即使HB2在正常待机5mA的情况下“B”点电位也在1V左右，足以经R27限流使BG8导通，使BG7的基机置于低电位，使BG7截止，HB2的连线断开后，“B”点电位变为“0”电位，三极管BG8截止，电源电流经电阻R2提供BG7基极电流，BG7导通，PC2工作，IC3输出“1”电位，重复以上防盗报警工作。\n[0038] 芯片IC4、门磁传感器断开或门磁（干簧管）—主机的连接线断开时的光报警指示发光二极管ED5，推动三极管BG5和执行继电器J4.另外还有IC4的同相输入端，报警门限设定电阻R17，R18。\n[0039] 门磁防盗报警工作过程：正常情况下， 经常不进人的门窗关闭时，干簧管和小磁铁离的很近，由于磁铁的吸力使干簧管的常开状态变为闭合，电源电压使IC4的反向输入端置于“1”电位，即IC4的反向输入端电位高于其同相输入端设定的电位，IC4无输出。当有人把不允许打开的门窗打开时，干簧管和小磁铁分离，干簧管恢复常开状态，IC4的反向输入端立即变为“0”电位，IC4输出“1”电位，发光管ED5点亮。BG5导通，继电器J4动作，其两组常开触点同时闭合，请看附图3中，J4-1闭合， 告诉子女“防区四报警”说明不允许打开的门窗已经被打开，J4-2闭合。现场声光报警。特别需要说明的是：干簧管MK的一端，介于气敏传感器YW与电阻R23之间的目的是，监测YW灯丝通断情况，（因为气敏管是插在小七脚电子管座上，时间长了以后，会产生接触不良的情况）所以，YW的灯丝断，干簧管与主机之间的连接线断，继电器J4均动作报警，提醒家人找人检查故障原因。\n[0040] 防断线功能可扩展到其他用途，例如家住农村的老人，还能劳动进行养殖，可用的漆包线在需要防范的场所多绕几圈，再接通红外防盗报警探头或干簧管，一旦有人把线碰断，立即报警，达到防盗的目的。\n[0041] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。