【摘 要】随着人们的防火意识要求越来越高，人们对火灾预警信息的实时性要求愈来愈高，而现有的火灾报警器，面临不易安装，影响美观等问题，以及人们在火灾来临时对应急照明的需求。文章介绍一种带有应急照明功能的智能烟感报警灯的设计原理和实现方法。这种带有应急照明功能的智能烟感报警灯，把烟感报警器、日常照明和应急照明集合在一起的话，安装便利，仅占用之前的日常照明的位置，具有日常照明功能、应急照明功能，同时具有本地和远程实时报警功能，以消除消防安全隐患。
【关键词】智能烟雾报警器；吸顶灯；烟感报警灯；应急照明
0引言
智能烟感报警器是一种常见的消防预警设备，能够在火灾发生的初期阶段准确感应到起火所产生的烟雾，迅速向人们进行预警。现有的智能烟感报警器、照明灯和应急照明灯通常是分开的，应急照明一般仅仅安装在安全通道，在人们正常活动区域没有应急灯，当火灾发生时，将会延误的人们的反应和逃生时间。当今社会的消防产品很多，但是还有一些小商铺、早期建筑和少数民族住地如苗寨、侗寨等安装消防预警设施极为不变，这些造成了消防安全隐患。鉴于此，本文提出一种具有正常照明功能，而且具备在本地和远程同时实时报警功能，在报警发生后能启动应急照明功能的智能烟感报警灯，可以满足日益复杂的火灾预防告警需求，同时报警灯仅仅占用吸顶灯的安装位置，安装简单、技术改装成本低，容易普及。
1总体设计方案
一种带有应急照明功能的智能烟感报警灯采用无线通讯技术，将孤立的独立式烟感探测器，构成火灾报警物联网的基本单元，并通过电脑和手机等远程终端进行信息化统一管理，同时报警灯在日常生活中能当做日常照明灯具使用，而且当火灾来临时，报警灯也可以兼顾应急照明之用。本装置具备设备功耗低、可靠性能高、传输距离远和功能多样化等突出优势，广泛适用于各类应用场景，且支持电话、短信、APP、微信等多渠道火灾报警方式，让用户不论身处在何处，都能及时知晓火灾苗头或险情，提早进行处理，避免因火情延误而造成的不必要伤害和损失。
为了解决上述技术问题，本设计所提供的技术方案如图1报警灯总体设计方案所示：
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图1报警灯总体设计方案
一种带有应急照明功能的智能烟感报警灯，包括烟感报警单元、电源电路和照明单元，电源电路包括应急照明驱动电源电路和日常照明驱动电源电路；烟感报警单元与电源电路电连接，电源电路中的应急照明驱动电源电路、日常照明驱动电源电路与照明单元电连接； 烟感报警单元通过控制电源电路切换开关实现对日常照明驱动电源电路和应急照明驱动电源电路切换来控制照明单元，实现无火灾时能当正常照明使用，而在火灾发生时，发出报警的同时，当做应急照明使用。一种带有应急照明功能的智能烟感报警灯属于独立式烟感报警器，安装使用方便，可以实现独立探测、独立报警。
本报警适用于商场、侗族苗族等少数民族居住地（木质结构房屋居多）、旧城区改造、网吧、养老院、居民楼道和走廊等多种场景。
2硬件设计电路设计
烟感报警单元如图2烟感报警器单元电路框图所示：它包括主控MCU、无线通讯模块、烟感探测模块和声光报警单元；主控MCU与无线通讯模块、烟感探测模块、声光报警单元连接；无线通讯模块通过无线方式与远程终端连接；主控MCU与应急照明驱动电源电路、日常照明驱动电源电路连接；电源电路包括充电电池充放电管理电路、充电电池、日常照明驱动电源电路和应急照明驱动电源电路；充电电池通过充电电池充放电管理电路与市电连接；充电电池与应急照明驱动电源电路、照明单元电顺序连接；照明单元通过日常照明驱动电源电路与市电连接；烟感报警单元与充电电池连接；按键电路与主控MCU连接；烟感报警单元通过LDO低压差线性稳压器（low dropout regulator，简称LDO）与充电电池连接获得系统所需要的电源；远程终端包括手机、固定电话或远程控制中心等。
主控MCU采用STM32L151C8T6，是一款基于ARM Cortex-M 内核STM32系列的32位的微控制器，它集成了丰富的硬件资源，而且是低功耗微控制器，自带在线调试功能；烟感探测模块采用光电式烟感探测模块，采用专用的光电检测模块和芯片以保证检测的烟感数据准确。
烟感探测模块检测烟雾浓度，当检测到烟雾的浓度达到报警阈值时，该模块输出一个高电位（平时处于低电位）给主控MCU，主控MCU马上从休眠状态唤醒，发送信号给与之相连的声光报警单元，控制声光报警单元启动本地报警发出声、光报警信号，主控MCU通过串口发送信号给NB_IOT无线通讯模块，NB_IOT模块直接把信息发送到远程终端，包括基站数据中心，无需通过硬件网关或者其它服务器，启动远程报警，报警方式有手机微信、手机短信、拨打设定的手机和远程监控中心，这样达到报警警示作用。
电源电路及照明单元如图3电源电路及照明单元电路图所示：照明单元为吸顶灯单元，包括12WLED吸顶灯驱动电源和12WLED灯板。本设计的日常照明电源为市电AC220V输入通过日常照明驱动电路转换为直流电源后供给照明单元，充电电池为锂电池，平时为AC市电AC220V给锂电池充电，市电关电后，锂电池给12WLED灯板供电，作应急照明使用。两个部分的电源有电子开关，MCU使用IO口控住电子开关切换，且保证同一时刻最多只能有一个开关是出于闭合的。
12WLED吸顶灯驱动电源，可以实现3档调色功能，12WLED灯板设置2组LED，白色和暖白色2组LED。12WLED吸顶灯应急照明驱动电源，为闪烁照明，持续时间2小时。常用照明和应急照明的启动和运行模式都受主控MCU控制。
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3软件程序设计
如图4所示，所述智能烟感报警灯的工作流程包括以下步骤：
程序开始运行，首先对整个系统进行初始化；然后进行烟雾检测，烟感探测模块进行烟雾浓度检测；进一步进行判断是否烟雾报警，由主控MCU判断烟雾浓度是否需要报警，如果否，则跳转到启动照明模块程序，即没有报警输出的时候，烟感报警单元中的主控MCU开启日常照明驱动电源电路，实现日常照明功能；如果主控MCU判断烟雾浓度达到报警阈值，则进行报警处理模块程序，报警处理分两部分：本地报警和远程报警，本地报警为声光报警，蜂鸣器发出声响，LED闪烁光指示，远程报警为将报警信号通过无线通讯模块发送至（手机、电脑等监控中心）远程终端处理；同时开启应急照明驱动电源电路，实现启动应急照明功能；最后返回。
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图4所示的工作流程，开始启动系统初始化后，进行烟雾检测，平时没有烟雾报警产生时，启动日常照明；一旦有报警信号产生，立刻进入到报警处理，报警处理分为：本地声光报警，声音为蜂鸣器1kHz，85dB/3米，NB_IOT发送报警信号至远程，同时启动应急照明。
远程终端接收到本装置的报警信息后，可以通过电话、短信、APP、微信等多种方式进行火灾报警方式，让用户如身临其境般的感知到火灾苗头或险情，进行相应的处置，能最大限度的保护使用者的人身和财产安全。
4外观结构
参照图5图6所示，所述智能烟感报警灯还包括
第一壳体1，所述第一壳体1呈环形；
第二壳体2，所述第二壳体2呈圆形；
第二壳体2与环形的第一壳体1的圆形中部3相适配，第二壳体2设置在第一壳体1的圆形中部3内；
所述照明单元设置在第一壳体1内，所述烟感报警单元和电源电路设置在第二壳体2内。
见图5智能烟感报警灯结构图左侧图片所示，本产品的安装结构图，包括烟感报警单元和电源电路设置在第二壳体2内，以及照明单元设置在第一壳体1内，形成吸顶灯。
安装步骤，第二壳体2安装在第一壳体1的中心内凹处，图5智能烟感报警灯结构图右侧侧图片所示，，然后吸顶灯壳体直接替代安装在之前的吸顶灯位置即可，不用重新布线安装。
安装在第一壳体2内的烟感报警单元和电源电路接入市电，然后输出2根直流电源线给安装在第一壳体1内的照明单元。
这样设计产品好处：既简化了现场安装，而且不需要像传统的报警器那样另外找位置进行安装，影响到现场的美观。
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5结束语
本文主要介绍了一种带有应急照明功能的智能烟感报警灯设计思路，紧密结合吸顶灯的外形，或者说可以直接替代普通的吸顶灯的安装位置和功能，有本地和远程实时的火灾预警功能，同时能提供应急照明功能，而且安装简单，改装成本低，能满足当前复杂的火灾预防要求，为消防器材领域提供了一种选择。
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