CN108416965A - 一种基于nb-iot技术的烟雾检测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于NB‑IOT技术的烟雾检测装置，采用控制单元定期地对烟雾传感器和电池电量进行自检，并通过NB‑IOT通信单元将烟雾警报信息、烟雾传感器状态信息、设备电池电量信息上传到云服务器，通过云平台统筹管理，实现了烟雾警报、设备的自我检测一体的烟雾报警系统；同时，通过配置RTC闹钟的方式定期的唤醒设备，非唤醒时处于低功耗模式，有效降低了烟雾报警设备的功耗。
Description
技术领域
本发明涉及报警设备领域，具体为一种基于NB-IOT技术的烟雾检测装置及方法。
背景技术
现有的烟雾检测装置一般采用分布式离线的工作方式，当发生火灾时，只有在火灾现场产生蜂鸣报警，缺乏统一的管理和监控，不利于安全的监控，尤其对于一些大面积的公共建筑；同时，烟雾检测装置离线的发布在建筑中，只能人工的进行定期检查，而定期检查的周期通常比较长，且由于人员作业的不稳定性，并不能保证检查工作按照规定的周期定期的执行，导致烟雾检测装置发生异常后不能及时排查，存在安全隐患。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于NB-IOT技术的烟雾检测装置及方法，解决了烟雾检测装置报警信息缺乏统一的管理和监控，发生异常后不能及时排查，容易导致安全隐患的问题。
本发明提供了一种基于NB-IOT技术的烟雾检测装置，包括主控单元、光电烟雾传感单元、蜂鸣报警单元，NB-IOT通信单元、供电单元、云平台；所述光电烟雾传感单元用于检测烟雾，将检测结果以电压信号的方式输出给主控单元；所述主控单元用于响应于光电烟雾传感单元的电压信号，通过输出一定频率的信号控制蜂鸣器发出声音，并将烟雾报警信息输出到NB-IOT通信单元，所述NB-IOT通信单元用于转发所述烟雾报警信息到云平台；云平台用于响应于所述烟雾报警信息，将设备显示为烟雾报警状态。
优选地，所述主控单元还包括启动按键、按键检测单元、bootloader启动单元，所述按键检测单元用于检测按键按下的时间是否超过一预设的值，若所述按键按下的时间大于所述一预设的值，则启动Bootloader启动单元；所述Bootloader启动单元包括：
上传程序单元，用于上传所述主控单元的固件程序；
下载程序单元，用于下载所述主控单元的固件程序；
FLASH读写保护单元，用于开启或关闭所述主控单元固件程序的写入功能；
执行单元，用于执行所述主控单元的固件程序。
若所述按键按下的时间小于所述一预设的值，则直接执行所述所述主控单元的固件程序。
优选地，所述主控单元还包括RTC唤醒单元，用于控制所述光电烟雾传感单元以第一时间间隔定期的启动。
优选地，所述主控单元还包括闹钟B唤醒单元，用于按照第二时间间隔定期的通过NB-IOT通信单元与云平台的系统时钟就行同步。
优选地，所述第一时间间隔为1秒，所述第二时间间隔为一个月。
优选地，所述主控单元用于响应于光电烟雾传感单元的电压信号，通过输出一定频率的信号控制蜂鸣器发出声音还包括：在预设的时间后停止蜂鸣器发声。
本发明还提供了另外一种技术方案：一种基于NB-IOT技术的烟雾检测方法，所述方法包括：
步骤S1：设备上电；
步骤S2：光电烟雾传感单元检测烟雾，将检测结果转换为电压信号；
步骤S3：主控单元响应于所述电压信号，通过输出一定频率的信号控制蜂鸣器发出声音，并将烟雾报警信息输出到NB-IOT通信单元；
步骤S4：所述NB-IOT通信单元转发所述烟雾报警信息到云平台；云平台响应所述烟雾报警信息，将设备显示为烟雾报警状态。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明可以自动的进行光电烟雾传感器状态、设备电池电量的检测，并通过NB-IOT通信模块将烟雾警报信息、光电烟雾传感器状态信息、设备电池电量信息上传到云服务器，通过云平台数据分析，及时通知用户报警状态和烟雾报警设备的运行状态，实现了烟雾警报、设备的自我检测一体的烟雾报警系统；同时，通过配置RTC闹钟的方式间断的唤醒设备，非唤醒时处于低功耗待机模式，有效降低了烟雾报警设备的待机功耗，其可靠性高，维护方便，功耗少。
附图说明
图1是本发明的烟雾检测装置及方法示意图。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
本发明的烟雾检测装置及方法原理为：设备上电后，在没有按键按下的情况，会进入低功耗模式，此时设备功耗地址小于10微安，定期唤醒检查环境烟雾浓度，一旦浓度超标的话，设备会产生报警信号，此时蜂鸣器报警，同时上报数据到云平台，云平台显示设备处于报警状态。同样报警结束蜂鸣器在延时10秒钟后停止工作，云平台显示设备报警。
实施例1
本发明基于NB-IOT技术的烟雾检测装置，包括主控单元、光电烟雾传感单元、蜂鸣报警单元，NB-IOT通信单元、供电单元、云平台。
光电烟雾传感单元用于检测烟雾，将检测结果以电压信号的方式输出给主控单元；主控单元用于响应于光电烟雾传感单元的电压信号，通过输出一定频率的信号控制蜂鸣器发出声音，并将烟雾报警信息输出到NB-IOT通信单元，NB-IOT通信单元用于转发烟雾报警信息到云平台；云平台用于响应于烟雾报警信息，将设备显示为烟雾报警状态。
主控单元还包括启动按键、按键检测单元、bootloader启动单元，按键检测单元用于检测按键按下的时间是否超过一预设的值，若按键按下的时间大于一预设的值，则启动Bootloader启动单元；Bootloader启动单元包括：
上传程序单元，用于上传主控单元的固件程序；下载程序单元，用于下载主控单元的固件程序；FLASH读写保护单元，用于开启或关闭主控单元固件程序的写入功能；执行单元，用于执行主控单元的固件程序。
若按键按下的时间小于一预设的值，则直接执行主控单元的固件程序。
主控单元还包括RTC唤醒单元，用于控制光电烟雾传感单元以第一时间间隔定期的启动。主控单元还包括闹钟A唤醒单元，用于按照第二时间间隔定期的检测光电烟雾传感单元运行状态，若检测到光电烟雾传感单元运行状态异常，则输出光电烟雾传感单元异常信息至NB-IOT通信单元，NB-IOT通信单元用于转发光电烟雾传感单元异常信息到云平台，云平台用于响应于光电烟雾传感单元异常信息，将设备显示为光电烟雾传感故障状态。
其中，闹钟A唤醒单元还用于按照第二时间间隔定期的检测供电单元电池状态，若检测到供电单元电的电池状态低于预设的值，则输出低电量警报信息至NB-IOT通信单元，NB-IOT通信单元用于转发低电量警报信息到云平台，云平台用于响应于低电量警报信息，将设备显示为低电量警报状态。闹钟A唤醒单元还用于按照第二时间间隔定期的检测主控单元的固件程序是否为最新版本，若固件程序不是最新的版本，则输出版本更新信息至NB-IOT通信单元，NB-IOT通信单元用于转发版本更新信息到云平台，云平台用于响应于版本更新信息信息，提示用户进行手动更新或自动进行更新。
主控单元还包括闹钟B唤醒单元，用于按照第二时间间隔定期的通过NB-IOT通信单元与云平台的系统时钟就行同步。
第一时间间隔和第二时间间隔没有特别的限制，例如通常情况下可以设置第一时间间隔为1-99秒，第二时间间隔为1天-1月。
主控单元用于响应于光电烟雾传感单元的电压信号，通过输出一定频率的信号控制蜂鸣器发出声音还包括：在预设的时间后停止蜂鸣器发声。
实施例2
如图1所示，本发明还提供了一种基于NB-IOT技术的烟雾检测方法，方法包括：
步骤S1：设备上电；
步骤S2：光电烟雾传感单元检测烟雾，将检测结果转换为电压信号；
步骤S3：主控单元响应于电压信号，通过输出一定频率的信号控制蜂鸣器发出声音，并将烟雾报警信息输出到NB-IOT通信单元；
步骤S4：NB-IOT通信单元转发烟雾报警信息到云平台；云平台响应烟雾报警信息，将设备显示为烟雾报警状态。
其中，在步骤S1之后，步骤S2之前，还包括步骤S5：检测按键按下的时间是否超过一预设的值，若按键按下的时间大于一预设的值，则基于用户的选择执行如下步骤中的一个或多个:
步骤S51:上传主控单元的固件程序；
步骤S52:下载主控单元的固件程序；
步骤S53:开启或关闭主控单元固件程序的写入功能；
步骤S54:执行主控单元的固件程序；
若按键按下的时间小于一预设的值；则直接执行步骤S54:执行主控单元的固件程序。
在步骤S5之后，步骤S2之前，还包括：
步骤S61:硬件初始化，配置RTC唤醒单元、闹钟A唤醒单元、闹钟A唤醒单元及闹钟B唤醒单元；
步骤S62:NB-IOT通信单元与云平台通过无线连接。
步骤S63:RTC唤醒单元控制光电烟雾传感单元以第一时间间隔定期的启动。
步骤S63之后，还包括步骤S64:闹钟A唤醒单元按照第二时间间隔定期的检测光电烟雾传感单元运行状态，若检测到光电烟雾传感单元运行状态异常，则输出光电烟雾传感单元异常信息至NB-IOT通信单元，NB-IOT通信单元用于转发光电烟雾传感单元异常信息到云平台，云平台用于响应于光电烟雾传感单元异常信息，将设备显示为光电烟雾传感故障状态。
步骤S63之后，还包括步骤S65：闹钟A唤醒单元按照第二时间间隔定期的检测供电单元电池状态，若检测到供电单元电的电池状态低于预设的值，则输出低电量警报信息至NB-IOT通信单元，NB-IOT通信单元用于转发低电量警报信息到云平台，云平台用于响应于低电量警报信息，将设备显示为低电量警报状态。
步骤S63之后，还包括步骤S66，闹钟A唤醒单元按照第二时间间隔定期的检测主控单元的固件程序是否为最新版本，若固件程序不是最新的版本，则输出版本更新信息至NB-IOT通信单元，NB-IOT通信单元用于转发版本更新信息到云平台，云平台用于响应于版本更新信息，提示用户进行手动更新或自动进行更新。
步骤S63之后，还包括步骤S67：闹钟B唤醒单元按照第二时间间隔定期的通过NB-IOT通信单元与云平台的系统时钟就行同步。
第一时间间隔为1秒，第二时间间隔为一个月。
主控单元响应于电压信号，通过输出一定频率的信号控制蜂鸣器发出声音还包括：在预设的时间后停止蜂鸣器发声。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于NB-IOT技术的烟雾检测装置，其特征在于，包括主控单元、光电烟雾传感单元、蜂鸣报警单元、NB-IOT通信单元、供电单元和云平台；所述光电烟雾传感单元用于检测烟雾，将检测结果以电压信号的方式输出给主控单元；所述主控单元用于响应于光电烟雾传感单元的电压信号，通过输出一定频率的信号控制蜂鸣器发出声音，并将烟雾报警信息输出到NB-IOT通信单元；所述NB-IOT通信单元用于转发所述烟雾报警信息到云平台；所述云平台用于响应于所述烟雾报警信息，将设备显示为烟雾报警状态；所述主控单元还包括启动按键、按键检测单元和bootloader启动单元，所述按键检测单元用于检测按键按下的时间是否超过预设的值，若所述按键按下的时间大于所述预设的值，则启动bootloader启动单元；所述bootloader启动单元包括：
上传程序单元，用于上传所述主控单元的固件程序；
下载程序单元，用于下载所述主控单元的固件程序；
FLASH读写保护单元，用于开启或关闭所述主控单元固件程序的写入功能；
执行单元，用于执行所述主控单元的固件程序；
若所述按键按下的时间小于所述预设的值，则直接执行所述主控单元的固件程序。
2.如权利要求1所述的基于NB-IOT技术的烟雾检测装置，其特征在于，主控单元还包括RTC唤醒单元，用于控制所述光电烟雾传感单元以第一时间间隔定期的启动。
3.如权利要求2所述的基于NB-IOT技术的烟雾检测装置，其特征在于，所述主控单元还包括闹钟A唤醒单元，用于按照第二时间间隔定期的检测光电烟雾传感单元运行状态，若检测到光电烟雾传感单元运行状态异常，则输出光电烟雾传感单元异常信息至NB-IOT通信单元，所述NB-IOT通信单元用于转发所述光电烟雾传感单元异常信息到云平台，云平台用于响应于所述光电烟雾传感单元异常信息，将设备显示为光电烟雾传感故障状态。
4.如权利要求3所述的基于NB-IOT技术的烟雾检测装置，其特征在于，所述闹钟A唤醒单元，还用于按照第二时间间隔定期的检测供电单元电池状态，若检测到供电单元的电池状态低于预设的值，则输出低电量警报信息至NB-IOT通信单元，所述NB-IOT通信单元用于转发所述低电量警报信息到云平台，云平台用于响应于低电量警报信息，将设备显示为低电量警报状态。
5.如权利要求4所述的基于NB-IOT技术的烟雾检测装置，其特征在于，所述闹钟A唤醒单元还用于按照第二时间间隔定期的检测主控单元的固件程序是否为最新版本，若固件程序不是最新的版本，则输出版本更新信息至NB-IOT通信单元，所述NB-IOT通信单元用于转发所述版本更新信息到云平台，云平台用于响应于版本更新信息，提示用户进行手动更新或自动进行更新。
6.如权利要求5所述的基于NB-IOT技术的烟雾检测装置，其特征在于，所述主控单元还包括闹钟B唤醒单元，用于按照第二时间间隔定期的通过NB-IOT通信单元与云平台的系统时钟进行同步。
7.如权利要求6所述的基于NB-IOT技术的烟雾检测装置，其特征在于，所述第一时间间隔为1秒，所述第二时间间隔为一个月。
8.如权利要求7所述的基于NB-IOT技术的烟雾检测装置，其特征在于，所述主控单元用于响应于光电烟雾传感单元的电压信号，通过输出一定频率的信号控制蜂鸣器发出声音，在预设的时间后停止蜂鸣器发声。
9.一种根据述权利要求1所述的基于NB-IOT技术的烟雾检测装置的烟雾检测方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤S1：设备上电；
步骤S2：光电烟雾传感单元检测烟雾，将检测结果转换为电压信号；
步骤S3：主控单元响应于所述电压信号，通过输出一定频率的信号控制蜂鸣器发出声音，并将烟雾报警信息输出到NB-IOT通信单元；
步骤S4：所述NB-IOT通信单元转发所述烟雾报警信息到云平台；云平台响应所述烟雾报警信息，将设备显示为烟雾报警状态。
10.如权利要求9所述的烟雾检测方法，其特征在于，在步骤S1之后，步骤S2之前，还包括步骤S5：检测按键按下的时间是否超过预设的值，若所述按键按下的时间大于所述预设的值，则基于用户的选择执行如下步骤中的一个或多个：
步骤S51：上传主控单元的固件程序；
步骤S52：下载所述主控单元的固件程序；
步骤S53：开启或关闭所述主控单元固件程序的写入功能；
步骤S54：执行所述主控单元的固件程序；
若所述按键按下的时间小于所述预设的值；则直接执行步骤S54:执行所述主控单元的固件程序。
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