CN109760605A - 一种车载多业务物联网关及智慧消防系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车载多业务物联网关及智慧消防系统，包括第一LORA模块、主控CPU以及4G模块；当消防标签发送的信号在第一LORA模块的接收距离内时，则判断信号所对应的消防人员或者车载设备到位；否则判断信号所对应的消防人员或者车载设备未到位。主控CPU将消防人员或者车载设备的到位信息或者未到位信息通过4G模块发送给云数据平台。解决了现有技术中采用人力对消防车的装备使用情况以及消防人员是否到位进行统计，效率低下且出错率高的问题，本发明可以通过云数据平台接收来自各个消防车的车载多业务物联网关发送的消防人员及车载设备的到位或者未到位信息，进行大数据汇总，实现了智慧消防。

Description

一种车载多业务物联网关及智慧消防系统

技术领域

本发明属于无线物联网通信技术领域，尤其涉及一种车载多业务物联网关及智慧消防系统。

背景技术

消防车在灭火救援等工作中起着非常重要的作用，面对不同的救援现场消防车上使用的装备是不同的，并且车上装备是否齐全、消防人员是否到位，这些都是需要提前掌握的信息。

目前，采用人力对消防车的装备的使用情况以及消防人员是否到位进行统计，这样不但消耗人力物力，效率低下，浪费资源与时间，而且由于是人在操作，面临大量设备数据，难免会增加出错的风险。

智慧消防是我国未来消防建设的发展方向，但是目前在消防行业，消防设备物联网还未普及。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车载多业务物联网关及智慧消防系统，解决了现有技术中采用人力对消防车的装备使用情况以及消防人员是否到位进行统计，效率低下且出错率高的问题，本发明可以通过云数据平台接收来自各个消防车的车载多业务物联网关发送的消防人员及车载设备的到位或者未到位信息，进行大数据汇总，实现了智慧消防。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种车载多业务物联网关，车载多业务物联网关安装在待检测消防车上，车载多业务物联网关包括第一LORA模块、主控CPU以及4G模块；

待检测消防车所对应的消防人员以及车载设备上均设置有消防标签，消防标签包括主控模块和无线通信模块，主控模块每隔设定时间通过无线通信模块向第一LORA模块发送信号；

当信号在第一LORA模块的接收距离内时，第一LORA模块接收信号，并将信号发送给主控CPU；当主控CPU接收到信号时，则判断信号所对应的消防人员或者车载设备到位；否则判断信号所对应的消防人员或者车载设备未到位；

主控CPU，还用于将消防人员或者车载设备的到位信息或者未到位信息通过4G模块发送给云数据平台。

进一步地，本发明的特点还在于：

还包括GPS模块，GPS模块用于采集待检测消防车的位置信息，并发送给主控CPU；

主控CPU，还用于将待检测消防车的位置信息通过4G模块发送给云数据平台。

还包括第二LORA模块，第二LORA模块用于接收待检测消防车轮胎的实时胎压信息，并将实时胎压信息发送给主控CPU；

主控CPU预设有最低胎压值和最高胎压值，当实时胎压小于最低胎压值时，则判断对应待检测消防车的轮胎胎压低；当实时胎压大于最高胎压值时，则判断对应待检测消防车的轮胎胎压高；当实时胎压大于最低胎压值且小于最高胎压值时，则判断待检测消防车的轮胎胎压正常；

主控CPU，还用于将待检测消防车的轮胎胎压低信息或者轮胎胎压高信息或者轮胎胎压正常信息通过4G模块发送给云数据平台。

第二LORA模块还用于接收待检测消防车水箱的实际液位高度信息，并将实际液位高度信息发送给主控CPU；

主控CPU预设有液位高度下限值，当实际液位高度低于液位高度下限值时，则判断待检测消防车水箱的液位低；当实际液位高度高于液位高度下限值时，则判断待检测消防车水箱的液位正常。

主控CPU，还用于将待检测消防车水箱的液位低信息或者液位正常信息通过4G模块发送给云数据平台。

第二LORA模块还用于接收待检测消防车的OBD系统检测信息，并将待检测消防车的OBD系统检测信息发送给主控CPU；

主控CPU，还用于将待检测消防车的OBD系统检测信息通过4G模块发送给云数据平台。

还包括电源模块，电源模块用于给主控CPU供电。

本发明还提供了一种智慧消防系统，包括消防标签、车载多业务物联网关以及云数据平台；

消防标签设置在待检测消防车所对应的消防人员以及车载设备上，消防标签包括主控模块和无线通信模块，主控模块每隔设定时间通过无线通信模块向第一LORA模块发送信号；

车载多业务物联网关设置在待检测消防车上；车载多业务物联网关包括第一LORA模块、主控CPU以及4G模块；

主控模块每隔设定时间通过无线通信模块向第一LORA模块发送信号；当信号在第一LORA模块的接收距离内时，第一LORA模块接收信号，并将信号发送给主控CPU；当主控CPU接收到信号时，则判断信号所对应的消防人员或者车载设备到位；否则判断信号所对应的消防人员或者车载设备未到位；主控CPU将消防人员或者车载设备的到位信息或者未到位信息通过4G模块发送给云数据平台；

云数据平台，用于接收各个消防车所对应的消防人员或者车载设备的到位信息或者未到位信息。

更进一步地，本发明的特点还在于：

还包括车辆信息采集单元和第二LORA模块；车辆信息采集单元包括压力传感器，压力传感器安装在待检测消防车的轮胎阀芯处；压力传感器用于检测轮胎的实时胎压，并将实时胎压信息发送给第二LORA模块；

第二LORA模块用于接收实时胎压信息，并发送给主控CPU；

主控CPU预设有最低胎压值和最高胎压值，当实时胎压小于最低胎压值时，则判断对应待检测消防车的轮胎胎压低；当实时胎压大于最高胎压值时，则判断对应待检测消防车的轮胎胎压高；当实时胎压大于最低胎压值且小于最高胎压值时，则判断待检测消防车的轮胎胎压正常；

主控CPU，还用于将待检测消防车的轮胎胎压低信息或者或者轮胎胎压高信息轮胎胎压正常信息通过4G模块发送给云数据平台。

车辆信息采集单元还包括超声波液位探测传感器，超声波液位探测传感器用于检测消防车水箱的实际液位高度，并将消防车水箱的实际液位高度信息发送给第二LORA模块；

第二LORA模块用于接收消防车水箱的实际液位高度信息，并发送给主控CPU；

主控CPU预设有液位高度下限值，当实际液位高度低于液位高度下限值时，则判断待检测消防车水箱的液位低；当实际液位高度高于液位高度下限值时，则判断待检测消防车水箱的液位正常；

主控CPU，还用于将待检测消防车水箱的液位低信息或者液位正常信息通过4G模块发送给云数据平台。

第二LORA模块还用于接收待检测消防车的OBD系统检测信息，并将待检测消防车的OBD系统检测信息发送给主控CPU；

主控CPU，还用于将待检测消防车的OBD系统检测信息通过4G模块发送给云数据平台。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明提供的一种车载多业务物联网关，通过第一LORA模块来接收安装在消防人员或者车载设备上的各个消防标签发送的信号；若信号在第一LORA模块的接收距离内，则第一LORA模块能够接收到信号，并将信号发送给主控CPU，则主控CPU判断信号所对应的车载设备或者消防人员到位；若信号不在第一LORA模块的接收距离内，则第一LORA模块无法接收信号，则主控CPU判断信号所对应的车载设备或者消防人员未到位，从而对消防车所对应的消防人员及车载设备的到位或者未到位信息进行高效统计，使管理者更好监管和调度车载装备和消防人员，节约了人力成本，实现了智慧消防。

进一步地，本发明的车载多业务物联网关设置有GPS模块，通过GPS模块采集待检测消防车的位置并发送给主控CPU，进而发送给云数据平台，实现了对各个消防车的位置统计，使车辆驾驶者和后端调度中心可以知道车辆的实时地理位置信息，对拥堵路段或者突发紧急事件可以及时规避。

本发明提供的一种智慧消防系统，通过待检测消防车所对应的消防人员以及车载设备上设置消防标签，消防标签每隔设定时间向车载多业务物联网关发送信号，若信号在车载多业务物联网关的接收范围内，则判断信号对应的车载设备或者消防人员到位，否则未到位，并通过云数据平台统一接收各个消防车所对应的车载设备和消防人员的到位和未到位信息，具有效率高、出错率低的优点。实现车载物联网的智能化和系统化，极大程度的节省了人力、物力和时间成本。

进一步地，本发明通过车辆信息采集单元采集消防车的轮胎胎压信息、消防车水箱的液位信息，并通过车载多业务物联网关将轮胎胎压低信息或者轮胎胎压正常信息、消防车水箱的液位正常信息或者液位低信息发送给云数据平台，云数据平台统一显示各个消防车的轮胎胎压信息以及水箱液位信息，实现了智慧消防。

附图说明

图1为本发明提供的一种车载多业务物联网关的结构框图；

图2为本发明提供的一种智慧消防系统的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

本发明提供了一种车载多业务物联网关，车载多业务物联网关安装在待检测消防车上，车载多业务物联网关包括第一LORA模块、主控CPU以及4G模块。

待检测消防车所对应的消防人员以及车载设备上均设置有消防标签，消防标签包括主控模块和无线通信模块，主控模块每隔设定时间通过无线通信模块向第一LORA模块发送信号；

当信号在第一LORA模块的接收距离内时，第一LORA模块接收信号，并将信号发送给主控CPU；当主控CPU接收到信号时，则判断信号所对应的消防人员或者车载设备到位；否则判断信号所对应的消防人员或者车载设备未到位；

主控CPU，还用于将消防人员或者车载设备的到位信息或者未到位信息通过4G模块发送给云数据平台。

本发明的主控CPU采用的是STM32F439VGT6，基于高性能32位risc核心。其具有运算处理速度快，引脚功能齐全的特性。本发明利用该芯片进行车载多业务物联网关设计，实现多种数据的接收和发送。

需要说明的是，每一辆消防车上均对应安装有一个车载多业务物联网关，消防车所对应配置的每一个消防人员和每一个车载设备上均设置有消防标签，通过消防标签发送信号，若消防标签发送的信号在车载多业务物联网关的接收距离内，则该消防标签所对应的消防员或者车载设备到位，否则未到位。通过车载多业务物联网关将该消防车所对应的消防人员或者车载设备的到位信息或者未到位信息发送给云数据平台，云数据平台接收来自各个消防车的车载多业务物联网关发送的消防人员及车载设备的到位或者未到位信息，进行大数据汇总，实现了智慧消防。

在这里，通过4G模块进行通信，拥有更快的通信速度、网络频谱更宽。本发明的4G模块采用SIM7600CE，是一款SMT封装模块，其性能稳定，外观小巧，可以低功耗实现SMS和数据信息的传输。本发明利用该芯片的全网通特性保证了车载多业务物联网关所收集数据向云数据平台发送的稳定性，保证了数据的实时发送，保证指挥调度中心可以实时掌控每一辆车辆和所配设备的具体数据信息，从而实现智能化和系统化管理和调度。

本发明的车载多业务物联网关还包括GPS模块，GPS模块用于采集待检测消防车的位置信息，并发送给主控CPU。主控CPU还用于将待检测消防车的位置信息通过4G模块发送给云数据平台。

在这里，通过给车载多业务物联网关设置GPS模块，实现了对安装有车载多业务物联网关的消防车的定位，并发送给云数据平台。云数据平台接收来自各个消防车的车载多业务物联网关发送的消防车位置信息，进行大数据汇总。需要说明的是，GPS定位技术的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。

本发明的GPS模块采用ATGM332D芯片，高灵敏度BDS/GPS双模接收机模块，支持GPS和BDS的单系统定位和双系统联合定位。该芯片包含32个跟踪通道，可以同时接收所有的GPS和BDS可见卫星。其具有高灵敏度，低功耗，远程升级等关键特性。

本发明的车载多业务物联网关还包括第二LORA模块，第二LORA模块用于接收待检测消防车轮胎的实时胎压信息，并将实时胎压信息发送给主控CPU。主控CPU预设有最低胎压值和最高胎压值，当实时胎压小于最低胎压值时，则判断对应待检测消防车的轮胎胎压低；当实时胎压大于最高胎压值时，则判断对应待检测消防车的轮胎胎压高；当实时胎压大于最低胎压值且小于最高胎压值时，则判断待检测消防车的轮胎胎压正常。主控CPU还将待检测消防车的轮胎胎压低信息或者轮胎胎压高信息或者轮胎胎压正常信息通过4G模块发送给云数据平台。

在这里，将消防车的实时胎压信息发送给对应的车载多业务物联网关，并通过车载多业务物联网关将该消防车的轮胎胎压低信息或者轮胎胎压正常信息发送给云数据平台，云数据平台接收来自各个消防车的车载多业务物联网关发送的轮胎胎压低信息或者轮胎胎压正常信息，进行大数据汇总。

本发明的车载多业务物联网关的第二LORA模块还用于接收待检测消防车水箱的实际液位高度信息，并将实际液位高度信息发送给主控CPU；主控CPU预设有液位高度下限值，当实际液位高度低于液位高度下限值时，则判断待检测消防车水箱的液位低；当实际液位高度高于液位高度下限值时，则判断待检测消防车水箱的液位正常。主控CPU还将待检测消防车水箱的液位低信息或者液位正常信息通过4G模块发送给云数据平台。通过云数据平台对各个消防车水箱的液位是否正常信息进行显示，实现智慧消防。

本发明的车载多业务物联网关的第二LORA模块还用于接收待检测消防车的OBD系统检测信息，并将待检测消防车的OBD系统检测信息发送给主控CPU。主控CPU，还用于将待检测消防车的OBD系统检测信息通过4G模块发送给云数据平台。

在这里，OBD系统即为车载自动诊断系统，车载自动诊断系统为现有成熟技术，通过第二LORA模块接收车载自动诊断系统检测的车辆底盘信息，并发送给云数据平台，实现了对所有安装有车载多业务物联网关的消防车的车辆故障信息统一管理。

本发明的车载多业务物联网关，当需要接收和发送数据的时候，通过内部RTC中断来唤醒设备，使设备的功耗大幅降低。在车辆处于熄火状态时，网关设备处于半休眠状态，每个小时工作20分钟，GPS模块停止接收数据，极大程度上的降低了功耗。通过以上方式实现车载多业务物联网关平均工作的电流低至20mA，在电源模块标称容量为7500mAH的条件下，可最长待机14天。

本发明还提供了一种智慧消防系统，包括消防标签、车载多业务物联网关以及云数据平台；

消防标签设置在待检测消防车所对应的消防人员以及车载设备上，消防标签包括主控模块和无线通信模块，主控模块每隔设定时间通过无线通信模块向第一LORA模块发送信号；

车载多业务物联网关设置在待检测消防车上；车载多业务物联网关包括第一LORA模块、主控CPU以及4G模块；

主控模块每隔设定时间通过无线通信模块向第一LORA模块发送信号；当信号在第一LORA模块的接收距离内时，第一LORA模块接收信号，并将信号发送给主控CPU；当主控CPU接收到信号时，则判断信号所对应的消防人员或者车载设备到位；否则判断信号所对应的消防人员或者车载设备未到位；主控CPU将消防人员或者车载设备的到位信息或者未到位信息通过4G模块发送给云数据平台；

云数据平台，用于接收各个消防车所对应的消防人员或者车载设备的到位信息或者未到位信息。

在这里，本发明的智慧消防系统通过云数据平台显示每一辆安装有车载多业务物联网关的消防车所对应的消防人员及车载设备的到位或者未到位信息，从而达到智慧消防的目的。

本发明的智慧消防系统还包括车辆信息采集单元和第二LORA模块；车辆信息采集单元包括压力传感器，压力传感器安装在待检测消防车的轮胎阀芯处；压力传感器用于检测轮胎的实时胎压，并将实时胎压信息发送给第二LORA模块。第二LORA模块用于接收实时胎压信息，并发送给主控CPU；主控CPU预设有最低胎压值和最高胎压值，当实时胎压小于最低胎压值时，则判断对应待检测消防车的轮胎胎压低；当实时胎压大于最高胎压值时，则判断对应待检测消防车的轮胎胎压高；当实时胎压大于最低胎压值且小于最高胎压值时，则判断待检测消防车的轮胎胎压正常；主控CPU还将待检测消防车的轮胎胎压低信息或者轮胎胎压高信息或者轮胎胎压正常信息通过4G模块发送给云数据平台。

在这里，本发明的智慧消防系统通过云数据平台显示每一辆安装有车载多业务物联网关的消防车的轮胎胎压低信息或者胎压正常信息，实现智慧消防。

本发明的车辆信息采集单元还包括超声波液位探测传感器，超声波液位探测传感器用于检测消防车水箱的实际液位高度，并将消防车水箱的实际液位高度信息发送给第二LORA模块。第二LORA模块用于接收消防车水箱的实际液位高度信息，并发送给主控CPU。主控CPU预设有液位高度下限值，当实际液位高度低于液位高度下限值时，则判断待检测消防车水箱的液位低；当实际液位高度高于液位高度下限值时，则判断待检测消防车水箱的液位正常。主控CPU还将待检测消防车水箱的液位低信息或者液位正常信息通过4G模块发送给云数据平台。

在这里，本发明的智慧消防系统通过云数据平台显示每一辆安装有车载多业务物联网关的消防车水箱的液位低信息或者液位正常信息，实现智慧消防。

需要说明的是，本发明的第一LORA模块主要采集车载设备和消防人员的信息，第二LORA模块主要采集车辆胎压、水箱液位以及OBD信息。第一LORA模块和第二LORA模块的主体芯片是SX1278，是一款体积小、微功率、低功耗、远距离的无线数传芯片。

本发明的智慧消防系统还包括外部电源，外部电源用于给车载多业务物联网关的电源模块充电，电源模块用于给主控CPU供电。优选地，本发明所采用的电源模块是由锂电子充电电池组构成，具有快充防爆、循环寿命长、耐高温、质量轻等特性，满足本发明的工作条件和供电需求。另外该电池组配备I2C/SMBUS通信协议读取电池寄存器信息，从而获得电池的实时信息，方便后端服务器对每辆车上配备的车载多业务物联网关电池组实时信息进行监控。

Claims (10)

1.一种车载多业务物联网关，其特征在于，车载多业务物联网关安装在待检测消防车上，车载多业务物联网关包括第一LORA模块、主控CPU以及4G模块；

待检测消防车所对应的消防人员以及车载设备上均设置有消防标签，消防标签包括主控模块和无线通信模块，主控模块每隔设定时间通过无线通信模块向第一LORA模块发送信号；

当信号在第一LORA模块的接收距离内时，第一LORA模块接收信号，并将信号发送给主控CPU；当主控CPU接收到信号时，则判断信号所对应的消防人员或者车载设备到位；否则判断信号所对应的消防人员或者车载设备未到位；

主控CPU，还用于将消防人员或者车载设备的到位信息或者未到位信息通过4G模块发送给云数据平台。

2.根据权利要求1所述的车载多业务物联网关，其特征在于，还包括GPS模块，GPS模块用于采集待检测消防车的位置信息，并发送给主控CPU；

主控CPU，还用于将待检测消防车的位置信息通过4G模块发送给云数据平台。

3.根据权利要求1所述的车载多业务物联网关，其特征在于，还包括第二LORA模块，第二LORA模块用于接收待检测消防车轮胎的实时胎压信息，并将实时胎压信息发送给主控CPU；

主控CPU预设有最低胎压值和最高胎压值，当实时胎压小于最低胎压值时，则判断对应待检测消防车的轮胎胎压低；当实时胎压大于最高胎压值时，则判断对应待检测消防车的轮胎胎压高；当实时胎压大于最低胎压值且小于最高胎压值时，则判断待检测消防车的轮胎胎压正常；

主控CPU，还用于将待检测消防车的轮胎胎压低信息或者轮胎胎压高信息或者轮胎胎压正常信息通过4G模块发送给云数据平台。

4.根据权利要求3所述的车载多业务物联网关，其特征在于，第二LORA模块还用于接收待检测消防车水箱的实际液位高度信息，并将实际液位高度信息发送给主控CPU；

主控CPU预设有液位高度下限值，当实际液位高度低于液位高度下限值时，则判断待检测消防车水箱的液位低；当实际液位高度高于液位高度下限值时，则判断待检测消防车水箱的液位正常；

主控CPU，还用于将待检测消防车水箱的液位低信息或者液位正常信息通过4G模块发送给云数据平台。

5.根据权利要求4所述的车载多业务物联网关，其特征在于，第二LORA模块还用于接收待检测消防车的OBD系统检测信息，并将待检测消防车的OBD系统检测信息发送给主控CPU；

主控CPU，还用于将待检测消防车的OBD系统检测信息通过4G模块发送给云数据平台。

6.根据权利要求1所述的车载多业务物联网关，其特征在于，还包括电源模块，电源模块用于给主控CPU供电。

7.一种智慧消防系统，其特征在于，包括消防标签、车载多业务物联网关以及云数据平台；

消防标签设置在待检测消防车所对应的消防人员以及车载设备上，消防标签包括主控模块和无线通信模块，主控模块每隔设定时间通过无线通信模块向第一LORA模块发送信号；

车载多业务物联网关设置在待检测消防车上；车载多业务物联网关包括第一LORA模块、主控CPU以及4G模块；

当信号在第一LORA模块的接收距离内时，第一LORA模块接收信号，并将信号发送给主控CPU；当主控CPU接收到信号时，则判断信号所对应的消防人员或者车载设备到位；否则判断信号所对应的消防人员或者车载设备未到位；主控CPU将消防人员或者车载设备的到位信息或者未到位信息通过4G模块发送给云数据平台；

云数据平台，用于接收各个消防车所对应的消防人员或者车载设备的到位信息或者未到位信息。

8.根据权利要求7所述的智慧消防系统，其特征在于，还包括车辆信息采集单元和第二LORA模块；

车辆信息采集单元包括压力传感器，压力传感器安装在待检测消防车的轮胎阀芯处；压力传感器用于检测轮胎的实时胎压，并将实时胎压信息发送给第二LORA模块；

第二LORA模块用于接收实时胎压信息，并发送给主控CPU；

主控CPU预设有最低胎压值和最高胎压值，当实时胎压小于最低胎压值时，则判断对应待检测消防车的轮胎胎压低；当实时胎压大于最高胎压值时，则判断对应待检测消防车的轮胎胎压高；当实时胎压大于最低胎压值且小于最高胎压值时，则判断待检测消防车的轮胎胎压正常；

主控CPU，还用于将待检测消防车的轮胎胎压低信息或者轮胎胎压高信息或者轮胎胎压正常信息通过4G模块发送给云数据平台。

9.根据权利要求8所述的智慧消防系统，其特征在于，车辆信息采集单元还包括超声波液位探测传感器，超声波液位探测传感器用于检测消防车水箱的实际液位高度，并将消防车水箱的实际液位高度信息发送给第二LORA模块；

第二LORA模块用于接收消防车水箱的实际液位高度信息，并发送给主控CPU；

主控CPU预设有液位高度下限值，当实际液位高度低于液位高度下限值时，则判断待检测消防车水箱的液位低；当实际液位高度高于液位高度下限值时，则判断待检测消防车水箱的液位正常；

主控CPU，还用于将待检测消防车水箱的液位低信息或者液位正常信息通过4G模块发送给云数据平台。

10.根据权利要求8所述的智慧消防系统，其特征在于，第二LORA模块还用于接收待检测消防车的OBD系统检测信息，并将待检测消防车的OBD系统检测信息发送给主控CPU；

主控CPU，还用于将待检测消防车的OBD系统检测信息通过4G模块发送给云数据平台。