CN111090245A - 智能燃气监控系统 - Google Patents

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    • GPHYSICS
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    • H04L67/125Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks involving control of end-device applications over a network

Abstract

本发明公开了一种智能燃气监控系统,包括:电池;电源保护模块,电源保护模块分别与检测模块、NB‑IOT窄带物联网通讯模块和控制模块相连,用于在分支电路出现短路时自动快速切断相应的支路电路;检测模块,用于在检测到燃气泄漏时,生成第一中断唤醒信息,并将第一中断唤醒信息发送至NB‑IOT通讯模块;NB‑IOT窄带物联网通讯模块,用于实时接收检测模块发送的中断信息,并在接收到中断信息后根据中断信息生成控制信息;以及控制模块,用于根据控制信息控制燃气阀门关闭。根据本发明实施例的智能燃气监控系统,采用电池供电,当家里出现停电时,也能正常工作,并且在燃气泄漏时,可以及时关闭燃气阀门,大大提升人身财产的安全性。

Description

智能燃气监控系统
技术领域
本发明涉及燃气设备技术领域,特别涉及一种智能燃气监控系统。
背景技术
紫蜂协议(ZigBee)技术是一种短距离无线通讯技术,采用的是ISM频段(Industrial Scientific Medical,简称ISM)中的2.4G频率,无法直接连接到网络,需要通过一个网关进行转换,信号容易受到干扰,其衍射能力差,穿透能力弱,信号传输很不稳定。
窄带物联网(Narrow Band Internet of Things,简称NB-IOT)通讯模块是一种新型无线通讯模块,带宽只有180KHz,可以直接部署于全球移动通信系统(Global Systemfor Mobile Communications,简称GSM)网络、通用移动通信系统(Universal MobileTelecommunications System,简称UMTS)网络,或者通用移动通信技术的长期演进(LongTerm Evolution,简称LTE)网络,接收灵敏度比LTE模块更低,穿透能力强,可以应用在地下室等恶劣的环境;且不占用现有网络的语音和数据带宽,可保证传统业务和未来物联网业务同时稳定、可靠的进行;同时功耗很低,在省电模式(Power Saving Mode,简称PSM)下耗流最大只有5uA。
相关技术中,当燃气出现泄漏时,燃气阀门无法及时关闭,给人身财产安全带来隐患;即便有些燃气设备采用ZigBee技术,加入报警装置,当燃气出现泄漏时会发出报警声,但是这些设备需要通过网关转换,信号容易受到外界干扰,电源需要连接到家中的电源插座上,如果出现停电,那这些设备就无法正常工作,安全隐患依然存在。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本发明的目的在于提出一种智能燃气监控系统,采用电池供电,当家里出现停电时,也能正常工作,并且在燃气泄漏时,可以及时关闭燃气阀门,大大提升人身财产的安全性。
为达到上述目的,本发明实施例提出了一种智能燃气监控系统,包括:电池;电源保护模块,所述电源保护模块分别与检测模块、NB-IOT窄带物联网通讯模块和控制模块相连,用于在分支电路出现短路时自动快速切断相应的支路电路;所述检测模块,用于在检测到燃气泄漏时,生成第一中断唤醒信息,并将所述第一中断唤醒信息发送至所述NB-IOT通讯模块;所述NB-IOT窄带物联网通讯模块,用于实时接收所述检测模块发送的所述中断信息,并在接收到所述中断信息后根据所述中断信息生成控制信息;以及所述控制模块,用于根据所述控制信息控制燃气阀门关闭。
另外,根据本发明上述实施例的智能燃气监控系统还可以具有如下附加的技术特征:
根据本发明的一个实施例,所述检测模块,包括:气敏检测模块,用来检测是否有燃气泄漏,并在检测到燃气泄漏时,向所述NB-IOT通讯模块发出所述第一中断唤醒信息。
根据本发明的一个实施例,所述检测模块,还包括:燃气流量监控模块,用于检测燃气使用量,并将所述燃气使用量发送至所述NB-IOT通讯模块,以对所述燃气使用量进行监控。
根据本发明的一个实施例,所述检测模块,包括:定时器模块,用于设定所述NB-IOT通讯模块的休眠时间,并在所述休眠时间达到预设时间时,向所述NB-IOT通讯模块发出第二中断唤醒信息。
根据本发明的一个实施例,所述检测模块,还包括:故障监控模块,用于检测燃气流量监控模块、气敏检测模块和定时器模块是否有故障,当检测到所述燃气流量监控模块、所述气敏检测模块和所述定时器模块中任意一个出现故障时,向所述NB-IOT通讯模块发出所述第一中断唤醒信息,以切断相应的支路。
根据本发明的一个实施例,所述控制模块,包括:电压转换电路;马达驱动电路,用于驱动马达正转和反转,以实现对所述燃气阀门关闭和打开;马达,所述马达与所述燃气阀门相连;所述NB-IOT通讯模块还用于:在接收到所述第一中断唤醒信息后,使能所述电压转换电路,以使所述电压转换电路将所述电池提供的电压转换为所述马达和所述马达驱动电路所需的电压,并通过所述马达驱动电路控制所述马达正转关闭所述燃气阀门。
根据本发明的一个实施例,还包括:服务器,所述服务器用于接收所述NB-IOT通讯模块上传的所述燃气阀门关闭的信息。
根据本发明的一个实施例,还包括:
客户端,所述客户端用于接收所述NB-IOT通讯模块上传的所述燃气阀门关闭的信息,以及在故障修复完成后,向所述NB-IOT通讯模块发送故障修复完成信息,以控制所述马达反转回归到初始位置。
根据本发明的一个实施例,所述客户端为智能手机、平板、APP应用程序中的任意一种。
根据本发明的一个实施例,所述电池为锂亚电池。
根据本发明实施例的智能燃气监控系统,可以在设定的时间向服务器上传采集的数据,方便快捷,同时还能做到低功耗,非常节能;另外,在安全性能上也有保障,只需采用电池供电,当家里出现停电时,也能正常工作;在正常情况下,马达驱动电路和马达是没有电源消耗,只有故障发生时,系统才会提供电源给马达驱动电路和马达,控制马达正转并关闭燃气阀门,同时上报到服务器和客户终端;当故障检修完成后,服务器或者客户终端可以发送信息给到NB-IOT通讯模块,NB-IOT通讯模块再控制马达反转回归到初始位置,然后再断开马达及马达驱动电路电源。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1是根据本发明实施例的智能燃气监控系统的方框示意图;
图2是根据本发明一个实施例的智能燃气监控系统的方框示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
下面参照附图描述根据本发明实施例提出的智能燃气监控系统。
图1是本发明实施例的智能燃气监控系统的方框示意图。如图1所示,该智能燃气监控系统包括:电池100、电源保护模块200、检测模块300、NB-IOT窄带物联网通讯模块400和控制模块500。
可选地,根据本发明的一个实施例,电池100可以为锂亚电池,其中,锂亚电池具有内阻低,自放电小的特点,年自放电电流小于1%,可以减少电池自身对电源的消耗,使用寿命长,可以给整个智能燃气监控系统供电。
电源保护模块200分别与检测模块300、NB-IOT窄带物联网通讯模块400和控制模块500相连,从而形成多路分支,以分别给不同的设备供电,当多条支路中的任意一条出现短路时,电源保护模块200可以切断出现短路的支路,并且不影响其他电路工作。
检测模块300用于在检测到燃气泄漏时,生成第一中断唤醒信息,并将第一中断唤醒信息发送至NB-IOT通讯模块400;
进一步地,根据本发明的一个实施例,如图2所示,检测模块300包括:气敏检测模块301用来检测是否有燃气泄漏,并在检测到燃气泄漏时,向NB-IOT通讯模块400发出第一中断唤醒信息。
进一步地,根据本发明的一个实施例,如图2所示,检测模块300还包括:燃气流量监控模块302用于检测燃气使用量,并将燃气使用量发送至NB-IOT通讯模块400以对燃气使用量进行监控。
进一步地,根据本发明的一个实施例,如图2所示,检测模块300包括:定时器模块303用于设定NB-IOT通讯模块400的休眠时间,并在休眠时间达到预设时间时,向NB-IOT通讯模块400发出第二中断唤醒信息。需要说明的是,当休眠时间达到预设时间时,定时器模块会自动清零,并在下次NB-IOT通讯模块400开始休眠后重新开始计时。
进一步地,根据本发明的一个实施例,如图2所示,检测模块300还包括:故障监控模块304用于检测气敏检测模块301、燃气流量监控模块302和定时器模块303是否有故障,当检测到燃气流量监控模块302、气敏检测模块301和定时器模块303中任意一个出现故障时,向NB-IOT通讯模块400发出第一中断唤醒信息,以切断相应的支路。
NB-IOT窄带物联网通讯模块400用于实时接收检测模块300发送的中断信息,并在接收到中断信息后根据中断信息生成控制信息。
具体而言,NB-IOT通讯模块400是一种低功耗无线通讯模块,内置SIMIC芯片,不需要外接SIM卡,自带电压检测功能,可以用于检测电池100的电压,当电池电压低于一定值时,会在下一次唤醒时将电池电压的信息上报至服务器或者客户端,以便用户可以及时发现,避免出现电池没电的情况的发生,大大提高安全性。需要说明的是,NB-IOT窄带物联网通讯模块400在工作状态下可以与服务器和客户端进行通讯,并且可以将燃气流量监控模块302采集的数据上传到服务器,在设定的时间内如果没有和服务器进行数据交互且无故障发生时,会自动进入休眠状态,并关闭通讯功能,以节省电能。
控制模块500用于根据控制信息控制燃气阀门关闭。
进一步地,根据本发明的一个实施例,如图2所示,控制模块500包括:电压转换电路501、马达驱动电路502和马达503。其中,马达驱动电路502用于驱动马达503正转和反转,以实现对燃气阀门关闭和打开,马达503与燃气阀门相连;NB-IOT通讯模块400还用于:在接收到第一中断唤醒信息后,使能电压转换电路501,以使电压转换电路501将电池100提供的电压转换为马达503和马达驱动电路502所需的电压,并通过马达驱动电路502控制马达503正转关闭燃气阀门。需要说明的是,在正常情况下,马达驱动电路502和马达503是没有电源消耗,只有故障发生时,NB-IOT通讯模块400使能电压转换电路501,以使电压转换电路501将电池100提供的电压转换为马达503和马达驱动电路502所需的电压,从而有效节省电能。
根据本发明的一个实施例,如图2所示,还包括:服务器600。其中,服务器600用于接收NB-IOT通讯模块400上传的燃气阀门关闭的信息。
根据本发明的一个实施例,如图2所示,还包括:客户端700。其中,客户端700是用户的移动通信设备,可以为智能手机、平板、APP应用程序中的任意一种,当故障发生后,NB-IOT通讯模块400会把信息上报给客户端700,客户端700用于接收NB-IOT通讯模块400上传的燃气阀门关闭的信息,以及在故障修复完成后,向NB-IOT通讯模块400发送故障修复完成信息,以控制马达503反转回归到初始位置。
根据本发明实施例提出的智能燃气监控系统,可以在设定的时间向服务器上传采集的数据,方便快捷,同时还能做到低功耗,非常节能;另外,在安全性能上也有保障,只需采用电池供电,当家里出现停电时,也能正常工作;在正常情况下,马达驱动电路和马达是没有电源消耗,只有故障发生时,系统才会提供电源给马达驱动电路和马达,控制马达正转并关闭燃气阀门,同时上报到服务器和客户终端;当故障检修完成后,服务器或者客户终端可以发送信息给到NB-IOT通讯模块,NB-IOT通讯模块再控制马达反转回归到初始位置,然后再断开马达及马达驱动电路电源。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种智能燃气监控系统,其特征在于,包括:
电池;
电源保护模块,所述电源保护模块分别与检测模块、NB-IOT窄带物联网通讯模块和控制模块相连,用于在分支电路出现短路时自动快速切断相应的支路电路;
所述检测模块,用于在检测到燃气泄漏时,生成第一中断唤醒信息,并将所述第一中断唤醒信息发送至所述NB-IOT通讯模块;
所述NB-IOT窄带物联网通讯模块,用于实时接收所述检测模块发送的所述中断信息,并在接收到所述中断信息后根据所述中断信息生成控制信息;以及
所述控制模块,用于根据所述控制信息控制燃气阀门关闭。
2.根据权利要求1所述的智能燃气监控系统,其特征在于,所述检测模块,包括:
气敏检测模块,用来检测是否有燃气泄漏,并在检测到燃气泄漏时,向所述NB-IOT通讯模块发出所述第一中断唤醒信息。
3.根据权利要求1所述的智能燃气监控系统,其特征在于,所述检测模块,还包括:
燃气流量监控模块,用于检测燃气使用量,并将所述燃气使用量发送至所述NB-IOT通讯模块,以对所述燃气使用量进行监控。
4.根据权利要求1所述的智能燃气监控系统,其特征在于,所述检测模块,包括:
定时器模块,用于设定所述NB-IOT通讯模块的休眠时间,并在所述休眠时间达到预设时间时,向所述NB-IOT通讯模块发出第二中断唤醒信息。
5.根据权利要求1所述的智能燃气监控系统,其特征在于,所述检测模块,还包括:
故障监控模块,用于检测燃气流量监控模块、气敏检测模块和定时器模块是否有故障,当检测到所述燃气流量监控模块、所述气敏检测模块和所述定时器模块中任意一个出现故障时,向所述NB-IOT通讯模块发出所述第一中断唤醒信息,以切断相应的支路。
6.根据权利要求1所述的智能燃气监控系统,其特征在于,所述控制模块,包括:
电压转换电路;
马达驱动电路,用于驱动马达正转和反转,以实现对所述燃气阀门关闭和打开;
马达,所述马达与所述燃气阀门相连;
所述NB-IOT通讯模块还用于:在接收到所述第一中断唤醒信息后,使能所述电压转换电路,以使所述电压转换电路将所述电池提供的电压转换为所述马达和所述马达驱动电路所需的电压,并通过所述马达驱动电路控制所述马达正转关闭所述燃气阀门。
7.根据权利要求1所述的智能燃气监控系统,其特征在于,还包括:
服务器,所述服务器用于接收所述NB-IOT通讯模块上传的所述燃气阀门关闭的信息。
8.根据权利要求6所述的智能燃气监控系统,其特征在于,还包括:
客户端,所述客户端用于接收所述NB-IOT通讯模块上传的所述燃气阀门关闭的信息,以及在故障修复完成后,向所述NB-IOT通讯模块发送故障修复完成信息,以控制所述马达反转回归到初始位置。
9.根据权利要求8所述的智能燃气监控系统,其特征在于,所述客户端为智能手机、平板、APP应用程序中的任意一种。
10.根据权利要求1所述的智能燃气监控系统,其特征在于,所述电池为锂亚电池。
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