CN111932841A - 一种基于NB-IoT的燃气泄漏报警系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种基于NB‑IoT的燃气泄漏报警系统，包括燃气泄漏检测模块和NB‑IoT远传模块，燃气泄漏检测模块和NB‑IoT远传模块为分体式独立工作，燃气泄漏模块包括无线发射模块和可燃气体报警器,NB‑IoT远传模块包括无线接收模块、主控模块和NB‑IoT模块,燃气泄漏检测模块和NB‑IoT远传模块之间通过低功耗2.4G无线方式通讯，燃气泄漏检测模块连接带阀门燃气表，NB‑IoT远传模块负责与燃气预警平台数据的传送，并与排气设备相连，燃气预警平台在接收到报警信号后会将报警信息发送至手机终端。具有以下优点：采用了分体式设计，燃气泄漏检测模块采用电池供电，方便用户安装在符合要求的区域内，NB‑IoT远传模块由市电供电，用户可以在家中选择一处NB‑IoT信号较好的位置，直接插在市电插座上即可。

Description

一种基于NB-IoT的燃气泄漏报警系统

技术领域

本发明涉及一种基于NB-IoT的燃气泄漏报警系统，属于电子技术领域。

背景技术

户用燃气报警器需要安装在特定位置，才能有效检测燃气泄漏情况，同时随着国内物联网技术的快速发展，对燃气报警信息的采集，以及对燃气阀门和燃气报警的联动等需求也提上日程，多个省份已经下达了相关通知。但是在实际使用中，在燃气报警器的安装范围内往往存在缺少电源插座，或者无线网络信号较差的情况。

市面上带关阀功能的燃气报警器，多采用有线连接头通讯方式。实际使用中，存在取电困难、室内布线困难的情况。

市面上带关阀功能的燃气报警器，关断阀门需要额外安装。

市面上带关阀功能的燃气报警器，各检测传感器单元、控制单元连在主控单元上，由主控单元统一控制，若主控单元故障，则整套燃气安全管理系统瘫痪，存在系统可靠性不足的情况。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种基于NB-IoT的燃气泄漏报警系统，采用了分体式设计，共分为燃气泄漏检测模块、带阀门燃气表、NB-IoT远传模块、排风扇、燃气预警平台、手机终端6个部分，其中燃气泄漏检测模块采用电池供电，在产品寿命期内免维护，方便用户安装在符合要求的区域内。NB-IoT远传模块由市电供电，用户可以在家中选择一处NB-IoT信号较好的位置，直接插在市电插座上即可。

为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种基于NB-IoT的燃气泄漏报警系统，包括燃气泄漏检测模块和NB-IoT远传模块，燃气泄漏检测模块和NB-IoT远传模块为分体式独立工作，燃气泄漏模块包括无线发射模块和可燃气体报警器,NB-IoT远传模块包括无线接收模块、主控模块和NB-IoT模块,燃气泄漏检测模块、NB-IoT远传模块通过低功耗2.4G无线方式通讯并连接带阀门燃气表，NB-IoT远传模块负责与燃气预警平台数据的传送，并与排气设备相连，燃气预警平台在接收到报警信号后会将报警信息发送至手机终端。

进一步的，所述无线发射模块包括芯片U1、芯片U2和芯片U3，芯片U1的型号为KF-24G，芯片U2的型号为TCM809-131V,芯片U3为MCU主控芯片；芯片U1的2脚连接有电阻R1一端，电阻R1另一端和芯片U1的1脚连接有电容C1一端，并接电源VCC，电容C1另一端接地，芯片U1的3脚，连接芯片U3的9脚，芯片U1的4脚连接芯片U3的13脚，芯片U1的5脚连接芯片U3的12脚，芯片U1的6脚连接芯片U3的11脚，芯片U1的7脚连接芯片U3的10脚，芯片U1的8脚连接有电容C6一端和晶振Y1一端，芯片U1的9脚连接有电容C7一端和晶振另一端，电容C6另一端和电容C7另一端接地。芯片U1的10脚连接有电容C5一端和电容C1一端，电容C5另一端接地，芯片U1的1脚接地，芯片U1的12脚连接有电容C3一端和电容C4一端，电容C4另一端接地，电容C3另一端连接有天线ANT1一端，芯片U1的14脚连接有电容C2一端，电容C2另一端和芯片U1的13脚接地。

进一步的，所述芯片U2的2脚连接有芯片U3的4脚，芯片U2的3脚连接有电容C8一端，并接电源VCC，电容C8另一端和芯片U2的1脚接地，芯片U3的1脚接地，芯片U3的4脚连接有二极管D1一端，芯片U3的5脚连接有二极管D2一端，二极管D1另一端和二极管D2另一端连接有电阻R6一端，电阻R6另一端接电源VCC，接插件P1的1脚接电源VCC，接插件P1的2脚接地，接插件P1的3脚连接有芯片U3的15脚，接插件P1的4脚连接芯片U3的14脚，接插件P1的5脚连接芯片U3的8脚，接插件P1的6脚接地，接插件P1的7脚接电源VCC，接插件P1的8脚连接芯片U3的4脚，接插件P1的9脚连接有电阻R2一端，电阻R2另一端连接有电阻R5一端和芯片U3的15脚，接插件P1的10脚连接有电阻R3一端，电阻R3另一端连接有电阻R4一端和芯片U3的14脚，电阻R4另一端和电阻R5另一端接地，接插件P2的1脚连接芯片U3的7脚，接插件P2的2脚接地，芯片U3的16脚连接有电容C9一端，并接有电源VCC，电容C9另一端接地。

进一步的，所述可燃气体报警器包括芯片U4和芯片U5，芯片U4的型号为PIC1ZF18ZZ-R8W,芯片U5的型号为AD8111SIDQ8R，芯片U4的3脚连接有接插件P1的9脚，芯片U4的2脚连接接插件P1的10脚，芯片U4的1脚连接有电容C12一端、二极管D3一端、电阻R8一端、电池BAT1的负极、电容C10一端、芯片S1的1脚和芯片U5的8脚，电容C12另一端和芯片U4的8脚接地，芯片U4的4脚连接有电阻R3一端，电阻R3另一端连接有二极管D3另一端，芯片U4的5脚连接有电阻R9一端，电阻R9另一端连接有电阻R10一端和三极管Q1的基极，电阻R10另一端和三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极连接有扬声器B1的2脚，扬声器B1的1脚连接有电阻R8另一端。

进一步的，所述芯片U5的1脚和3脚接地，芯片U5的4脚连接有芯片S1的3脚，芯片S1的1脚连接有电容C10一端和电池BAT1的负极，芯片S1的2脚和电容C10另一端、电池BAT1的正极接地。芯片U5的8脚连接有电容C11一端，电容C11另一端接地，芯片U5的9脚连接芯片U4的7脚，芯片U5的10脚连接芯片U4的6脚。

进一步的，所述无线接收模块包括芯片U12、芯片U13和芯片U17，芯片U12的型号为KF-24G,芯片U13的型号为TCM809-2.8V，芯片U17为MCU主控芯片，芯片U12的1脚连接有电容C11一端和电阻R11一端，并接电源VCC，电容C11一端接地，芯片U12的2脚连接电阻R11另一端，芯片U12的3脚连接芯片U17的9脚，芯片U12的4脚连接芯片U17的13脚，芯片U12的5脚连接芯片U17的12脚，芯片U12的6脚连接芯片U17的11脚，芯片U12的7脚连接芯片U17的10脚，芯片U12的8脚连接有晶振Y13一端和电容C18一端，芯片U12的9脚连接有电容C17一端和晶振Y13另一端，电容C18一端和电容C17一端接地，芯片U12的10脚连接有电容C16一端，并接VCC电源，电容C23另一端接地，芯片U12的11脚接地，芯片U12的12脚连接有电容C13一端和电容C15一端，电容C15另一端接地，电容C13另一端连接有天线ANT2一端,芯片U17的1脚接地，芯片U17的4脚连接有芯片U13的2脚，芯片U13的3脚连接有电容C14一端，并接电源VCC，芯片U13的1脚和电容C14另一端接地，芯片U17的6脚连接有电阻R12一端，电阻R12另一端连接有二极管D11一端，二极管D11另一端接地，芯片U17的16脚连接有电容C19一端，并接电源VCC，电容C19另一端接地。

进一步的，所述主控模块包括芯片U24、芯片U26和芯片U30，芯片U24的1脚连接电源VCC，芯片U24的8脚连接有晶振Y22一端，晶振Y22另一端连接芯片U24的9脚，芯片U24的19脚连接有电阻R33一端和芯片U17的7脚，电阻R33另一端接地，芯片U24的27脚连接有电阻R23一端，电阻R23另一端接电源VCC，芯片U24的28脚连接有电阻R34一端，电阻R34另一端连接有电阻R36一端和芯片U26的6脚，芯片U24的29脚连接有电阻R35一端，电阻R35另一端连接有电阻R37一端和芯片U26的5脚，电阻R36另一端和电阻R37另一端接地，芯片U26的7脚接地，芯片U26的8脚接电源VCC，芯片U26的1脚、芯片U26的2脚、芯片U26的3脚和芯片U26的4脚接地。

进一步的，所述芯片U24的30脚连接风机控制信号P25的1脚，风机控制信号P25的2脚接地，芯片U24的32脚连接有电阻R32一端，电阻R32另一端连接芯片U17的14脚，芯片U24的33脚连接有电阻R31一端，电阻R31另一端连接芯片U17的15脚，芯片U24的52脚连接有晶振Z5一端和电容C32一端，芯片U24的53脚连接有电容C31一端和晶振Z5另一端，电容C41另一端和电容C42另一端接地，芯片U24的62脚和芯片U24的63脚接地，芯片U24的64脚接地，芯片U24的45脚连接有电阻R26一端，电阻R26另一端接地；

所述芯片U30的2脚连接芯片U24的58脚，芯片U30的3脚连接有电容C29一端，并连接电源VCC，芯片U30的1脚离合电容C29另一端接地。

进一步的，所述NB-IoT模块包括芯片U41和芯片U45，芯片U41的型号为NB，芯片U45的型号为SIM/NB，芯片U41的1脚连接有电容C40一端、电容C39一端、电容EC1一端和电容EC2一端 ，并接地，芯片U41的42脚和芯片U41的43脚连接有电容C39另一端、电容C40另一端、电容EC1另一端和电容EC2另一端，并接电源VCC，芯片U41的10脚接地，芯片U41的15脚连接有三极管Q41的3脚，三极管Q41的1脚连接有电阻R38一端和电容C44一端，电容C44另一端和三极管Q41接地，电阻R38另一端连接芯片U24的38脚，芯片U41的17脚连接有电阻R29一端，电阻R29另一端连接芯片U24的35脚，芯片U41的18脚连接有电阻R30一端，电阻R30另一端连接芯片U24的34脚，电阻R35另一端和芯片U41的24脚连接有电容C43一端，电容C43另一端和芯片U41的27脚接地，芯片U41的34脚接地,芯片U41的35脚接天线E1的1脚。

进一步的，所述芯片U41的11脚连接有电容C46一端和芯片U45的7脚，电容C46另一端连接有电容C47一端和电容C48一端，并接地，芯片U41的12脚连接有电容C48一端和芯片U45的2脚，芯片U41的13脚连接有电容C47另一端和芯片U45的3脚，芯片U45的1脚连接有电容C45一端和芯片U41的14脚，电容C45另一端和芯片U45的5脚接地，芯片U45的6脚连接芯片U41的14脚。

本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：

本发明所述燃气报警器，采用了分体式设计，共分为燃气泄漏检测模块、带阀门燃气表、NB-IoT远传模块、排风扇、燃气预警平台、手机终端6个部分。

其中燃气泄漏检测模块采用电池供电，在产品寿命期内免维护，方便用户安装在符合要求的区域内。NB-IoT远传模块由市电供电，用户可以在家中选择一处NB-IoT信号较好的位置，直接插在市电插座上即可，取电方便。燃气泄漏检测模块和NB-IoT远传模块间采用低功耗无线通讯，克服了有线连接方式布线困难的情况，而且其具备唯一通讯编码，可保证信号的传输准确性。当检测模块检测到有燃气泄漏情况时，会激活无线发射天线发出报警信号，NB-IoT模块接收到这个报警信号时，会自动转发至燃气泄漏预警平台。为进一步提高燃气泄漏报警器对燃气安全使用的应用价值，本发明在燃气泄漏检测模块上设计了报警信号输出接口，可以直接与具备关阀功能的燃气表连接，当泄漏发生时可以直接关闭燃气阀门，以阻止燃气浓度进一步上升，无需主控部分控制关阀，提高整个燃气预警系统的可靠性；无需额外安装关断阀在燃气管道上，节约材料及施工成本；在NB-IoT远传模块上，设计了可随报警信号输出的电源插口，该插口的电源直接取自市电插座，由插座内的单片机根据报警信号的情况控制。当用户在该插座上连接了排气扇等设备时，可以在泄漏产生的同时开启排气扇，以尽快降低室内的燃气浓度，NB-IoT远传模块可以实现远程升级，保证系统的稳定性和适应性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明中燃气泄漏报警系统的功能结构框图；

图2为本发明中燃气泄漏报警系统的燃气泄漏检测模块运行流程图；

图3为本发明中燃气泄漏报警系统的NB-IoT远传模块运行流程图；

图4为本发明中燃气泄漏报警系统的无线发射模块电路图；

图5为本发明中燃气泄漏报警系统的可燃气体报警器电路图；

图6为本发明中燃气泄漏报警系统的无线接收模块电路图；

图7为本发明中燃气泄漏报警系统的主控模块电路图；

图8为本发明中燃气泄漏报警系统的NB-IoT模块电路图。

具体实施方式

实施例1，如图1所示，一种基于NB-IoT的燃气泄漏报警系统，包括燃气泄漏检测模块和NB-IoT远传模块，燃气泄漏模块包括无线发射模块和可燃气体报警器,NB-IoT远传模块包括无线接收模块、主控模块和NB-IoT模块,燃气泄漏检测模块和NB-IoT远传模块之间通过低功耗2.4G无线方式通讯，燃气泄漏检测模块连接带阀门燃气表，NB-IoT远传模块负责与燃气预警平台数据的传送，并与排气设备相连，燃气预警平台在接收到报警信号后会将报警信息发送至手机终端。

如图4所示，所述无线发射模块包括芯片U1、芯片U2和芯片U3，芯片U1的型号为KF-24G，芯片U2的型号为TCM809-131V,芯片U3为MCU主控芯片；芯片U1的2脚连接有电阻R1一端，电阻R1另一端和芯片U1的1脚连接有电容C1一端，并接电源VCC，电容C1另一端接地，芯片U1的3脚，连接芯片U3的9脚，芯片U1的4脚连接芯片U3的13脚，芯片U1的5脚连接芯片U3的12脚，芯片U1的6脚连接芯片U3的11脚，芯片U1的7脚连接芯片U3的10脚，芯片U1的8脚连接有电容C6一端和晶振Y1一端，芯片U1的9脚连接有电容C7一端和晶振另一端，电容C6另一端和电容C7另一端接地。芯片U1的10脚连接有电容C5一端和电容C1一端，电容C5另一端接地，芯片U1的1脚接地，芯片U1的12脚连接有电容C3一端和电容C4一端，电容C4另一端接地，电容C3另一端连接有天线ANT1一端，芯片U1的14脚连接有电容C2一端，电容C2另一端和芯片U1的13脚接地。

所述芯片U2的2脚连接有芯片U3的4脚，芯片U2的3脚连接有电容C8一端，并接电源VCC，电容C8另一端和芯片U2的1脚接地，芯片U3的1脚接地，芯片U3的4脚连接有二极管D1一端，芯片U3的5脚连接有二极管D2一端，二极管D1另一端和二极管D2另一端连接有电阻R6一端，电阻R6另一端接电源VCC，接插件P1的1脚接电源VCC，接插件P1的2脚接地，接插件P1的3脚连接有芯片U3的15脚，接插件P1的4脚连接芯片U3的14脚，接插件P1的5脚连接芯片U3的8脚，接插件P1的6脚接地，接插件P1的7脚接电源VCC，接插件P1的8脚连接芯片U3的4脚，接插件P1的9脚连接有电阻R2一端，电阻R2另一端连接有电阻R5一端和芯片U3的15脚，接插件P1的10脚连接有电阻R3一端，电阻R3另一端连接有电阻R4一端和芯片U3的14脚，电阻R4另一端和电阻R5另一端接地，接插件P2的1脚连接芯片U3的7脚，接插件P2的2脚接地，芯片U3的16脚连接有电容C9一端，并接有电源VCC，电容C9另一端接地。

如图5所示，所述可燃气体报警器包括芯片U4和芯片U5，芯片U4的型号为PIC1ZF18ZZ-R8W,芯片U5的型号为AD8111SIDQ8R，芯片U4的3脚连接有接插件P1的9脚，芯片U4的2脚连接接插件P1的10脚，芯片U4的1脚连接有电容C12一端、二极管D3一端、电阻R8一端、电池BAT1的负极、电容C10一端、芯片S1的1脚和芯片U5的8脚，电容C12另一端和芯片U4的8脚接地，芯片U4的4脚连接有电阻R3一端，电阻R3另一端连接有二极管D3另一端，芯片U4的5脚连接有电阻R9一端，电阻R9另一端连接有电阻R10一端和三极管Q1的基极，电阻R10另一端和三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极连接有扬声器B1的2脚，扬声器B1的1脚连接有电阻R8另一端。

所述芯片U5的1脚和3脚接地，芯片U5的4脚连接有芯片S1的3脚，芯片S1的1脚连接有电容C10一端和电池BAT1的负极，芯片S1的2脚和电容C10另一端、电池BAT1的正极接地。芯片U5的8脚连接有电容C11一端，电容C11另一端接地，芯片U5的9脚连接芯片U4的7脚，芯片U5的10脚连接芯片U4的6脚。

所述燃气泄漏检测模块由无线发射模块、可燃气体报警器组成，可燃气体报警器实时检测可燃气体浓度，当浓度超标时，燃气报警发出声光报警，并将报警信号发送给无线发射模块，无线发射模块通过2.4G无线通讯，将报警信号广播出去；同时输出关阀信号，通知燃气表关闭阀门，阻止燃气继续泄漏。

如图6所示，所述无线接收模块包括芯片U12、芯片U13和芯片U17，芯片U12的型号为KF-24G,芯片U13的型号为TCM809-2.8V，芯片U17为MCU主控芯片，芯片U12的1脚连接有电容C11一端和电阻R11一端，并接电源VCC，电容C11一端接地，芯片U12的2脚连接电阻R11另一端，芯片U12的3脚连接芯片U17的9脚，芯片U12的4脚连接芯片U17的13脚，芯片U12的5脚连接芯片U17的12脚，芯片U12的6脚连接芯片U17的11脚，芯片U12的7脚连接芯片U17的10脚，芯片U12的8脚连接有晶振Y13一端和电容C18一端，芯片U12的9脚连接有电容C17一端和晶振Y13另一端，电容C18一端和电容C17一端接地，芯片U12的10脚连接有电容C16一端，并接VCC电源，电容C23另一端接地，芯片U12的11脚接地，芯片U12的12脚连接有电容C13一端和电容C15一端，电容C15另一端接地，电容C13另一端连接有天线ANT2一端,芯片U17的1脚接地，芯片U17的4脚连接有芯片U13的2脚，芯片U13的3脚连接有电容C14一端，并接电源VCC，芯片U13的1脚和电容C14另一端接地，芯片U17的6脚连接有电阻R12一端，电阻R12另一端连接有二极管D11一端，二极管D11另一端接地，芯片U17的16脚连接有电容C19一端，并接电源VCC，电容C19另一端接地。

如图7所示，所述主控模块包括芯片U24、芯片U26和芯片U30，芯片U24的1脚连接电源VCC，芯片U24的8脚连接有晶振Y22一端，晶振Y22另一端连接芯片U24的9脚，芯片U24的19脚连接有电阻R33一端和芯片U17的7脚，电阻R33另一端接地，芯片U24的27脚连接有电阻R23一端，电阻R23另一端接电源VCC，芯片U24的28脚连接有电阻R34一端，电阻R34另一端连接有电阻R36一端和芯片U26的6脚，芯片U24的29脚连接有电阻R35一端，电阻R35另一端连接有电阻R37一端和芯片U26的5脚，电阻R36另一端和电阻R37另一端接地，芯片U26的7脚接地，芯片U26的8脚接电源VCC，芯片U26的1脚、芯片U26的2脚、芯片U26的3脚和芯片U26的4脚接地。

所述芯片U24的30脚连接风机控制信号P25的1脚，风机控制信号P25的2脚接地，芯片U24的32脚连接有电阻R32一端，电阻R32另一端连接芯片U17的14脚，芯片U24的33脚连接有电阻R31一端，电阻R31另一端连接芯片U17的15脚，芯片U24的52脚连接有晶振Z5一端和电容C32一端，芯片U24的53脚连接有电容C31一端和晶振Z5另一端，电容C41另一端和电容C42另一端接地，芯片U24的62脚和芯片U24的63脚接地，芯片U24的64脚接地，芯片U24的45脚连接有电阻R26一端，电阻R26另一端接地。

所述芯片U30的2脚连接芯片U24的58脚，芯片U30的3脚连接有电容C29一端，并连接电源VCC，芯片U30的1脚离合电容C29另一端接地。

如图8所示，所述NB-IoT模块包括芯片U41和芯片U45，芯片U41的型号为NB，芯片U45的型号为SIM/NB，芯片U41的1脚连接有电容C40一端、电容C39一端、电容EC1一端和电容EC2一端 ，并接地，芯片U41的42脚和芯片U41的43脚连接有电容C39另一端、电容C40另一端、电容EC1另一端和电容EC2另一端，并接电源VCC，芯片U41的10脚接地，芯片U41的11脚连接有电容C46一端和芯片U45的7脚，电容C46另一端连接有电容C47一端和电容C48一端，并接地，芯片U41的12脚连接有电容C48一端和芯片U45的2脚，芯片U41的13脚连接有电容C47另一端和芯片U45的3脚，芯片U45的1脚连接有电容C45一端和芯片U41的14脚，电容C45另一端和芯片U45的5脚接地，芯片U45的6脚连接芯片U41的14脚，芯片U41的15脚连接有三极管Q41的3脚，三极管Q41的1脚连接有电阻R38一端和电容C44一端，电容C44另一端和三极管Q41接地，电阻R38另一端连接芯片U24的38脚，芯片U41的17脚连接有电阻R29一端，电阻R29另一端连接芯片U24的35脚，芯片U41的18脚连接有电阻R30一端，电阻R30另一端连接芯片U24的34脚，电阻R35另一端和芯片U41的24脚连接有电容C43一端，电容C43另一端和芯片U41的27脚接地，芯片U41的34脚接地,芯片U41的35脚接天线E1的1脚。

NB-IoT远传模块由无线接收模块、主控模块、NB-IoT模块组成，当有报警信号时，无线接收模块接收报警信号并转发给主控模块，主控模块输出风机使能信号，打开排气扇，同时通过NB-IoT模块将报警信号上发至燃气报警平台。

发生有可燃及有害气体（天然气、液化石油气、co）泄漏，其浓度达到传感器检测浓度时，报警器模块发出声光报警，发送关阀信号给燃气表，燃气表关断燃气阀门，同时通过内置的2.4G无线发送模块向NB-IoT远传模块发送报警信号；NB-IoT远传模块通过内置的2.4G无线接收模块接报警信号后，控住插座开关来打开插座上的排气扇工作，同时将报警信息发送至燃气预警平台；燃气预警平台接收到报警信息后，平台网页发出声光报警，同时将报警信息推送至手机短信和微信公众号。

所述燃气泄漏检测模块具有以下优点

1、采用电池供电，寿命期内免维护。

2、具备内置2.4GHz无线发送天线，可以将报警信号采用无线方式发送至NB-IOT远传模块。

3、与NB-IOT远传模块具备唯一通讯编码，避免信号误传至其他设备导致误动作。

4、具备有线报警输出接口，可以将报警信号输出到具备报警信号输入接口的燃气表，实现报警联动。

所述NB-IOT远传模块具有以下优点：

1、采用市电直接供电。

2、具备2.4GHz无线接收模块，可以接收燃气泄漏检测模块发送的报警信号。

3、具备市电输出插口，能够根据燃气泄漏报警情况，自动接通和断开。

4、具备市电输出插口，可以通过模块上的按钮，人工控制接通和断开。

5、具备NB-IOT远传功能，可以将报警信号以及其他工作状态通过NB-IOT模块发送至燃气预警平台。

6、具备远程升级功能。

所述燃气泄漏报警系统采用了分体式设计，共分为燃气泄漏检测模块以及NB-IOT远传模块两部分，其中燃气泄漏检测模块采用电池供电，在产品寿命期内免维护，方便用户安装在符合要求的区域内。NB-IOT远传模块由市电供电，用户可以在家中选择一处NB-IOT信号较好的位置，直接插在市电插座上即可。燃气泄漏检测模块和NB-IOT远传模块间采用低功耗无线通讯，当检测模块检测到有燃气泄漏情况时，会激活无线发射天线发出报警信号，NB-IOT模块接收到这个报警信号时，会自动转发至燃气泄漏预警平台。

为进一步提高燃气泄漏报警器对燃气安全使用的应用价值，本发明在燃气泄漏检测模块上设计了报警信号输出接口，可以直接与具备关阀功能的燃气表连接，当泄漏发生时可以直接关闭燃气阀门，以阻止燃气浓度进一步上升；在NB-IOT远传模块上，设计了可随报警信号输出的电源插口，该插口的电源直接取自市电插座，由插座内的单片机根据报警信号的情况控制。当用户在该插座上连接了排气扇等设备时，可以在泄漏产生的同时开启排气扇，以尽快降低室内的燃气浓度。

如图2和图3所示，一种基于NB-IoT的燃气泄漏报警系统的实现方法包括以下步骤：

燃气报警器实时检测可燃气体浓度，当浓度超标时，燃气报警发出声光报警，并将报警信号发送给无线发射模块，无线发射模块通过2.4G无线通讯，将报警信号广播出去；同时输出关阀信号，通知燃气表关闭阀门，阻止燃气继续泄漏。

无线接收模块实时检测报警信号，当有报警信号时，无线接收模块接收报警信号并转发给主控模块，主控模块输出风机使能信号，打开排气扇，同时通过NB-IoT模块将报警信号上发至燃气报警平台，并定时两分钟，两分钟之内保持发送报警信号，和排气扇电源打开动作，两分钟之后重新检测是否存在报警信号，若没有接收到报警信号，那么燃气状态正常。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好的说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例说。

Claims (10)

1.一种基于NB-IoT的燃气泄漏报警系统，其特征在于：包括燃气泄漏检测模块和NB-IoT远传模块，燃气泄漏检测模块和NB-IoT远传模块为分体式独立工作，燃气泄漏模块包括无线发射模块和可燃气体报警器,NB-IoT远传模块包括无线接收模块、主控模块和NB-IoT模块,燃气泄漏检测模块和NB-IoT远传模块之间通过低功耗2.4G无线方式通讯，燃气泄漏检测模块连接带阀门燃气表，NB-IoT远传模块负责与燃气预警平台数据的传送，并与排气设备相连，燃气预警平台在接收到报警信号后会将报警信息发送至手机终端。

2.如权利要求1所述的一种基于NB-IoT的燃气泄漏报警系统，其特征在于：所述无线发射模块包括芯片U1、芯片U2和芯片U3，芯片U1的型号为KF-24G，芯片U2的型号为TCM809-131V,芯片U3为MCU主控芯片；芯片U1的2脚连接有电阻R1一端，电阻R1另一端和芯片U1的1脚连接有电容C1一端，并接电源VCC，电容C1另一端接地，芯片U1的3脚，连接芯片U3的9脚，芯片U1的4脚连接芯片U3的13脚，芯片U1的5脚连接芯片U3的12脚，芯片U1的6脚连接芯片U3的11脚，芯片U1的7脚连接芯片U3的10脚，芯片U1的8脚连接有电容C6一端和晶振Y1一端，芯片U1的9脚连接有电容C7一端和晶振另一端，电容C6另一端和电容C7另一端接地；芯片U1的10脚连接有电容C5一端和电容C1一端，电容C5另一端接地，芯片U1的1脚接地，芯片U1的12脚连接有电容C3一端和电容C4一端，电容C4另一端接地，电容C3另一端连接有天线ANT1一端，芯片U1的14脚连接有电容C2一端，电容C2另一端和芯片U1的13脚接地。

3.如权利要求2所述的一种基于NB-IoT的燃气泄漏报警系统，其特征在于：所述芯片U2的2脚连接有芯片U3的4脚，芯片U2的3脚连接有电容C8一端，并接电源VCC，电容C8另一端和芯片U2的1脚接地，芯片U3的1脚接地，芯片U3的4脚连接有二极管D1一端，芯片U3的5脚连接有二极管D2一端，二极管D1另一端和二极管D2另一端连接有电阻R6一端，电阻R6另一端接电源VCC，接插件P1的1脚接电源VCC，接插件P1的2脚接地，接插件P1的3脚连接有芯片U3的15脚，接插件P1的4脚连接芯片U3的14脚，接插件P1的5脚连接芯片U3的8脚，接插件P1的6脚接地，接插件P1的7脚接电源VCC，接插件P1的8脚连接芯片U3的4脚，接插件P1的9脚连接有电阻R2一端，电阻R2另一端连接有电阻R5一端和芯片U3的15脚，接插件P1的10脚连接有电阻R3一端，电阻R3另一端连接有电阻R4一端和芯片U3的14脚，电阻R4另一端和电阻R5另一端接地，接插件P2的1脚连接芯片U3的7脚，接插件P2的2脚接地，芯片U3的16脚连接有电容C9一端，并接有电源VCC，电容C9另一端接地。

4.如权利要求1所述的一种基于NB-IoT的燃气泄漏报警系统，其特征在于：所述可燃气体报警器包括芯片U4和芯片U5，芯片U4的型号为PIC1ZF18ZZ-R8W,芯片U5的型号为AD8111SIDQ8R，芯片U4的3脚连接有接插件P1的9脚，芯片U4的2脚连接接插件P1的10脚，芯片U4的1脚连接有电容C12一端、二极管D3一端、电阻R8一端、电池BAT1的负极、电容C10一端、芯片S1的1脚和芯片U5的8脚，电容C12另一端和芯片U4的8脚接地，芯片U4的4脚连接有电阻R3一端，电阻R3另一端连接有二极管D3另一端，芯片U4的5脚连接有电阻R9一端，电阻R9另一端连接有电阻R10一端和三极管Q1的基极，电阻R10另一端和三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极连接有扬声器B1的2脚，扬声器B1的1脚连接有电阻R8另一端。

5.如权利要求4所述的一种基于NB-IoT的燃气泄漏报警系统，其特征在于：所述芯片U5的1脚和3脚接地，芯片U5的4脚连接有芯片S1的3脚，芯片S1的1脚连接有电容C10一端和电池BAT1的负极，芯片S1的2脚和电容C10另一端、电池BAT1的正极接地，芯片U5的8脚连接有电容C11一端，电容C11另一端接地，芯片U5的9脚连接芯片U4的7脚，芯片U5的10脚连接芯片U4的6脚。

6.如权利要求1所述的一种基于NB-IoT的燃气泄漏报警系统，其特征在于：所述无线接收模块包括芯片U12、芯片U13和芯片U17，芯片U12的型号为KF-24G,芯片U13的型号为TCM809-2.8V，芯片U17为MCU主控芯片，芯片U12的1脚连接有电容C11一端和电阻R11一端，并接电源VCC，电容C11一端接地，芯片U12的2脚连接电阻R11另一端，芯片U12的3脚连接芯片U17的9脚，芯片U12的4脚连接芯片U17的13脚，芯片U12的5脚连接芯片U17的12脚，芯片U12的6脚连接芯片U17的11脚，芯片U12的7脚连接芯片U17的10脚，芯片U12的8脚连接有晶振Y13一端和电容C18一端，芯片U12的9脚连接有电容C17一端和晶振Y13另一端，电容C18一端和电容C17一端接地，芯片U12的10脚连接有电容C16一端，并接VCC电源，电容C23另一端接地，芯片U12的11脚接地，芯片U12的12脚连接有电容C13一端和电容C15一端，电容C15另一端接地，电容C13另一端连接有天线ANT2一端,芯片U17的1脚接地，芯片U17的4脚连接有芯片U13的2脚，芯片U13的3脚连接有电容C14一端，并接电源VCC，芯片U13的1脚和电容C14另一端接地，芯片U17的6脚连接有电阻R12一端，电阻R12另一端连接有二极管D11一端，二极管D11另一端接地，芯片U17的16脚连接有电容C19一端，并接电源VCC，电容C19另一端接地。

7.如权利要求1所述的一种基于NB-IoT的燃气泄漏报警系统，其特征在于：所述主控模块包括芯片U24、芯片U26和芯片U30，芯片U24的1脚连接电源VCC，芯片U24的8脚连接有晶振Y22一端，晶振Y22另一端连接芯片U24的9脚，芯片U24的19脚连接有电阻R33一端和芯片U17的7脚，电阻R33另一端接地，芯片U24的27脚连接有电阻R23一端，电阻R23另一端接电源VCC，芯片U24的28脚连接有电阻R34一端，电阻R34另一端连接有电阻R36一端和芯片U26的6脚，芯片U24的29脚连接有电阻R35一端，电阻R35另一端连接有电阻R37一端和芯片U26的5脚，电阻R36另一端和电阻R37另一端接地，芯片U26的7脚接地，芯片U26的8脚接电源VCC，芯片U26的1脚、芯片U26的2脚、芯片U26的3脚和芯片U26的4脚接地。

8.如权利要求7所述的一种基于NB-IoT的燃气泄漏报警系统，其特征在于：所述芯片U24的30脚连接风机控制信号P25的1脚，风机控制信号P25的2脚接地，芯片U24的32脚连接有电阻R32一端，电阻R32另一端连接芯片U17的14脚，芯片U24的33脚连接有电阻R31一端，电阻R31另一端连接芯片U17的15脚，芯片U24的52脚连接有晶振Z5一端和电容C32一端，芯片U24的53脚连接有电容C31一端和晶振Z5另一端，电容C41另一端和电容C42另一端接地，芯片U24的62脚和芯片U24的63脚接地，芯片U24的64脚接地，芯片U24的45脚连接有电阻R26一端，电阻R26另一端接地；

所述芯片U30的2脚连接芯片U24的58脚，芯片U30的3脚连接有电容C29一端，并连接电源VCC，芯片U30的1脚离合电容C29另一端接地。

9. 如权利要求1所述的一种基于NB-IoT的燃气泄漏报警系统，其特征在于：所述NB-IoT模块包括芯片U41和芯片U45，芯片U41的型号为NB，芯片U45的型号为SIM/NB，芯片U41的1脚连接有电容C40一端、电容C39一端、电容EC1一端和电容EC2一端 ，并接地，芯片U41的42脚和芯片U41的43脚连接有电容C39另一端、电容C40另一端、电容EC1另一端和电容EC2另一端，并接电源VCC，芯片U41的10脚接地，芯片U41的15脚连接有三极管Q41的3脚，三极管Q41的1脚连接有电阻R38一端和电容C44一端，电容C44另一端和三极管Q41接地，电阻R38另一端连接芯片U24的38脚，芯片U41的17脚连接有电阻R29一端，电阻R29另一端连接芯片U24的35脚，芯片U41的18脚连接有电阻R30一端，电阻R30另一端连接芯片U24的34脚，电阻R35另一端和芯片U41的24脚连接有电容C43一端，电容C43另一端和芯片U41的27脚接地，芯片U41的34脚接地,芯片U41的35脚接天线E1的1脚。

10.如权利要求9所述的一种基于NB-IoT的燃气泄漏报警系统，其特征在于：所述芯片U41的11脚连接有电容C46一端和芯片U45的7脚，电容C46另一端连接有电容C47一端和电容C48一端，并接地，芯片U41的12脚连接有电容C48一端和芯片U45的2脚，芯片U41的13脚连接有电容C47另一端和芯片U45的3脚，芯片U45的1脚连接有电容C45一端和芯片U41的14脚，电容C45另一端和芯片U45的5脚接地，芯片U45的6脚连接芯片U41的14脚。

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