CN112233364A - 一种具有生命探测功能的NB-IoT烟感报警器 - Google Patents
一种具有生命探测功能的NB-IoT烟感报警器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112233364A CN112233364A CN202011044251.1A CN202011044251A CN112233364A CN 112233364 A CN112233364 A CN 112233364A CN 202011044251 A CN202011044251 A CN 202011044251A CN 112233364 A CN112233364 A CN 112233364A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- alarm
- iot
- smoke
- human body
- millimeter wave
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 67
- 239000000779 smoke Substances 0.000 title claims abstract description 50
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims abstract description 17
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 6
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 4
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 4
- KLARSDUHONHPRF-UHFFFAOYSA-N [Li].[Mn] Chemical compound [Li].[Mn] KLARSDUHONHPRF-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 abstract description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
- G08B17/10—Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
- G08B17/10—Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means
- G08B17/103—Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means using a light emitting and receiving device
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
- G08B17/12—Actuation by presence of radiation or particles, e.g. of infrared radiation or of ions
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B25/00—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems
- G08B25/01—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems characterised by the transmission medium
- G08B25/10—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems characterised by the transmission medium using wireless transmission systems
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B3/00—Audible signalling systems; Audible personal calling systems
- G08B3/10—Audible signalling systems; Audible personal calling systems using electric transmission; using electromagnetic transmission
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Fire Alarms (AREA)
Abstract
一种具有生命探测功能的NB‑IoT烟感报警器，包括：设置在报警器内的报警系统，报警系统包含的功能模块有：MCU主控制系统、人体感应探测单元、毫米波雷达天线、烟感探测单元、NB‑IoT通信单元、NB‑IoT天线、LED指示驱动单元、蜂鸣器驱动单元、电池供电系统；其技术要点为，引入了毫米波雷达探测技术，使用的毫米波不同于光波，它对烟雾有很强的穿透能力，通过雷达天线的反射能够快速有效的针对人体进行探测识别，解决了现有报警器产品在生命体征识别功能上的不足；运用了NB‑IoT窄带物联网技术，报警器采集到的数据通过无线方式上传到服务器，采用锂锰电池供电，待机功耗低使用时间长，在正常网络状态下能持续工作五年以上，独立式安装无需布线，可灵活配置。
Description
技术领域
本发明属于报警器领域，具体是一种具有生命探测功能的NB-IoT烟感报警器。
背景技术
烟感报警器就是感知烟雾的火灾探测报警器，当有火情发生时，烟感报警器的探头能够探测到火灾时产生的大量烟雾，从而发出报警信号。该火警信号一方面通过NB-IoT无线传输给具体用户或者消防控制中心。另一方面检测到火灾烟雾时报警器中的蜂鸣器和LED灯被激活，发出强烈的报警声很光电报警信号，让用户及时发现火情。
当烟感报警器感应到烟雾的时候，同时启动毫米波人体生命探测传感器，探测报警的周围是否有人体困在其中，探测到的信息通过NB-IoT模块及时上传到客户端，便于第一时间实施营救。所以报警器的主要作用就是感应火灾，发出警告，防止火灾蔓延及人员伤亡。
传统的烟感报警器只能对烟雾进行探测报警，不能感知火灾发生时建筑物中是否有人被困其中，给消防营救带来不便。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种基于NB-IoT网络传输的具备人体生命探测的烟感报警系统，以毫米波雷达技术作为支撑，当烟雾探测器检测到有火灾发生时，启动雷达扫描，从而实现人体探测功能，信息及时上传给终端用户。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种具有生命探测功能的NB-IoT烟感报警器，包括：设置在报警器内的报警系统，
所述报警系统包含的功能模块有：MCU主控制系统、人体感应探测单元、毫米波雷达天线、烟感探测单元、NB-IoT通信单元、NB-IoT天线、LED指示驱动单元、蜂鸣器驱动单元、电池供电系统；
所述人体感应探测单元采用毫米波雷达技术，与所述毫米波雷达天线构成一个独立的人体探测系统，把人体探测信号传输给所述MCU主控制系统；
所述烟感探测单元由红外发光管和红外接收管组成，所述红外发光管和红外接收管通过运算放大处理电路连接到MCU主控制系统；
所述NB-IoT通信单元接收来自人体感应探测单元和烟感探测单元的信号，该信号可通过NB-IoT天线进行传输；
所述LED指示驱动单元和蜂鸣器驱动单元均由MCU主控制系统控制，所述池供电系统用于给烟感报警器供电。
优选的，所述MCU主控制系统使用的处理器为超低功耗单片机。
优选的，所述人体感应探测单元采用24GHz毫米波雷达技术，通过接收天线接收反射回来的毫米波，计算出周围是否存在生命。
优选的，所述毫米波雷达天线采用一发一收的方式，并印刷到PCB板上。
优选的，所述烟感探测单元采用低功耗运算放大芯片，待机功耗低至1uA。
优选的，所述NB-IoT通信单元采用低功耗平台方案，待机功耗低至3uA。并设计成多频段的工作方式，用于满足不同运营商的频率要求。
与现有技术相比，本发明提供了一种具有生命探测功能的NB-IoT烟感报警器，具有如下有益效果：
一是引入了毫米波雷达探测技术，使用的毫米波不同于光波，它对烟雾有很强的穿透能力，通过雷达天线的反射能够快速有效的针对人体进行探测识别，解决了现有报警器产品在生命体征识别功能上的不足；
二是运用了NB-IoT窄带物联网技术，报警器采集到的数据通过无线方式上传到服务器，采用锂锰电池供电，待机功耗低使用时间长，在正常网络状态下能持续工作五年以上，独立式安装无需布线，可灵活配置；
三是MCU主控系统采用了超低功耗解决方案，单片机待机电流最小低至1uA，保证了产品的续航里程。
附图说明
图1是本发明的功能框图。
附图标记：1、MCU主控制系统；2、人体感应探测单元；3、毫米波雷达天线；4、烟感探测单元；5、NB-IoT通信单元；6、NB-IoT天线；7、LED指示驱动单元；8、蜂鸣器驱动单元；9、电池供电系统。
具体实施方式
以下结合附图1，进一步说明本发明一种具有生命探测功能的NB-IoT烟感报警器的具体实施方式。本发明一种具有生命探测功能的NB-IoT烟感报警器不限于以下实施例的描述。
本实施例给出一种具有生命探测功能的NB-IoT烟感报警器的具体结构，如图所示，一种具有生命探测功能的NB-IoT烟感报警器，包括：设置在报警器内的报警系统，
报警系统包含的功能模块有：MCU主控制系统1、人体感应探测单元2、毫米波雷达天线3、烟感探测单元4、NB-IoT通信单元5、NB-IoT天线6、LED指示驱动单元7、蜂鸣器驱动单元8、电池供电系统9；
人体感应探测单元2采用毫米波雷达技术，与毫米波雷达天线3构成一个独立的人体探测系统，把人体探测信号传输给MCU主控制系统1；
烟感探测单元4由红外发光管和红外接收管组成，红外发光管和红外接收管通过运算放大处理电路连接到MCU主控制系统1；
NB-IoT通信单元5接收来自人体感应探测单元2和烟感探测单元4的信号，该信号可通过NB-IoT天线6进行传输；
LED指示驱动单元7和蜂鸣器驱动单元8均由MCU主控制系统1控制，电池供电系统9用于给烟感报警器供电；
该种带生命体征探测功能的NB-IoT烟感报警器，在火灾发生的同时对报警器周围进行人体扫描，判断出建筑物中是否有人被困，通过NB-IoT功能模块及时向用户上报检测到的信息，让被困人员第一时间得到救援。
报警器采用独立式设计方案，直接用电池供电，超低功耗，超长待机时间。无需重新布线，安装快捷，可广泛用于商业楼宇、普通家庭住宅和小商品市场、门店、网吧、小棋牌室、小生产加工作坊等九小场所进行火灾安全监测。
具体的，MCU主控制系统1为整个产品的中心控制部件，采集人体感应探测单元2和烟感探测单元4的反馈信号，由MCU主控制系统1分析处理后通过NB-IoT通信单元5上报给终端用户；
当有报警产生时，MCU主控制系统1分别驱动蜂鸣器驱动单元8和LED指示驱动单元7，发生强烈的声音报警和光电报警；人体感应探测单元2接收毫米波雷达天线3的反射信号并进行处理，由串口把人体探测信号传输给MCU主控制系统1。
如图1所示，MCU主控制系统1使用的处理器为超低功耗单片机；
该单片机采STM32L系列超低功耗芯片，芯片的待机功耗可以低至1uA。
如图1所示，人体感应探测单元2采用24GHz毫米波雷达技术，通过接收天线接收反射回来的毫米波，计算出周围是否存在生命；
人体感应探测单元2的MCU处理采用GD32系列低功耗单片机；
人体感应探测单元2的微波传感器采用WRK12B毫米波方案，工作在24GHz频段上。
如图1所示，毫米波雷达天线3采用一发一收的方式，并印刷到PCB板上。
如图1所示，烟感探测单元4采用低功耗运算放大芯片，待机功耗低至1uA；
烟感探测单元4中烟雾感应探头采用光电式方案设计，包含一个红外发射管和一个红外接收管，运算放大器采用低功耗系列芯片。
如图1所示，NB-IoT通信单元5采用低功耗平台方案，待机功耗低至3uA。并设计成多频段的工作方式，用于满足不同运营商的频率要求；
电池供电系统9采用高性能锂锰电池供电，最大持续工作电流达到1A，瞬间脉冲电流最大能支持到3A，能在-40℃～+85℃的环境下工作，使用范围广泛；
上述提出了以微波雷达的方式进行火灾人体探测，解决了目前行业内烟雾探测器无法对生命体征进行探测的问题。
工作原理是毫米波信号通过其中一个雷达天线发射出去，当发射路径上有人体阻挡时即发生反射，反射回来的毫米波信号通过另外一根雷达天线接收，处理器通过对接收反射回来的信号做一系列的分析处理，得出人体微动参数信息，从而实现人体生命体征探测。
不同于容易受外部环境影响的光学摄像头和红外传感器的技术，毫米波雷达技术具有很强的穿透性，特别是在黑暗及浓烟的环境下使用，能在复杂的环境下及时的对人体生命体征进行探测，准确率高；对火灾发生后的人员营救产生积极的作用；报警器采用NB-IoT通信协议，电池供电方式，待机时长功耗低。无需重新布线，安装快捷，可广泛用于商业楼宇、普通家庭住宅和小商品市场、门店、网吧、小棋牌室、小生产加工作坊等九小场所进行火灾安全监测。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种具有生命探测功能的NB-IoT烟感报警器，包括：设置在报警器内的报警系统，其特征在于：
所述报警系统包含的功能模块有：MCU主控制系统(1)、人体感应探测单元(2)、毫米波雷达天线(3)、烟感探测单元(4)、NB-IoT通信单元(5)、NB-IoT天线(6)、LED指示驱动单元(7)、蜂鸣器驱动单元(8)、电池供电系统(9)；
所述人体感应探测单元(2)采用毫米波雷达技术，与所述毫米波雷达天线(3)构成一个独立的人体探测系统，把人体探测信号传输给所述MCU主控制系统(1)；
所述烟感探测单元(4)由红外发光管和红外接收管组成，所述红外发光管和红外接收管通过运算放大处理电路连接到MCU主控制系统(1)；
所述NB-IoT通信单元(5)接收来自人体感应探测单元(2)和烟感探测单元(4)的信号，该信号可通过NB-IoT天线(6)进行传输；
所述LED指示驱动单元(7)和蜂鸣器驱动单元(8)均由MCU主控制系统(1)控制，所述电池供电系统(9)用于给烟感报警器供电。
2.如权利要求1所述的一种具有生命探测功能的NB-IoT烟感报警器，其特征在于：所述MCU主控制系统(1)使用的处理器为超低功耗单片机。
3.如权利要求1所述的一种具有生命探测功能的NB-IoT烟感报警器，其特征在于：所述人体感应探测单元(2)采用24GHz毫米波雷达技术，通过接收天线接收反射回来的毫米波，计算出周围是否存在生命。
4.如权利要求1所述的一种具有生命探测功能的NB-IoT烟感报警器，其特征在于：所述毫米波雷达天线(3)采用一发一收的方式，并印刷到PCB板上。
5.如权利要求1所述的一种具有生命探测功能的NB-IoT烟感报警器，其特征在于：所述烟感探测单元(4)采用低功耗运算放大芯片，待机功耗低至1uA。
6.如权利要求1所述的一种具有生命探测功能的NB-IoT烟感报警器，其特征在于：所述NB-IoT通信单元(5)采用低功耗平台方案，待机功耗低至3uA，并设计成多频段的工作方式，用于满足不同运营商的频率要求。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011044251.1A CN112233364A (zh) | 2020-09-28 | 2020-09-28 | 一种具有生命探测功能的NB-IoT烟感报警器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011044251.1A CN112233364A (zh) | 2020-09-28 | 2020-09-28 | 一种具有生命探测功能的NB-IoT烟感报警器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112233364A true CN112233364A (zh) | 2021-01-15 |
Family
ID=74120753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011044251.1A Pending CN112233364A (zh) | 2020-09-28 | 2020-09-28 | 一种具有生命探测功能的NB-IoT烟感报警器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112233364A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113804251A (zh) * | 2021-09-09 | 2021-12-17 | 陕西南天复合材料科技有限公司 | 一种带有烟雾传感器的非接触式生命体征监测装置 |
| CN114511982A (zh) * | 2022-04-19 | 2022-05-17 | 亿慧云智能科技（深圳）股份有限公司 | 一种烟雾报警方法及智能烟雾报警器 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007108964A (ja) * | 2005-10-12 | 2007-04-26 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 誘導システムおよび誘導方法 |
| CN207216829U (zh) * | 2017-08-27 | 2018-04-10 | 福建强闽信息科技有限公司 | 一种基于窄带物联网的光电式烟雾报警器 |
| CN110058225A (zh) * | 2019-04-09 | 2019-07-26 | 惠州市德赛西威智能交通技术研究院有限公司 | 一种基于毫米波雷达的车内生命体检测系统及方法 |
| CN110660189A (zh) * | 2019-09-26 | 2020-01-07 | 河海大学常州校区 | 一种基于窄带物联网的多功能火灾报警器及报警方法 |
| CN111028493A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-17 | 深圳市泛海三江电子股份有限公司 | 智能火灾探测系统及方法 |
-
2020
- 2020-09-28 CN CN202011044251.1A patent/CN112233364A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007108964A (ja) * | 2005-10-12 | 2007-04-26 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 誘導システムおよび誘導方法 |
| CN207216829U (zh) * | 2017-08-27 | 2018-04-10 | 福建强闽信息科技有限公司 | 一种基于窄带物联网的光电式烟雾报警器 |
| CN110058225A (zh) * | 2019-04-09 | 2019-07-26 | 惠州市德赛西威智能交通技术研究院有限公司 | 一种基于毫米波雷达的车内生命体检测系统及方法 |
| CN110660189A (zh) * | 2019-09-26 | 2020-01-07 | 河海大学常州校区 | 一种基于窄带物联网的多功能火灾报警器及报警方法 |
| CN111028493A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-17 | 深圳市泛海三江电子股份有限公司 | 智能火灾探测系统及方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113804251A (zh) * | 2021-09-09 | 2021-12-17 | 陕西南天复合材料科技有限公司 | 一种带有烟雾传感器的非接触式生命体征监测装置 |
| CN114511982A (zh) * | 2022-04-19 | 2022-05-17 | 亿慧云智能科技（深圳）股份有限公司 | 一种烟雾报警方法及智能烟雾报警器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112233364A (zh) | 一种具有生命探测功能的NB-IoT烟感报警器 | |
| US20040252023A1 (en) | Monitoring method and system | |
| CN112233366A (zh) | 一种具备人体感应的烟雾探测器 | |
| CN211555077U (zh) | 可配置型物联网复合火灾探测报警器及系统 | |
| CN204102303U (zh) | 家庭防盗报警装置 | |
| US10165416B2 (en) | Indoor positioning and communications system | |
| CN202534081U (zh) | 自动警戒装置 | |
| CN203588427U (zh) | 红外人体感应触发式熏蒸气体报警装置 | |
| JPS631332A (ja) | ホ−ムコントロ−ル装置 | |
| CN203012900U (zh) | 一种具有遥控检测功能的烟雾报警器 | |
| JPH0330096A (ja) | 光ワイヤレス式火災報知設備 | |
| CN210743144U (zh) | 烟雾传感系统 | |
| CN101344598B (zh) | 待班监控终端及其系统 | |
| CN115277763A (zh) | 一种监控装置 | |
| CN214960227U (zh) | 一种探测是否有人存在的装置 | |
| CN114937348A (zh) | 一种建筑消防检测系统 | |
| CN215180872U (zh) | 多功能室内报警系统 | |
| CN108492514B (zh) | 提供位置信息的烟感探测器及运作方法 | |
| WO1992018956A1 (en) | Personnel location monitoring system | |
| CN2645148Y (zh) | 火警联网报警系统 | |
| Mohani et al. | Low Power Smoke Detector and Monitoring System Using Star Topology for IoT Application | |
| CN201629818U (zh) | 一种监控系统 | |
| CN2711751Y (zh) | 一种井下人员定位搜救装置 | |
| CN220410749U (zh) | 一种可测量有害气体的机械狗 | |
| CN212624310U (zh) | 一种基于LoRaWAN的电气火灾监控装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210115 |