CN113903138A - 一种棉花仓储着火预警应急系统 - Google Patents

Abstract

本发明的棉花仓储着火预警应急系统，包括微控制器及与其相连的电源模块、NB‑IoT通信模块、温度传感器、烟雾传感器、火焰传感器、警报喇叭、风扇和电子水泵，微控制器经温度传感器、烟雾传感器、火焰传感器采集棉花仓储内的温度、烟雾和火焰信息，经NB‑IoT通信模块将采集的信息上传至上位机，上位机根据接收的温度、烟雾和火焰信息，判断出棉花仓储内是否有温度过高、火灾事故发生，并将相应的控制指令下发至微控制器。本发明的棉花仓储着火预警应急系统，可实现对棉花仓储内的24小时全天候监测，当温度过高或有火灾发生时，则采取排风降温、喷淋灭火的措置，为棉花的安全存储提供了有效的保障。

Description

一种棉花仓储着火预警应急系统

技术领域

本发明涉及一种着火预警应急系统，更具体的说，尤其涉及一种棉花仓储着火预警应急系统。

背景技术

采摘并晾晒后的棉花需要放置在仓储内进行存放，由于晾晒后的棉花含水量较低，如果引发火灾将会造成不可挽回的损失。棉花在堆积存放的过程中，由于棉籽的呼吸作用会产生一定的热量，如果散热不及时，不仅会造成底部的棉花发霉、变质，降低棉绒的质量，而且热量的聚集也存在引发火灾的风险，因此，当棉花仓储内的温度过高时，需要采用一定的手段对其进行降温。而且，由于棉花仓储内不能人工24小时全天看守，需要发展一种对棉花仓储内火灾状况监测的手段，当火灾发生时可进行自动灭火，以最大限度地降低由于火灾所引发的损失。

发明内容

本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种棉花仓储着火预警应急系统。

本发明的棉花仓储着火预警应急系统，其特征在于：包括设置于棉花仓储中的微控制器及与其相连的电源模块、NB-IoT通信模块、温度传感器、烟雾传感器、火焰传感器、警报喇叭、风扇和电子水泵，微控制器具有信号采集、数据运算和控制输出的作用，微控制器经继电器模块与电子水泵相连接；电源模块用于提供稳定的直流电压，微控制器经温度传感器采集棉花仓储内的温度信息，经烟雾传感器采集棉花仓储内的烟雾信息，经火焰传感器采集棉花仓储内的火焰信息，经NB-IoT通信模块将采集的棉花仓储内的温度、烟雾和火焰信息上传至上位机，上位机根据接收的温度、烟雾和火焰信息，判断出棉花仓储内是否有温度过高、火灾事故发生，并将相应的控制指令下发至微控制器；微控制器根据接收的上位机指令，选择性地开启风扇、通过报警喇叭报警或者打开电子水泵进行灭火。

本发明的棉花仓储着火预警应急系统，所述电源模块由12V电源模块、12V转5V电源模块和5V转3.3V电源模块组成，所述微控制器采用型号为STM32F103C8T6的单片机。

本发明的棉花仓储着火预警应急系统，所述NB-IoT通信模块采用型号为WH-NB75-B5的芯片，芯片WH-NB75-B5的外围连接有重新加载电路、复位电路、网络指示电路、网络工作电路、收发指示电路，芯片WH-NB75-B5的VIN引脚经电阻R9与12V电源的正极相连接，经电容C13与电解电容C14构成的并联电路接于电源地上，GND引脚接地；所述复位电路由电阻R10、电容C15、电阻R11和按键SW2组成，按键SW2的一端经电阻R10接于3.3V电源正极、经电容C15接地且与芯片WH-NB75-B5的Reload引脚相连接，按键SW2的另一端经电阻R11接地；所述复位电路由电阻R12、电容C16、按键SW3、电阻R13组成，按键SW3的一端经电阻R12接于3.3V电源正极、经电容C16接地且与芯片WH-NB75-B5的RESET引脚相连接；

所述网络指示电路由发光二极管LED2和NPN型三极管Q2组成，发光二极管LED2的正极经电阻R16接于3.3V电源正极，负极接于Q2的集电极上，Q2的发射极接地，基极经电阻R17与芯片WH-NB75-B5的NET引脚相连接；所述网络工作电路由发光二极管LED1和NPN型三极管Q1组成，发光二极管LED1的正极经电阻R14接于3.3V电源正极，负极与Q1的集电极相连接，Q1的发射极接地，基极经电阻R15接于芯片WH-NB75-B5的WORK引脚上；

所述收发指示电路由发光二极管LED3、LED4以及PNP型三极管Q3、Q4组成，发光二极管LED3的正极经电阻R18接于3.3V电源正极，负极与Q3的发射极相连接，Q3的集电极基底，基极经电阻R19接于芯片WH-NB75-B5的UTXD1引脚上；LED4的正极经电阻R20接于3.3V电源正极，负极与Q4的发射极相连接，Q4的集电极接地，基极经电阻R21与芯片WH-NB75-B5的URXD2引脚相连接。

本发明的棉花仓储着火预警应急系统，所述温度传感器的型号为DS18B20，DS18B20的GND、DQ和VCC引脚分别接于电源地、单片机STM32F103C8T6的PA3引脚、5V电源正极上；所述烟雾传感器的型号为MQ-2，MQ-2的A0、GND、VCC引脚分别接于单片机STM32F103C8T6的PA4引脚、电源地和5V电源的正极上，D0引脚悬空；所述火焰传感器上具有VCC引脚、GND引脚、D0引脚和A0引脚，火焰传感器的VCC、GND、A0引脚分别接于5V电源正极、电源地、单片机STM32F103C8T6的PA5引脚上。

本发明的棉花仓储着火预警应急系统，所述继电器模块的输入端设置有DC+、DC-和IN引脚，输出端设置有NO、COM和NC引脚，DC+、DC-和IN引脚分别接于5V电源正极、电源地和单片机STM32F103C8T6的PA7引脚上，COM引脚接地，NC引脚悬空；电子水泵的型号为JT-DS3W-3，JT-DS3W-3的-引脚、+引脚分别接于5V电源正极和继电器模块的NO引脚上；所述风扇的电机M1的负极接地，正极接于单片机STM32F103C8T6的PA8引脚上，所述警报喇叭的正极接于单片机STM32F103C8T6的PA6引脚上，负极接地。

本发明的棉花仓储着火预警应急系统，所述12V电源模块采用12V蓄电池BT1，蓄电池BT1的正极形成12V电源正极，负极接地；所述12V转5V电源模块采用型号为LM7805的三端稳压集成电路，LM7805的输入端Vin接于12V电源正极，输出端Vout形成5V电源正极；所述5V转3.3V电源模块采用型号为AMS1117的芯片，芯片AMS1117的输入端Vin接于5V电源正极，输出端Vout形成3.3V电源正极。

本发明的棉花仓储着火预警应急系统，所述微控制器的外围设置有电源指示电路、复位电路、BOOT电路、USB-micro接口电路、SWD接口电路和晶振电路。

本发明的棉花仓储着火预警应急系统的控制方法，通过以下步骤来实现：

a).数据检测，微控制器经温度传感器、烟雾传感器和火焰传感器，分别检测棉花仓储内的温度、烟雾和火焰信息；

b).数据上传，微控制器经NB-IoT通信模块将采集的棉花仓储内的温度、烟雾和火焰信息传输至上位机；

c).温度判断，上位机根据接收的温度信息，判断棉花仓储内的温度是否超过了设定的温度值，如果超过了设定的温度值，表示棉花仓储内有引发火灾的潜在风险，则上位机经NB-IoT通信模块向微控制器发送通风散热的指令，执行步骤e)；如果没有超过设定的温度值，则执行步骤d)；

d).火灾判断，上位机根据接收的烟雾和火灾信息，判断棉花仓储内是否已发生了火灾，如果判断出发生了火灾，则上位机经NB-IoT通信模块向微控制器发送喷淋灭火的指令，执行步骤f)；如果没有发生火灾，则执行步骤a)；

e).通风散热，微控制器接收到上位机发送的通风散热指令后，控制风扇开启，以实现对棉花仓储内的扇热；并经警报喇叭发出报警信息，以便工作人员采取降温的相应措施；

f).喷淋灭火，微控制器接收到上位机发送的喷淋灭火指令后，经继电器模块控制电子水泵开启，以实现对棉花仓储内的喷淋灭火；并经警报喇叭发出报警信息，以便工作人员采取灭火的相应措施。

本发明的有益效果是：本发明的棉花仓储着火预警应急系统，通过设置微控制器及与其相连接的温度传感器、烟雾传感器、火焰传感器、NB-IoT通信模块、警报喇叭、风扇和电子水泵，微控制器经温度传感器、烟雾传感器、火焰传感器分别对棉花仓储内的温度、烟雾和火焰信息进行检测，并通过NB-IoT通信模块将检测信息上传至上位机，上位机根据接收的数据信息判断棉花仓储内的温度是否过高、是否有火灾发生，当温度过高时则开启风扇进行排风散热，当有火灾发生时，则通过开启电子水泵进行喷淋灭火，同时通过警报喇叭发出报警信息。可见，本发明的棉花仓储着火预警应急系统，可实现对棉花仓储内的24小时全天候监测，当温度过高或有火灾发生时，则采取排风降温、喷淋灭火的措置，为棉花的安全存储提供了有效的保障。

附图说明

图1为本发明的棉花仓储着火预警应急系统的原理图；

图2为本发明中微控制器的电路图；

图3为本发明中NB-IoT通信模块的电路图；

图4为本发明中温度传感器的电路图；

图5为本发明中烟雾传感器的电路图；

图6为本发明中火焰传感器的电路图；

图7为本发明中继电器模块的电路图；

图8为本发明中电子水泵的电路图；

图9为本发明中风扇的电路图；

图10为本发明中警报喇叭的电路图；

图11为本发明中12V电源模块的电路图；

图12为本发明中12V转5V电源模块的电路图；

图13为本发明中5V转3.3V电源模块的电路图；

图14为本发明中微控制器的电源指示电路的电路图；

图15为本发明中微控制器的复位电路的电路图；

图16为本发明中微控制器的BOOT电路的电路图；

图17为本发明中微控制器的USB-micro接口电路的电路图；

图18为本发明中微控制器的SWD电路的电路图；

图19为本发明中微控制器的晶振电路的电路图。

图中：1微控制器，2警报喇叭，3 NB-IoT通信模块，4温度传感器，5烟雾传感器，6火焰传感器，7电源模块，8风扇，9电子水泵，10继电器模块。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，给出了本发明的棉花仓储着火预警应急系统的原理图，其由微控制器1及与其相连接的温度传感器4、烟雾传感器5、火焰传感器6、NB-IoT通信模块3、电源模块7、警报喇叭2、风扇8和电子水泵9组成，微控制器1具有信号采集、数据运算和控制输出的作用，微控制器1经继电器模块10对电子水泵9进行控制，电源模块7用于给各个模块提供稳定的直流电压。微控制器1经温度传感器对棉花仓储内的温度进行检测，通过检测的温度可判断出棉花仓储内的温度是否过高；微控制器1经烟雾传感器5对棉花仓储内是否存在烟雾进行检测，经火焰传感器对棉花仓储内是否存在火焰进行检测。

本发明的棉花仓储着火预警应急系统的控制方法，通过以下步骤来实现：

a).数据检测，微控制器经温度传感器、烟雾传感器和火焰传感器，分别检测棉花仓储内的温度、烟雾和火焰信息；

b).数据上传，微控制器经NB-IoT通信模块将采集的棉花仓储内的温度、烟雾和火焰信息传输至上位机；

c).温度判断，上位机根据接收的温度信息，判断棉花仓储内的温度是否超过了设定的温度值，如果超过了设定的温度值，表示棉花仓储内有引发火灾的潜在风险，则上位机经NB-IoT通信模块向微控制器发送通风散热的指令，执行步骤e)；如果没有超过设定的温度值，则执行步骤d)；

d).火灾判断，上位机根据接收的烟雾和火灾信息，判断棉花仓储内是否已发生了火灾，如果判断出发生了火灾，则上位机经NB-IoT通信模块向微控制器发送喷淋灭火的指令，执行步骤f)；如果没有发生火灾，则执行步骤a)；

e).通风散热，微控制器接收到上位机发送的通风散热指令后，控制风扇开启，以实现对棉花仓储内的扇热；并经警报喇叭发出报警信息，以便工作人员采取降温的相应措施；

f).喷淋灭火，微控制器接收到上位机发送的喷淋灭火指令后，经继电器模块控制电子水泵开启，以实现对棉花仓储内的喷淋灭火；并经警报喇叭发出报警信息，以便工作人员采取灭火的相应措施。

电源模块7由12V电源模块、12V转5V电源模块以及5V转3.3V电源模块构成，如图11所示，给出了12V电源模块的电路图，其由12V蓄电池BT1构成，BT1的负极接地，正极形成12V电源的正极。

如图12所示，给出了12V转5V电源模块的电路图，其由稳压芯片LM7805以及电容C7、C8、C9、C10组成，电容C7和电容C9为电解电容，芯片LM7805的输入端Vin接于12V电源的正极上，Vin还与电容C7的正极、C8的一端相连接，C7的负极和C8的另一端接地。芯片LM7805的GND引脚接地，芯片LM7805的输出端Vout形成5V电压的正极，芯片LM7805的输出端Vout还与电容C9的正极、C10的一端相连接，C9的负极、C10的另一端接地。这样，12V电压经芯片LM7805的处理后，就形成了稳定的5V电压输出。

如图13所示，给出了5V转3.3V电源模块的电路图，其由芯片AMS1117以及电解电容C11、C12组成，芯片AMS1117的输入端Vin与5V电源正极和电解电容C11的正极均相连接，C11的负极接地，芯片AMS1117的GND引脚接地，输出端Vout形成3.3V电源的正极，并与电解电容C12的正极相连接，C12的负极接地。

如图2所示，给出了本发明中微控制器的电路图，所示的微控制器1采用型号为STM32F103C8T6的单片机，单片机STM32F103C8T6的VBAT引脚接于5V电源正极，VDDA、VDD_1、VDD_2、VDD_3引脚均接于3.3V电源正极，Vss_1、Vss_2和Vss_3引脚均接地。

如图3所示，给出了本发明中NB-IoT通信模块的电路图，NB-IoT通信模块3采用型号为WH-NB75-B5的芯片，芯片WH-NB75-B5的外围连接有重新加载电路、复位电路、网络指示电路、网络工作电路、收发指示电路，芯片WH-NB75-B5的VIN引脚经电阻R9与12V电源的正极相连接，经电容C13与电解电容C14构成的并联电路接于电源地上，GND引脚接地。

所示重新加载电路由电阻R10、电容C15、电阻R11和按键SW2组成，按键SW2的一端经电阻R10接于3.3V电源正极、经电容C15接地且与芯片WH-NB75-B5的Reload引脚相连接，按键SW2的另一端经电阻R11接地。所示复位电路由电阻R12、电容C16、按键SW3、电阻R13组成，按键SW3的一端经电阻R12接于3.3V电源正极、经电容C16接地且与芯片WH-NB75-B5的RESET引脚相连接。

所示网络指示电路由发光二极管LED2和NPN型三极管Q2组成，发光二极管LED2的正极经电阻R16接于3.3V电源正极，负极接于Q2的集电极上，Q2的发射极接地，基极经电阻R17与芯片WH-NB75-B5的NET引脚相连接。所示网络工作电路由发光二极管LED1和NPN型三极管Q1组成，发光二极管LED1的正极经电阻R14接于3.3V电源正极，负极与Q1的集电极相连接，Q1的发射极接地，基极经电阻R15接于芯片WH-NB75-B5的WORK引脚上。

所示收发指示电路由发光二极管LED3、LED4以及PNP型三极管Q3、Q4组成，发光二极管LED3的正极经电阻R18接于3.3V电源正极，负极与Q3的发射极相连接，Q3的集电极基底，基极经电阻R19接于芯片WH-NB75-B5的UTXD1引脚上；LED4的正极经电阻R20接于3.3V电源正极，负极与Q4的发射极相连接，Q4的集电极接地，基极经电阻R21与芯片WH-NB75-B5的URXD2引脚相连接。

如图4所示，给出了本发明中温度传感器的电路图，所示温度传感器的型号为DS18B20，DS18B20的GND、DQ和VCC引脚分别接于电源地、单片机STM32F103C8T6的PA3引脚、5V电源正极上；单片机STM32F103C8T6经PA3引脚对棉花仓储内的温度进行检测。

如图5所示，给出了本发明中烟雾传感器的电路图，所示烟雾传感器5的型号为MQ-2，MQ-2的A0、GND、VCC引脚分别接于单片机STM32F103C8T6的PA4引脚、电源地和5V电源的正极上，D0引脚悬空；单片机STM32F103C8T6经PA4引脚对棉花仓储内的烟雾进行检测。

如图6所示，给出了本发明中火焰传感器的电路图，所示火焰传感器6上具有VCC引脚、GND引脚、D0引脚和A0引脚，火焰传感器的VCC、GND、A0引脚分别接于5V电源正极、电源地、单片机STM32F103C8T6的PA5引脚上。单片机STM32F103C8T6经PA5引脚对棉花仓储内的火焰进行检测。

如图7所示，给出了本发明中继电器模块的电路图，所示的继电器模块10的输入端设置有DC+、DC-和IN引脚，输出端设置有NO、COM和NC引脚，DC+、DC-和IN引脚分别接于5V电源正极、电源地和单片机STM32F103C8T6的PA7引脚上，COM引脚接地，NC引脚悬空。

如图8所示，给出了本发明中电子水泵的电路图，所示电子水泵的型号为JT-DS3W-3，JT-DS3W-3的-引脚、+引脚分别接于5V电源正极和继电器模块的NO引脚上，这样，微控制器1经继电器模块实现了对电子水泵开关的控制。

如图9所示，给出了本发明中风扇的电路图，所示风扇的电机M1的负极接地，正极接于单片机STM32F103C8T6的PA8引脚上，这样，微控制器1通过PA8引脚就实现了对风扇8的开关控制。

如图10所示，给出了本发明中警报喇叭的电路图，所示的警报喇叭2的正极接于单片机STM32F103C8T6的PA6引脚上，负极接地。这样，微控制器1通过PA6引脚就实现了对警报喇叭2的开启控制。

如图14所示，给出了本发明中微控制器的电源指示电路的电路图，其由LED发光二极管D1和电阻R1组成，发光二极管D1的正极接于3.3V电源的正极上，负极经电阻R1 接地，这样，发光二极管D1点亮表示微控制器1的供电正常。

如图15所示，给出了本发明中微控制器的复位电路的电路图，其由电容C2、电阻R2和按键SW1组成，电容C2的一端接地，另一端经电阻R2接于3.3V电源的正极，电容C2与电阻R2的连接处与单片机STM32F103C8T6的RESET引脚相连接，按键SW1并联于电容C2的两端。按键SW1被按下后，单片机STM32F103C8T6的RESET引脚被置为低电平，实现微控制器1的复位。

如图16所示，给出了本发明中微控制器的BOOT电路的电路图，BOOT电路用于实现模式配置，其由3×2接插件P1、10K电阻R3和10K电阻R4组成，3×2接插件P1的1引脚和2引脚接3.3V电源，3X2接插件P1的5引脚和6引脚接地，10K电阻R3的一端与3X2接插件P1的3引脚电气连接，另一端与STM32F103V8T6芯片U1的BOOT0引脚电气连接，10K电阻R4的一端与3X2接插件P1的4引脚电气连接，另一端与STM32F103V8T6芯片U1的BOOT1引脚电气连接。

如图17所示，给出了本发明中微控制器的USB-micro接口电路的电路图，其包括USB-micro接口P3、20R电阻R5、20R电阻R6和4.7K电阻R7。USB-micro接口P3的Vbus引脚接5V电源，USB-micro接口P3的ID引脚和G引脚接地，USB-micro接口P3的D-引脚与20R电阻R5的一端电气连接，20R电阻R5的另一端与STM32F103V8T6芯片U1的PA11电气连接，USB-micro接口P3的D+引脚与20R电阻R6的一端电气连接，20R电阻R6的另一端与STM32F103V8T6芯片U1的PA12电气连接，连接处与4.7K电阻R7的一端电气连接，4.7K电阻R7的另一端接地。

如图18所示，给出了本发明中微控制器的SWD电路的电路图，其包括SWD接口P2和104电容C1，SWD接口P2的4引脚与104电容C1的一端电气连接并接3.3V电源，SWD接口P2的1引脚与104电容C1的另一端电气连接并接地，SWD接口P2的3引脚和2引脚分别与STM32F103V8T6芯片U1的SWDIO引脚和SWDCLK引脚电气连接。

如图19所示，给出了本发明中微控制器的晶振电路的电路图，其包括32.768MHz晶振Y1、8MHz晶振Y2、1M电阻R8、22P电容C3、22P电容C4、22P电容C5和22P电容C6。22P电容C3、22P电容C4、22P电容C5和22P电容C6的一端接地，22P电容C3的另一端与32.768MHz晶振Y1的一端电气连接并与STM32F103V8T6芯片U1的PC14引脚电气连接，22P电容C4的另一端与32.768MHz晶振Y1的另一端电气连接并与STM32F103V8T6芯片U1的PC15引脚电气连接，22P电容C5的另一端与8MHz晶振Y2的一端电气连接并与STM32F103V8T6芯片U1的OSCIN引脚电气连接，22P电容C6的另一端与8MHz晶振Y2的另一端电气连接并与STM32F103V8T6芯片U1的OSCOUT引脚电气连接，1M电阻R8的两端分别与8MHz晶振Y2的两端电气连接。

Claims (8)

1.一种棉花仓储着火预警应急系统，其特征在于：包括设置于棉花仓储中的微控制器（1）及与其相连的电源模块（7）、NB-IoT通信模块（3）、温度传感器（4）、烟雾传感器（5）、火焰传感器（6）、警报喇叭（2）、风扇（8）和电子水泵（9），微控制器具有信号采集、数据运算和控制输出的作用，微控制器经继电器模块（10）与电子水泵相连接；电源模块用于提供稳定的直流电压，微控制器经温度传感器采集棉花仓储内的温度信息，经烟雾传感器采集棉花仓储内的烟雾信息，经火焰传感器采集棉花仓储内的火焰信息，经NB-IoT通信模块将采集的棉花仓储内的温度、烟雾和火焰信息上传至上位机，上位机根据接收的温度、烟雾和火焰信息，判断出棉花仓储内是否有温度过高、火灾事故发生，并将相应的控制指令下发至微控制器；微控制器根据接收的上位机指令，选择性地开启风扇、通过报警喇叭报警或者打开电子水泵进行灭火。

2.根据权利要求1所述的棉花仓储着火预警应急系统，其特征在于：所述电源模块（7）由12V电源模块、12V转5V电源模块和5V转3.3V电源模块组成，所述微控制器（1）采用型号为STM32F103C8T6的单片机。

3.根据权利要求2所述的棉花仓储着火预警应急系统，其特征在于：所述NB-IoT通信模块（3）采用型号为WH-NB75-B5的芯片，芯片WH-NB75-B5的外围连接有重新加载电路、复位电路、网络指示电路、网络工作电路、收发指示电路，芯片WH-NB75-B5的VIN引脚经电阻R9与12V电源的正极相连接，经电容C13与电解电容C14构成的并联电路接于电源地上，GND引脚接地；所述重新加载电路由电阻R10、电容C15、电阻R11和按键SW2组成，按键SW2的一端经电阻R10接于3.3V电源正极、经电容C15接地且与芯片WH-NB75-B5的Reload引脚相连接，按键SW2的另一端经电阻R11接地；所述复位电路由电阻R12、电容C16、按键SW3、电阻R13组成，按键SW3的一端经电阻R12接于3.3V电源正极、经电容C16接地且与芯片WH-NB75-B5的RESET引脚相连接；

所述网络指示电路由发光二极管LED2和NPN型三极管Q2组成，发光二极管LED2的正极经电阻R16接于3.3V电源正极，负极接于Q2的集电极上，Q2的发射极接地，基极经电阻R17与芯片WH-NB75-B5的NET引脚相连接；所述网络工作电路由发光二极管LED1和NPN型三极管Q1组成，发光二极管LED1的正极经电阻R14接于3.3V电源正极，负极与Q1的集电极相连接，Q1的发射极接地，基极经电阻R15接于芯片WH-NB75-B5的WORK引脚上；

所述收发指示电路由发光二极管LED3、LED4以及PNP型三极管Q3、Q4组成，发光二极管LED3的正极经电阻R18接于3.3V电源正极，负极与Q3的发射极相连接，Q3的集电极基底，基极经电阻R19接于芯片WH-NB75-B5的UTXD1引脚上；LED4的正极经电阻R20接于3.3V电源正极，负极与Q4的发射极相连接，Q4的集电极接地，基极经电阻R21与芯片WH-NB75-B5的URXD2引脚相连接。

4.根据权利要求2或3所述的棉花仓储着火预警应急系统，其特征在于：所述温度传感器（4）的型号为DS18B20，DS18B20的GND、DQ和VCC引脚分别接于电源地、单片机STM32F103C8T6的PA3引脚、5V电源正极上；所述烟雾传感器（5）的型号为MQ-2，MQ-2的A0、GND、VCC引脚分别接于单片机STM32F103C8T6的PA4引脚、电源地和5V电源的正极上，D0引脚悬空；所述火焰传感器（6）上具有VCC引脚、GND引脚、D0引脚和A0引脚，火焰传感器的VCC、GND、A0引脚分别接于5V电源正极、电源地、单片机STM32F103C8T6的PA5引脚上。

5.根据权利要求2或3所述的棉花仓储着火预警应急系统，其特征在于：所述继电器模块（10）的输入端设置有DC+、DC-和IN引脚，输出端设置有NO、COM和NC引脚，DC+、DC-和IN引脚分别接于5V电源正极、电源地和单片机STM32F103C8T6的PA7引脚上，COM引脚接地，NC引脚悬空；电子水泵的型号为JT-DS3W-3，JT-DS3W-3的-引脚、+引脚分别接于5V电源正极和继电器模块的NO引脚上；所述风扇的电机M1的负极接地，正极接于单片机STM32F103C8T6的PA8引脚上，所述警报喇叭（2）的正极接于单片机STM32F103C8T6的PA6引脚上，负极接地。

6.根据权利要求2或3所述的棉花仓储着火预警应急系统，其特征在于：所述12V电源模块采用12V蓄电池BT1，蓄电池BT1的正极形成12V电源正极，负极接地；所述12V转5V电源模块采用型号为LM7805的三端稳压集成电路，LM7805的输入端Vin接于12V电源正极，输出端Vout形成5V电源正极；所述5V转3.3V电源模块采用型号为AMS1117的芯片，芯片AMS1117的输入端Vin接于5V电源正极，输出端Vout形成3.3V电源正极。

7.根据权利要求2或3所述的棉花仓储着火预警应急系统，其特征在于：所述微控制器（1）的外围设置有电源指示电路、复位电路、BOOT电路、USB-micro接口电路、SWD接口电路和晶振电路。

8.一种基于权利要求1所述的棉花仓储着火预警应急系统的控制方法，其特征在于，通过以下步骤来实现：

a).数据检测，微控制器经温度传感器、烟雾传感器和火焰传感器，分别检测棉花仓储内的温度、烟雾和火焰信息；

b).数据上传，微控制器经NB-IoT通信模块将采集的棉花仓储内的温度、烟雾和火焰信息传输至上位机；

c).温度判断，上位机根据接收的温度信息，判断棉花仓储内的温度是否超过了设定的温度值，如果超过了设定的温度值，表示棉花仓储内有引发火灾的潜在风险，则上位机经NB-IoT通信模块向微控制器发送通风散热的指令，执行步骤e)；如果没有超过设定的温度值，则执行步骤d)；

d).火灾判断，上位机根据接收的烟雾和火灾信息，判断棉花仓储内是否已发生了火灾，如果判断出发生了火灾，则上位机经NB-IoT通信模块向微控制器发送喷淋灭火的指令，执行步骤f)；如果没有发生火灾，则执行步骤a)；

e).通风散热，微控制器接收到上位机发送的通风散热指令后，控制风扇开启，以实现对棉花仓储内的扇热；并经警报喇叭发出报警信息，以便工作人员采取降温的相应措施；

f).喷淋灭火，微控制器接收到上位机发送的喷淋灭火指令后，经继电器模块控制电子水泵开启，以实现对棉花仓储内的喷淋灭火；并经警报喇叭发出报警信息，以便工作人员采取灭火的相应措施。

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