CN116071897A - 一种基于nbiot通信的燃气报警系统 - Google Patents

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王景
赵鑫鑫
姜凯
李锐
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Abstract

本发明提供一种基于NBIOT通信的燃气报警系统，属于燃气报警器及物联网技术领域，本发明由内部集成NBIOT通信模块的燃气报警器和云端服务软件组成，云端服务软件为B/S架构，通过微信小程序访问。燃气报警器有三种工作模式，分别是自检模式，待机模式和报警模式。燃气报警器安装在需要预警的房间屋顶的位置，实现燃气浓度数据的采集，当房间内的燃气浓度超过阈值时启动蜂鸣器报警，并通过NBIOT模块向云端服务软件发送报警信息。

Description

一种基于NBIOT通信的燃气报警系统
技术领域
本发明涉及燃气报警器及物联网技术领域，尤其涉及一种基于NBIOT通信的燃气报警系统。
背景技术
目前市面上民用的燃气报警器主要硬件方案一般由MCU芯片、燃气传感器、蜂鸣器、锂电池等主要元器件组成，受限于电池供电的制约，存在燃气报警器整体功率小，蜂鸣器报警音量不够高的问题。容易遭成的现象是，单个房间内发生燃气泄漏时，其他房间的人员无法及时听到报警声，或者人员不在现场，无法及时发现燃气泄漏，因此存在极大的安全隐患，严重威胁到人们的生命安全。另外，由于燃气报警器大多安装在室内屋顶等较高位置，当内置的锂电池电量不足时，通常难以发现。
发明内容
为了解决以上技术问题，本发明提供了一种基于NBIOT通信的燃气报警系统。
本发明的技术方案是：
一种基于NBIOT通信的燃气报警系统，
由内部集成NBIOT通信模块的燃气报警器和云端服务软件组成；
NBIOT通信模块，将燃气报警信息无线传输到云端服务软；
云端服务软件，部署在云服务器端，为B/S架构，通过微信小程序访问。
进一步的，
燃气浓度超过阈值时启动蜂鸣器报警，通过NBIOT模块向云端服务软件发送报警信息。
燃气报警器有三种工作模式：自检模式、待机模式、报警模式。
当燃气报警器装入电池后首先进入自检模式，自检模式下蜂鸣器长响30秒,报警指示灯以1秒为周期红绿色交替闪烁30秒。
随后燃气报警器进入待机模式，待机模式下报警指示灯闪绿色，10秒钟闪烁一次，随后指示灯保持长灭状态。
当房间内发生燃气泄漏时，空气中燃气浓度超过MCU程序中设定的阈值时，燃气报警器进入报警模式，启动报警装置，同时唤醒NBIOT通信模块向云端服务软件发送报警信息，在报警模式下燃气报警器的报警装置长响，红色报警指示灯以1秒为周期闪烁。
再进一步的，
在待机模式下，燃气报警器内的NBIOT通信模块处于低功耗休眠状态，MCU也处于低功耗休眠状态下，在待机模式下MCU每隔20s从低功耗休眠状态下唤醒一次，通过内置的燃气传感器定时检测空气中的燃气浓度。
当燃气泄漏被发现并控制，燃气浓度低于MCU程序中设定的阈值时，燃气报警器恢复到待机模式，NBIOT通信模块恢复至低功耗休眠状态。
当收到燃气报警器传来的报警信息包时，云端服务软件解析收到的报警信息数据，通过获取报警信息中的设备序列号能够立即检索出数据库中登记的该设备的联系人信息及手机号，并启动短信报警服务。向该手机号以30s为一个周期连续发送报警短信，直到该用户登录微信小程序，确认收到报警信息为止。
再进一步的，
微信小程序前端显示每个燃气报警器有三种状态属性，分别是在线状态、报警状态、电量状态。
燃气报警器的在自检模式下，向云端服务软件发起连接，云服务端软件解析收到的连接信息，将设备的在线状态标记为“在线”。
之后燃气报警器每隔半小时向云端服务软件发送一组心跳数据包，以标识设备的在线状态，当云端服务软件连续两个小时没有收到燃气报警器发来的心跳数据包时，则会将该燃气报警器的在线状态标记“离线”。
当燃气报警器处于待机状态时，云端服务软件将设备的报警状态标记为“正常”；当燃气报警器进入报警模式时，报警器向云端服务软件发送报警信息，云端服务软件解析报警信息，并将燃气报警器的状态标记为“发生泄漏”。
当燃气报警器的电池电量低于MCU程序中设置的阈值时，燃气报警器也会唤醒NBIOT模块，向云端服务软件发送低压预警信息，云端服务软件解析收到的数据，将燃气传感器的电量状态标记为“电池欠压”，并向联系人发送信息，提醒用户更换电池或充电。
当燃气报警器的电池电量大于MCU程序中设置的阈值时，云端服务软件将设备的电量状态标记为“电量充足”。
附图说明
图1是本发明的硬件工作框图；
图2是本发明的工作示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
由内部集成NBIOT通信模块的燃气报警器和云端服务软件组成，云端服务软件为B/S架构，通过微信小程序访问。
燃气报警器有三种工作模式，分别是自检模式，待机模式和报警模式。当燃气报警器装入电池后首先进入自检模式，自检模式下蜂鸣器长响30秒,报警指示灯以1秒为周期红绿色交替闪烁30秒。随后燃气报警器进入待机模式，待机模式下报警指示灯闪绿色，10秒钟闪烁一次，随后指示灯保持长灭状态。在待机模式下，燃气报警器内的NBIOT通信模块处于低功耗休眠状态，MCU也处于低功耗休眠状态下，在待机模式下MCU每隔20s从低功耗休眠状态下唤醒一次，通过内置的燃气传感器定时检测空气中的燃气浓度，当房间内发生燃气泄漏时，空气中燃气浓度超过MCU程序中设定的阈值时，燃气报警器进入报警模式，启动蜂鸣器报警，同时唤醒NBIOT通信模块向云端服务软件发送报警信息，在报警模式下燃气报警器的蜂鸣器长响，红色报警指示灯以1秒为周期闪烁。当燃气泄漏被发现并控制，燃气浓度低于MCU程序中设定的阈值时，燃气报警器恢复到待机模式，NBIOT通信模块恢复至低功耗休眠状态。
云端服务软件，部署在云服务器端，为B/S架构，通过微信小程序访问；用户可在软件内录入燃气报警器名片标签上的设备信息，包括序列号、mac地址、设备名称等信息，完成设备的登记注册。可为该设备添加联系人，添加联系人手机号。完成以上登记注册步骤后，云服务软件将以上信息写入后台数据库，当收到燃气报警器传来的报警信息包时，云端服务软件解析收到的报警信息数据，通过获取报警信息中的设备序列号能够立即检索出数据库中登记的该设备的联系人信息及手机号，并启动短信报警服务，向该手机号以30s为一个周期连续发送报警短信。直到该用户登录微信小程序，确认收到报警信息为止。
微信小程序前端显示每个燃气报警器有三种状态属性，分别是在线状态、报警状态、电量状态。
燃气报警器的在自检模式下，向云端服务软件发起连接，云服务端软件解析收到的连接信息，将设备的在线状态标记为“在线”。之后燃气报警器每隔半小时向云端服务软件发送一组心跳数据包，以标识设备的在线状态，当云端服务软件连续两个小时没有收到燃气报警器发来的心跳数据包时，则会将该燃气报警器的在线状态标记“离线”。当燃气报警器处于待机状态时，云端服务软件将设备的报警状态标记为“正常”；当燃气报警器进入报警模式时，报警器向云端服务软件发送报警信息，云端服务软件解析报警信息，并将燃气报警器的状态标记为“发生泄漏”。
当燃气报警器的电池电量低于MCU程序中设置的阈值时，燃气报警器也会唤醒NBIOT模块，向云端服务软件发送低压预警信息，云端服务软件解析收到的数据，将燃气传感器的电量状态标记为“电池欠压”，并启动短信服务模块，向联系人发送信息，提醒用户更换电池。当燃气报警器的电池电量大于MCU程序中设置的阈值时，云端服务软件将设备的电量状态标记为“电量充足”。
燃气报警器硬件电路上由燃气传感器采集电路、蜂鸣器报警电路、指示灯状态电路、锂电池供电电路、NBIOT无线通信电路组成，硬件整体结构如图1所示，安装在需要预警的房间屋顶的位置，实现燃气浓度数据的采集，当燃气浓度超过阈值时启动蜂鸣器报警，并通过NBIOT模块向云端服务软件发送报警信息。
云端服务软件可以部署在公有云或者私有云，实现NBIOT型燃气报警器设备登记的注册、联系人管理、电量数据显示、短信报警等功能。系统整体结构如图2所示。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种基于NBIOT通信的燃气报警系统，其特征在于，
由内部集成NBIOT通信模块的燃气报警器和云端服务软件组成；
NBIOT通信模块，将燃气报警信息无线传输到云端服务软；
云端服务软件，部署在云服务器端，为B/S架构，通过微信小程序访问。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，
燃气浓度超过阈值时启动蜂鸣器报警，通过NBIOT模块向云端服务软件发送报警信息。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，
燃气报警器有三种工作模式：自检模式、待机模式、报警模式；
当燃气报警器装入电池后首先进入自检模式，自检模式下蜂鸣器长响30秒,报警指示灯以1秒为周期红绿色交替闪烁30秒；
随后燃气报警器进入待机模式，待机模式下报警指示灯闪绿色，10秒钟闪烁一次，随后指示灯保持长灭状态；
当房间内发生燃气泄漏时，空气中燃气浓度超过MCU程序中设定的阈值时，燃气报警器进入报警模式，启动报警装置，同时唤醒NBIOT通信模块向云端服务软件发送报警信息，在报警模式下燃气报警器的报警装置长响，红色报警指示灯以1秒为周期闪烁。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，
在待机模式下，燃气报警器内的NBIOT通信模块处于低功耗休眠状态，MCU也处于低功耗休眠状态下，在待机模式下MCU每隔20s从低功耗休眠状态下唤醒一次，通过内置的燃气传感器定时检测空气中的燃气浓度。
5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，
当燃气泄漏被发现并控制，燃气浓度低于MCU程序中设定的阈值时，燃气报警器恢复到待机模式，NBIOT通信模块恢复至低功耗休眠状态。
6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，
当收到燃气报警器传来的报警信息包时，云端服务软件解析收到的报警信息数据，通过获取报警信息中的设备序列号能够立即检索出数据库中登记的该设备的联系人信息及手机号，并启动短信报警服务。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，
向该手机号以30s为一个周期连续发送报警短信，直到该用户登录微信小程序，确认收到报警信息为止。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，
微信小程序前端显示每个燃气报警器有三种状态属性，分别是在线状态、报警状态、电量状态；
燃气报警器的在自检模式下，向云端服务软件发起连接，云服务端软件解析收到的连接信息，将设备的在线状态标记为“在线”；
之后燃气报警器每隔半小时向云端服务软件发送一组心跳数据包，以标识设备的在线状态，当云端服务软件连续两个小时没有收到燃气报警器发来的心跳数据包时，则会将该燃气报警器的在线状态标记“离线”；
当燃气报警器处于待机状态时，云端服务软件将设备的报警状态标记为“正常”；当燃气报警器进入报警模式时，报警器向云端服务软件发送报警信息，云端服务软件解析报警信息，并将燃气报警器的状态标记为“发生泄漏”；
当燃气报警器的电池电量低于MCU程序中设置的阈值时，燃气报警器也会唤醒NBIOT模块，向云端服务软件发送低压预警信息，云端服务软件解析收到的数据，将燃气传感器的电量状态标记为“电池欠压”，并向联系人发送信息，提醒用户更换电池或充电；
当燃气报警器的电池电量大于MCU程序中设置的阈值时，云端服务软件将设备的电量状态标记为“电量充足”。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115512509A (zh) * 2022-09-23 2022-12-23 山东浪潮科学研究院有限公司 一种烟感报警系统及装置

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