CN208000666U - 一种基于NB-IoT无线烟感探测器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于NB‑IoT无线烟感探测器，包括：报警主控芯片，调试按钮，微控制器，烟雾传感器，引脚，NB‑IoT无线通信模块以及蜂鸣器；所述报警主控芯片分别与调试按钮、烟雾传感器以及蜂鸣器连接；所述微控制器分别与引脚、NB‑IoT无线通信模块连接。本实用新型的有益效果：能够代替现有的无线烟感探测器，实时、准确地检测出空气中烟雾浓度，一旦烟雾浓度超过报警阈值时发出加密的报警信号，从而降低火灾隐患，减少经济损失，保障家庭住宅的安全；接入能力强、通信距离长，抗干扰性强，通信安全，易于推广应用。

Description

一种基于NB-IoT无线烟感探测器

技术领域

本实用新型涉及烟雾检测技术领域，具体来说，涉及一种基于NB-IoT无线烟感探测器。

背景技术

在我国，建筑物火灾的发生率一直居高不下，主要是由于不能及时发现火灾隐患。烟感探测器作为一种预防火灾的常用装置，通过传感器和芯片来检测环境中烟雾的浓度变化，当烟雾浓度达到一定的范围时，探测器会及时给出相应的灯光和声音报警信号，从而实现烟雾报警，防止火灾事件的发生，减少财产损失和保护生命。

现有烟雾探测器可分为有线和无线两类。有线烟感探测器涉及到网络的安装，使用成本高昂，安装过程中需要大面积布线，需要做到强弱电隔离，接线方式，需要严格符合相关标准，对应用环境有一定的要求，布线十分复杂；如果有一个探测器使用过程中出现故障需要大面积排查，安装和检修成本比较高。中国专利CN105118223公布了一种无线光电式烟感探测器，采用433MHz通讯频段来进行信号传输，但传输距离通常在建筑物内只有50-100m，功耗消耗比较大，而且接入到无线网关的烟感探测器数量约200个，网络连接也易受干扰，面临着被窃听和干扰的风险。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

针对相关技术中的上述技术问题，本实用新型提出一种基于NB-IoT无线烟感探测器，能够实现较长的传输距离、降低功耗，有效推送报警信息。

为实现上述技术目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种基于NB-IoT无线烟感探测器，包括：报警主控芯片，调试按钮，微控制器，烟雾传感器，引脚，NB-IoT无线通信模块以及蜂鸣器；

所述报警主控芯片由9V直流电压供电，用于完成烟雾报警器相关处理操作，分别与调试按钮、烟雾传感器以及蜂鸣器连接，接收来着烟雾传感器或调试按钮的开关量信号，并在报警时控制蜂鸣器响、LED指示灯亮，通过外部中断唤醒微控制器；

所述蜂鸣器由9V直流电压供电，接受来自报警主控芯片的控制命令，当报警主控芯片收到烟雾传感器的报警信息时，会控制蜂鸣器发出声音报警；

所述微控制器由3.3V直流电压供电，分别与引脚、NB-IoT无线通信模块连接，微控制器在报警时唤醒，控制NB-IoT无线通信模块发送警报信息；

所述NB-IoT无线通信模块由3.1~4.2V的直流供电，通过三极管电路与微控制器连接，用于加密并传递报警信号给无线网关，无线网关会将加密的报警信息发送到后台服务器，从而后台服务器将后台服务器通过手机app向实时推送报警信息，使住宅人员能及时采取措施，从而降低火灾隐患，保障建筑物安全。

进一步的，所述报警主控芯片、所述微控制器与9V直流输入之间设置有二极管，所述二极管单向导通，可防止无线烟感探测器装置的锂电池反接时出现的线路故障问题。

进一步的，所述微控制器通过变压电路与二极管连接，所述变压电路用于将9V电压降至3.3V。

进一步的，所述报警主控芯片和所述微控制器由锂电池进行供电。

进一步的，所述报警主控芯片连接有LED指示灯，所述LED指示灯由9V直流电压供电，灯亮表示本报警器正在向无线网关设备发射报警信号。

本实用新型的有益效果：能够代替现有的无线烟感探测器，实时、准确地检测出空气中烟雾浓度，一旦烟雾浓度超过报警阈值时发出加密的报警信号，从而降低火灾隐患，减少经济损失，保障家庭住宅的安全。该无线烟感探测器装置接入能力强、通信距离长，抗干扰性强，通信安全，易于推广应用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本实用新型实施例所述的一种基于NB-IoT无线烟感探测器的结构示意图；

图中：

1-二极管；2-报警主控芯片；3-调试按钮；4-微控制器；5-烟雾传感器；6-引脚；7-NB-IoT无线通信模块；8- LED指示灯；9-蜂鸣器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，根据本实用新型实施例所述的一种基于NB-IoT无线烟感探测器，包括：报警主控芯片2，调试按钮3，微控制器4，烟雾传感器5，引脚6，NB-IoT无线通信模块7以及蜂鸣器9；

所述报警主控芯片2由9V直流电压供电，用于完成烟雾报警器相关处理操作，分别与调试按钮3、烟雾传感器5以及蜂鸣器9连接，接收来着烟雾传感器5或调试按钮3的开关量信号，并在报警时控制蜂鸣器9响、LED指示灯8亮，通过外部中断唤醒微控制器4；

所述蜂鸣器9由9V直流电压供电，接受来自报警主控芯片2的控制命令，当报警主控芯片收到烟雾传感器5的报警信息时，会控制蜂鸣器9发出声音报警；

所述微控制器4由3.3V直流电压供电，分别与引脚6、NB-IoT无线通信模块7连接，微控制器4在报警时唤醒，控制NB-IoT无线通信模块7发送警报信息；

所述NB-IoT无线通信模块7由1.8~3.7V的直流供电，通过三极管电路与微控制器4连接，用于加密并传递报警信号给无线网关，无线网关会将加密的报警信息发送到后台服务器，从而后台服务器将后台服务器通过手机app向实时推送报警信息，使住宅人员能及时采取措施，从而降低火灾隐患，保障建筑物安全。

进一步的，所述报警主控芯片2、所述微控制器4与9V直流输入之间设置有二极管1，所述二极管单向导通，可防止无线烟感探测器装置的锂电池反接时出现的线路故障问题。

进一步的，所述微控制器4通过变压电路与二极管1连接，所述变压电路用于将9V电压降至3.3V。

进一步的，所述报警主控芯片2和所述微控制器4由锂电池进行供电。

进一步的，所述报警主控芯片2连接有LED指示灯8，所述LED指示灯8由9V直流电压供电，灯亮表示本报警器正在向无线网关设备发射报警信号。

为了方便理解本实用新型的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本实用新型的上述技术方案进行详细说明。

在具体使用时，根据本实用新型所述的一种基于NB-IoT无线烟感探测器，接收外界9V锂电池电压输入，所述二极管1单向导通，可防止无线烟感探测器装置的锂电池反接时出现的线路故障问题；

所述报警主控芯片2可采用MC145012芯片，是由9V直流电压供电，主要完成烟雾报警相关处理操作。报警主控芯片2接收来着烟雾传感器5或调试按钮3的开关量信号，并在报警时控制蜂鸣器9响、LED指示灯8亮。当有火灾发生时，烟雾传感器5感应到烟雾浓度增大并发出报警，报警信号传递给报警主控芯片2，报警主控芯片控制蜂鸣器9响、LED指示灯8亮，通过外部中断唤醒微控制器4。

所述微控制器4可采用STM32芯片，由3.3V直流电压供电，通过低压稳压电路LDO连接所述二极管1，其中低压稳压电路将9V电压将至3.3V，微控制器4在报警时被报警主控芯片2发出的外部中断信号唤醒，并控制NB-IoT无线传输模块7发送报警信息。微控制器4只在报警时唤醒，从而降低了能耗。

所述引脚6由3.3V直流供电，总共两排引脚，一排用于程序下载，另一排引脚用于串口调试。

所述NB-IoT无线通信模块7可采用WH-NB 73芯片，由3.1~4.2V的直流供电，通过三极管电路与微控制器4连接，用于加密并传递报警信号给无线网关，无线网关会将加密的报警信息发送到后台服务器，从而后台服务器将后台服务器通过手机app向实时推送报警信息，使住宅人员能及时采取措施，从而降低火灾隐患，保障建筑物安全。NB-IoT无线通信模块7采用了3GPP技术，在同一基站的情况下，NB-IoT 可以比现有无线技术提高 50-100 倍的接入数；NB-IoT室内覆盖能力强，比LTE提升20dB增益，相当于提升了100倍覆盖区域能力；与LoRa相比，NB-IoT无需重新建网，射频和天线基本上都是复用的。

所述LED指示灯8由9V直流电压供电，灯亮即表示本报警器正在向无线网关设备发射报警信号。

所述蜂鸣器9由9V直流电压供电，接受来自报警主控芯片2的控制命令。当报警主控芯片2收到烟雾传感器5的报警信息时，会控制蜂鸣器9发出声音报警。

综上所述，借助于本实用新型的上述技术方案，可达到以下有益效果：

1.能监测空气中的烟雾浓度，一旦检测到烟雾浓度超过设定的阈值，报警信息通过NB-IoT无线通信模块加密后发送给无线网关，无线网关转发到后台服务器，后台服务器通过手机app向实时推送报警信息，使住宅人员能及时采取措施，从而降低火灾隐患，保障建筑物的安全。

2.本实用新型采用了NB-IoT 3GPP技术，其连接数可达10万连接，通信距离可达15km，能提供电信级的可靠性接受，继承4G网络安全能力，支持双向鉴权以及空口严格加密，确保用户数据的安全性，具有超强的抗干扰性，与LoRa相比，NB-IoT无需重新建网，射频和天线基本上都是复用的。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于NB-IoT无线烟感探测器，其特征在于，包括：报警主控芯片（2），调试按钮（3），微控制器（4），烟雾传感器（5），引脚（6），NB-IoT无线通信模块（7）以及蜂鸣器（9）；所述报警主控芯片（2）分别与调试按钮（3）、烟雾传感器（5）以及蜂鸣器（9）连接；所述微控制器（4）分别与引脚（6）、NB-IoT无线通信模块（7）连接。

2.根据权利要求1所述的基于NB-IoT无线烟感探测器，其特征在于，所述报警主控芯片（2）、所述微控制器（4）与9V直流输入之间设置有二极管（1）。

3.根据权利要求2所述的基于NB-IoT无线烟感探测器，其特征在于，所述微控制器（4）通过变压电路与所述二极管（1）连接。

4.根据权利要求1所述的基于NB-IoT无线烟感探测器，其特征在于，所述报警主控芯片（2）和所述微控制器（4）由锂电池进行供电。

5.根据权利要求1所述的基于NB-IoT无线烟感探测器，其特征在于，所述报警主控芯片（2）连接有LED指示灯（8）。

6.根据权利要求1所述的基于NB-IoT无线烟感探测器，其特征在于，所述微控制器（4）与所述NB-IoT无线通信模块（7）之间设置有三极管电路。