CN210442916U - 一种基于nb-iot的烟雾检测报警系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种基于NB‑IOT的烟雾检测报警系统，包括单片机、摄像模块、定位模块、按键电路、LCD显示屏电路、蜂鸣器报警电路、第一指示灯、第二指示灯、NB‑IOT模块、温度采集电路、A/D转换电路、烟雾传感器、继电器控制电路、电池；单片机分别连接摄像模块、定位模块、按键电路、LCD显示屏电路、蜂鸣器报警电路、第一指示灯、NB‑IOT模块、温度采集电路、A/D转换电路、继电器控制电路、电池，烟雾传感器通过A/D转换电路连接单片机、继电器控制电路还连接有第二指示灯。本实用新型提供的基于NB‑IOT的烟雾检测报警系统，能够在较宽的温度范围内工作，具有显示、故障自检、延时报警功能、定位功能及远程实时监控功能，能提高准确性，降低成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及传感器技术领域，具体涉及一种基于NB-IOT的烟雾检测报警系统。
背景技术
随着人类文明的进步和科技的发展，人们的生活越来越美好。但在现代城市家庭里，许多人因不懂家庭安全常识而引起火灾事故，使幸福家庭转眼间毁于一旦，有的甚至导致家破人亡，而且一旦发生居民家庭火灾，处置不当，是造成人员伤亡的重要因素。在一些大城市中，几乎每天都发生家庭火灾，所以防火是每个家庭必须时刻注意的问题，假如能根据家庭的实际情况预先采取简单的防火措施，一些悲剧是完全可以避免的。消防部门的统计显示，在所有的火灾比例中，家庭火灾已经占到了全国火灾的30％左右。家庭起火的种种原因，很多都隐藏在人们根本就注意不到的地方。
为了早期发现火灾和通报火灾，防止和减少火灾危害，保护人身和财产安全，减少这类事故的发生，必须对烟雾进行现场实时监测，采用先进可靠的安全监测仪表，严密监测环境中烟雾的浓度和周围的温度，及早发现事故隐患，防患于未然，采取有效措施，避免事故发生，确保工业安全和家庭生活安全。
实用新型内容
本实用新型提供了一种基于NB-IOT的烟雾检测报警系统，能够在较宽的温度范围内工作，具有显示、故障自检、延时报警功能、定位功能及远程实时监控功能，能提高准确性，降低成本。
本实用新型采用如下技术方案：
一种基于NB-IOT的烟雾检测报警系统，包括单片机、摄像模块、定位模块、按键电路、LCD显示屏电路、蜂鸣器报警电路、第一指示灯、第二指示灯、NB-IOT模块、温度采集电路、A/D转换电路、烟雾传感器、继电器控制电路、电池；所述单片机分别连接所述摄像模块、定位模块、按键电路、LCD显示屏电路、蜂鸣器报警电路、第一指示灯、NB-IOT模块、温度采集电路、A/D转换电路、继电器控制电路、电池，所述烟雾传感器通过所述A/D转换电路连接所述单片机、所述继电器控制电路还连接有第二指示灯。
进一步地，所述烟雾传感器为MQ-2型烟雾传感器。
MQ-2型烟雾传感器具备灵敏度高、响应快、抗干扰能力强、寿命长的优点。
进一步地，所述单片机为AT89S52单片机。
进一步地，所述温度采集电路采用DS18B20温度传感器采集温度数据。
与传统的热敏电阻等测温元件相比，DS18B20温度传感器能够直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现9-12位的数字值读数方式。
进一步地，所述按键电路包括第二按键、第三按键、第四按键，所述第二按键为调整键，所述第三按键为减小键，所述第四按键为增大键。
进一步地，所述摄像模块包括摄像节点一、摄像节点二、摄像节点三。
进一步地，所述定位模块为北斗定位或GPS定位。
进一步地，所述LCD显示屏电路采用LCD1602显示屏。
进一步地，所述第一指示灯和第二指示灯为LED指示灯。
进一步地，所述单片机包括第一芯片U1、复位按键S1、第一到第三电容C1-C3、第一晶体振荡器Y1、第一电容R1、第二电容R2；所述A/D转换电路包括第三连接器J3、第一连接器JP1、电阻RP，所述第三连接器为烟雾传感器的连接器，所述第一连接器为A/D转换器的连接器；所述温度采集电路包括DS18B20温度传感器、第二十二电阻R22；所述LCD显示屏电路包括第二连接器JP2、第三电阻RP3；所述蜂鸣器报警电路包括第五三极管Q5、第七电阻R7、蜂鸣器LS；所述继电器控制电路包括第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第六三极管Q6、第一二极管D1、第二二极管D2，所述第二二极管D2为发光二极管；所述按键电路包括第三到第五电阻R3-R5、第二按键S2、第三按键S3、第四按键S4。
本实用新型的有益效果为：
(1)采用MQ-2烟雾传感器和DS18B20温度传感器及单片机，实现了对一定范围内烟雾浓度和温度的实时监测。
(2)烟雾传感器保证所采集的烟雾浓度信号的准确性和可靠性，它能够将气体的种类及其浓度有关的信息转换为电信号，根据这些电信号的强弱就可以获得与待测气体在环境中存在的情况有关的信息，从而达到检测的功能。
(3)按键电路配合蜂鸣器报警电路，通过第二按键、第三按键、第四按键设置系统报警限值，实现烟雾检测报警功能。
(4)本系统采用NB-IOT作为无线传输模块，无需走线，采用基于三大运营商的NB-IOT无线网络，定位模块能够及时定位，摄像模块能够对现场状况进行监测，通过LCD显示屏将监测到的图像反映出来，可以更大程度的防止火灾发生，具有方便、廉价的特点。
附图说明
图1为本实用新型一种基于NB-IOT的烟雾检测报警系统的结构示意图。
图2为本实用新型中单片机的放大电路连接图。
图3为本实用新型中A/D转换电路的放大电路连接图。
图4为本实用新型中温度采集电路的放大电路连接图。
图5为本实用新型中LCD显示屏电路的放大电路连接图。
图6为本实用新型中蜂鸣器报警电路的放大电路连接图。
图7为本实用新型中继电器控制电路的放大电路连接图。
图8为本实用新型中按键电路的放大电路连接图。
附图中，单片机1、温度采集电路2、NB-IOT模块3、第一指示灯4、蜂鸣器报警电路5、LCD显示屏电路6、按键电路7、定位模块8、摄像模块9、电池10、继电器控制电路11、第二指示灯12、烟雾传感器13、A/D转换电路14。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。
如图1所示，本实用新型提供了一种基于NB-IOT的烟雾检测报警系统，包括单片机1、摄像模块9、定位模块8、按键电路7、LCD显示屏电路6、蜂鸣器报警电路5、第一指示灯4、第二指示灯12、NB-IOT模块3、温度采集电路2、A/D转换电路14、烟雾传感器13、继电器控制电路11、电池10。
单片机1分别连接摄像模块9、定位模块8、按键电路7、LCD显示屏电路6、蜂鸣器报警电路5、第一指示灯4、NB-IOT模块3、温度采集电路2、A/D转换电路14、继电器控制电路11、电池10，烟雾传感器13通过A/D转换电路14连接单片机1、继电器控制电路11还连接有第二指示灯12。
烟雾传感器13为MQ-2型烟雾传感器，MQ-2型烟雾传感器具备灵敏度高、响应快、抗干扰能力强、寿命长的优点。
单片机1为AT89S52单片机，定位模块8为北斗定位或GPS定位，LCD显示屏电路6采用LCD1602显示屏，第一指示灯4和第二指示灯12为LED指示灯，
温度采集电路2采用DS18B20温度传感器采集温度数据；与传统的热敏电阻等测温元件相比，DS18B20温度传感器能够直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现9-12位的数字值读数方式。
按键电路7包括第二按键、第三按键、第四按键，第二按键为调整键，第三按键为减小键，第四按键为增大键；第二按键调整键，按一下调整烟雾报警限值，按第二下调整温度报警下限值，按第三下调整烟雾报警上限值，按第四下取消光标显示，LCD显示屏恢复正常显示。
摄像模块9包括摄像节点一、摄像节点二、摄像节点三，通过设置的摄像模块9，能够对现场的状况进行监测，通过LCD显示屏将监测到的图像反映出来。
采用NB-IOT模块3进行通讯，由于NB-IoT模块是通过三大运营商的基站进行数据传输的，所以基站运营商已经建好，数据走运营商网络，可以类比为目前的手机3/4G上网，价格上便宜，而且覆盖范围广，将提供改进的室内覆盖，在同样的频段下，NB-IoT比现有的网络增益20dB，相当于提升了100倍覆盖区域的能力；而且具备支撑海量连接的能力，NB-IoT一个扇区能够支持10万个连接，支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构；另外，更低功耗，NB-IoT终端模块的待机时间可长达10年。
如图2所示，单片机1包括第一芯片U1、复位按键S1、第一到第三电容C1-C3、第一晶体振荡器Y1、第一电容R1、第二电容R2。本实施例中，第一电容C1大小为33P，第二电容C2大小为33P，第三电容C3大小为10uf，第一晶体振荡器大小为12MHZ，第一电容R1大小为220，第二电容R2大小为1K。
如图3所示，A/D转换电路14包括第三连接器J3、第一连接器JP1、电阻RP，第三连接器为烟雾传感器13的连接器，第一连接器为A/D转换器的连接器。本实施例中，电阻RP的大小为10K。
如图4所示，温度采集电路2包括DS18B20温度传感器、第二十二电阻R22。本实施例中，第二十二电阻R22大小为4.7K。
如图5所示，LCD显示屏电路6包括第二连接器JP2、第三电阻RP3。
如图6所示，蜂鸣器报警电路5包括第五三极管Q5、第七电阻R7、蜂鸣器LS。本实施例中，第七电阻R7大小为5.6K。
如图7所示，继电器控制电路11包括第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第六三极管Q6、第一二极管D1、第二二极管D2，第二二极管D2为发光二极管。本实施例中，第二十电阻R20大小为220，第二十一电阻R21大小为1K，第一二极管D1采用IN4007。
如图8所示，按键电路7包括第三到第五电阻R3-R5、第二按键S2、第三按键S3、第四按键S4。本实施例中，第三到第五电阻R3-R5的大小均为10K。
本实用新型的工作过程为：本系统上电后，第一指示灯4常亮绿色，表明系统无故障，可正常工作，通过第二按键，第三按键，第四按键设置烟雾报警限值和温度报警限值。烟雾传感器13采集烟雾信号，转化为模拟的电信号，A/D转换电路14将该模拟的电信号转换成单片机1可识别的数字信号进行数据分析，判断是否大于预设值，如果大于等于预设值，则蜂鸣器报警，继电器控制电路11工作，带动第二指示灯12亮红色，第一指示灯4灭，摄像模块9采集监测画面、浓度级别和温度值显示在LCD显示屏中，定位模块8进行定位，通过NB-IOT模块3将位置信息、监测画面信息、浓度级别和温度值传输到移动终端。
温度采集电路2采集外界温度，将温度数据直接发送到单片机1中，对数据进行处理分析，如果温度高于设定的温度报警上限或低于下限，蜂鸣器报警，继电器控制电路11工作，带动第二指示灯12亮红色，第一指示灯4灭，摄像模块9采集监测画面、浓度级别和温度值显示在LCD显示屏中，定位模块8进行定位，通过NB-IOT模块3将位置信息、监测画面信息、浓度级别和温度值传输到移动终端。
本实用新型的有益效果为：
(1)采用MQ-2烟雾传感器和DS18B20温度传感器及单片机，实现了对一定范围内烟雾浓度和温度的实时监测。
(2)烟雾传感器保证所采集的烟雾浓度信号的准确性和可靠性，它能够将气体的种类及其浓度有关的信息转换为电信号，根据这些电信号的强弱就可以获得与待测气体在环境中存在的情况有关的信息，从而达到检测的功能。
(3)按键电路配合蜂鸣器报警电路，通过第二按键、第三按键、第四按键设置系统报警限值，实现烟雾检测报警功能。
(4)本系统采用NB-IOT作为无线传输模块，无需走线，采用基于三大运营商的NB-IOT无线网络，定位模块能够及时定位，摄像模块能够对现场状况进行监测，通过LCD显示屏将监测到的图像反映出来，可以更大程度的防止火灾发生，具有方便、廉价的特点。
本系统中涉及到的相关模块均为硬件系统模块或者为现有技术中计算机软件程序或协议与硬件相结合的功能模块，该功能模块所涉及到的计算机软件程序或协议的本身均为本领域技术人员公知的技术，其不是本系统的改进之处；本系统的改进为各模块之间的相互作用关系或连接关系，即为对系统的整体的构造进行改进，以解决本系统所要解决的相应技术问题。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (10)
1.一种基于NB-IOT的烟雾检测报警系统，其特征在于，包括单片机、摄像模块、定位模块、按键电路、LCD显示屏电路、蜂鸣器报警电路、第一指示灯、第二指示灯、NB-IOT模块、温度采集电路、A/D转换电路、烟雾传感器、继电器控制电路、电池；所述单片机分别连接所述摄像模块、定位模块、按键电路、LCD显示屏电路、蜂鸣器报警电路、第一指示灯、NB-IOT模块、温度采集电路、A/D转换电路、继电器控制电路、电池，所述烟雾传感器通过所述A/D转换电路连接所述单片机、所述继电器控制电路还连接有第二指示灯。
2.根据权利要求1所述的一种基于NB-IOT的烟雾检测报警系统，其特征在于，所述烟雾传感器为MQ-2型烟雾传感器。
3.根据权利要求1所述的一种基于NB-IOT的烟雾检测报警系统，其特征在于，所述单片机为AT89S52单片机。
4.根据权利要求1所述的一种基于NB-IOT的烟雾检测报警系统，其特征在于，所述温度采集电路采用DS18B20温度传感器采集温度数据。
5.根据权利要求1所述的一种基于NB-IOT的烟雾检测报警系统，其特征在于，所述按键电路包括第二按键、第三按键、第四按键，所述第二按键为调整键，所述第三按键为减小键，所述第四按键为增大键。
6.根据权利要求1所述的一种基于NB-IOT的烟雾检测报警系统，其特征在于，所述摄像模块包括摄像节点一、摄像节点二、摄像节点三。
7.根据权利要求1所述的一种基于NB-IOT的烟雾检测报警系统，其特征在于，所述定位模块为北斗定位或GPS定位。
8.根据权利要求1所述的一种基于NB-IOT的烟雾检测报警系统，其特征在于，所述LCD显示屏电路采用LCD1602显示屏。
9.根据权利要求1所述的一种基于NB-IOT的烟雾检测报警系统，其特征在于，所述第一指示灯和第二指示灯为LED指示灯。
10.根据权利要求1所述的一种基于NB-IOT的烟雾检测报警系统，其特征在于，
所述单片机包括第一芯片U1、复位按键S1、第一到第三电容C1-C3、第一晶体振荡器Y1、第一电容R1、第二电容R2；
所述A/D转换电路包括第三连接器J3、第一连接器JP1、电阻RP，所述第三连接器为烟雾传感器的连接器，所述第一连接器为A/D转换器的连接器；
所述温度采集电路包括DS18B20温度传感器、第二十二电阻R22；
所述LCD显示屏电路包括第二连接器JP2、第三电阻RP3；
所述蜂鸣器报警电路包括第五三极管Q5、第七电阻R7、蜂鸣器LS；
所述继电器控制电路包括第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第六三极管Q6、第一二极管D1、第二二极管D2，所述第二二极管D2为发光二极管；
所述按键电路包括第三到第五电阻R3-R5、第二按键S2、第三按键S3、第四按键S4。
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|---|---|---|---|---|
| CN111862520A (zh) * | 2020-08-19 | 2020-10-30 | 泰州广亿净环保科技有限公司 | 一种烟雾报警器、终端设备及系统 |
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