CN214312014U - 一种基于NB-IoT传输技术的报警器 - Google Patents

Abstract

一种基于NB‑IoT传输技术的报警器，包括有窄带物联网通讯单元，窄带物联网通讯单元内的TTS语音转换电路通过脉冲编码调制器与编码译码器相连；编码译码器与喇叭相连；窄带物联网通讯单元内的射频与天线接口相连；窄带物联网通讯单元内的SIM电路与SIM卡相连；窄带物联网通讯单元还与LED、电源键、复位键、电源管理集成电路相连；电源管理集成电路与电源相连；具有NB‑IoT网络广覆盖、低功耗、海量连接以及低成本的特点。

Description

一种基于NB-IoT传输技术的报警器

技术领域

本实用新型属于物联网技术领域领域，具体涉及一种基于 NB-IoT传输技术的报警器。主要应用于自然灾害监测预警系统、地质灾害监测预警系统、山洪灾害监测预警系统、紧急避险预警系统、突发公共事件等预报预警系统，实现快速响应、大范围、高并发的声光及语音报警。

背景技术

目前我国正在逐步完善多种监测预警系统、突发公共事件的应急机制，在已经完成和建设中的山洪灾害监测预警系统、地质灾害监测预警系统等的预警预报方式大多采用手机APP、短信、预警广播及大屏幕显示方式。存在的主要问题为：手机端安装APP，虽然手机应用非常普遍，几乎人手一机，部分人群拥有2两部同时使用的手机，对手机的操作和使用也非常熟练。但是对于灾害类的预警预报APP软件只有部分相关管理人员和监测员安装，再接收到预警信息后，需要进行二次转发，工作量较大也不能及时将预警信息发布到灾害威胁的群众，即使让所有受灾害威胁的群众都安装APP软件，由于该软件尽在灾害即将发生时才会发出相关信息，大多数时间均为待机状态，容易被普通群众忽略相关信息，甚至在长期不使用该软件而被卸载，从而失去获得预警信息。

短信方式的优势是可以无差别的将预警信息发送的受灾害威胁的区域，只要在三大运营商基站信号覆盖的受灾害威胁的区域人员都可以收到报警信息。监测预警平台需要和3大运营商的短信网关进行对接，成本和费用问题较高。短消息发出后，区域内容的人员受容量限制，接收报警信息有时间差，后接到的报警信息的人员不利于及时转移和避险。

预警广播和大屏幕主要安装在公共区域，建设成本高，需要长期人员维护和看护，信息发布时需要管理人员进行操作，信息在局部和特定的区域内传输，响应速度慢，发布区域受限，尤其在夜间信息发布效果较差。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种基于NB-IoT传输技术的报警器，该设备集成NB-IoT通讯模块、TTS 文本到语音模块、内置喇叭、4色LED灯、220v五孔多功能插件、 USB充电模块，架设报警器设备附近的NB-IoT基站、提供无线网络环境的物联网网络、可连接所述网络的预警发布平台；具有NB-IoT 网络广覆盖、低功耗、海量连接以及低成本的特点。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种基于 NB-IoT传输技术的报警器，包括有窄带物联网通讯单元，窄带物联网通讯单元内的TTS语音转换电路通过脉冲编码调制器PCM与编码译码器相连；编码译码器与喇叭相连；窄带物联网通讯单元内的射频与天线接口相连；窄带物联网通讯单元内的SIM电路与SIM卡相连；窄带物联网通讯单元还与LED灯、电源键、复位键、电源管理集成电路相连；电源管理集成电路与电源相连。

所述的窄带物联网通讯单元设有USB接口电路。

所述的LED灯包括红、橙、黄、蓝四种颜色的灯。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型主要涉及终端报警问题，将家用电器、办公用电器、报警模块、NB-LOT通信模块、TTS相结合，解决预警信息接收不及时、建设成本高、维护成本高等问题，适合大面积部署能够接收多平台的灾害预警预报信息。

本实用新型以插线板为基础，利用NB-IoT网络广覆盖、低功耗、海量连接的能力以及低成本的特点，结合TTS文本到语音模块，将各类预警平台发过来的文本预警信息转换为语音，由内置的喇叭播放出来，同时启动相应级别的颜色的LED灯，实现预警信息的本地声光报警功能。同时提供普通插线板的功能，并提供3个USB充电口。

NB-IoT指窄带物联网(Narrow Band-Internet ofThings)技术。基于蜂窝的窄带物联网(Narrow Band Internet ofThings,NB-IoT)成为万物互联网络的一个重要分支。NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约 180KHZ的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级。NB-loT具备四大特点:一是广覆盖，将提供改进的室内覆盖，在同样的频段下，NB-loT比现有的网络增益20dB，覆盖面积扩大100倍；二是具备支撑海量连接的能力， NB-loT—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；三是更低功耗，NB-loT 终端模块的待机时间可长达10年；四是更低的模块成本，企业预期的单个接连模块不超过50元。

TTS是Text To Speech的缩写，即“从文本到语音”，是人机对话的一部分，让机器能够说话。它是同时运用语言学和心理学的杰出之作，在内置芯片的支持之下，通过神经网络的设计，把文字智能地转化为自然语音流。TTS技术对文本文件进行实时转换。在其智能语音控制器作用下，文本输出的语音音律流畅，使得听者在听取信息时感觉自然，毫无机器语音输出的冷漠与生涩感。TTS语音合成技术覆盖国标一、二级汉字，具有英文接口，自动识别中、英文，支持中英文混读。所有声音采用真人普通话为标准发音，实现了120-150个汉字/分钟的快速语音合成，朗读速度达3-4个汉字/秒，使用户可以听到清晰悦耳的音质和连贯流畅的语调。它在电子系统中，一般作为下位机，通过串行通信接口，如UART、I2C、或SPI方式，或通过其他通信模式，与上位机或主控CPU进行数据通信，接受主控CPU传送的标准中文文本信息，如UNICODE、GB2312、BIG5等文本信息，并能够将接受的文本信息，以合成语音的方式，驱动发声器——如喇叭发出连续的声音，从而实现让机器实现-像常人一样自然发出念读文本的合成语音。

附图说明

图1为本实用新型的结构原理示意图。

图2为本实用新型的外观图。

图3为本实用新型插拔结构示意图。

图4为本实用新型报警器运行拓扑图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的结构原理和工作原理作进一步详细说明。

参见图1，一种基于NB-IoT传输技术的报警器，包括有窄带物联网通讯单元1，窄带物联网通讯单元1内的TTS语音转换电路2通过脉冲编码调制器(PCM)3与编码译码器4相连；编码译码器4与喇叭5相连；窄带物联网通讯单元1内的射频6与天线接口7相连；窄带物联网通讯单元1内的SIM电路8与SIM卡9相连；窄带物联网通讯单元1还与LED10、电源键11、复位键12、电源管理集成电路13相连；电源管理集成电路13与电源相连。

所述的窄带物联网通讯单元1设有USB接口电路。

参见图2，所述的LED10包括红、橙、黄、蓝四种颜色的灯。 NB-IoT网络灯与窄带物联网通讯单元相连。

参见图3，以普通插线板为基础，有电源开关及220V插孔，在线路上连接报警电路板及USB电路板，报警电路板实现预警信息的本地声光报警功能，USB电路板实现USB空充电功能。

参见图4，本实用新型报警器的运行拓扑图，本实用新型的工作原理是：

报警器通过内置的NB-loT通讯单元，利用布设附件NB-loT基站的网络，将报警器在物联网平台上进行注册登记，物联网平台通过内置在报警器上窄带物联网通讯单元1(NB-loT通讯单元)的专属号码进行通讯管理和数据的接收与发送管理。物联网平台和专业部门的监测平台进行互联互通，将报警器的位置信息发送给监测平台，监测平台利用本平台的专业监测和预警功能，将预警信息发送给对应位置地区的报警器，物联网平台接到预警信息和对应的位置的报警器信息后，启动通讯数据发送，将专业监测平台发来的报警信息，利用 NB-loT基站的网络，以报警器专用通信数据格式发送给对应专属号码的NB-loT通讯单元，从而实现报警器接收到专业监测平台发来的报警信息。接收到信息后，利用TTS语音转换电路将文本信息转换为语音信息，通过喇叭播放出来，同时启动对应的LED灯闪烁，从而实现预警信息的声光报警功能。

基于上述NB-loT技术的优点和TTS语音单元的特点，本实用新型将报警器的通讯模块设置成为了窄带物联网通讯单元1(NB-loT 通讯单元)，通过NB-loT通讯单元来进行数据通信，在报警器的附近还会架设有NB-loT基站，NB-loT通讯单元在接收到物联网平台发送的数据以后，在嵌入式CPU的控制下将通信数据信息转换为文本信息发送给TTS语音转换电路，TTS语音转换电路将文本信息转换成语音信息后，通过内置喇叭播放出来，同时在CPU的控制下启动相应等级颜色的LED灯进行闪烁，实现相应预警信息的声光报警功能。

参见图2，本实用新型置于插板内，在具有报警信息发送的功能同时，提供传统的插线板功能和USB充电功能，较好的结合目前用电设备较多，手机用户普及的现象，该设备便于部署在任何一个需要使用220v插电的公共场所，同时也适合布设在居家内。覆盖面广，性价比高，全天候可以供电，设备供电有保障，也适合夜间给手机充电，离人群较近，能够及时准确的保障接收的预警信息。

本实用新型的蜂窝物联网可以采用3G、4G、5G网络也可以采用如网络，例如GSM网络、UMTS网络或TD-LTE网络。

本实用新型的基于插线板也可以采用墙插、灯具、无线路由器、语音对讲器、视频对讲机等。

以上的具体实施例仅用以举例说明本实用新型的构思，本领域的普通技术人员在本实用新型的构思下可以做出多种变形和变化，这些变形和变化均包括在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于NB-IoT传输技术的报警器，其特征在于，包括有窄带物联网通讯单元（1），窄带物联网通讯单元（1）内的TTS语音转换电路（2）通过脉冲编码调制器PCM（3）与编码译码器（4）相连；编码译码器（4）与喇叭（5）相连；窄带物联网通讯单元（1）内的射频（6）与天线接口（7）相连；窄带物联网通讯单元（1）内的SIM电路（8）与SIM卡（9）相连；窄带物联网通讯单元（1）还与LED灯（10）、电源键（11）、复位键（12）、电源管理集成电路（13）相连；电源管理集成电路（13）与电源相连。

2.根据权利要求1所述的一种基于NB-IoT传输技术的报警器，其特征在于，所述的窄带物联网通讯单元（1）设有USB接口电路。

3.根据权利要求1所述的一种基于NB-IoT传输技术的报警器，其特征在于，所述的LED灯（10）包括红、橙、黄、蓝四种颜色的灯。

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