CN214847029U - 一种基于NB-IoT技术的室内火灾监测预警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于NB‑IoT技术的室内火灾监测预警装置，具体涉及火灾预防技术领域，包括基板，所述基板的前侧面以及后侧面的两端均固定设有安装耳板，所述基板远离待安装墙面的一侧固定安装有控制箱、设备箱、备用电源、传感器组、声光报警器和灭火物箱，且控制箱与设备箱之间通过导线相连接，备用电源与控制箱之间通过导线相连接。本实用新型能够在火灾初期采集较为全面的现场数据，并利用NB‑IoT技术将数据传送至云平台，结合基于神经网络、D‑S证据理论的数据处理算法进行数据处理，以使得预警准确而快速，且在火灾确定的同时，装置会自动报警以通知相关人员并开启警报器与简易灭火装置，真正做到了火灾的监测与处理。

Description

一种基于NB-IoT技术的室内火灾监测预警装置

技术领域

本实用新型涉及火灾预防技术领域，更具体地说，本实用涉及一种基于NB-IoT技术的室内火灾监测预警装置。

背景技术

火灾是最经常、最普遍地威胁公众安全和社会发展的主要灾害之一，虽然近年来，我国智能火灾监测预警正在快速发展、逐渐完善，但市面上现行的独立火灾监测预警装置质量参差不齐，存在着传感器件探测的参数较少、各种算法的准确性不高、无线通讯质量较差等不足，火灾自动报警装置难以准确判定现场各项数据，从而造成迟报、误报、漏报情况较多，且在监测到火灾时多是只有自动报警功能，而未在初期对火灾现场进行灭火处理。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

实用新型内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型的实施例提供一种基于NB-IoT技术的室内火灾监测预警装置，本实用新型所要解决的技术问题是：如何实现对火灾现场各项数据进行实时监测、预警，并对初期的火灾现场进行灭火处理。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于NB-IoT技术的室内火灾监测预警装置，包括基板，所述基板的前侧面以及后侧面的两端均固定设有安装耳板，所述基板远离待安装墙面的一侧固定安装有控制箱、设备箱、备用电源、传感器组、声光报警器和灭火物箱，且控制箱与设备箱之间通过导线相连接，备用电源与控制箱之间通过导线相连接，所述控制箱内部固定设有STM32单片机、NB-IoT模块、GPRS模块，所述设备箱中固定有摄像头、GSM短信模块，所述灭火物箱中固定有喷头，且喷头与灭火物箱之间通过压力泵相连通。

在一个优选地实施方式中，所述传感器组包括但不限于温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器、CO传感器和图像传感器。

在一个优选地实施方式中，所述传感器组、NB-IoT模块、GPRS模块、GSM短信模块和声光报警器均连接至STM32单片机。

在一个优选地实施方式中，所述设备箱上设置的摄像头连接至STM32单片机，且该STM32单片机上还连接设有蜂鸣器。

在一个优选地实施方式中，所述传感器组采集到的信息可以通过NB-IoT通信模块上传至云平台与手机客户端，可将传感器组采集到的信息通过处理后，利用NB-IoT通信模块上传至云平台，继而由云平台通过短信、APP(应用程序)、WEB温度传感器、湿度传感器页面等形式向物业、业主或相关联系人、物业管理单元、消防中心等应用主体发出远程报警，在相关责任人现场确认后，可以进行远程消音操作，使该火灾监测预警装置恢复正常工作状态，若当事发现场无人，报警信息也可快速推送到相关责任主体。

在一个优选地实施方式中，所述传感器组、喷头和摄像头均竖直向下设置。

在一个优选地实施方式中，所述传感器组中包括的温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器、CO传感器和图像传感器外壳以及摄像头的外壳均采用耐火材料制作。

在一个优选地实施方式中，所述控制箱以及设备箱均设置为金属箱体。

本实用新型的技术效果和优点：

1、本实用新型能够在火灾初期采集较为全面的现场数据，并利用NB-IoT技术将数据传送至云平台，同时优化监测装置的休眠时间，最大限度实现数据的高效处理，减少功耗，结合基于神经网络、D-S证据理论的数据处理算法进行数据处理，以使得预警准确而快速，且在火灾确定的同时，装置会自动报警以通知相关人员并开启警报器与简易灭火装置，真正做到了火灾的监测与处理；

2、本实用新型安装简便，可应用于家庭住宅、学校、商场等各个室内场所，从多方面监测室内环境，为室内安全提供了保障，极大降低了火灾带来的严重损失，减轻了消防人员的负担。

附图说明

附图用来提供对本实用新型技术方案的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1为火灾监测预警装置整体结构示意图。

图2为火灾监测预警装置的APP界面示意图。

图3为火灾监测预警装置的信息融合算法框图。

图4为火灾监测预警装置数据融合软件程序流程图。

附图标记为：1基板、2安装耳板、3控制箱、4设备箱、5备用电源、6传感器组、7声光报警器、8灭火物箱。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些示例实施方式使得本公开的描述将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多示例实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的示例实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、方法、实现或者操作以避免喧宾夺主而使得本公开的各方面变得模糊。

实施例1

如图说明书附图1-4所示的一种基于NB-IoT技术的室内火灾监测预警装置，本系统选择温度传感器、湿度传感器、CO传感器、烟雾传感器通过IIC通信接口上传环境参数至STM32单片机，再由STM32单片机通过NB-IoT通讯模块将参数上传至云平台，进行数据存储的同时，将数据传输至客户端供用户查询。为了实现上述所有功能，主要由设备终端部分和移动终端组成，主要有三大模块，分别是：火灾探测警报器、云平台、客户端。

装置在运行时，由总控制芯片控制各个模块的工作状态：温度传感器通过测量一定区域内温度有无异常变化或者是否达到设置的温度阈值；湿度传感器通过测量一定区域内湿度有无异常变化或者是否达到设置的湿度阈值；CO传感器通过测量一定区域内CO浓度是否达到设置的阈值，烟雾传感器通过测量一定区域内烟雾是否达到设置的阈值；STM32单片机可以读取用户在移动终端APP上录入的终端设备地址，在严重火灾发生时，便可直接控制GSM短信模块将地址传输至消防单位，提高救援效率；信息经过预处理后，STM32单片机进行下一步的精准计算预判，由NB-IoT数据传输模块，将数据发送至云平台，保存数据，便于查询，同时将数据整理后发送至客户端。

实施例2

在上述实施例的基础上，本实施例中，为了更方便观察时间的情况，可在设备箱4上设置有摄像头连接至控制器，通过温度传感器、烟雾传感器和摄像头的三者同时监控来对火灾进行预警。

实施例3

在上述实施例的基础上，本实施例中，为了达到救火的效果，设计了自动灭火装置，主要由灭火装置与通信模块两部分组成，灭火由湿式灭火和干粉灭火共同组成，其中，湿式灭火器即利用供水管，在装置接收到来自STM32发出的火灾警戒信号以后会自动打开喷头，向四周喷水，以起到一定灭火作用，该装置结构简单，使用可靠，系统施工简单且灭火速度快，使用范围广；但在一些水资源获取困难的场合，则可使用干粉灭火，装置接收到火灾警戒信号和供水不足的信号时，就会自动开启悬在室内的灭火物箱8(即干粉储存器)，向四周喷洒干粉，以达到灭火效果。

实施例4

在上述实施例的基础上，本实施例中，选用NB-IoT作为通信模块的优势有如下四点：(1)覆盖强；通过提升上行功率谱密度和重复传输来实现。上下行控制信息与业务信息在更窄的带宽中发送，相同发射功率下的功率谱密度增益提高，降低接收方的接收功率要求。穿透能力强，提供更广更深的覆盖；在开阔区域，一个NB-IoT基站可提供7倍的传统蜂窝的覆盖面积。(2)支持大量设备连接；NB-IoT温度传感器、湿度传感器用户终端入网成功后，核心网和温度传感器、湿度传感器IoT温度传感器、湿度传感器平台会一直保存其用户地址保持不变。终端再次上报数据时，可继续使用此前获取的温度传感器、湿度传感器IP温度传感器、湿度传感器地址发送数据。终端重新接入或者重启电源，该终端的IP地址才会变更。因此，NB-IoT的小区容量很大。同时，通过控制平面传输数据、多载波操作、控制访问来防止系会话状态。终端在休眠时，网络侧维持温度传感器、湿度传感器IP温度传感器、湿度传感器会话，终端温度传感器、湿度传感器IP温度传感器、湿度传感器地统过载也有助于实现大量设备连接。(3)功耗低；NB-IoT引入了PSM和EDRX等非持续连接模式，使物联网终端在不发送数据时处于休眠状态，使得系统可以达到降低终端功耗的目的，提高设备续航工作时间。(4)低成本；如目前单个模组的价格已经降到5美元以下，且随着大规模的推广使用未来还将继续降低成本。

实施例5

在上述实施例的基础上，本实施例中，设置了声光报警器，当发生情况时，立刻启动，提醒人们注意，缩短发现时间，减少损失与伤亡。

实施例6

在上述实施例的基础上，本实施例中，为了防止传感器组6中的各类传感器被火熏坏，将其外壳以及摄像头的外壳使用耐火材料制作。

本实用新型工作原理：

本案通过设计包括传感器模块、主控模块，声光报警模块、NB-IoT数据传输模块、GSM短信模块和自动灭火模块等；实现对室内环境的温度、湿度、烟雾、CO的采集处理以及实时监控；若采集数据无异常时，主控监测模块将调节数据上传时间间隔，减少系统功耗；若发生异常时，火灾探测报警器模块立即处理数据，进行更加精确的数据处理，减小误判的可能性，提高精准度；当判断发生火灾时，系统将自动启动灭火装置，开启声光报警模块警示人群，同时启动报警模块迅速报警，发送火灾发生地点定位，真正做到了火灾的监测与处理，此外，数据可传输到用户端，实现数据可视化的监控，同时用户也可以根据客户端的传输数据对室内温湿度进行调节。

本实用新型未尽事宜为公知技术。

以上只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本实用新型权利要求保护范围的限制。

最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；

其次：本实用新型公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本实用新型同一实施例及不同实施例可以相互组合；

最后：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，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 (8)

1.一种基于NB-IoT技术的室内火灾监测预警装置，包括基板(1)，所述基板(1)的前侧面以及后侧面的两端均固定设有安装耳板(2)，其特征在于：所述基板(1)远离待安装墙面的一侧固定安装有控制箱(3)、设备箱(4)、备用电源(5)、传感器组(6)、声光报警器(7)和灭火物箱(8)，且控制箱(3)与设备箱(4)之间通过导线相连接，备用电源(5)与控制箱(3)之间通过导线相连接，所述控制箱(3)内部固定设有STM32单片机、NB-IoT模块、GPRS模块，所述设备箱(4)中固定有摄像头、GSM短信模块，所述灭火物箱(8)中固定有喷头，且喷头与灭火物箱(8)之间通过压力泵相连通。

2.根据权利要求1所述的一种基于NB-IoT技术的室内火灾监测预警装置，其特征在于：所述传感器组(6)包括但不限于温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器、CO传感器和图像传感器。

3.根据权利要求1所述的一种基于NB-IoT技术的室内火灾监测预警装置，其特征在于：所述传感器组(6)、NB-IoT模块、GPRS模块、GSM短信模块和声光报警器(7)均连接至STM32单片机。

4.根据权利要求1所述的一种基于NB-IoT技术的室内火灾监测预警装置，其特征在于：所述设备箱(4)上设置的摄像头连接至STM32单片机，且该STM32单片机上还连接设有蜂鸣器。

5.根据权利要求1所述的一种基于NB-IoT技术的室内火灾监测预警装置，其特征在于：所述传感器组(6)采集到的信息可以通过NB-IoT通信模块上传至云平台与手机客户端。

6.根据权利要求1所述的一种基于NB-IoT技术的室内火灾监测预警装置，其特征在于：所述传感器组(6)、喷头和摄像头均竖直向下设置。

7.根据权利要求2所述的一种基于NB-IoT技术的室内火灾监测预警装置，其特征在于：所述传感器组(6)中包括的温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器、CO传感器和图像传感器外壳以及摄像头的外壳均采用耐火材料制作。

8.根据权利要求1所述的一种基于NB-IoT技术的室内火灾监测预警装置，其特征在于：所述控制箱(3)以及设备箱(4)均设置为金属箱体。

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