CN218768341U - 一种基于NB-IoT的实验室智能火灾监测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于NB‑IoT的实验室智能火灾监测系统，涉及火灾监测领域；所述智能火灾监测系统与云平台连接，设置在实验室中。本实用新型火灾监测系统通过环境采集模块采集实验室的环境数据，控制模块则根据环境数据与环境预设阈值进行比较：当所述湿度数据超出所述湿度预设阈值，或所述温度数据超出所述温度预设阈值，或所述烟雾浓度数据超出所述烟雾浓度预设阈值，或所述红外线强度数据超出所述红外线强度预设阈值时，控制模块生成报警控制信号；报警模块根据报警控制信号进行报警提示；其中控制模块通过所述NB‑IoT无线传输模块将环境数据传输至云平台并存储。本实用新型通过对实验室进行环境检测，实现火灾监测。
Description
技术领域
本实用新型涉及火灾监测领域，特别是涉及一种基于NB-IoT的实验室智能火灾监测系统。
背景技术
在科研人员进行实验的环境中，存在较多火灾隐患，如果火灾隐患排除不及时，可能会因火灾造成经济损失和人员伤亡。实验室中危化品在存储过程中也存在很多安全隐患，极易发生爆炸及火灾等安全事故。而且环境异常不仅会对实验室中的一些实验仪器和化学药品造成影响，导致科研人员所做实验出现误差，还会对人体健康产生危害。比如，在化学实验室中，易燃物品的使用不当、实验过程中产生有毒气体等因素会对实验人员身体造成危害。如果处理不当，甚至会导致实验室发生火灾。除此之外，实验室中存储多种实验药品，而大多数实验药品对存放环境有一定要求。若因对环境检测不及时导致发生火灾，火灾还会损坏实验药品。因此，当实验室存在火灾隐患，如果无法及时出现并处理，就会带来经济损失和人员伤亡。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种基于NB-IoT的实验室智能火灾监测系统，可通过对实验室进行环境检测实现火灾监测。
为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
一种基于NB-IoT的实验室智能火灾监测系统，与云平台连接，设置在实验室中，所述基于NB-IoT的实验室智能火灾监测系统包括：
环境采集模块，用于采集所述实验室的环境数据；所述环境数据包括湿度数据、温度数据、烟雾浓度数据和红外线强度数据；
控制模块，与所述环境采集模块连接，用于根据所述环境数据与环境预设阈值进行比较；所述环境预设阈值包括湿度预设阈值、温度预设阈值、烟雾浓度预设阈值和红外线强度预设阈值；当所述湿度数据超出所述湿度预设阈值，或所述温度数据超出所述温度预设阈值，或所述烟雾浓度数据超出所述烟雾浓度预设阈值，或所述红外线强度数据超出所述红外线强度预设阈值时，所述控制模块生成报警控制信号；
窄带物联网NB-IoT无线传输模块，与所述云平台和控制模块连接，所述控制模块通过所述NB-IoT无线传输模块将所述环境数据传输至所述云平台并存储；
报警模块，与所述控制模块连接，用于根据所述报警控制信号进行报警提示。
可选地，所述环境采集模块包括：
湿度采集单元，与所述控制模块连接，用于采集实验室湿度，获得所述湿度数据；
温度采集单元，与所述控制模块连接，用于采集实验室温度，获得所述温度数据；
烟雾浓度采集单元，与所述控制模块连接，用于采集实验室烟雾浓度，获得所述烟雾浓度数据；
火焰检测单元，与所述控制模块连接，用于检测实验室红外线强度，获得所述红外线数据。
可选地，所述基于NB-IoT的实验室智能火灾监测系统还包括：
显示模块，与所述控制模块连接，用于显示所述环境数据。
可选地，所述基于NB-IoT的实验室智能火灾监测系统还包括：
电源模块，与所述控制模块连接，用于给所述控制模块供电。
可选地，所述电源模块包括：
供电子模块；
电源转换子模块，设置在所述供电子模块和控制模块之间，用于将所述供电子模块提供的电压进行转换后，给所述控制模块供电。
可选地，所述报警模块为声光报警器；所述声光报警器与所述控制模块连接，所述声光报警器根据所述报警控制信号进行声光报警。
可选地，所述控制模块为STM32F103C8T6芯片。
可选地，所述报警模块为BY8001-24SS芯片。
根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：
本实用新型基于NB-IoT的实验室智能火灾监测系统，与云平台连接，设置在实验室中；本实用新型通过环境采集模块采集实验室的环境数据，并通过控制模块将环境数据与环境预设阈值进行比较；当湿度数据超出湿度预设阈值，或温度数据超出温度预设阈值，或烟雾浓度数据超出烟雾浓度预设阈值，或红外线强度数据超出红外线强度预设阈值时，控制模块生成报警控制信号；控制模块通过NB-IoT无线传输模块将环境数据传输至云平台并存储；报警模块根据报警控制信号进行报警提示。本实用新型通过对实验室进行环境检测，实现火灾监测。
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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型基于NB-IoT的实验室智能火灾监测系统结构示意图；
图2为环境采集模块的结构示意图；
图3为本实用新型基于NB-IoT的实验室智能火灾监测系统又一结构示意图。
图中虚线表示无线连接。
符号说明：
环境采集模块-1，湿度采集单元-11，温度采集单元-12、烟雾浓度采集单元-13，火焰检测单元-14，控制模块-2，NB-IoT无线传输模块-3，报警模块-4，云平台-5，显示模块-6，电源模块-7，终端设备-8，OneNET云平台-9。
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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型的目的是提供一种基于NB-IoT的实验室智能火灾监测系统，可通过对实验室进行监测实现多方面的火灾预防和警示。本实用新型智能火灾监测系统除了通过检测实验室的温度和烟雾浓度进行火灾监测之外，还通过检测实验室湿度的进行火灾监测。本实用新型智能火灾监测系统还通过检测实验室红外线强度进一步完善火灾监测系统。
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
图1为本实用新型一种基于NB-IoT的实验室智能火灾监测系统结构示意图。所述本实用新型智能火灾监测系统与云平台5连接，设置在实验室中。所述本实用新型智能火灾监测系统具体包括环境采集模块1、控制模块2、NB-IoT(narrowbandinternetofthings，窄带物联网)无线传输模块3和报警模块4。
可选地，所述云平台5为OneNET云平台8。
所述环境采集模块1用于采集所述实验室的环境数据；所述环境数据包括湿度数据、温度数据、烟雾浓度数据和红外线强度数据。
所述控制模块2与所述环境采集模块1连接。所述控制模块2用于将所述环境数据与环境预设阈值进行比较。所述环境预设阈值包括湿度预设阈值、温度预设阈值、烟雾浓度预设阈值和红外线强度预设阈值。当所述湿度数据超出所述湿度预设阈值，或所述温度数据超出所述温度预设阈值，或所述烟雾浓度数据超出所述烟雾浓度预设阈值，或所述红外线强度数据超出所述红外线强度预设阈值时，所述控制模块2生成报警控制信号。
所述NB-IoT无线传输模块3与所述云平台5和控制模块2连接。所述控制模块通过所述NB-IoT无线传输模块3将所述环境数据传输至所述云平台5并存储。
所述报警模块4与所述控制模块2连接。所述报警模块4根据所述报警控制信号进行报警提示。
进一步地，所述报警模块4设有4个，分别为第一报警模块、第二报警模块、第三报警模块、第四报警模块。所述控制模块2根据湿度数据、温度数据、烟雾浓度数据、红外线强度数据与环境预设阈值的比较结果，发射第一报警控制信号、第二报警控制信号、第三报警控制信号、第四报警控制信号。比如，当温度数据未处于温度预设阈值范围时，所述控制模块2发射第二报警控制信号，第二报警模块进行报警提示。当湿度数据和红外线强度数据均未处于环境预设阈值时，所述控制模块2发射第一报警控制信号和第四报警控制信号，第一报警模块和第四报警模块进行报警提示。工作人员可根据响应的报警模块确认异常环境数据。
本实用新型智能火灾监测系统通过对温度、湿度、烟雾浓度和红外线强度的检测进行火灾监测，使实验室的消防工作更为完善，进一步降低火灾发生的概率，保障实验室的设备安全和工作人员的生命安全。
优选地，所述控制模块2为STM32F103C8T6芯片。
优选地，所述报警模块4为BY8001-24SS芯片。
如图2所示，所述环境采集模块1具体包括湿度采集单元11、温度采集单元12、烟雾浓度采集单元13和火焰检测单元14。
所述湿度采集单元11与所述控制模块2连接。所述湿度采集单元11用于采集实验室湿度，获得所述湿度数据；
所述温度采集单元12与所述控制模块2连接。所述温度采集单元12用于采集实验室温度，获得所述温度数据；
所述烟雾浓度采集单元13与所述控制模块2连接。所述烟雾浓度采集单元13用于采集实验室烟雾浓度，获得所述烟雾浓度数据；
所述火焰检测单元14与所述控制模块2连接。所述火焰检测单元14用于检测实验室红外线强度，获得所述红外线数据。
此外，所述基于NB-IoT的实验室智能火灾监测系统还包括显示模块6。
所述显示模块6与所述控制模块2连接。所述环境数据通过所述显示模块6显示。
通过将显示模块6与所述控制模块2连接，所述显示模块6将所述环境数据进行显示。当工作人员得到报警提示时，可以通过显示模块6确认当前异常的环境数据。
所述基于NB-IoT的实验室智能火灾监测系统还包括电源模块7。
所述电源模块7与所述控制模块2连接。所述电源模块7用于给所述控制模块2供电。
其中，所述电源模块7包括供电子模块和电源转换子模块。
所述供电子模块与所述控制模块2连接。所述供电子模块用于给所述控制模块2供电。
所述电源转换子模块设置在所述供电子模块和控制模块2之间。所述电源转换子模块用于将所述供电子模块提供的电压进行转换后，给所述控制模块2供电。
优选地，所述报警模块4为声光报警器。所述声光报警器与所述控制模块2连接；所述声光报警器根据所述报警控制信号进行声光报警。
考虑到实验室环境复杂，单一的语音报警无法满足需求，因此使用声光报警器进行报警。通过设置声光报警器，可以减少因噪声而未及时传达报警信号的情况发生，提高报警效率。
图3为本实用新型基于NB-IoT的实验室智能火灾监测系统又一结构示意图。所述火灾监测系统与OneNET云平台8连接，所述OneNET云平台8与终端设备7连接；所述火灾监测系统具体包括环境采集模块1、控制模块2、NB-IoT无线传输模块3、报警模块4、显示模块6和电源模块7。
所述环境采集模块1包括温湿度传感器、烟雾浓度传感器和火焰传感器，分别与控制模块2连接。所述环境采集模块1用于采集实验室中的温湿度数据、烟雾浓度数据和红外线强度数据。
所述控制模块2通过NB-IoT无线传输模块3将数据发送至OneNET云平台8。所述控制模块2还用于将所述环境数据与环境预设阈值进行比较。当所述湿度数据超出所述湿度预设阈值，或所述温度数据超出所述温度预设阈值，或所述烟雾浓度数据超出所述烟雾浓度预设阈值，或所述红外线强度数据超出所述红外线强度预设阈值时，所述控制模块2生成报警控制信号。
所述NB-IoT无线传输模块3与控制模块2连接。控制模块2发送相关AT指令，把采集到的数据通过NB-IoT无线传输模块3实时上传至OneNET云平台8。本实用新型的智能火灾监测系统可以通过所述NB-IoT无线传输模块3实现所述控制模块2和OneNET云平台8之间无线通信。
所述报警模块4与控制模块2连接，所述报警模块4通过接收控制模块2发送的报警控制信号进行喇叭报警。
所述显示模块6与控制模块2连接。所述显示模块6为7英寸串口屏，实时显示采集到的数据。
所述电源模块7采用12V电源为系统供电。所述电源模块7与控制模块2连接。
所述终端设备8与NB-IoT无线传输模块3连接。所述终端设备8用于远程的数据显示。
具体地，所述环境采集模块1选择采用DHT11温湿度传感器、MQ-2型烟雾传感器以及远红外火焰传感器(4线)。
所述控制模块2为STM32F103C8T6芯片。
所述NB-IoT无线传输模块3选用移远BC26型号。
所述报警模块4选用BY8001-24SS芯片。当所述报警模块4为BY8001-24SS芯片时，音频功放电路以TDA2030A作为运算放大器。
所述电源模块7采用锂电池进行供电，供电电压为12V。为保证控制模块2正常工作，采用AMS1117降压芯片进行降压，降压至3.3V为控制模块2供电。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
Claims (8)
1.一种基于NB-IoT的实验室智能火灾监测系统，与云平台连接，设置在实验室中，其特征在于，所述基于NB-IoT的实验室智能火灾监测系统包括：
环境采集模块，用于采集所述实验室的环境数据；所述环境数据包括湿度数据、温度数据、烟雾浓度数据和红外线强度数据；
控制模块，与所述环境采集模块连接，用于根据所述环境数据与环境预设阈值进行比较；所述环境预设阈值包括湿度预设阈值、温度预设阈值、烟雾浓度预设阈值和红外线强度预设阈值；当所述湿度数据超出所述湿度预设阈值，或所述温度数据超出所述温度预设阈值，或所述烟雾浓度数据超出所述烟雾浓度预设阈值，或所述红外线强度数据超出所述红外线强度预设阈值时，所述控制模块生成报警控制信号；
窄带物联网NB-IoT无线传输模块，与所述云平台和控制模块连接，所述控制模块通过所述NB-IoT无线传输模块将所述环境数据传输至所述云平台并存储；
报警模块，与所述控制模块连接，用于根据所述报警控制信号进行报警提示。
2.根据权利要求1所述的一种基于NB-IoT的实验室智能火灾监测系统，其特征在于，所述环境采集模块包括：
湿度采集单元，与所述控制模块连接，用于采集实验室湿度，获得所述湿度数据；
温度采集单元，与所述控制模块连接，用于采集实验室温度，获得所述温度数据；
烟雾浓度采集单元，与所述控制模块连接，用于采集实验室烟雾浓度，获得所述烟雾浓度数据；
火焰检测单元，与所述控制模块连接，用于检测实验室红外线强度，获得所述红外线强度数据。
3.根据权利要求1所述的一种基于NB-IoT的实验室智能火灾监测系统，其特征在于，所述基于NB-IoT的实验室智能火灾监测系统还包括：
显示模块，与所述控制模块连接，用于显示所述环境数据。
4.根据权利要求1所述的一种基于NB-IoT的实验室智能火灾监测系统，其特征在于，所述基于NB-IoT的实验室智能火灾监测系统还包括：
电源模块，与所述控制模块连接，用于给所述控制模块供电。
5.根据权利要求4所述的一种基于NB-IoT的实验室智能火灾监测系统，其特征在于，所述电源模块包括：
供电子模块；
电源转换子模块，设置在所述供电子模块和控制模块之间，用于将所述供电子模块提供的电压进行转换后，给所述控制模块供电。
6.根据权利要求1所述的一种基于NB-IoT的实验室智能火灾监测系统，其特征在于，所述报警模块为声光报警器；所述声光报警器与所述控制模块连接，所述声光报警器根据所述报警控制信号进行声光报警。
7.根据权利要求1所述的一种基于NB-IoT的实验室智能火灾监测系统，其特征在于，所述控制模块为STM32F103C8T6芯片。
8.根据权利要求1所述的一种基于NB-IoT的实验室智能火灾监测系统，其特征在于，所述报警模块为BY8001-24SS芯片。
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