一种LoRa星型网络结构的消火栓箱异动实时监控系统技术方案

本发明专利技术涉及一种LoRa星型网络结构的消火栓箱异动实时监控系统，属于物联网领域。本发明专利技术包括基于LoRa的智能消火栓箱锁，LoRa基站，云端服务器，终端系统。所述基于LoRa的智能消火栓箱锁用于监测消火栓箱异动情况，当检测到异动时，将消火栓的位置信息通过LoRa通信模块发送到附近基站。所述LoRa基站基于SX1301芯片模块，能够接收附近5km范围内的LoRa终端发来的数据，并将数据通过MQTT协议将数据上传至云端服务器；所述云端服务器和可以将数据传送到消防分区或者小区物业等终端设备，告知管理者消火栓箱被打开，管理者可以根据消火栓锁的唯一标识ID识别异动的消火栓箱。

【技术实现步骤摘要】
一种LoRa星型网络结构的消火栓箱异动实时监控系统
本专利技术涉及一种LoRa星型网络结构的消火栓箱异动实时监控系统，属于物联网领域。
技术介绍
在城市中，火灾是最经常、最普遍地威胁人身安全和社会安全的主要灾害之一。当火灾发生时，居民可以取用消火栓箱中的器材及时的进行自救，消火栓箱还可以为消防车提供用水，可见消火栓箱在火灾发生时的重要作用。而消火栓箱被偷盗、毁坏的情况时有发生，管理者也往往由于人力成本等原因疏忽对消防设备的监管，甚至有的直接用锁将消火栓箱锁起来，致使火灾发生时无法及时取用消火栓箱内的消火器材进行灭火，最后造成不必要人员伤亡和财产损失。特别是在我国农历新年假期时，虽然消防队组织检查消防设备的完好性，但由于消火栓箱众多且分布零散的特点，很难组织人力一一排查，所以怎样有效的、低成本的监管零散的消火栓箱的异动情况，成为预防火灾和减少火灾灾害程度很重要的一个方面。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：本专利技术提供一种LoRa星型网络结构的消火栓箱异动实时监控系统，主要是解决监测小区、写字楼、商场等人员密集地方的零散分布、不易于人力监管的消火栓箱异动情况，并且注重超低成本和功耗。当有人打开消火栓箱时，就会将消火栓箱的位置信息通过无线方式通过基站和云端发送至附近的管理者和消防分局，以便及时采取措施进行检查和修复。本专利技术采用的技术方案是：一种LoRa星型网络结构的消火栓箱异动实时监控系统，包括基于LoRa的智能消火栓箱锁、LoRa基站5、云端服务器4、终端系统，所述基于LoRa的智能消火栓箱锁包括电源模块1、消火栓箱开关触发模块2、STM32L15系列低功耗单片机模块3、LoRa通信模块6，所述电源模块1与STM32L15系列低功耗单片机模块3、LoRa通信模块6连接，消火栓箱开关触发模块2、LoRa通信模块6与STM32L15系列低功耗单片机模块3连接，STM32L15系列低功耗单片机模块3平常处于睡眠状态且存储有基于LoRa的智能消火栓箱锁唯一标识的ID号，消火栓箱开关触发模块2用于当锁被打开时对STM32L15系列低功耗单片机模块3进行中断触发，LoRa通信模块6与LoRa基站5无线连接，LoRa基站5与云端服务器4无线连接，云端服务器4与终端系统无线连接。所述的消火栓箱开关触发模块2包括锁片9、带LoRa标志的锁仓门10、消火栓箱开关11、锁销17、弹性支撑18、绝缘垫片19、弹性导体柱20，锁片9与带LoRa标志的锁仓门10连接，电源模块1包括电池仓门14和电池13，电池13正极引出正极电池柱21，电池13负极引出负极电池柱22，正极电池柱21通过导线连接弹性导体柱20，弹性导体柱20和锁销17之间通过绝缘垫片19以绝缘的方式连接，弹性支承18连接在消火栓箱开关11后方，锁销17与弹性支承18连接且连接在带LoRa标志的锁仓门10中，当消火栓箱开关11被摁下时，弹性支承18收缩，锁销17从带LoRa标志的锁仓门10中脱出，从而带LoRa标志的锁仓门10被弹开，锁片9弹至垂直状态，消火栓箱被打开，当消火栓箱开关11被摁下的同时，弹性导体柱20和消火栓箱开关11以接触的方式连接，此时，电信号依次通过弹性导体柱20和消火栓箱开关11的内部导线，最后传入STM32L15系列低功耗单片机模块3的中断引脚，LoRa天线16接在LoRa通信模块6上，处于基于LoRa的智能消火栓箱锁的内腔。所述STM32L15系列低功耗单片机模块3包括降压稳压电路、STM32L15系列单片机模块电路、LoRa通信模块电路、开关触发中断电路，其中降压稳压电路包括二极管D1、极性电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电感L1、降压稳压芯片SX2106，电池盒引出的电源正极连接二极管D1的正极，二极管D1的负极连接芯片SX2106的5号引脚，同时二极管D1的负极连接极性电容C6的正极、电容C7的一端和电阻R4的一端；极性电容C6的负极、C7的另一端连接电池盒引出的电源负极；电阻R4的另一端连接芯片SX2106的4号引脚；芯片SX2106的1号引脚连接电容C8的一端，电容C8的另一端和芯片SX2106的6号引脚接电感L1的一端，电感L1的另一端同时接电阻R5的一端和电容C9的一端，同时引出为3.3V电源正极，为单片机系统和各模块供电；电阻R5的另一端连接芯片SX2106的3号引脚和R6的一端，电阻R6的另一端和电容C9的另一端连接芯片SX2106的2号引脚，同时连接到电池盒的电源负极，并且引出为3.3V电源负极，作为单片机系统和各模块的电源回路。所述的STM32L15系列单片机模块电路包括STM32L151C8T6单片机、晶振电路、复位电路、模式选择电路，晶振电路包括电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电阻R1、晶振Y1、晶振Y2；复位电路包括电容C5、电阻R2、轻触开关S1，模式选择电路包括电阻R3；在晶振电路中，电源负极同时接电容C1、电容C2、电容C3、电容C4的一端；电容C1的另一端接晶振Y1的一端和STM32L151C8T6单片机的引脚3；电容C2的另一端接晶振Y1的另一端和STM32L151C8T6单片机的引脚4；电容C3的另一端接晶振Y2的一端和电阻R1的一端，同时接STM32L151C8T6单片机的引脚5；电容C4的另一端接晶振Y2的另一端和电阻R1的另一端，同时接STM32L151C8T6单片机的引脚6；复位电路中，电阻R2的一端接3.3V电源正极；轻触开关S1的一端和电容C5的一端同时接3.3V电源的负极；电阻R2的另一端、开关S1的另一端和电容C5的另一端同时接STM32L151C8T6单片机的引脚7；模式选择电路中，电阻R3的一端接3.3V电源的负极，电阻R3的另一端接STM32L151C8T6单片机的引脚44；STM32L151C8T6单片机的引脚1、引脚9、引脚24、引脚35、引脚47连接3.3V电源的正极；STM32L151C8T6单片机的引脚8、引脚23、引脚36、引脚48连接3.3V电源的负极。所述LoRa通信模块电路包括一个基于SX1208的LoRa模块、天线E1；开关触发中断电路包括消火栓箱锁开关S2、电容C10、电阻R7；LoRa模块的引脚1连接天线E1；LoRa模块的引脚4连接STM32L151C8T6单片机的引脚13；LoRa模块的引脚5连接STM32L151C8T6单片机的引脚11；LoRa模块的引脚15连接STM32L151C8T6单片机的引脚14；LoRa模块的引脚14连接STM32L151C8T6单片机的引脚17；LoRa模块的引脚13连接STM32L151C8T6单片机的引脚16；LoRa模块的引脚12连接STM32L151C8T6单片机的引脚15；另外，LoRa模块的引脚3连接3.3V电源的正极；LoRa模块的引脚2、引脚9、引脚16连接3.3V电源的负极。消火栓箱锁开关S2的一端和电容C10的一端连接3.3V电源的正极；电阻R7的一端连接3.3V电源的负极；消火栓箱锁开关S2的另一端、电容C10的另一端和电阻R7的另一端同时连接STM32L151C8T6单片机的引脚10，作为唤醒单片机的外部输入端。所述的LoRa基站5基于SX13本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LoRa星型网络结构的消火栓箱异动实时监控系统，其特征在于：包括基于LoRa的智能消火栓箱锁、LoRa基站（5）、云端服务器（4）、终端系统，所述基于LoRa的智能消火栓箱锁包括电源模块（1）、消火栓箱开关触发模块（2）、STM32L15系列低功耗单片机模块（3）、LoRa通信模块（6），所述电源模块（1）与STM32L15系列低功耗单片机模块（3）、LoRa通信模块（6）连接，消火栓箱开关触发模块（2）、LoRa通信模块（6）与STM32L15系列低功耗单片机模块（3）连接，STM32L15系列低功耗单片机模块（3）平常处于睡眠状态且存储有基于LoRa的智能消火栓箱锁唯一标识的ID号，消火栓箱开关触发模块（2）用于当锁被打开时对STM32L15系列低功耗单片机模块（3）进行中断触发，LoRa通信模块（6）与LoRa基站（5）无线连接，LoRa基站（5）与云端服务器（4）无线连接，云端服务器（4）与终端系统无线连接。

【技术特征摘要】
1.一种LoRa星型网络结构的消火栓箱异动实时监控系统，其特征在于：包括基于LoRa的智能消火栓箱锁、LoRa基站（5）、云端服务器（4）、终端系统，所述基于LoRa的智能消火栓箱锁包括电源模块（1）、消火栓箱开关触发模块（2）、STM32L15系列低功耗单片机模块（3）、LoRa通信模块（6），所述电源模块（1）与STM32L15系列低功耗单片机模块（3）、LoRa通信模块（6）连接，消火栓箱开关触发模块（2）、LoRa通信模块（6）与STM32L15系列低功耗单片机模块（3）连接，STM32L15系列低功耗单片机模块（3）平常处于睡眠状态且存储有基于LoRa的智能消火栓箱锁唯一标识的ID号，消火栓箱开关触发模块（2）用于当锁被打开时对STM32L15系列低功耗单片机模块（3）进行中断触发，LoRa通信模块（6）与LoRa基站（5）无线连接，LoRa基站（5）与云端服务器（4）无线连接，云端服务器（4）与终端系统无线连接。2.根据权利要求1所述的一种LoRa星型网络结构的消火栓箱异动实时监控系统，其特征在于：所述的消火栓箱开关触发模块（2）包括锁片（9）、带LoRa标志的锁仓门（10）、消火栓箱开关（11）、锁销（17）、弹性支撑（18）、绝缘垫片（19）、弹性导体柱（20），锁片（9）与带LoRa标志的锁仓门（10）连接，电源模块（1）包括电池仓门（14）和电池（13），电池（13）正极引出正极电池柱（21），电池（13）负极引出负极电池柱（22），正极电池柱（21）通过导线连接弹性导体柱（20），弹性导体柱（20）和锁销（17）之间通过绝缘垫片（19）以绝缘的方式连接，弹性支承（18）连接在消火栓箱开关（11）后方，锁销（17）与弹性支承（18）连接且连接在带LoRa标志的锁仓门（10）中，当消火栓箱开关（11）被摁下时，弹性支承（18）收缩，锁销（17）从带LoRa标志的锁仓门（10）中脱出，从而带LoRa标志的锁仓门（10）被弹开，锁片（9）弹至垂直状态，消火栓箱被打开，当消火栓箱开关（11）被摁下的同时，弹性导体柱（20）和消火栓箱开关（11）以接触的方式连接，此时，电信号依次通过弹性导体柱（20）和消火栓箱开关（11）的内部导线，最后传入STM32L15系列低功耗单片机模块（3）的中断引脚，LoRa天线（16）接在LoRa通信模块（6）上，处于基于LoRa的智能消火栓箱锁的内腔。3.根据权利要求1所述的一种LoRa星型网络结构的消火栓箱异动实时监控系统，其特征在于：所述STM32L15系列低功耗单片机模块（3）包括降压稳压电路、STM32L15系列单片机模块电路、LoRa通信模块电路、开关触发中断电路，其中降压稳压电路包括二极管D1、极性电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电感L1、降压稳压芯片SX2106，电池盒引出的电源正极连接二极管D1的正极，二极管D1的负极连接芯片SX2106的5号引脚，同时二极管D1的负极连接极性电容C6的正极、电容C7的一端和电阻R4的一端；极性电容C6的负极、C7的另一端连接电池盒引出的电源负极；电阻R4的另一端连接芯片SX2106的4号引脚；芯片SX2106的1号引脚连接电容C8的一端，电容C8的另一端和芯片SX2106的6号引脚接电感L1的一端，电感L1的另一端同时接电阻R5的一端和电容C9的一端，同时引出为3.3V电源正极，为单片机系统和各模块供电；电阻R5的另一端连接芯片SX2106的3号引脚和R6的一端，电阻R6的另一端和电容C9的另一端连接芯片SX2106的2号引脚，同时连接到电池盒的电源负极，并且引出为3.3V电源负极，作为单片机系统和各模块的电源回路。4.根据权利要求3所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晶，郑焕科，鲍益波，刘江昆，柳子来，黄云明，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南,53