基于Lora无线通信技术的厨房安全监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于Lora无线通信技术的厨房安全监测系统，系统主要由监测终端和信息交互中心两部分组成；通过监测终端实时采集厨房内易燃、有毒有害气体和烟雾的浓度，通过温度传感器采集实时温度，再通过调理电路处理采集到的信号，然后利用单片机分析数据，控制系统是否报警；系统利用具有低功耗、低成本、覆盖范围广、通信优良的Lora无线通信技术实现监测终端通过Lora网络与信息交互中心通信，将监测终端采集到的数据发送给信息交互中心，实现多终端智能报警，从而减少厨房安全事故的发生。

【技术实现步骤摘要】
基于Lora无线通信技术的厨房安全监测系统
本专利技术涉及报警系统
，具体涉及一种基于Lora无线通信技术的厨房安全监测系统。
技术介绍
随着人们生活水平的不断提高，家居环境由以前的柴火时代逐步被无烟时代所取代。厨房使用液化气、天然气以及电力能源越来越普遍，而与之俱来的安全隐患也在加剧。尤其是液化气和天然气燃烧产生的一氧化碳、甲烷等有毒有害气体更是厨房隐形杀手，同时厨房的明火也可能在认为忽略的情况下，引发严重的火灾。与此同时，随着生活节奏断加快，许多年轻的上班族根本无暇顾及家务，故操持繁重家务劳动的基本都是自己的父母等老年人，由于老人们以往所接触的家用电器远没有现在这样的自动化程度，在一些突发状况出现之时，他们难免会显得无能为力。为了能够及时知晓厨房空气状况，保障生命财产安全，厨房的安全检测己迫在眉睫。美国、日本等发达国家对厨房安全特别是燃气使用制定了一系列规章、制度，特别制定了燃气泄漏报警器的使用规定，从而使燃气事故率维持在较低的水平。日本早在1980年1月开始实行安装城市煤气、液化石油气报警器法规，1986年5月日本通产省又实施了安全器具普及促进基本方针。美国目前已有6个州立法，规定家庭、公寓等都要安装CO报警器。因此研制高智能化，可及时监控和报警的基于Lora无线通信技术的厨房安全监测系统十分必要。中国国家技术监督局早在1998年就在实施的国标GB16914-1997中明确规定：燃具安装处所应设置燃气泄漏报警切断装置。我国每年因基于Lora无线通信技术的厨房安全监测系统缺失导致的燃气泄漏造成的中毒事故、燃气爆炸事故，厨房火灾等事故在全国各地屡见不鲜。为了减少因燃气泄漏、火灾引起的燃烧、爆炸等事故，在家庭安装居家基于Lora无线通信技术的厨房安全监测系统十分有必要。目前市场上常见的安防报警系统有固定电话拨号、以太网、集群系统和基于Zigbee的物联网系统等，但这些方式均存在缺陷:固定电话拨号通信方式局限于有线，线路容易老化或遭腐蚀、鼠咬、磨损，故障发生率较高，误报警率高，在关键时候失灵；以太网同样面临线路产生问题的隐患，并且不易普及；集群系统功耗很大，网络架设和维护费用很高，而且需要购买固定的频点，不能实现小区化监控管理报警和向户主人报警；目前，随着物联网技术的不断发展，涌现出一些采用物联网相关技术的基于Lora无线通信技术的厨房安全监测系统，如基于Zigbee技术的基于Lora无线通信技术的厨房安全监测系统等，但该技术也存在以下的缺点：1、Zigbee技术穿透能力弱，辐射范围小，每个家庭必须使用一个Zigbee基站，从而使得成本大大增加；2、Zigbee设备的功耗较高，需要频繁更换电池或充电，同时面临随着断电的可能性，这给用户使用带来极大的麻烦。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于Lora无线通信技术的厨房安全监测系统，解决了现有技术成本高、覆盖范围小、功耗高、通信性能差等问题。实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种基于Lora无线通信技术的厨房安全监测系统，包括监测终端和信息交互中心，监测终端通过Lora网络与信息交互中心通信。所述监测终端包括烟雾传感监测模块、易燃气体监测模块、CO气体监测模块、有害气体监测模块、红外测温模块、调理电路、单片机、Lora无线发射模块、天线和电源管理模块，烟雾传感监测模块、易燃气体监测模块、CO气体监测模块、有害气体监测模块、红外测温模块并联在调理电路上，调理电路、单片机、Lora无线发射模块和天线依次串联，电源管理模块分别与烟雾传感监测模块、易燃气体监测模块、CO气体监测模块、有害气体监测模块、红外测温模块、调理电路、单片机、Lora无线发射模块和天线连接。烟雾传感监测模块、易燃气体监测模块、CO气体监测模块、有害气体监测模块分别对应的检测采集气体浓度并将其转为信号，将气体浓度信号经过调理电路对信号进行放大和滤波，单片机利用内部的ADC对调理电路输出的信号进行采样处理、并将处理后的信号由Lora模块和天线发射至信息交互中心。所述烟雾传感监测模块采用MQ-2烟雾传感器，用于采集可燃气体燃烧后产生的烟雾浓度，并对采集的浓度值与设定的报警浓度值进行对比，当检测到的浓度值大于设定报警浓度阈值时，进行报警，并将报警信息通过Lora网络发送给信息交互中心。所述易燃气体监测模块采用MQ-5易燃气体传感器，用于采集易燃气体的浓度，并对采集的浓度值与设定的报警浓度值进行对比，当检测到的浓度值大于设定报警浓度阈值时，进行报警，并将报警信息通过Lora网络发送给信息交互中心。所述CO气体监测模块采用MQ-7CO传感器，用于采集CO气体的浓度，并对采集的浓度值与设定的报警浓度值进行对比，当检测到的浓度值大于设定报警浓度阈值时，进行报警，并将报警信息通过Lora网络发送给信息交互中心。所述有害气体监测模块采用MQ-135有害气体传感器，用于采集有毒有害气体的浓度，并对采集的浓度值与设定的报警浓度值进行对比，当检测到的浓度值大于设定报警浓度阈值时，进行报警，并将报警信息通过Lora网络发送给信息交互中心。所述红外测温模块采用SPS532CA红外线传感器，用于探测周围温度，当出现火警情况时，会使得周围温度过高，测试传感器输出信号经过采样后与设定的温度值进行对比，当采样的温度值大于设定的温度阈值时，进行报警，并将报警信息通过Lora网络发送给信息交互中心。所述调理电路包括可变电阻R2、比较器U1、LED光电二极管L1、限流电阻R3、报警器S1、滤波电容C1和阻抗匹配电阻R1，其中气体检测模块的1脚、2脚和6脚短接后接电源，3脚接地，4脚和5脚短接后接阻抗匹配电阻R1的一端，阻抗匹配电阻R1的另一端接地，可变电阻R2的1脚接电源VCC，可变电阻R2的2脚接地，可变电阻R2的3脚接比较器U1的正端，比较器U1的负端接气体检测模块的4脚和5脚，限流电阻R3和LED光电二极管L1串联后分别接电源VCC和比较器U1的输出端，滤波电容C1两端分别接比较器U1的输出端和地，报警器S1的两端分别接电源VCC和比较器U1的输出端，其中气体检测模块4脚输出的电压也同时接入至单片机的模拟数字转换器的输入端。气体检测模块的4脚输出随气体浓度变化的直流信号，被加到比较器U1的负端，可变电阻R2对VCC进行分压后，构成比较器U1的门槛电压；当气体浓度较高输出电压高于门槛电压时，比较器输出低电平，即0V，此时LED亮，S1声音报警；当浓度降低传感器的输出电压低于门槛电压时，比较器U1翻转输出高电平Vcc，LED光电二极管L1熄灭，报警器S1不报警；调节可变电阻R2，以调节比较器U1的门槛电压，从而调节报警输出的灵敏度；阻抗匹配电阻R1串入传感器的加热回路。所述信息交互中心包括Lora基站、云端数据平台和手机客户端，监测终端采集到的报警信息经Lora网络发送到Lora基站后，Lora基站会将信息传送至监管部门，同时Lora基站会将数据上传至云端数据平台，通过手机端提醒用户。本专利技术与现有技术相比，其显著优点在于：（1）成本低、覆盖范围广，采用Lora技术，可以覆盖最大10km的范围，每个小区仅需要一个基站即可对全小区住户厨房安全进行监管，便于小区物业或者其他部门进行全小区监管；（2）功耗低，采用独有的低功耗本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于Lora无线通信技术的厨房安全监测系统，包括监测终端和信息交互中心，其特征在于：监测终端通过Lora网络与信息交互中心通信。

【技术特征摘要】
1.一种基于Lora无线通信技术的厨房安全监测系统，包括监测终端和信息交互中心，其特征在于：监测终端通过Lora网络与信息交互中心通信。2.根据权利要求1所述的基于Lora无线通信技术的厨房安全监测系统，其特征在于：所述监测终端包括烟雾传感监测模块、易燃气体监测模块、CO气体监测模块、有害气体监测模块、红外测温模块、调理电路、单片机、Lora无线发射模块、天线和电源管理模块，烟雾传感监测模块、易燃气体监测模块、CO气体监测模块、有害气体监测模块、红外测温模块并联在调理电路上，调理电路、单片机、Lora无线发射模块和天线依次串联，电源管理模块分别与烟雾传感监测模块、易燃气体监测模块、CO气体监测模块、有害气体监测模块、红外测温模块、调理电路、单片机、Lora无线发射模块和天线连接；烟雾传感监测模块、易燃气体监测模块、CO气体监测模块、有害气体监测模块分别对应的检测采集气体浓度并将其转为信号，将气体浓度信号经过调理电路对信号进行放大和滤波，单片机利用内部的ADC对调理电路输出的信号进行采样处理、并将处理后的信号由Lora模块和天线发射至信息交互中心。3.根据权利要求2所述的基于Lora无线通信技术的厨房安全监测系统，其特征在于：所述烟雾传感监测模块采用MQ-2烟雾传感器，用于采集可燃气体燃烧后产生的烟雾浓度，并对采集的浓度值与设定的报警浓度值进行对比，当检测到的浓度值大于设定报警浓度阈值时，进行报警，并将报警信息通过Lora网络发送给信息交互中心。4.根据权利要求2所述的基于Lora无线通信技术的厨房安全监测系统，其特征在于：所述易燃气体监测模块采用MQ-5易燃气体传感器，用于采集易燃气体的浓度，并对采集的浓度值与设定的报警浓度值进行对比，当检测到的浓度值大于设定报警浓度阈值时，进行报警，并将报警信息通过Lora网络发送给信息交互中心。5.根据权利要求2所述的基于Lora无线通信技术的厨房安全监测系统，其特征在于：所述CO气体监测模块采用MQ-7CO传感器，用于采集CO气体的浓度，并对采集的浓度值与设定的报警浓度值进行对比，当检测到的浓度值大于设定报警浓度阈值时，进行报警，并将报警信息通过Lora网络发送给信息交互中心。6.根据权利要求2所述的基于Lora无线通信技术的厨房安全监测系统，其特征在于：所述有害气体监测模块采用MQ-135有害气体传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：周同，庄昊，刘明铭，丁垒，
申请(专利权)人：苏州安家物联科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32