基于NB-IoT的智能烟雾报警系统及其实现方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于NB‑IoT的智能烟雾报警系统及其实现方法。包括烟感报警终端、NB‑IoT基站和核心网、物联网平台、客户端；所述烟感报警终端包括STM32L431单片机模块及与该STM32L431单片机模块连接的电源模块、用于实现系统与NB‑IoT进行通信的BC95无线通信模块、用于实现烟雾浓度的采集的MQ‑2烟雾报警模块和用于实现报警阈值调节的按键模块；MQ‑2烟雾报警模块采集的烟感信号，通过BC95无线通信模块上传至物联网平台，物联网平台判断烟雾浓度超过烟雾浓度阈值时在手机APP端会产生报警信号，同时下发报警命令；所述客户端用于实现系统中用户登录、消息推送、设备添加、设置设备信息以及发送下行命令功能。本发明专利技术可以准确判断发生火情的时间；相比于传统的火灾报警系统，时效性更高，传输更加及时，稳定。

【技术实现步骤摘要】
基于NB-IoT的智能烟雾报警系统及其实现方法
本专利技术涉及一种基于NB-IoT的智能烟雾报警系统及其实现方法。
技术介绍
随着人们生活水平的提高，住宅区等室内场地的电器设备应用数量越来越多，这样无形中增加了许多火灾发生隐患。传统的火灾报警系统功能简单，存在几点缺陷：有线设备通过暗管布线，检修和维护难度高；无线设备墙壁穿透性差，公开频段干扰多（如433Mhz无线）；每个设备厂家采用私有协议，平台不互通，设备互联互通性差。本系统利用低功耗的STM32L431单片机将烟雾报警系统实现物联网化，拥有海量的连接数，可对大片区域烟雾报警设备实施实时监控，同时接入的烟感器数量可达十万个且协议统一，并且通过广域无线网类型之一的NB-IoT及时上报发生火灾的信息和发生火灾的区域，用户可以在短短几秒内就收到火灾警报，本系统时效性极高而且节省消防系统安装成本、运维成本，可即插即用、无需布线，可以通过手机APP推送实时报警信息。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于NB-IoT的智能烟雾报警系统及其实现方法，利用低功耗的STM32L431单片机将烟雾报警系统实现物联网化，对大片区域烟雾报警设备实施实时监控，同时接入的烟感器数量可达十万个且协议统一，并且通过广域无线网类型之一的NB-IoT及时上报发生火灾的信息和发生火灾的区域，用户可以在短短几秒内就收到火灾警报。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种基于NB-IoT的智能烟雾报警系统，包括烟感报警终端、NB-IoT基站和核心网、物联网平台、客户端；所述烟感报警终端包括STM32L431单片机模块及与该STM32L431单片机模块连接的电源模块、用于实现系统与NB-IoT进行通信的BC95无线通信模块、用于实现烟雾浓度的采集的MQ-2烟雾报警模块和用于实现报警阈值调节的按键模块；MQ-2烟雾报警模块采集的烟感信号，通过BC95无线通信模块上传至物联网平台，物联网平台判断烟雾浓度超过烟雾浓度阈值时在手机APP端会产生报警信号，同时下发报警命令；所述客户端用于实现系统中用户登录、消息推送、设备添加、设置设备信息以及发送下行命令功能。在本专利技术一实施例中，BC95无线通信模块每隔1秒上传一次烟感数据到物联网平台，物联网平台会在1~3秒内接收到数据。在本专利技术一实施例中，所述烟雾浓度阈值为1000。在本专利技术一实施例中，所述客户端包括基于adroid开发的APP，该APP通过API数据对接的RESTful接口来取得物联网平台上的烟感数据；同时也提前调用订阅接口，对烟感数据实时上传进行订阅，物联网平台通过POST消息，发送到客户端。在本专利技术一实施例中，所述APP的烟感检测系统界面中，能够显示烟感设备是否在线、是否报警、蜂鸣器开关、信号强度和设备名称；所述APP客户端还能够存储历史数据，可以准确判断发生火情的时间。在本专利技术一实施例中，该系统的使用方法如下：步开机步骤：启动STM32L431单片机模块，自动初始化相关模块，BC95无线通信模块每隔1秒上传一次烟感数据到物联网平台，物联网平台会在1~3秒内接收到数据；当烟雾浓度超过1000时在APP会产生报警信号，同时下发蜂鸣器报警的命令；APP的操作步骤：APP有三个界面，分别为登录界面，监测界面和历史数据存储界面；在登录界面中要输入物联网平台的IP地址和端口号，以及烟感报警终端在物联网平台上唯一对应的设备ID和设备秘钥，其中在物联网平台注册的每个烟感报警终端都有唯一的IMEI号对应；在烟感检测系统界面中，能够显示烟感报警终端是否在线、是否报警、蜂鸣器开/关、信号强度和设备名称，在历史数据存储界面，可以准确判断发生火情的时间。本专利技术还提供了一种基于上述所述系统的智能烟雾报警实现方法，实现如下：系统数据上报流程：烟感报警终端通过MQ-2烟雾报警模块采集数据、并将数据编码；烟感报警终端通过串口，以AT命令的形式，发送已经编码数据到BC95无线通信模块；BC95无线通信模块接收到STM32L431单片机模块发出的AT命令后，自动把相关的数据封装为COAP协议的消息，并发送给物联网平台，物联网平台收到数据后，自动解析COAP协议包，根据烟感报警终端profile文件，找到烟感报警终端对应的编解码插件，对payload数据包进行解析，解析为与烟感报警终端profile描述文件中服务文件相匹配的.json数据，并将数据存于物联网平台之上；客户端通过API数据对接的RESTful接口来取得物联网平台上的烟感数据；同时也提前调用订阅接口，对烟感数据实时上传进行订阅，物联网平台都会通过POST消息，发送到客户端；系统命令下发流程：客户端创建下发报警的信令，其命令的格式需和物联网平台描述的一致，然后发送到物联网平台；物联网平台收到之后，开始执行判断烟感报警终端是否入网在线，如果烟感报警终端在线，通过查找烟感编解码插件进行编码，输出二进制消息打包成COAP报文形式，然后下发报警信令到烟感报警终端的BC95无线通信模块；如果平台判断烟感报警终端离线，那么信令会被存储于物联网平台的命令历史数据中；下发本地报警命令成功后，烟感报警终端会上报命令执行的结果，同样在物联网平台通过对应的profile文件查找烟感编解码插件执行解码，输出二进制消息，获取信令的执行结果，修改状态为报警状态，并将烟感报警终端本地报警已开启的执行结果送达客户端。相较于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术可以通过手机等移动终端与烟雾报警系统建立联系，在物联网平台和APP客户端上可以实时显示火灾的情况，可以减少许多人力成本，还可以实现及时检修的功能。本系统可以进行功能的扩展，后期可以加入温度湿度检测、GPS定位功能。在物联网平台方面，可以通过http协议与第三方平台实现对接，比如可以接入消防部门的监控系统，一旦发生火灾，消防部门就可以第一时间知道火灾信息，进而最大限度地减少火灾给人们带来的损失。附图说明图1为本专利技术的系统结构框图。图2为本专利技术的系统软件流程图。图3为本专利技术APP数据流处理流程图。图4为本专利技术的系统数据上报流程图。图5为本专利技术的系统下发命令流程图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的技术方案进行具体说明。本专利技术提供了一种基于NB-IoT的智能烟雾报警系统，包括烟感报警终端、NB-IoT基站和核心网、物联网平台、客户端；所述烟感报警终端包括STM32L431单片机模块及与该STM32L431单片机模块连接的电源模块、用于实现系统与NB-IoT进行通信的BC95无线通信模块、用于实现烟雾浓度的采集的MQ-2烟雾报警模块和用于实现报警阈值调节的按键模块；MQ-2烟雾报警模块采集的烟感信号，通过BC95无线通信模块上传至物联网平台，物联网平台判断烟雾浓度超过烟雾浓度阈值时在手机APP端会产生报警信号，同时下发报警命令；所述客户端用于实现系统中用户登录、消息推送、设备添加、设置设备信息以及发送下行命令功能。BC95无线通信模块每隔1秒上传一次烟感数据到物联网平台，物联网平台会在1~3秒内接收到数据。所述烟雾浓度阈值为1000。所述客户端包括基于adroid开发的APP，该APP通过API数据对接的RESTful接口来取得物联网平台上的烟感数据；同时也提前调用订阅接口，对烟感数据实时上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于NB‑IoT的智能烟雾报警系统，其特征在于，包括烟感报警终端、NB‑IoT基站和核心网、物联网平台、客户端；所述烟感报警终端包括STM32L431单片机模块及与该STM32L431单片机模块连接的电源模块、用于实现系统与NB‑IoT进行通信的BC95无线通信模块、用于实现烟雾浓度的采集的MQ‑2烟雾报警模块和用于实现报警阈值调节的按键模块；MQ‑2烟雾报警模块采集的烟感信号，通过BC95无线通信模块上传至物联网平台，物联网平台判断烟雾浓度超过烟雾浓度阈值时在手机APP端会产生报警信号，同时下发报警命令；所述客户端用于实现系统中用户登录、消息推送、设备添加、设置设备信息以及发送下行命令功能。

【技术特征摘要】
1.一种基于NB-IoT的智能烟雾报警系统，其特征在于，包括烟感报警终端、NB-IoT基站和核心网、物联网平台、客户端；所述烟感报警终端包括STM32L431单片机模块及与该STM32L431单片机模块连接的电源模块、用于实现系统与NB-IoT进行通信的BC95无线通信模块、用于实现烟雾浓度的采集的MQ-2烟雾报警模块和用于实现报警阈值调节的按键模块；MQ-2烟雾报警模块采集的烟感信号，通过BC95无线通信模块上传至物联网平台，物联网平台判断烟雾浓度超过烟雾浓度阈值时在手机APP端会产生报警信号，同时下发报警命令；所述客户端用于实现系统中用户登录、消息推送、设备添加、设置设备信息以及发送下行命令功能。2.根据权利要求1所述的基于NB-IoT的智能烟雾报警系统，其特征在于，BC95无线通信模块每隔1秒上传一次烟感数据到物联网平台，物联网平台会在1~3秒内接收到数据。3.根据权利要求1所述的基于NB-IoT的智能烟雾报警系统，其特征在于，所述烟雾浓度阈值为1000。4.根据权利要求1所述的基于NB-IoT的智能烟雾报警系统，其特征在于，所述客户端包括基于adroid开发的APP，该APP通过API数据对接的RESTful接口来取得物联网平台上的烟感数据；同时也提前调用订阅接口，对烟感数据实时上传进行订阅，物联网平台通过POST消息，发送到客户端。5.根据权利要求4所述的基于NB-IoT的智能烟雾报警系统，其特征在于，所述APP的烟感检测系统界面中，能够显示烟感设备是否在线、是否报警、蜂鸣器开关、信号强度和设备名称；所述APP客户端还能够存储历史数据，可以准确判断发生火情的时间。6.根据权利要求5所述的基于NB-IoT的智能烟雾报警系统，其特征在于，该系统的使用方法如下：步开机步骤：启动STM32L431单片机模块，自动初始化相关模块，BC95无线通信模块每隔1秒上传一次烟感数据到物联网平台，物联网平台会在1~3秒内接收到数据；当烟雾浓度超过1000时在APP会产生报警信号，同时下发蜂鸣器报警的命令；APP的操作步骤：APP有三个界面，分别为...

【专利技术属性】
技术研发人员：章杰，何煌城，周海芳，程树英，林培杰，江美玲，杨炳坤，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建,35