基于NB-IOT的物聯(lián)網(wǎng)消防檢測系統(tǒng)

張潤杰 陳來鑫 金瀟 金港皓

摘 要：本系統(tǒng)是根據(jù)NB-IOT窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，利用單片機(jī)體積小、質(zhì)量輕、數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)的便利條件，我們將滅火器原有的壓力表更換為承載著已經(jīng)連接警報(bào)系統(tǒng)的單片機(jī)的壓力表。根據(jù)設(shè)計(jì)好的報(bào)警系統(tǒng)或者掌上APP，管理者能夠?qū)崟r監(jiān)控所管轄區(qū)域的每一個滅火器，并掌握每個滅火器的壓力情況。

關(guān)鍵詞：智能抄表;遠(yuǎn)程監(jiān)測

在全球范圍內(nèi)，中國GDP近年來一直保持較快的增長速度，城市化進(jìn)程的穩(wěn)步推進(jìn)，隨著經(jīng)濟(jì)增長對消防體系建設(shè)的持續(xù)投入，消防產(chǎn)品的需求亦不斷擴(kuò)大。各級政府對消防的重視程度不斷提高，消防監(jiān)管體系逐步完善，社會公眾安全意識的提高，都為消防行業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了有利條件，消防產(chǎn)業(yè)面臨良好的發(fā)展機(jī)遇。因此，為消防系統(tǒng)安裝物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是未來消防產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢。

隨著行業(yè)的不斷發(fā)展，主管部門相關(guān)法規(guī)政策、監(jiān)管措施的發(fā)布，火災(zāi)報(bào)警產(chǎn)品的檢驗(yàn)方法和檢驗(yàn)手段也不斷更新，公共場所的消防驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)更加細(xì)致完善。由于行業(yè)市場資質(zhì)認(rèn)證壁壘，消防行業(yè)中火災(zāi)報(bào)警行業(yè)集中度較高，目前，國內(nèi)企業(yè)在中低端產(chǎn)品市場具有壟斷地位，而國外產(chǎn)品則集中在高端產(chǎn)品需求上。近些年由于社會安全意識的提高，用戶越來越關(guān)心產(chǎn)品的實(shí)際運(yùn)行完好率。因此各廠家在拼技術(shù)、拼價格的同時開始利用地緣優(yōu)勢開展服務(wù)競爭，消防維修保養(yǎng)行業(yè)開始興起。隨著無線互聯(lián)網(wǎng)及物聯(lián)網(wǎng)和智能建筑技術(shù)發(fā)展，一些先進(jìn)的防火防災(zāi)理念相繼出現(xiàn)，無線報(bào)警系統(tǒng)和消防云成為了行業(yè)新的技術(shù)熱點(diǎn)。

一、研究方案

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)重要分為壓力傳感芯片設(shè)計(jì)和報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)兩個部分。

（一）壓力傳感芯片的設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用的壓力數(shù)據(jù)傳輸芯片是80C51通用性單片機(jī)，我們將統(tǒng)一的壓力傳感數(shù)據(jù)通過電腦傳輸?shù)矫恳粋€滅火器的壓力傳感芯片中，并對其編號。

當(dāng)滅火器的壓力數(shù)據(jù)出現(xiàn)一些異常時，傳感芯片就會根據(jù)事先電腦傳輸?shù)膲毫?shù)據(jù)，將滅火器的實(shí)時壓力數(shù)據(jù)通過互聯(lián)網(wǎng)傳送到報(bào)警系統(tǒng)中。滅火器壓力標(biāo)準(zhǔn)：

干粉滅火器的標(biāo)準(zhǔn)壓力值為：12-1.5mpa

二氧化碳滅火器的標(biāo)準(zhǔn)壓力值為：5-6mpa

當(dāng)滅火器的壓力值超出或者低于標(biāo)準(zhǔn)壓力值時，此時壓力傳感器中的芯片會根據(jù)我們事先傳輸?shù)闹噶顚?bào)警系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)并傳輸數(shù)據(jù)。此時報(bào)警系統(tǒng)根據(jù)滅火器特有的編號進(jìn)行編號定位，將數(shù)據(jù)傳送給管理者。管理者接收到警報(bào)后，通過警報(bào)系統(tǒng)提供的滅火器編號進(jìn)行實(shí)地檢測維修。

（二）報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

我們將通過滅火器特有的壓力傳感器設(shè)計(jì)相應(yīng)的報(bào)警系統(tǒng)，此系統(tǒng)將適用于特有的滅火器壓力檢測器。報(bào)警系統(tǒng)與滅火器編號綁定，這樣可以進(jìn)行準(zhǔn)確無誤的檢測修理。另外，當(dāng)滅火器用于家庭使用時，我們將有類似于電腦報(bào)警系統(tǒng)的手機(jī)APP，當(dāng)家用滅火器出現(xiàn)故障時，與其綁定的手機(jī)APP將會對用戶發(fā)送故障警告，大大避免的因疏忽而導(dǎo)致的滅火器爆炸事故。思路方法：

我們將壓力傳感器安裝在滅火器的壓力表中后，我們將在其中加入復(fù)位電路、抗干擾電路、擴(kuò)展電路。

三、復(fù)位電路

作用：能夠確保壓力傳感器系統(tǒng)能夠穩(wěn)定可靠的工作。

復(fù)位方式：單片機(jī)在啟動時都需要復(fù)位，以使CPU及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初態(tài)開始工作。89系列單片機(jī)的復(fù)位信號是從RST引腳輸入到芯片內(nèi)的施密特觸發(fā)器中的。當(dāng)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時，且振蕩器穩(wěn)定后，如果RST引腳上有一個高電平并維持2個機(jī)器周期（24個振蕩周期）以上，則CPU就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復(fù)位。

①抗干擾電路主要作用是減小其他通訊設(shè)備對壓力傳感器的干擾。

②擴(kuò)展電路的作用是為Mega2560電路板提供合適的輸入接口。

四、通訊電路

我們通過COM口即串行通訊端口將壓力傳感器與NB-IOT透傳模塊連接起來。之后NB-IOT透傳模塊將通過互聯(lián)網(wǎng)連接到我們的報(bào)警系統(tǒng)服務(wù)器中。并且，我們會在互聯(lián)網(wǎng)和我們的服務(wù)器之間設(shè)置防火墻，從而確保我們的服務(wù)器的安全。

五、供電系統(tǒng)

電池方面我們將采用微型紐扣電池，這種電池具有體積小，壽命長的優(yōu)點(diǎn)。能夠?yàn)槲覀兊膲毫鞲邢到y(tǒng)提供穩(wěn)定的電力保障。

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