本申請涉及通信及電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種煙霧氣體報(bào)警器及報(bào)警系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著現(xiàn)代社會用火、用氣及用電量的增加，火災(zāi)及中毒事件發(fā)生的頻率越來越高?；馂?zāi)或有毒氣體的泄漏事件一旦發(fā)生，很容易出現(xiàn)撲救等措施不及時(shí)、滅火器材缺乏及在場人驚慌失措、逃生遲緩等不利因素，最終導(dǎo)致重大生命財(cái)產(chǎn)損失。煙霧氣體報(bào)警器是一種用于檢測煙霧和/或氣體的電子產(chǎn)品，一旦發(fā)生火災(zāi)危險(xiǎn)，其內(nèi)部的揚(yáng)聲器便會及時(shí)警醒人們。

如圖1所示，其為現(xiàn)有的煙霧氣體報(bào)警器的硬件框圖，包括：微控制單元(microcontrollerunit，mcu)、分別與mcu相連的傳感器、開關(guān)按鍵、復(fù)位按鍵、喇叭、走線接口和發(fā)光二極管(lightemittingdiode，led)，其中，傳感器可以為氣體傳感器和/或煙霧傳感器，開關(guān)按鍵實(shí)現(xiàn)煙霧氣體報(bào)警器的開關(guān)機(jī)功能，復(fù)位按鍵實(shí)現(xiàn)外部強(qiáng)制復(fù)位功能。

上述煙霧氣體報(bào)警器的主要工作原理為：當(dāng)傳感器檢測到外界環(huán)境出現(xiàn)異常時(shí)，產(chǎn)生報(bào)警信號，并將該報(bào)警信號傳遞給mcu。此時(shí)，mcu會根據(jù)算法驅(qū)動喇叭及l(fā)ed，同時(shí)mcu通過走線接口將報(bào)警信號上傳至上位機(jī)。

然而，當(dāng)前通用的煙霧氣體報(bào)警器均是使用布線的方式，存在走線及維護(hù)較為不易的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請實(shí)施例提供一種煙霧氣體報(bào)警器及報(bào)警系統(tǒng)，用以解決的煙霧氣體報(bào)警器存在的走線機(jī)維護(hù)較為不易的問題。

第一方面，一種煙霧氣體報(bào)警器，微控制單元mcu，傳感器、開關(guān)、揚(yáng)聲器和窄帶物聯(lián)網(wǎng)nb-iot無線通信模塊，其中，所述傳感器為氣體傳感器和/或煙霧傳感器，所述傳感器包括：輸入/輸出端，所述開關(guān)包括：輸出端，所述揚(yáng)聲器包括輸入端，所述nb-iot無線通信模塊包括：串行外設(shè)接口，所述mcu包括：總線端口、第一通用輸入/輸出端口、第二通用輸入/輸出端口和串行外設(shè)接口；

所述傳感器的輸入/輸出端與所述mcu的總線端口連接；

所述開關(guān)的輸出端與所述mcu的第一通用輸入/輸出端口連接；

所述揚(yáng)聲器的輸入端與所述mcu的第二通用輸入/輸出端口連接；

所述nb-iot無線通信模塊的串行外設(shè)接口和所述mcu的串行外設(shè)接口連接。

通過本申請第一方面的方案，由于使用了nb-iot無線通信模塊，并將nb-iot無線通信模塊的串行外設(shè)接口與mcu的串行外設(shè)接口相連，實(shí)現(xiàn)了將通用的煙霧氣體報(bào)警器的走線方式變更為nb-iot無線通信模塊，后續(xù)可通過nb-iot無線通信模塊與上位機(jī)進(jìn)行無線通信，有效地規(guī)避了走線及維護(hù)不易的問題。

在第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述nb-iot無線通信模塊還包括復(fù)位端口，所述mcu還包括：第三通用輸入/輸出端口；所述nb-iot無線通信模塊的復(fù)位端口與所述mcu的第三通用輸入/輸出端口連接。

在上述第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，mcu做為主設(shè)備可通過第三通用輸入/輸出端口向作為從設(shè)備的nb-iot無線通信模塊的復(fù)位端口輸入復(fù)位信號，可實(shí)現(xiàn)mcu對nb-iot無線通信模塊的復(fù)位。

在第一方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述nb-iot無線通信模塊還包括通用輸入/輸出端口；所述mcu還包括：復(fù)位端口；

所述nb-iot無線通信模塊的通用輸入/輸出端口與所述mcu的復(fù)位端口連接。

在上述第一方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，nb-iot無線通信模塊做為主設(shè)備可通過第三通用輸入/輸出端口向作為從設(shè)備的mcu的復(fù)位端口輸入復(fù)位信號，可實(shí)現(xiàn)nb-iot無線通信模塊對mcu的復(fù)位。

在第一方面的第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述煙霧氣體報(bào)警器還包括：包括輸入端的顯示屏；所述mcu還包括：第四通用輸入/輸出端口；

所述顯示屏的輸入端與所述第四通用輸入/輸出端口連接。

在上述第一方面的第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述煙霧氣體報(bào)警器還具有顯示功能，用于顯示氣體或煙霧的濃度信息。

第二方面，一種報(bào)警系統(tǒng)，包括：上位機(jī)和至少一個(gè)上述煙霧氣體報(bào)警器。

通過本申請的第二方面的方案，由于使用了nb-iot無線通信模塊，并將nb-iot無線通信模塊與mcu模塊通過mcu的串行外設(shè)接口相連，實(shí)現(xiàn)了將通用的煙霧氣體報(bào)警器的走線方式變更為nb-iot無線通信模塊，可通過nb-iot無線通信模塊與上位機(jī)進(jìn)行通信，有效地規(guī)避了走線及維護(hù)不易的問題。

附圖說明

圖1為本申請背景技術(shù)提供的現(xiàn)有煙霧氣體報(bào)警器的示意圖；

圖2為本申請實(shí)施例提供的煙霧氣體報(bào)警器的示意圖之一；

圖3為本申請實(shí)施例提供的煙霧氣體報(bào)警器的示意圖之二；

圖4為本申請實(shí)施例提供的煙霧氣體報(bào)警器的示意圖之三；

圖5為本申請實(shí)施例提供的采用lora無線通信模塊的煙霧氣體報(bào)警器的工作原理示意圖；

圖6為本申請實(shí)施例提供的采用nb-iot無線通信模塊的煙霧氣體報(bào)警器的工作原理示意圖；

圖7為本申請實(shí)施例提供的報(bào)警系統(tǒng)的示意圖。

具體實(shí)施方式

為了解決現(xiàn)有的煙霧報(bào)警器存在的布線及維護(hù)不易的問題，本申請實(shí)施例提供一種煙霧氣體報(bào)警器及報(bào)警系統(tǒng)。

以下結(jié)合說明書附圖對本申請的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說明和解釋本申請，并不用于限定本申請。并且在不沖突的情況下，本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

實(shí)施例一

如圖2所示，其為本申請實(shí)施例提供的煙霧氣體報(bào)警器的示意圖之一，包括：mcu21，傳感器22、開關(guān)23、揚(yáng)聲器24和無線通信模塊25。

其中，所述傳感器為氣體傳感器和/或煙霧傳感器，所述傳感器包括：輸入/輸出端，所述開關(guān)包括：輸出端，所述揚(yáng)聲器包括輸入端，所述無線通信模塊包括：串行外設(shè)接口，所述mcu包括：總線端口、第一通用輸入/輸出端口、第二通用輸入/輸出端口和串行外設(shè)接口(serialperipheralinterface，spi)；

所述傳感器的輸入/輸出端與所述mcu的總線端口連接；

所述開關(guān)的輸出端與所述mcu的第一通用輸入/輸出端口連接；

所述揚(yáng)聲器的輸入端與所述mcu的第二通用輸入/輸出端口連接；

所述無線通信模塊的串行外設(shè)接口和所述mcu的串行外設(shè)接口連接。

具體的，氣體傳感器是是針對氣體分子的檢測，可將某種氣體體積分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)化成對應(yīng)電信號的轉(zhuǎn)換器。煙霧中含有微小的顆粒粉塵，煙霧傳感器是針對微小顆粒的檢測，可以為光電式煙霧傳感器、離子式煙霧傳感器或者氣敏式煙霧傳感器。

通過本申請實(shí)施例的方案，由于使用了無線通信模塊，并將無線通信模塊的串行外設(shè)接口與mcu的串行外設(shè)接口相連，實(shí)現(xiàn)了將通用的煙霧氣體報(bào)警器的走線方式變更為無線通信模塊，后續(xù)可通過無線通信模塊與上位機(jī)進(jìn)行無線通信，有效地規(guī)避了走線及維護(hù)不易的問題。

較佳的，所述無線通信模塊為遠(yuǎn)距離(longrange，簡稱lora)無線通信模塊和/或窄帶物聯(lián)網(wǎng)(narrowbandinternetofthings，nb-iot)無線通信模塊。

此時(shí)，采用lora無線通信模塊的煙霧氣體報(bào)警器的示意圖如圖3所示；采用nb-iot無線通信模塊的煙霧氣體報(bào)警器的示意圖如圖4所示。

在上述較佳的實(shí)施方式中，在采用lora無線通信模塊時(shí)，由于lora技術(shù)在高性能、遠(yuǎn)距離、低功耗，測距和定位等方面突出的特點(diǎn)，因此，使用lora無線通信模塊，使得本申請實(shí)施例中的煙霧氣體報(bào)警器的無線通信距離較遠(yuǎn)，且通信過程中抗干擾能力較強(qiáng)，進(jìn)而提高了報(bào)警信息的準(zhǔn)確性以及通信的實(shí)時(shí)性。

在上述較佳的實(shí)施方式中，在采用nb-iot無線通信模塊時(shí)，由于nb-iot具備廣覆蓋、支撐海量連接的能力、更低功耗和更低的模塊成本四大特點(diǎn)，其中針對廣覆蓋，將提供改進(jìn)的室內(nèi)覆蓋，在同樣的頻段下，nb-iot比現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)增益20db，覆蓋面積擴(kuò)大100倍；針對支撐海量連接的能力，nb-iot一個(gè)扇區(qū)能夠支持10萬個(gè)連接，支持低延時(shí)敏感度、超低的設(shè)備成本、低設(shè)備功耗和優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)；針對更低功耗，nb-iot終端模塊的待機(jī)時(shí)間可長達(dá)10年；針對更低的模塊成本，企業(yè)預(yù)期的單個(gè)接連模塊不超過5美元，因此，可提高報(bào)警信息的準(zhǔn)確性以及通信的實(shí)時(shí)性，降低煙霧氣體報(bào)警器的成本。

下面以煙霧氣體報(bào)警器采用lora無線通信模塊為例，結(jié)合圖5對本申請?zhí)峁┑臒熿F氣體報(bào)警器的工作過程進(jìn)行說明。

當(dāng)包含有采用lora無線通信模塊的煙霧氣體報(bào)警器和上位機(jī)的系統(tǒng)安裝完成后，t1時(shí)刻，按“開機(jī)按鍵”保證傳感器正常開機(jī)；t2時(shí)刻，當(dāng)傳感器檢測到有異常情況產(chǎn)生時(shí)，觸發(fā)mcu進(jìn)行相關(guān)動作；t3時(shí)刻，當(dāng)mcu被傳感器觸發(fā)后，發(fā)命令給lora模塊并同時(shí)觸發(fā)喇叭和顯示屏報(bào)警；t4時(shí)刻，lora發(fā)報(bào)警信息給上位機(jī)。

接下來，以煙霧氣體報(bào)警器采用nb-iot無線通信模塊為例，結(jié)合圖6對本申請?zhí)峁┑臒熿F氣體報(bào)警器的工作過程進(jìn)行說明。

當(dāng)包含有采用nb-iot無線通信模塊的煙霧氣體報(bào)警器和上位機(jī)的系統(tǒng)安裝完成后，t1時(shí)刻，按“開機(jī)按鍵”保證傳感器正常開機(jī)；t2時(shí)刻，當(dāng)傳感器檢測到有異常情況產(chǎn)生時(shí)，觸發(fā)mcu進(jìn)行相關(guān)動作；t3時(shí)刻，當(dāng)mcu被傳感器觸發(fā)后，發(fā)命令給nb-iot無線通信模塊并同時(shí)觸發(fā)喇叭和顯示屏報(bào)警；t4時(shí)刻，nb-iot無線通信模塊發(fā)報(bào)警信息給上位機(jī)。

較佳的，所述無線通信模塊還包括復(fù)位(rest)端口，所述mcu還包括：第三通用輸入/輸出端口；所述無線通信模塊的復(fù)位端口與所述mcu的第三通用輸入/輸出端口連接。

所述mcu，用于在諸如開機(jī)等預(yù)設(shè)條件下，向所述無線通信模塊發(fā)送復(fù)位指令，復(fù)位所述無線通信模塊。

在這種較佳的實(shí)施方式中，由于mcu與無線通信模塊采用spi協(xié)議進(jìn)行通信，通信的兩個(gè)設(shè)備中，一個(gè)主設(shè)備，一個(gè)作為從設(shè)備，這里mcu做為主設(shè)備可通過第三通用輸入/輸出端口向作為從設(shè)備的無線通信模塊的復(fù)位端口輸入復(fù)位信號，可實(shí)現(xiàn)mcu對無線通信模塊的復(fù)位。

較佳的，所述無線通信模塊還包括通用輸入/輸出端口；所述mcu還包括：復(fù)位端口；

所述無線通信模塊的通用輸入/輸出端口與所述mcu的復(fù)位端口連接。

所述無線通信模塊，用于在檢測接收的來自mcu的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)格式，若檢測到所述數(shù)據(jù)格式不滿足預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)格式，則通過無線通信模塊的通用輸入/輸出端口輸出復(fù)位信號復(fù)位所述mcu模塊。

在這種較佳的方式中，無線通信模塊做為主設(shè)備可通過第三通用輸入/輸出端口向作為從設(shè)備的mcu的復(fù)位端口輸入復(fù)位信號，可實(shí)現(xiàn)無線通信模塊對mcu的復(fù)位。

通過上述方案，無線通信模塊與mcu之間通過工作模式的切換，實(shí)現(xiàn)了煙霧氣體報(bào)警器的自檢、mcu以及無線通信單元的復(fù)位，提高了煙霧氣體報(bào)警器的可用性。

較佳的，所述煙霧氣體報(bào)警器還包括：包括輸入端的顯示屏27；所述mcu還包括：第四通用輸入/輸出端口；

所述顯示屏的輸入端與所述第四通用輸入/輸出端口連接。

在這種較佳的實(shí)施方式中，所述煙霧氣體報(bào)警器還具有顯示功能，用于顯示氣體或煙霧的濃度信息。

實(shí)施例二

本申請實(shí)施例二提供一種報(bào)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)的示意圖如圖7所示，包括：上位機(jī)和至少一個(gè)上述實(shí)施例一中的任一種煙霧氣體報(bào)警器。

所述上位機(jī)，用于向所述煙霧氣體報(bào)警器發(fā)送控制指令，以及接收煙霧氣體報(bào)警器發(fā)送的報(bào)警信號；

所述煙霧氣體報(bào)警器，用于接收并執(zhí)行上位機(jī)發(fā)送的控制指令，以及向所述上位機(jī)發(fā)送報(bào)警信號。

上述控制指令，包括指示煙霧氣體報(bào)警器中的無線通信模塊復(fù)位mcu的指令。此時(shí)，無線通信模塊接到復(fù)位mcu的指令時(shí)，復(fù)位與其相連的mcu。

通過本申請的第二方面的方案，由于使用了無線通信模塊，并將無線通信模塊與mcu模塊通過mcu的串行外設(shè)接口相連，實(shí)現(xiàn)了將通用的煙霧氣體報(bào)警器的走線方式變更為無線通信模塊，可通過無線通信模塊與上位機(jī)進(jìn)行通信，有效地規(guī)避了走線及維護(hù)不易的問題。

通過以上的實(shí)施方式的描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到本申請實(shí)施例可以通過硬件實(shí)現(xiàn)，也可以借助軟件加必要的通用硬件平臺的方式實(shí)現(xiàn)。基于這樣的理解，本申請實(shí)施例的技術(shù)方案可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該軟件產(chǎn)品可以存儲在一個(gè)非易失性存儲介質(zhì)(可以是cd-rom，u盤，移動硬盤等)中，包括若干指令用以使得一臺計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本申請各個(gè)實(shí)施例所述的方法。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解附圖只是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的示意圖，附圖中的模塊或流程并不一定是實(shí)施本申請所必須的。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解實(shí)施例中終端中的模塊可以按照實(shí)施例描述進(jìn)行分布于實(shí)施例的終端中，也可以進(jìn)行相應(yīng)變化位于不同于本實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)終端中。上述實(shí)施例的模塊可以合并為一個(gè)模塊，也可以進(jìn)一步拆分成多個(gè)子模塊。

上述本申請實(shí)施例序號僅僅為了描述，不代表實(shí)施例的優(yōu)劣。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本申請進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本申請的精神和范圍。這樣，倘若本申請的這些修改和變型屬于本申請權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本申請也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。