基于NB-IOT的物聯網消防檢測系統

張潤杰 陳來鑫 金瀟 金港皓

摘 要：本系統是根據NB-IOT窄帶物聯網技術，利用單片機體積小、質量輕、數據處理能力強的便利條件，我們將滅火器原有的壓力表更換為承載著已經連接警報系統的單片機的壓力表。根據設計好的報警系統或者掌上APP，管理者能夠實時監控所管轄區域的每一個滅火器，并掌握每個滅火器的壓力情況。

關鍵詞：智能抄表;遠程監測

在全球范圍內，中國GDP近年來一直保持較快的增長速度，城市化進程的穩步推進，隨著經濟增長對消防體系建設的持續投入，消防產品的需求亦不斷擴大。各級政府對消防的重視程度不斷提高，消防監管體系逐步完善，社會公眾安全意識的提高，都為消防行業的發展創造了有利條件，消防產業面臨良好的發展機遇。因此，為消防系統安裝物聯網技術是未來消防產業發展的趨勢。

隨著行業的不斷發展，主管部門相關法規政策、監管措施的發布，火災報警產品的檢驗方法和檢驗手段也不斷更新，公共場所的消防驗收標準更加細致完善。由于行業市場資質認證壁壘，消防行業中火災報警行業集中度較高，目前，國內企業在中低端產品市場具有壟斷地位，而國外產品則集中在高端產品需求上。近些年由于社會安全意識的提高，用戶越來越關心產品的實際運行完好率。因此各廠家在拼技術、拼價格的同時開始利用地緣優勢開展服務競爭，消防維修保養行業開始興起。隨著無線互聯網及物聯網和智能建筑技術發展，一些先進的防火防災理念相繼出現，無線報警系統和消防云成為了行業新的技術熱點。

一、研究方案

本系統設計重要分為壓力傳感芯片設計和報警系統設計兩個部分。

（一）壓力傳感芯片的設計

本系統采用的壓力數據傳輸芯片是80C51通用性單片機，我們將統一的壓力傳感數據通過電腦傳輸到每一個滅火器的壓力傳感芯片中，并對其編號。

當滅火器的壓力數據出現一些異常時，傳感芯片就會根據事先電腦傳輸的壓力數據，將滅火器的實時壓力數據通過互聯網傳送到報警系統中。滅火器壓力標準：

干粉滅火器的標準壓力值為：12-1.5mpa

二氧化碳滅火器的標準壓力值為：5-6mpa

當滅火器的壓力值超出或者低于標準壓力值時，此時壓力傳感器中的芯片會根據我們事先傳輸的指令對報警系統發出警報并傳輸數據。此時報警系統根據滅火器特有的編號進行編號定位，將數據傳送給管理者。管理者接收到警報后，通過警報系統提供的滅火器編號進行實地檢測維修。

（二）報警系統的設計

我們將通過滅火器特有的壓力傳感器設計相應的報警系統，此系統將適用于特有的滅火器壓力檢測器。報警系統與滅火器編號綁定，這樣可以進行準確無誤的檢測修理。另外，當滅火器用于家庭使用時，我們將有類似于電腦報警系統的手機APP，當家用滅火器出現故障時，與其綁定的手機APP將會對用戶發送故障警告，大大避免的因疏忽而導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位電路、抗干擾電路、擴展電路。

三、復位電路

作用：能夠確保壓力傳感器系統能夠穩定可靠的工作。

復位方式：單片機在啟動時都需要復位，以使CPU及系統各部件處于確定的初始狀態，并從初態開始工作。89系列單片機的復位信號是從RST引腳輸入到芯片內的施密特觸發器中的。當系統處于正常工作狀態時，且振蕩器穩定后，如果RST引腳上有一個高電平并維持2個機器周期（24個振蕩周期）以上，則CPU就可以響應并將系統復位。

①抗干擾電路主要作用是減小其他通訊設備對壓力傳感器的干擾。

②擴展電路的作用是為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網連接到我們的報警系統服務器中。并且，我們會在互聯網和我們的服務器之間設置防火墻，從而確保我們的服務器的安全。

五、供電系統

電池方面我們將采用微型紐扣電池，這種電池具有體積小，壽命長的優點。能夠為我們的壓力傳感系統提供穩定的電力保障。

參考文獻：

[1]朱騊俊.一種智能型滅火器.杭州潤緣物聯網有限公司，2018.

[2]朱啟晨，張明宇，任光輝，郁驚一，肖鯤.一種FAGA自適應控制RS485芯片收發方向的方法.北京四方繼保自動化股份有限公司，2015.

[3]陳繼軍，劉智棟.一種具有多功能控制模塊的濾波無功補償裝置.樂山晟嘉電氣有限公司，2014.