警报系统论文和设计-刘晓凯

全文摘要

本申请公开了一种警报系统，包括：物联网终端；采集模块；NB‑IOT基站；服务器以及用户终端。采集模块与物联网终端无线通信连接。服务器通过NB‑IOT基站与物联网终端连接。用户终端与服务器无线通信连接。其中，采集模块配置用于采集环境信息，并将所采集的环境信息发送至物联网终端。物联网终端配置用于将所采集的环境信息发送至服务器，其中，服务器配置用于接收所采集的环境信息，并向用户终端发送信息。解决了现有技术中存在的电缆连接造成的安装及维护不便、系统功耗较大造成工作不稳定的技术问题。

主设计要求

1.一种警报系统(100)，包括：物联网终端(101)；采集模块(102)；NB-IOT基站(103)；服务器(104)以及用户终端(105)，其特征在于，所述采集模块(102)与所述物联网终端(101)无线通信连接，所述服务器(104)通过所述NB-IOT基站(103)与所述物联网终端(101)连接，所述用户终端(105)与所述服务器(104)无线通信连接，其中，所述采集模块(102)配置用于采集环境信息，并将所采集的环境信息发送至所述物联网终端(101)，所述物联网终端(101)配置用于将所采集的环境信息发送至所述服务器(104)，其中，服务器(104)配置用于接收所采集的环境信息，并向所述用户终端(105)发送信息。

设计方案

所述采集模块(102)配置用于采集环境信息，并将所采集的环境信息发送至所述物联网终端(101)，

所述物联网终端(101)配置用于将所采集的环境信息发送至所述服务器(104)，其中，

服务器(104)配置用于接收所采集的环境信息，并向所述用户终端(105)发送信息。

2.根据权利要求1所述的警报系统(100)，其特征在于，所述采集模块(102)包括以下至少一个采集子模块：水位采集子模块(1021)、气体采集子模块(1025)、温度采集子模块(1022)、红外采集子模块(1023)以及球阀液位采集子模块(1024)，

所述水位采集子模块(1021)、所述气体采集子模块(1025)、所述温度采集子模块(1022)、所述红外采集子模块(1023)以及所述球阀液位采集子模块(1024)分别与所述物联网终端(101)无线通信连接；其中，

所述水位采集子模块(1021)用于检测环境中水位的变化，并向所述物联网终端(101)发送水位信息；

所述气体采集子模块(1025)用于采集环境预设气体的浓度，并向所述物联网终端(101)发送浓度信息；

所述温度采集子模块(1022)用于探测环境中的温度，并向物联网终端(101)发送环境温度信息；

所述红外采集子模块(1023)用于探测环境中的人员进入情况，并向所述物联网终端(101)发送人员进入信息；以及

所述球阀液位采集子模块(1024)用于检测阀井下球阀液位，并向所述物联网终端(101)发送液位信息。

3.根据权利要求2所述的警报系统(100)，其特征在于，所述采集模块(102)还包括至少一个第一电源模块(106)，其中，

所述第一电源模块(106)为所述采集子模块供电，并且，

所述第一电源模块(106)包含控制单元(1061)和第一电源单元(1062)，其中，所述控制单元(1061)用于控制第一电源单元(1062)的通断。

4.根据权利要求3所述的警报系统(100)，其特征在于，所述采集子模块还包括第一通信单元(108)，所述第一通信单元(108)分别与所述第一电源模块(106)的控制单元(1061)和第一电源单元(1062)连接。

5.根据权利要求4所述的警报系统(100)，其特征在于，所述物联网终端(101)包括第二通信单元(109)、处理单元(111)以及第三通信单元(110)，其中，所述第二通信单元(109)与所述采集模块(102)无线通信连接，用于接收所述采集模块(102)发送的信息；

所述处理单元(111)分别与所述第二通信单元(109)和所述第三通信单元(110)连接。

6.根据权利要求5所述的警报系统(100)，其特征在于，所述物联网终端(101)还包括第二电源模块(107)，第二电源模块(107)包括第二电源单元(1071)和第三电源单元(1072)，

所述第二电源单元(1071)与所述处理单元(111)和所述第二通信单元(109)连接，并向所述处理单元(111)和所述第二通信单元(109)供电，

所述第三电源单元(1072)与所述第三通信单元(110)连接，并向所述第三通信单元(110)供电，其中

所述处理单元(111)与所述第三电源单元(1072)连接，用于控制所述第三电源单元(1072)的打开和关闭。

7.根据权利要求6所述的警报系统(100)，其特征在于，所述物联网终端(101)还包括电池检测模块(112)，所述电池检测模块(112)分别与所述第二电源模块(107)和所述第三通信单元(110)连接，所述电池检测模块(112)配置用于对所述第二电源模块(107)内的电池电量进行检测，并且检测结果由所述第三通信单元(110)发送至所述服务器(104)。

8.根据权利要求7所述的警报系统(100)，其特征在于，还包括烟雾浓度采集子模块(1026)，所述烟雾浓度采集子模块(1026)与所述物联网终端(101)的处理单元(111)连接。

9.根据权利要求8所述的警报系统(100)，其特征在于，还包括扬声器单元(113)，所述扬声器单元(113)与所述处理单元(111)有线连接。

设计说明书

技术领域

本申请涉及物联网领域，特别是涉及一种警报系统。

背景技术

随着物联网技术的日益普及，许多监测警报任务可以使用电子设备对人工进行替代，大幅节省了监测警报的人力成本。另外对于复杂环境，在没有外界电源的情况下，很难实现对于现场情况的监控。现有的发明多数采用有线连接，网络覆盖成本高，线路容易老化，不易维护且维护成本过高。

但是，在现有的监测警报系统中大量使用电缆进行通信，电缆的布设施工复杂，成本高，线路容易老化，不易维护。因此采用无线方式传递信息是非常有必要的。并且现有技术中的烟雾报警系统分为两部分：一是用于检测烟雾的感应传感器，二是声音响亮的电子扬声器。然而这种设备不具备联网特性，在发生火灾时只能通知现场的人员注意消防措施。对于仓库等地方人员流动不密集，容易造成巨大隐患，而唯一比较可靠的是通过更换电池或者设备来完成设备的安全监测。而对于不正常设备及低电量设备不能够做到正常提醒，一旦电力不足，监测警报系统就不能正常工作，存在安全隐患。低功耗的警报系统也是是目前业界亟待解决的重要课题。

针对上述的现有技术中存在的电缆连接造成的安装及维护不便、系统功耗较大造成工作不稳定的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

根据本公开的实施例，提供了一种警报系统，包括：物联网终端；采集模块；NB-IOT基站；服务器以及用户终端。采集模块与物联网终端无线通信连接。服务器通过NB-IOT基站与物联网终端连接。用户终端与服务器无线通信连接。其中，采集模块配置用于采集环境信息，并将所采集的环境信息发送至物联网终端。物联网终端配置用于将所采集的环境信息发送至服务器，其中，服务器配置用于接收所采集的环境信息，并向用户终端发送信息。

可选地，上述系统中，采集模块包括以下至少一个采集子模块：水位采集子模块、气体采集子模块、温度采集子模块、红外采集子模块以及球阀液位采集子模块。水位采集子模块、气体采集子模块、温度采集子模块、红外采集子模块以及球阀液位采集子模块分别与物联网终端无线通信连接；其中，水位采集子模块用于检测环境中水位的变化，并向物联网终端发送水位信息；气体采集子模块用于采集环境中预设气体的浓度，并向物联网终端发送浓度信息；温度采集子模块用于探测环境中的温度，并向物联网终端发送环境温度信息；红外采集子模块用于探测环境中的人员进入情况，并向物联网终端发送人员进入信息；球阀液位采集子模块用于检测阀井下球阀液位，并向物联网终端发送液位信息。

可选地，上述系统中，采集模块还包括至少一个第一电源模块。其中，第一电源模块为采集子模块供电。并且，第一电源模块包含控制单元和第一电源单元，其中，控制单元用于控制第一电源单元的通断。

可选地，上述系统中，采集子模块还包括第一通信单元，第一通信单元分别与第一电源模块的控制单元和第一电源单元连接。

可选地，上述系统中，物联网终端包括第二通信单元、处理单元以及第三通信单元。其中，第二通信单元与采集模块无线通信连接，用于接收采集模块发送的信息。处理单元分别与第二通信单元和第三通信单元连接。

可选地，上述系统中，物联网终端还包括第二电源模块。第二电源模块包括第二电源单元和第三电源单元。第二电源单元与处理单元和第二通信单元连接，并向处理单元和第二通信单元供电。第三电源单元与第三通信单元连接，并向第三通信单元供电。其中处理单元与第三电源单元连接，用于控制第三电源单元的打开和关闭。

可选地，上述系统中，物联网终端还包含电池检测模块。电池检测模块分别与第二电源模块和第三通信单元连接。电池检测模块配置用于对第二电源模块内的电池电量进行检测，并且检测结果由第三通信单元发送至服务器。

可选地，上述系统还包括烟雾浓度采集子模块。烟雾浓度采集子模块与物联网终端的处理单元连接。

可选地，上述系统还包括扬声器单元。扬声器单元与处理单元有线连接。

本公开提供了一种警报系统，通过采用无线通信方案，使得在安装部署警报系统时不用再铺设线缆，并在无线传输技术中采用相同型号的模块进行发送和接收，避免了不兼容的问题发生，并选用低能耗工作芯片以及高效电压转换电路，提高电池使用效率，设置了周期工作程序，使整个系统只在预定的时间内进行工作，降低了电力消耗，从而解决了现有技术中存在的电缆连接造成的安装及维护不便、系统功耗较大造成工作不稳定的技术问题的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解，构成本申请的一部分，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：

图1是根据本公开实施例所述的警报系统系统示意图；

图2是根据本公开实施例所述的采集子模块结构示意图；

图3是根据本公开实施例所述的警报系统系统进一步示意图；

图4是根据本公开实施例所述的警报系统系统进一步示意图；

图5是根据本公开实施例所述的第一电源单元电路图；

图6是根据本公开实施例所述的第一通信单元电路图；

图7是根据本公开实施例所述的控制单元电路图；

图8是根据本公开实施例所述的第二通信单元电路图

图9是根据本公开实施例所述的第二电源单元电路图；

图10是根据本公开实施例所述的处理单元电路图；

图11是根据本公开实施例所述的第三通信单元电路图；

图12是根据本公开实施例所述的第三电源单元电路图；以及

图13是根据本公开实施例所述的电池检测模块电路图。

警报系统100、物联网终端101、采集模块102、水位采集子模块1021、温度采集子模块1022、红外采集子模块1023、球阀液位采集子模块1024、气体采集子模块1025、烟雾浓度采集子模块1026、NB-IOT基站103、服务器104、用户终端105、第一电源模块106、控制单元1061、第一电源单元1062、第二电源模块107、第二电源单元1071、第三电源单元1072、第一通信单元108、第二通信单元109、第三通信单元110、处理单元111、电池检测模块112、扬声器单元113。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

实施例

根据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种警报系统100，包括：物联网终端101；采集模块102；NB-IOT基站103；服务器104以及用户终端105。采集模块102与物联网终端101无线通信连接。服务器104通过NB-IOT基站103与物联网终端101连接。用户终端105与服务器104无线通信连接。其中，采集模块102配置用于采集环境信息，并将所采集的环境信息发送至物联网终端101。物联网终端101配置用于将所采集的环境信息发送至服务器104，其中，服务器104配置用于接收所采集的环境信息，并向用户终端105发送信息。

具体地，在本实施例中，如图1所示，警报系统100包括：物联网终端101；采集模块102；NB-IOT基站103；服务器104以及用户终端105。并且，采用无线方式进行通信连接，可减少由于布线所带来的施工困难，并且，通过设置NB-IOT基站103，可以使无线传输的距离更远、更稳定。并且，服务器104与用户终端105通过网络进行连接，可以方便用户在任意地点在第一时间接收警报信息，从而及时采取措施。在本实施例中，采集模块102对环境信息进行采集，并将采集的环境信息发送至物联网终端101，物联网终端101对接收的环境信息进行处理，将超过预定值的环境信息生成警报信息并通过NB-IOT基站103将信息(包括正常信息和警报信息)传送至服务器104，服务器104将接收的信息进行归类处理，并将警报信息传送至用户终端105。

此外，在本实施例中，物联网终端101还包括SIM卡，物联网终端101将环境信息发送给NB-IOT基站103，服务器获取NB-IOT基站103的数据并解析存于物联网平台上。并且在本实施例中，如图1所示，服务器104与用户终端105通过无线连接，服务器104接收到联网终端101所发送的信息(包括正常信息和警报信息)，一方面将所述警报信息(包括正常信息)通过GSM网络以短信的方式转发给用户终端105，提醒用户哪个位置发生了哪种异常状况，另一方面，服务器104将所接收到的信息在服务器104Web前端进行可视化的界面显示。用户终端105，可以是用户自己的手机或者是平板等移动设备，用于接收服务器104发送的警报信息。

另一方面，若用户在某个时刻想要查询待监测区域的实际情况，用户也可以登录到服务器104Web前端，对待监测区域的实际情况进行查询。

可选地，上述系统中，采集模块102包括以下至少一个采集子模块：水位采集子模块1021、气体采集子模块1025、温度采集子模块1022、红外采集子模块1023以及球阀液位采集子模块1024。水位采集子模块1021、气体采集子模块1025、温度采集子模块1022、红外采集子模块1023以及球阀液位采集子模块1024分别与物联网终端101无线通信连接；其中，水位采集子模块1021用于检测环境中水位的变化，并向物联网终端101发送水位信息；气体采集子模块1025用于采集环境中预设气体的浓度，并向物联网终端101发送浓度信息；温度采集子模块1022用于探测环境中的温度，并向物联网终端101发送环境温度信息；红外采集子模块1023用于探测环境中的人员进入情况，并向物联网终端101发送人员进入信息；球阀液位采集子模块1024用于检测阀井下球阀液位，并向物联网终端101发送液位信息。

具体地，在本实施例中，如图1所示，采集模块可以包括一种或多种、一个或多个水位采集子模块1021、气体采集子模块1025、温度采集子模块1022、红外采集子模块1023以及球阀液位采集子模块1024，但不限于这几种采集子模块。每一个采集子模块均与物联网终端101无线连接，通过无线通信将采集到的环境信息发送至第二通信单元109，使得在使用监测系统时可随时根据需要灵活选择使用各种采集子模块，并且，在使用维护工作中能够方便判别和修复某一个故障点，而不会对其它单元造成较大的影响，从而适用范围更广，检修维护更为便捷，进一步解决了现有技术中存在的电缆连接造成的安装及维修不便的问题。

其中，气体采集子模块1025采集可以是氧气或一氧化碳气体或硫化氢气体等有毒有害气体，根据实际工作需要进行设定。

可选地，上述系统中，采集模块102还包括至少一个第一电源模块106。其中，第一电源模块106为采集子模块供电。并且，第一电源模块106包含控制单元1061和第一电源单元1062，其中，控制单元1061用于控制第一电源单元1062的通断。

具体地，在本实施例中，如图2所示，每一个采集子模块都包含一个第一电源模块106，第一电源模块106为采集子模块的各部件供电，并且，第一电源模块106包含控制单元1061和第一电源单元1062，控制单元1061对第一电源单元1062的工作状态进行控制，使得第一电源单元1062不是全时段进行供电，从而节省电力。

在本实施例中，如图7所示，控制单元1061采用STM8L152K4T6芯片电路，该处理芯片是一款功耗极低的芯片，可以有效地解决现有技术中存在的能耗过大的问题。在本实施例中，通过对STM8L152K4T6芯片进行周期设置(每一采集子模块根据工作特点对周期进行设计，比如每5分钟进行1至2次开启，每次开启5秒)，则控制单元1061会根据预定的周期对第一电源单元1062进行控制，从而在不影响及时报警的情况下减少第一电源单元1062的电力输出，减少了电力的损耗。

在本实施例中，如图5所示，第一电源单元1062采用TPL700电路，将3.6V的电源电压降压为3.3V，一是可以供电路使用，二是可以供给外界设备来使用。TPL700芯片具有转换率高、电压稳定、体积小、性价比高的优点。

可选地，上述系统中，采集子模块还包括第一通信单元108，第一通信单元108分别与第一电源模块106的控制单元1061和第一电源单元1062连接。

具体地，在本实施例中，如图2所示，第一电源模块106为第一通信单元108提供电力供应，第一通信单元108用于与物联网终端101进行联系。当将环境信息由第一通信单元108成功发送至物联网终端101时，物联网终端101会向第一通信单元108发送已成功完成信息接收的指令，第一通信单元108将该指令发送至控制单元1061，控制单元1061根据指令向第一电源单元1062发送关闭电力输出指令，第一电源单元1062根据指令关闭电力输出，第一通信单元108停止工作。从而根据本方案，进一步节省了电力的消耗。

此外，还根据具体的环境类别设置了第一通信单元108在没有收到成功发送的指令时，会持续再发送的次数，例如，在没有收到收到成功发送的指令时，再持续发送环境信息5次，发送5次后，向控制单元1061发送已进行了5次发送动作的信息，控制单元1061收到信息后向第一电源单元1062发送关闭电力输出的指令，第一电源单元1062根据指令关闭电力输出，第一通信单元108停止工作。从而根据本方案，进一步降低了电力的消耗。

在本实施例中，如图6所示，第一通信单元108采用SI4432无线模块电路，接收灵敏度可以到-121dbm，发射功率大、接收灵敏度高，可以传输到上千米的距离，他可以轻松穿越4层水泥楼，素有\

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