基于NB-IOT的物联网消防检测系统

张润杰 陈来鑫 金潇 金港皓

摘 要：本系统是根据NB-IOT窄带物联网技术，利用单片机体积小、质量轻、数据处理能力强的便利条件，我们将灭火器原有的压力表更换为承载着已经连接警报系统的单片机的压力表。根据设计好的报警系统或者掌上APP，管理者能够实时监控所管辖区域的每一个灭火器，并掌握每个灭火器的压力情况。

关键词：智能抄表;远程监测

在全球范围内，中国GDP近年来一直保持较快的增长速度，城市化进程的稳步推进，随着经济增长对消防体系建设的持续投入，消防产品的需求亦不断扩大。各级政府对消防的重视程度不断提高，消防监管体系逐步完善，社会公众安全意识的提高，都为消防行业的发展创造了有利条件，消防产业面临良好的发展机遇。因此，为消防系统安装物联网技术是未来消防产业发展的趋势。

随着行业的不断发展，主管部门相关法规政策、监管措施的发布，火灾报警产品的检验方法和检验手段也不断更新，公共场所的消防验收标准更加细致完善。由于行业市场资质认证壁垒，消防行业中火灾报警行业集中度较高，目前，国内企业在中低端产品市场具有垄断地位，而国外产品则集中在高端产品需求上。近些年由于社会安全意识的提高，用户越来越关心产品的实际运行完好率。因此各厂家在拼技术、拼价格的同时开始利用地缘优势开展服务竞争，消防维修保养行业开始兴起。随着无线互联网及物联网和智能建筑技术发展，一些先进的防火防灾理念相继出现，无线报警系统和消防云成为了行业新的技术热点。

一、研究方案

本系统设计重要分为压力传感芯片设计和报警系统设计两个部分。

（一）压力传感芯片的设计

本系统采用的压力数据传输芯片是80C51通用性单片机，我们将统一的压力传感数据通过电脑传输到每一个灭火器的压力传感芯片中，并对其编号。

当灭火器的压力数据出现一些异常时，传感芯片就会根据事先电脑传输的压力数据，将灭火器的实时压力数据通过互联网传送到报警系统中。灭火器压力标准：

干粉灭火器的标准压力值为：12-1.5mpa

二氧化碳灭火器的标准压力值为：5-6mpa

当灭火器的压力值超出或者低于标准压力值时，此时压力传感器中的芯片会根据我们事先传输的指令对报警系统发出警报并传输数据。此时报警系统根据灭火器特有的编号进行编号定位，将数据传送给管理者。管理者接收到警报后，通过警报系统提供的灭火器编号进行实地检测维修。

（二）报警系统的设计

我们将通过灭火器特有的压力传感器设计相应的报警系统，此系统将适用于特有的灭火器压力检测器。报警系统与灭火器编号绑定，这样可以进行准确无误的检测修理。另外，当灭火器用于家庭使用时，我们将有类似于电脑报警系统的手机APP，当家用灭火器出现故障时，与其绑定的手机APP将会对用户发送故障警告，大大避免的因疏忽而导致的灭火器爆炸事故。思路方法：

我们将压力传感器安装在灭火器的压力表中后，我们将在其中加入复位电路、抗干扰电路、扩展电路。

三、复位电路

作用：能够确保压力传感器系统能够稳定可靠的工作。

复位方式：单片机在启动时都需要复位，以使CPU及系统各部件处于确定的初始状态，并从初态开始工作。89系列单片机的复位信号是从RST引脚输入到芯片内的施密特触发器中的。当系统处于正常工作状态时，且振荡器稳定后，如果RST引脚上有一个高电平并维持2个机器周期（24个振荡周期）以上，则CPU就可以响应并将系统复位。

①抗干扰电路主要作用是减小其他通讯设备对压力传感器的干扰。

②扩展电路的作用是为Mega2560电路板提供合适的输入接口。

四、通讯电路

我们通过COM口即串行通讯端口将压力传感器与NB-IOT透传模块连接起来。之后NB-IOT透传模块将通过互联网连接到我们的报警系统服务器中。并且，我们会在互联网和我们的服务器之间设置防火墙，从而确保我们的服务器的安全。

五、供电系统

电池方面我们将采用微型纽扣电池，这种电池具有体积小，寿命长的优点。能够为我们的压力传感系统提供稳定的电力保障。

參考文献：

[1]朱騊俊.一种智能型灭火器.杭州润缘物联网有限公司，2018.

[2]朱启晨，张明宇，任光辉，郁惊一，肖鲲.一种FAGA自适应控制RS485芯片收发方向的方法.北京四方继保自动化股份有限公司，2015.

[3]陈继军，刘智栋.一种具有多功能控制模块的滤波无功补偿装置.乐山晟嘉电气有限公司，2014.