一种基于NB-IOT物联网的可燃气体检测系统的制作方法

本发明涉及一种基于nb-iot物联网的可燃气体检测系统，属于电子检测设备技术领域。

背景技术：

燃气报警器是通过检测空气中一氧化碳气体的浓度是否超过特定的浓度来燃气是否泄漏的，目前市场上的燃气报警器都是单一的仅能在自己家中报警，当老人、儿童在家中独处时极为危险。据调查目前远程监控在家庭中有使用，其是通过监控器将房间信息远程传递出去，但远程监控无法得到燃气是否泄漏的情况。另外目前的燃气检测还在以下缺点：

1、抗干扰能力差，功耗大，应用电路复杂；

2、灵敏度低，灵活性差，检测精度低，通用性不强，安全性差。

3、体积大，安装使用不方便，响应慢，不能够兼容移远通信gsm/gprs系列的m35模块；

4、计时功能输出稳定性低，输出误差大，不够可靠。

技术实现要素：

本发明要解决的问题是针对原先技术上不足，提供一种基于nb-iot物联网的可燃气体检测系统，基于物联网的燃气智能报警系统,室内燃气检测系统、小范围燃气信息汇合点、服务器三位一体，适用于大部分的居住楼房，与物联网知识紧密结合，微小外型体积设计，极高的可靠性与卓越的长期稳定性，成本低、无污染，通用性强，抗干扰能力强，功耗低，能够兼容移远通信gsm/gprs系列的m35模块，在常温及宽温范围内不需用户干预、全自动、全电源环境补偿的高精度、高可靠计时功能。

为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

一种基于nb-iot物联网的可燃气体检测系统，包括cpu模块、通信模块、sim卡模块、电源模块、可燃气体检测模块、时钟模块,通信模块、可燃气体检测模块、时钟模块连接cpu模块，通信模块连接sim卡模块，电源模块为各模块提供电源。

进一步的，所述cpu模块包括芯片u3，芯片u3的型号为stm8l151k4t6,芯片u3的2脚连接有晶振y1一端和电容c1一端，芯片u3的3脚连接有晶振y1另一端和电容c2一端，电容c1另一端和电容c2另一端接地；

所述芯片u3的32脚连接有排针con4的2脚，排针con4的1脚接入电源+3.3v，排针con4的3脚接地，排针con4的4脚连接有电容c13一端，并连接芯片u3的1脚，电容c13另一端接地，排针con4外接互联网isp1；所述芯片u3的9脚连接有电阻r4一端，电阻r4另一端连接有接插件j3的3脚，接插件j3的2脚接地，接插件j3的1脚连接+3.3v电源；所述芯片u3的11脚连接有电阻r1一端，电阻r1另一端连接有发光二极管l1一端，发光二极管l1另一端接地；芯片u3的8脚接入3.3v电源，芯片u3的7脚接地。

进一步的，所述通信模块包括芯片u4a，芯片u4a的型号为bc95，芯片u4a是无线nb芯片，芯片u4a的15脚连接有三极管q2的集电极，三极管q2的基极连接有电阻r3一端和电阻r18一端，电阻r3另一端连接芯片u3的24脚，三极管q2的发射极和电阻r18另一端接地；芯片u4a的53脚连接有电容c18一端、电阻r7一端，电阻r7另一端连接有电容c17一端，电容c18另一端、电容c17另一端接地；芯片u4a的45脚和46脚连接接入vbat电压电源，芯片u4a的45脚连接有电容ec4一端、电容c20一端、电容c21一端、电容c16一端，电容ec4另一端、电容c20另一端、电容c21另一端、电容c16另一端接地。

进一步的，所述芯片u4a的30脚连接有电阻r14一端、电阻r6一端，电阻r14另一端连接有芯片u3的27脚，电阻r6另一端连接有接插件j4的2脚，芯片u4a的29脚连接有电阻r15一端、电阻r5一端，电阻r15另一端连接有芯片u3的28脚，电阻r5另一端连接有接插件j4的3脚，接插件j4的4脚接入+3.3v，接插件j4的1脚接地，接插件j4外接com。

进一步的，所述sim卡模块包括芯片u6和芯片u8，芯片u6的型号为esda6v8av5，芯片u8的型号为microsim翻盖式，芯片u8的2脚连接有电阻r25一端、电阻r20一端和电容c22一端，电容c22另一端接地，电阻r25另一端连接有电容c25一端、芯片u8的5脚，电阻r20另一端连接有芯片u4a的40脚，芯片u8的5脚连接芯片u4a的38脚，芯片u8的6脚连接芯片u4a的42脚，芯片u8的3脚连接有电阻r22一端和电容c24一端，电容c24另一端接地，电阻r22另一端连接芯片u4a的39脚，芯片u8的1脚连接有电阻r21一端和电容c23一端，电容c23另一端接地，电阻r21另一端连接芯片u4a的41；

所述芯片u8的5脚连接芯片u6的1脚，芯片u8的2脚连接芯片u6的4脚，芯片u8的3脚连接芯片u6的3脚，芯片u8的1脚连接芯片u6的5脚，芯片u6的2脚接地。

进一步的，所述时钟模块包括芯片u1，芯片u1的型号为sd3078，芯片u1的1脚连接有电阻r9一端、芯片u3的19脚，电阻r9另一端接入+3.3v电源，芯片u1的2脚连接有电阻r8一端，电阻r8另一端接入+3.3v电源，芯片u1的3脚连接有电容c3一端、电容c5一端，并接入+3.3v电源，电容c3另一端、电容c5另一端接地，芯片u1的7脚连接有电阻r13一端、电阻r2一端，电阻r13另一端接芯片u3的1脚，电阻r2另一端接+3.3v电源，芯片u1的8脚连接有电阻r10一端和芯片u3的20脚，电阻r10另一端接入+3.3v电源。

进一步的，所述电源模块包括芯片u2，芯片u2的型号为mic29302，芯片u2的2脚连接芯片u2的1脚，芯片u2的2脚连接有电容c6一端、电容ec1一端，并接入+5v电源，+5v电源连接有接插件j2，接插件j2用于外接电源，电容c6另一端、电容ec1另一端接地，芯片u2的3脚接地，芯片u2的4脚连接有电阻r16一端、电阻r19一端、电容ec2一端和电容c7一端，并输出vbat电压电源，电阻r16另一端连接有电阻r17一端，并连接芯片u2的5脚，电阻r17另一端接地，电阻r19另一端连接有发光二极管l3一端，发光二极管l3的另一端接地，电容ec2另一端、电容c7另一端接地。

进一步的，所述电源模块还包括稳压器q1，稳压器q1的型号为mcp33，稳压器q1的3脚接入vbat电压电源，稳压器q1的3脚连接有电容c19一端，电容c19另一端接地，稳压器q1的2脚接地，稳压器q1的1脚输出+3.3v电压，稳压器q1的1脚连接有电容c14一端，电容c14另一端接地。

进一步的，所述可燃气检测模块包括运算放大器u5a，运算放大器u5a的3脚连接有电阻r11一端、电阻r12一端和电容c10一端，电阻r12另一端和电容c10另一端接地，电阻r11另一端接+5v电源，运算放大器u5a的8脚连接有电容c11一端和电阻r23一端，并接入+5v电源，电容c11另一端接地，运算放大器u5a的1脚连接有电容c12一端、发光二极管l2一端和芯片u3的12脚，发光二极管l2一端连接电阻r23另一端，电容c12另一端接地。

进一步的，所述可燃气体检测模块还包括芯片u7，芯片u7的型号为tgs2611，芯片u7的3脚和4脚连接接入+5v电源，芯片u7的4脚连接有电容c15一端、电容ec3一端，电容c15另一端、电容ec3另一端接地；芯片u7的1脚连接有电阻r24一端，电阻r24另一端接地，芯片u7的2脚连接有电阻r26一端和运算放大器的2脚，电阻r26另一端连接有电阻r27一端和电容c26一端，电阻r27另一端和电容c26另一端接地。

本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：

1、本发明所述的可燃气体检测系统基于物联网的燃气智能报警系统,室内燃气检测系统、小范围燃气信息汇合点、服务器三位一体，与现在科技领域常提到的智能一体化概念完全符合，适用于大部分的居住楼房，该设计与物联网知识紧密结合，本着为人们的生命财产提供保障的理念，成本低、无污染，通用性强，安全性高。

2、可燃气体检测系统抗干扰能力强，功耗低，体积小，寿命长，应用电路简单，灵敏度高，灵活性好，检测精度高。

3、所述通信模块具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性，微小外型体积设计，安装方便，响应速度快，能最大限度地满足终端设备对小尺寸模块产品的需求，同时有效地减小了空气检测系统尺寸并优化生产成本，能够兼容移远通信gsm/gprs系列的m35模块。

4、所述cpu模块长期工作稳定性高，不易损坏，故障率低。

5、所述时钟模块信号输出稳定性高，误差控制在0.2%内，可靠性高，实现在常温及宽温范围内不需用户干预、全自动、全电源环境补偿的高精度、高可靠计时功能，依据不同的电压自动从vdd切换到vbat或从vbat切换到vdd。

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

附图说明

附图1是本发明实施例中cpu模块的电路图；

附图2是本发明实施例中通信模块的电路图；

附图3是本发明实施例中sim卡模块的电路图；

附图4是本发明实施例中时钟模块的电路图；

附图5是本发明实施例中可燃气体检测模块的电路图；

附图6是本发明实施例中电源模块的电路图。

具体实施方式

实施例1，如图1至图6所示，一种基于nb-iot物联网的可燃气体检测系统，包括cpu模块、通信模块、sim卡模块、电源模块、可燃气体检测模块、时钟模块,通信模块、可燃气体检测模块、时钟模块连接cpu模块，通信模块连接sim卡模块，电源模块为各模块提供电源。

所述cpu模块包括芯片u3，芯片u3的型号为stm8l151k4t6,芯片u3的2脚连接有晶振y1一端和电容c1一端，芯片u3的3脚连接有晶振y1另一端和电容c2一端，电容c1另一端和电容c2另一端接地。

所述芯片u3的32脚连接有排针con4的2脚，排针con4的1脚接入电源+3.3v，排针con4的3脚接地，排针con4的4脚连接有电容c13一端，并连接芯片u3的1脚，电容c13另一端接地，排针con4外接互联网isp1；所述芯片u3的9脚连接有电阻r4一端，电阻r4另一端连接有接插件j3的3脚，接插件j3的2脚接地，接插件j3的1脚连接+3.3v电源；所述芯片u3的11脚连接有电阻r1一端，电阻r1另一端连接有发光二极管l1一端，发光二极管l1另一端接地；芯片u3的8脚接入3.3v电源，芯片u3的7脚接地。

所述cpu模块长期工作稳定性高，可实现连续2-3年工作稳定，响应速度快，相应时间小于1秒；抗干扰能力强，不易损坏，故障率低，较目前cpu模块故障率降低35%以上。

所述通信模块包括芯片u4a，芯片u4a的型号为bc95，芯片u4a是无线nb芯片，芯片u4a的15脚连接有三极管q2的集电极，三极管q2的基极连接有电阻r3一端和电阻r18一端，电阻r3另一端连接芯片u3的24脚，三极管q2的发射极和电阻r18另一端接地；芯片u4a的53脚连接有电容c18一端、电阻r7一端，电阻r7另一端连接有电容c17一端，电容c18另一端、电容c17另一端接地；芯片u4a的45脚和46脚连接接入vbat电压电源，芯片u4a的45脚连接有电容ec4一端、电容c20一端、电容c21一端、电容c16一端，电容ec4另一端、电容c20另一端、电容c21另一端、电容c16另一端接地；所述芯片u4a的30脚连接有电阻r14一端、电阻r6一端，电阻r14另一端连接有芯片u3的27脚，电阻r6另一端连接有接插件j4的2脚，芯片u4a的29脚连接有电阻r15一端、电阻r5一端，电阻r15另一端连接有芯片u3的28脚，电阻r5另一端连接有接插件j4的3脚，接插件j4的4脚接入+3.3v，接插件j4的1脚接地，接插件j4外接com。

所述通信模块具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性，超低功耗，超高灵敏度，微小外型体积设计，安装方便，响应速度快，抗干扰能力强；能最大限度地满足终端设备对小尺寸模块产品的需求，同时有效地减小了空气检测系统尺寸并优化生产成本，能够兼容移远通信gsm/gprs系列的m35模块。

所述sim卡模块包括芯片u6和芯片u8，芯片u6的型号为esda6v8av5，芯片u8的型号为microsim翻盖式，芯片u8的2脚连接有电阻r25一端、电阻r20一端和电容c22一端，电容c22另一端接地，电阻r25另一端连接有电容c25一端、芯片u8的5脚，电阻r20另一端连接有芯片u4a的40脚，芯片u8的5脚连接芯片u4a的38脚，芯片u8的6脚连接芯片u4a的42脚，芯片u8的3脚连接有电阻r22一端和电容c24一端，电容c24另一端接地，电阻r22另一端连接芯片u4a的39脚，芯片u8的1脚连接有电阻r21一端和电容c23一端，电容c23另一端接地，电阻r21另一端连接芯片u4a的41。

所述芯片u8的5脚连接芯片u6的1脚，芯片u8的2脚连接芯片u6的4脚，芯片u8的3脚连接芯片u6的3脚，芯片u8的1脚连接芯片u6的5脚，芯片u6的2脚接地。

所述时钟模块包括芯片u1，芯片u1的型号为sd3078，芯片u1的1脚连接有电阻r9一端、芯片u3的19脚，电阻r9另一端接入+3.3v电源，芯片u1的2脚连接有电阻r8一端，电阻r8另一端接入+3.3v电源，芯片u1的3脚连接有电容c3一端、电容c5一端，并接入+3.3v电源，电容c3另一端、电容c5另一端接地，芯片u1的7脚连接有电阻r13一端、电阻r2一端，电阻r13另一端接芯片u3的1脚，电阻r2另一端接+3.3v电源，芯片u1的8脚连接有电阻r10一端和芯片u3的20脚，电阻r10另一端接入+3.3v电源。

所述时钟模块信号输出稳定性高，误差控制在0.2%内，可靠性高，实现在常温及宽温范围内不需用户干预、全自动、全电源环境补偿的高精度、高可靠计时功能，依据不同的电压自动从vdd切换到vbat或从vbat切换到vdd。

所述电源模块包括芯片u2，芯片u2的型号为mic29302，芯片u2的2脚连接芯片u2的1脚，芯片u2的2脚连接有电容c6一端、电容ec1一端，并接入+5v电源，+5v电源连接有接插件j2，接插件j2用于外接电源，电容c6另一端、电容ec1另一端接地，芯片u2的3脚接地，芯片u2的4脚连接有电阻r16一端、电阻r19一端、电容ec2一端和电容c7一端，并输出vbat电压电源，电阻r16另一端连接有电阻r17一端，并连接芯片u2的5脚，电阻r17另一端接地，电阻r19另一端连接有发光二极管l3一端，发光二极管l3的另一端接地，电容ec2另一端、电容c7另一端接地。

所述电源模块还包括稳压器q1，稳压器q1的型号为mcp33，稳压器q1的3脚接入vbat电压电源，稳压器q1的3脚连接有电容c19一端，电容c19另一端接地，稳压器q1的2脚接地，稳压器q1的1脚输出+3.3v电压，稳压器q1的1脚连接有电容c14一端，电容c14另一端接地。

所述电源模块输出稳定，可输出各模块需要的不同电压，误差控制在0.2%内，可靠性高，使用寿命长。

所述可燃气检测模块包括运算放大器u5a，运算放大器u5a的3脚连接有电阻r11一端、电阻r12一端和电容c10一端，电阻r12另一端和电容c10另一端接地，电阻r11另一端接+5v电源，运算放大器u5a的8脚连接有电容c11一端和电阻r23一端，并接入+5v电源，电容c11另一端接地，运算放大器u5a的1脚连接有电容c12一端、发光二极管l2一端和芯片u3的12脚，发光二极管l2一端连接电阻r23另一端，电容c12另一端接地。

所述可燃气体检测模块还包括芯片u7，芯片u7的型号为tgs2611，芯片u7的3脚和4脚连接接入+5v电源，芯片u7的4脚连接有电容c15一端、电容ec3一端，电容c15另一端、电容ec3另一端接地；芯片u7的1脚连接有电阻r24一端，电阻r24另一端接地，芯片u7的2脚连接有电阻r26一端和运算放大器的2脚，电阻r26另一端连接有电阻r27一端和电容c26一端，电阻r27另一端和电容c26另一端接地。

所述可燃气体检测模块功耗低，体积小，寿命长，成本低，应用电路简单，灵敏度高，检测精度高，灵活性好。

基于物联网的燃气智能报警系统,室内燃气检测系统、小范围燃气信息汇合点、服务器三位一体，与现在科技领域常提到的智能一体化概念完全符合，适用于大部分的居住楼房，该设计与物联网知识紧密结合，本着为人们的生命财产提供保障的理念，成本低、无污染，通用性强，安全性高。

当出现燃气泄漏时，房间内的自动报警系统声光报警的同时也会通过nb-iot模块将燃气泄漏的信息传递给nb-iot物联网平台，同时传递给最终小区物业管理处并以网页的方式直观地呈现出来，这就构成了完整的物联网系统，同时还会以短信息（报警）的形式将消息发送给对应住户，构成多重保险,以减少不必要的伤害。

以上所述为本发明最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本发明的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本发明的技术启示而进行的等效变换，也在本发明的保护范围之内。