一种无线低功耗火灾风险预警系统及方法与流程

文档序号:17188484发布日期:2019-03-22 21:41阅读:290来源:国知局
一种无线低功耗火灾风险预警系统及方法与流程

本发明涉及温度检测领域,具体涉及一种无线低功耗火灾风险预警系统及方法。



背景技术:

在各类火灾中,因电引起的火灾占较大比例。而电力线老化、负载过重而引起的电线过热、电线绝缘体熔化脱落、线路短路燃烧是发生电起火的主要原因。现在的绝大多数楼宇、住房等都安装有烟雾、红外传感等火灾监视报警器。但这些报警器是在电线绝缘体发生熔化燃烧之后,出现浓烟、明火时才发送火灾报警。这时候报警能提醒人员撤离,最大限度的减少因火灾引起的人员伤亡及财产损失,但不能做到防患于未然,避免火灾的发生。而本发明能对电线发热状况的监测,在火灾没发生之前实现火灾风险预警并将预警信息快速发送给监管人员或电器设备使用者,以便及时采取措施防止火灾发生。

目前对电线发热情况的监测及预警有多种方法。如:通过温控开关或温控线夹串接在线路中,当出现大电流,线路连接处出现高温时自动断开线路,这种方式主要是容易出现误断开、频繁断开等现象,容易损坏后端的电器设备;而且安装维护不方便,预警信息也不能及时推送到监管人员处。不能对电线发热状况起到监测的作用。另一种比较传统的方式是在电线上涂温敏色漆,当电线温度发生变化时色漆的颜色也会随之发生明显改变;或是在电线上贴试温片,这和涂色漆是同样的原理。这种方式需要人员现场查看,人工成本高,因色差的影响容易出现误判,不够智能。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明的目的在于提供一种

为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:

一种无线低功耗火灾风险预警系统,包括若干预警装置和数据中心服务器端,所述预警装置包括微型热敏温度传感器、主控芯片、nb-iot通信模组、电源管理模块和电池包;所述主控芯片分别与微型热敏温度传感器、nb-iot通信模组和电源管理模块分别连接;所述电源管理模块与微型热敏温度传感器、nb-iot通信模组和电池包分别连接;所述微型热敏温度传感器嵌在带状胶带中,用于与待测设备进行贴附;所述预警装置通过nb-iot通信模组与数据中心服务器端连接。

进一步的,所述预警装置还包括一运算放大电路,所述微型热敏温度传感器通过运算放大电路与主控芯片相连接。

进一步的,所述主控芯片采用da14580型号主控芯片。

进一步的,所述nb-iot通信模组与主控芯片通过串口相连,实现与主控芯片的数据交互。

进一步的,所述数据中心服务器端存储的数据包括温度数据、预警装置安装的位置、设备id,用电环境场景模式和超温预警阈值。

一种无线低功耗火灾风险预警系统的控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤s1:将微型热敏温度传感器嵌在带状胶带中,并贴附与待测设备;

步骤s2:进行系统初始化;

步骤s3:微型热敏温度传感器采集待测设备温度,并通过运算放大器将电信号放大之后送入主控芯片;

步骤s4:主控芯片对温度传感器信号进行分析采样,计算出所测得的实际温度值;

步骤s5:得到的实际温度值通过nb-iot通信模组加以调制,并发送给数据中心服务器端;

步骤s6:数据中心服务器端记录每个预警装置发生上来的数据信息并储存在数据库中,同时针对预警装置所在位置和用电场景智能筛选出超温预警阈值,当所测温度数据超过预警阈值时,数据中心服务器发送火灾风险预警信息到客户端或管理者手机上,当温度低于火灾风险预警阈值时解除预警。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果:

本发明能够对温度进行精准采集并计算,且装置结构的小型化、易安装、可维护性高,能够实时检测温度信息,并能及时发出超温警告信息。

附图说明

图1是本发明装置系统框图;

图2是本发明一实施例中装置示意图;

图3是本发明一实施例中装置安装示意图;

图4是本发明一实施例中主控芯片电路图;

图5是本发明一实施例中电源管理模块电路图;

图6是本发明一实施例中电池包电路图;

图7是本发明一实施例中gps模块图;

图8是本发明一实施例中nb-iot通信模组电路图;

图9是本发明一实施例中微型热敏温度传感器电路图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。

请参照图1,本发明提供一种无线低功耗火灾风险预警系统,包括若干预警装置和数据中心服务器端,所述预警装置包括微型热敏温度传感器、主控芯片、nb-iot通信模组、电源管理模块和电池包;所述主控芯片分别与微型热敏温度传感器、nb-iot通信模组和电源管理模块分别连接;所述电源管理模块与微型热敏温度传感器、nb-iot通信模组和电池包分别连接;所述微型热敏温度传感器嵌在带状胶带中,用于与待测设备进行贴附;所述预警装置通过nb-iot通信模组与数据中心服务器端连接。

本实施例中,所述微型热敏温度传感器其头部直径约1.2mm,头部嵌在带状胶带中(用于与电线进行贴附,便于热传导)。微型热敏温度传感器其尾部的两条电信号线与运算放大器相连。运算放大电路与主控芯片相连,运算放大器将电信号放大之后送入主控芯片的ad模块电路。主控芯片对温度传感器信号进行ad采样,计算出所测得的实际温度值。

本实施例中,所述主控芯片是系统的核心控制部分,选用超低功耗da14580型号主控芯片芯片,主控芯片有三种工作模式分别是:运行模式、休眠模式、深度休眠模式,可实现在不同状态下的低功耗。完成系统的初始复位、设置(如看门狗设置、外设控制设置等等);ad采样温湿度信息,实现数字滤波,并计算温湿度值;通过串口与nb-iot窄带通信模组进行数据交换,将所要发生的数据信息以串行通信方式发送给模组,并接收来自模组的指令数据。

本实施例中,所述nb-iot通信模组与主控芯片通过串口相连,实现与主控芯片的数据交互。同时模组还要将所需要传输的数据加以调制,以无线的形式发送给远端服务器并接收来自服务器的无线数据信号。

本实施例中,所述数据中心服务器端接收从来自温度监测装置的温度数据,并建立数据库存储温度数据。设置有数据库,数据库中还包括温度监测装置安装的位置、设备id,用电环境场景模式,超温预警阈值,日期、时间等等信息。数据中心服务器端记录每个温度监控装置发生上来的每一条数据信息并储存在数据库中,同时针对装置多在位置和用电场景智能筛选出超温预警阈值。当所测温度数据超过预警阈值时,数据中心服务器端发送火灾风险预警信息到客户端或管理者手机上。当温度低于火灾风险预警阈值时解除预警。同时根据预警的频次,增加火灾风险预警的级别,让使用者和管理者能引起足够的重视,避免火灾的发生及财产损失和人员伤亡。用户也可以通过数据中心服务器端往温度监控装置发送命令(如发送数据频率设置等等)。

本实施例中,所述电池包和电源管理模组主要是为系统提供所需点电源,防止电池过分过充,增强装置的使用续航时间。

本发明一实施例中,装置还可以设置为低功耗节电模式,此模式下主控芯片深度睡眠,nb-iot无线通信模组完全休眠,各外围设备也是在非工作状态,所以其整体功耗都在uw级别。主控芯片按每2分钟自主唤醒一次,在2秒钟之内对电线发热情况进行监测,ad采集电线表面温度数据,判断温度是否大于预设的上报数据阈值,如果大于则启动一次nb-iot无线数据传输,将当前温度数据发送至数据中心服务器,否则进入下一个深度休眠状态。这样最大限度的保证了装置长时间处于低功耗模式下,也不会出现漏报火灾预警的情况。大大增加了装置的使用寿命。

以上所述仅为本发明的较佳实施例,凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰,皆应属本发明的涵盖范围。

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