一种基于NB-IoT物联网通讯的消火栓智能水压监测装置的制作方法

本实用新型涉及一种基于NB-IoT物联网通讯的消火栓智能水压监测装置。

背景技术：

“消火栓水压不足”已成为一个网络热词频频地出现在各类火灾事故的报道中，如某市农贸批发市场店铺发生大火，多人人死亡、受伤。造成如此严重后果的原因是现场保安发现火情后迅速地打开消火栓灭火,但消火栓却流不出水来,只好眼睁睁地看着大火一间烧过一间,等到消防队赶到,大火已烧了5间的店面。事后消防队对于消火栓流不出水的解释也是水压力不够。

水压不够，消火栓就是摆设。消防无论对于企业、家庭还是个人都是十分重要的。平时养成良好的消防意识，管理好消防设备，才能在发生火灾险情时有备无患，迅速处理。尽管很多场所都会安装消火栓，但消防水管情况是否正常则经常被人忽视。等到发生火灾的时候，才发现没有水，或者水压不够，一旦发生火灾，对百姓的生命财产安全构成严重威胁。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种能够辅助供水企业或消防部门对消火栓水压进行远程监测，工作人员就能迅速展开维护，保障消防栓水压正常，让消防管理变得更智能、更实时，更有保障的基于NB-IoT物联网通讯的消火栓智能水压监测装置。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种基于NB-IoT物联网通讯的消火栓智能水压监测装置，包括控制盒、压力传感器、硬件电路和电池，所述压力传感器安装在消火栓内的空腔中，所述硬件电路安装在控制盒内，所述硬件电路包括NB-IoT模块、蓝牙芯片、MCU微控制器和定位芯片，所述压力传感器、NB-IoT模块、蓝牙芯片和定位芯片的信号端口分别与MCU微控制器上相对应的I/O端电性连接，所述电池分别连接NB-IoT模块、蓝牙芯片、MCU微控制器和定位芯片的电源端。

本实用新型进一步设置为：所述NB-IoT模块包括NB-IoT芯片、天线和SIM卡槽，所述SIM卡槽上的端口与NB-IoT芯片的I/O端连接，所述天线与NB-IoT芯片电性连接。

本实用新型进一步设置为：所述定位芯片包括北斗定位芯片和GPS定位芯片，所述北斗定位芯片和GPS定位芯片分别与MCU微控制器电性连接。

本实用新型进一步设置为：所述电池为锂亚电池。

本实用新型进一步设置为：所述硬件电路还包括电源管理芯片，所述电池的输出端连接电源管理芯片的输入端，所述电源管理芯片的输出端分别连接NB-IoT模块、蓝牙芯片、MCU微控制器和定位芯片的电源端。

本实用新型进一步设置为：所述控制盒包括盒体和防水接头，所述防水接头连通盒体内外空间，所述压力传感器的信号线通过防水接头进入盒体内，并与MCU微控制器连接。

本实用新型具有下述优点：辅助供水企业或消防部门对消火栓水压进行远程监测，工作人员就能迅速展开维护，保障消防栓水压正常，让消防管理变得更智能、更实时，更有保障，用于对1）消火栓的水压监测；2）水压数据上传及异常报警，使用最新的NB-IoT通信技术，具有低功耗、广覆盖、大连接等特点；自主研发最先进的节电技术，电池使用十年以上，避免频繁更换电池；从安全操作系统、数据加密、接入认证、网络协议、防火墙等方面重重防护，确保网络的安全可靠；硬件设计上按工业级标准执行，IP68防护等级，工作温度-40～+80ºC；智能模块本身具有防盗功能，被盗后有路径追踪显示。

附图说明

图1为本实用新型的系统原理框图；

图2为本实用新型的结构示意图。

图中：1、控制盒；2、压力传感器；3、硬件电路；4、电池；5、NB-IoT模块；6、蓝牙芯片；7、MCU微控制器；8、定位芯片；9、NB-IoT芯片；10、天线；11、SIM卡槽；12、北斗定位芯片；13、GPS定位芯片；14、电源管理芯片；15、盒体；16、防水接头。

具体实施方式

参照图1至2所示，本实施例的一种基于NB-IoT物联网通讯的消火栓智能水压监测装置，包括控制盒1、压力传感器2、硬件电路3和电池4，所述压力传感器2安装在消火栓内的空腔中，所述硬件电路3安装在控制盒1内，所述硬件电路3包括NB-IoT模块5、蓝牙芯片6、MCU微控制器7和定位芯片8，所述压力传感器2、NB-IoT模块5、蓝牙芯片6和定位芯片8的信号端口分别与MCU微控制器7上相对应的I/O端电性连接，所述电池4分别连接NB-IoT模块5、蓝牙芯片6、MCU微控制器7和定位芯片8的电源端。

所述NB-IoT模块5包括NB-IoT芯片9、天线10和SIM卡槽11，所述SIM卡槽11上的端口与NB-IoT芯片9的I/O端连接，所述天线10与NB-IoT芯片9电性连接。

所述定位芯片8包括北斗定位芯片12和GPS定位芯片13，所述北斗定位芯片12和GPS定位芯片13分别与MCU微控制器7电性连接。

所述电池4为锂亚电池4。

所述硬件电路3还包括电源管理芯片14，所述电池4的输出端连接电源管理芯片14的输入端，所述电源管理芯片14的输出端分别连接NB-IoT模块5、蓝牙芯片6、MCU微控制器7和定位芯片8的电源端。

所述控制盒1包括盒体15和防水接头16，所述防水接头16连通盒体15内外空间，所述压力传感器2的信号线通过防水接头16进入盒体15内，并与MCU微控制器7连接。

通过采用上述技术方案，主要部件说明：

1，本装置主要包括防水控制盒1机械结构和智能模块5。

2，防水盒等级IP68，包括盒体15和防水接头16；智能模块5主要包括控制板硬件电路3和软件程序。

3，控制板硬件电路3则主要包括：101电池4、102NB-IoT模块5、103蓝牙芯片6、104MCU微控制器7、105北斗定位芯片12、106压力传感器2。

4，电池4采用3.6V的锂亚电池4，通过降压或升压芯片处理后对MCU及其他各芯片按需求供电。

5，NB-IoT模块5包括NB-IoT芯片9、天线10、SIM卡槽11，将NB-IoT专用物联网卡插入SIM卡槽11，数据经NB-IoT芯片9处理后发送到网络提供商的基站。

6，MCU微控制器7采用了32位的低功耗处理芯片，内含Cortex-M4内核、FLASH、RAM等电路，内置核心算法程序和网络安全程序。

7，定位模块5包括定位芯片8和天线10，定位芯片8可同时接收北斗卫星和GPS卫星的数据，优先选择北斗卫星数据。

8，压力传感器2采用5V供电，输出0-5V电压信号，范围0-1.6MPa，精度0.5%。

工作原理：

1，该装置安装在消火栓对应的进水管道上，主要实现定位功能、水压监测功能、盗窃追踪功能。

2，定位功能：定位芯片8通过天线10接收卫星信号，将表示地理位置信息的经纬度数据传送给MCU，MCU接收数据后按照协议解析数据包，提取可用的经纬度数据，并将该数据通过NB-IoT最终发送到PC端软件或手机APP上展示出可视化的地理位置。

3，水压监测功能：压力传感器2将水压转换成0-5V的电压信号，经过滤波电路后，进一步经MCU的AD转换将模拟信号转换成数字信号，再经程序处理转换成可识别的工程量，并将该数据通过NB-IoT最终发送到PC端软件或手机APP上显示出以MPa为单位的压力值。

4，盗窃追踪功能：当该装置被盗，MCU检测到装置移动后，启动实时上报经纬度信息，这样整个盗窃路径上的经纬度都被记录在软件上，公安机关将很快利用该数据找到不法分子。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。