基于NB-IoT技术OpenCPU开发平台的智能烟感探测器及其通讯系统的制作方法

本实用新型涉及电路技术领域，尤其是涉及一种集成化高、安全度高、智能化易于开发的基于nb-iot技术opencpu开发平台的智能烟感探测器及其通讯系统。

背景技术：

近年来，火灾频发，造成很大的人员及财产损失，国家高度重视，陆续出台相关文件，明确相关要求，落实消防安全责任。同时，人民消防意识逐渐提高，独立烟感得到一定程度的普及，在防火减灾方面起到一定的作用。烟感探测器就是通过监测烟雾的浓度来实现火灾防范的，烟感探测器内部采用离子式烟雾传感，离子式烟感传感器是一种技术先进，工作稳定可靠的传感器，被广泛运用到各种消防报警系统中，性能远优于气敏电阻类的火灾报警器。它在内外电离室里面有放射源镅241，电离产生的正、负离子，在电场的作用下各自向正负电极移动。在正常的情况下，内外电离室的电流、电压都是稳定的。一旦有烟雾窜逃外电离室。干扰了带电粒子的正常运动，电流，电压就会有所改变，破坏了内外电离室之间的平衡，于是无线发射器发出无线报警信号，通知远方的接收主机，将报警信息传递出去。但由于独立烟感产品存在一定的局限，市面上独立烟感质量参差不齐，家庭住宅、古建筑、工业园区等场所在使用传统感烟探测器过程中，功能单一，只能发出声光报警提示。电池欠电不能及时知晓，人不在场收不到报警信息，工作状态不能实时掌握，独立烟感没有完全解决这些问题。而近几年推出的2g/3g/4g烟感也受因信号覆盖及信号穿透的影响存在不适合规模化、批量化安装的情况。其他一些联动型烟雾报警器、wifi联网型烟雾报警器、主机联网型烟雾报警器，受制于网络因素，易受干扰等，部署也不理想。总的来说，目前的烟感探测器功能简单，硬件设计复杂，系统不稳定，安全性差，集成化程度低，智能化程度低。

传统的烟感探测器设计方案为一个烟感专用mcu与一个烟雾探测芯片，驱动声光报警器组成一个烟感底板，一个通用mcu和一个通信模组组成一个通信板，两个板之间通过uart串口连接烟感专用mcu和通用mcu。烟感底板上的烟感专用mcu主要作用是检测烟雾探测芯片，驱动声光报警器，处理烟感业务运行逻辑等。通信板上的通用mcu主要作用是处理at指令路程，通过uart串口发送at指令控制通信模组连接网络，连接服务器，维护烟感探测器与iot平台的正常连接，上报的数据包组包，下行的数据包解析等。这种设计方案把一个通用mcu作为中间桥梁mcu，分别连接两端的烟感专用mcu和通信模组，额外增加了一颗mcu，增加了程序开发流程和控制逻辑，开发难度大，硬件成本较高，且增加了监控设备的体积。

技术实现要素：

本实用新型是为了克服现有技术的烟感探测器功能简单、硬件设计复杂不易开发、系统不稳定和安全性差的问题，提供一种基于nb-iot技术opencpu开发平台的智能烟感探测器及其通讯系统，本实用新型基于nb-iot技术的opencpu开发平台具有安装易、功能强、价格低、开发简单、集成化高、智能化高和安全度高的优点。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种基于nb-iot技术opencpu开发平台的智能烟感探测器，其特征在于，应用于通讯系统，包括nb-iot模块、电源管理模块、mcu模块和sim卡驱动电路模块；所述nb-iot模块输入端与电源管理模块第一输出端相连接，nb-iot模块ri串口端与mcu模块的ri串口端连接，mcu模块的输入端与电源管理模块的第二输出端相连接，nb-iot模块的通信端与sim卡驱动电路模块的通信端相连接。本实用新型基于nb-iot技术opencpu开发平台的智能烟感探测器，其硬件主要包括nb-iot模块、电源管理模块、mcu模块和sim卡驱动电路模块，nb-iot模块采用nb86-g模组，内部基于海思最新的nb-iot平台hi2115芯片，可以降低bom成本，去掉一颗mcu成本及其最小系统，具有更高的集成度，减小产品尺寸，更适用于消费类产品，电源管理模块定时检测电池的剩余电量；sim卡驱动电路模块用于连接nb-iot模组与sim卡通信。

作为优选，还包括按键电路模块、蜂鸣器模块、led指示灯模块和烟雾探测芯片；所述mcu模块分别与按键电路模块输出端、蜂鸣器模块输入端、led指示灯模块输入端相连接和烟雾探测芯片受控端相连接。电路模块只需使用最少量的外部元件，就可以提供光电型烟雾探测器的所有必需功能，按键电路模块用于烟感的自检和消音，烟雾探测芯片有4种工作模式：正常模式、迟滞模式、静默模式和探测腔测试模式；正常模式即待机模式，处于低功耗状态，内部增益为寄存器设定的正常增益值，待机电流在1μa以下；当烟雾浓度达到一定程度，烟雾探测芯片进入本地报警状态下，进入迟滞模式，以实现进入报警状态和退出报警状态不在同样的烟雾条件，迟滞模式增益与正常模式相同；静默模式的增益为正常模式的1/2，和正常模式相比，阈值设置相同的情况下需要2倍的烟雾浓度才能报警，以实现低灵敏度的功能；在探测腔测试模式下，增益为正常模式的2倍，以实现高增益、高灵敏度模式，用于按压测试及烟雾腔测试。待机状态下，烟雾探测芯片每10s升压进行烟雾探测，43s进行探测腔测试。烟雾探测芯片外接的红外发射管的ired脉冲结束后，红外接收管的输出信号经过积分放大，转化成数字信号，与设定的限制值进行比较。若积分器结果大于设定的限制值，则存在烟雾，烟雾探测周期会缩短；连续3次探测到烟雾条件，器件进入报警状态。

作为优选，所述nb-iot模块包括nb-iot模组u2、电容c1、电容c5、电容c6、电容c7、电容c19、电容c20、电感l2、电阻r3、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r13、电阻r16、测试点tp5、测试点tp6、测试点tp7、测试点tp8、测试点tp9、测试点tp10和三极管q1；电池电压nb_vbat端分别与电容c1一端、nb-iot模组u2的vbat端、电容c19一端、电容c20一端和电感l2一端相连接，电感l2另一端连接电源管理模块第一输出端nb_3v6，nb-iot模组u2的vdd_ext端通过电容c5接地，nb-iot模组u2的dgb_rxd端通过电阻r7接地，nb-iot模组u2reset端与三极管q1集电极向连接，三极管q1基极与电阻r13一端相连接，电阻r13另一端与测试点tp5nb_reset相连接，nb-iot模组u2rf_ant端分别与电容c6一端和电阻r16一端相连接，电阻r16另一端分别与电容c7一端和射频天线ant2射频端相连接，nb-iot模组u2的usim_rst端通过电阻r3与sim卡驱动电路模块复位端相连接，nb-iot模组u2的usim_clk端通过电阻r3与sim卡驱动电路模块时钟端相连接，nb-iot模组u2的usim_data端通过电阻r3与sim卡驱动电路模块数据端相连接，nb-iot模组u2的dgb_txd端与测试点tp6相连接，nb-iot模组u2的dgb_rxd端分别与测试点tp7和电阻r7一端相连接，nb-iot模组u2的txd端通过电阻r8与测试点tp8相连接，nb-iot模组u2的rxd端分别与电阻r9一端和电阻r10一端相连接，电阻r9另一端与测试点tp9相连接，电容c1另一端、电容c19另一端、电容c20另一端、电容c6另一端、电容v7另一端、电容r13另一端和测试点tp10均接地。nb-iot模块采用nb86-g模组，内部基于海思最新的nb-iot平台hi2115芯片，其芯片内部包括a核、c核和s核三部分处理器，a核处理器作为应用核处理器，基于nb-iot技术的opencpu开发平台搭载在a核处理器中，将原本仅开放给模组厂家进行二次开发的rdk+sdk进行封装，实现了将海思hi2115芯片的a核开放给客户使用，开发封装了供客户开发使用的api接口函数。

作为优选，所述电源管理模块包括二极管d4、ldo电源稳压芯片u3、ldo电源稳压芯片u6、电容c8、电容c11、电容c12、电容c14、电容c18、电容c21、电容c22、电阻r19、电阻r20和电阻r21；电源管理模块(2)输入端连接电池电压bat1且通过二极管d4分别与电容c8一端、电容c18一端、ldo电源稳压芯片u3输入端、ldo电源稳压芯片u3使能端和ldo电源稳压芯片u6输入端相连接，ldo电源稳压芯片u6使能端与电阻r20一端相连接ldo电源稳压芯片u6输出端分别与电阻r19一端、电容c21一端、电容c22一端和nb-iot模块输入端nb_3v6相连接，电阻r19另一端分别与ldo电源稳压芯片u6bp端和电阻r21另一端相连接，ldo电源稳压芯片u3的bp端通过电容c14接地，ldo电源稳压芯片u3输出端分别与电容c11一端、电容c12一端和电源管理模块第二输出端vdd_3v3相连接，电容c8另一端、ldo电源稳压芯片u3接地端、电容c11另一端、电容c12另一端、电容c18另一端、ldo电源稳压芯片u6接地端、电阻r21另一端、电容c21另一端和电容c22另一端均接地。电源管理模块为nb-iot模块和mcu模块供电，将电压变压为各个模块所需输入电压。

作为优选，所述mcu模块包括电容c2、电容c3、电容c4、电容c4、电容c9、电容c23、电容c24、电容c25、电感l1、电阻r2、电阻r1、电阻r22、晶振x1、主控芯片u1、测试点tp1、测试点tp2、测试点tp3、测试点tp4、测试点tp11、测试点tp12和测试点tp18；电源管理模块(2)第二输出端vdd_3v3分别与电容c25一端、测试点tp12、电感l1一端、电阻r2一端、主控芯片u1的vdd端和电容c23一端相连接，电感l1另一端通过电容c9接地，主控芯片u1的osc32_in端分别与晶振x1一端和电容c2一端相连接，主控芯片u1的osc32_out端分别与晶振x1另一端和电容c3一端相连接，电阻r2另一端分别与电容c4一端、主控芯片u1的nrst端和测试点tp12的reset端相连接，主控芯片u1的boot0端通过电阻r1接地，主控芯片u1的pa7端口通过电阻r22与电源管理模块使能端相连接，电容c2另一端、电容c3另一端、电容c23另一端、电容c4另一端和电容c25另一端均接地。mcu模块主控芯片u1外接元件少，功耗低成本低易于实现，降低成本，mcu模块还控制烟感消音和复位。

作为优选，所述sim卡驱动电路模块包括sim卡芯片u4、电阻r18、电阻r17、电容c13、电容c15、电容c16、电容c17、测试点tp13、测试点tp14、测试点tp15、测试点tp16、测试点tp17和esd二极管u5，sim卡芯片u4的vdd端分别与电阻r17一端、电容c13一端、esd二极管u5的4管脚和测试点tp13的vreg_sim端相连接，电阻r17另一端分别与电容c16一端、esd二极管u5的3管脚、电阻r18一端与esd二极管u5的3管脚、sim卡芯片u4的i/o端和测试点tp16的sim_data端相连接，电阻r18另一端与sim卡芯片u4的nc端相连接，sim卡芯片u4的rst端分别与电容c15一端、esd二极管u5的5管脚和测试点tp14sim_rst端相连接，sim卡芯片u4的clk端分别与电容c17一端、esd二极管u5的1管脚和测试点tp15的sim_clk端相连接电容c16另一端、电容c13另一端、电容c15另一端、电容c17另一端和测试点tp17均接地。

一种基于nb-iot技术opencpu开发平台的智能烟感探测器的通讯系统，包括基于nb-iot技术opencpu开发平台的智能烟感探测器，所述烟感探测器包括nb-iot模块nb-iot模块包括a核处理器、c核处理器和s核处理器，a核处理器为应用核，c核处理器为协议核，s核处理器为安全核，还包括基于nb-iot技术的opencpu开发平台，所述基于nb-iot技术的opencpu开发平台搭载在a核处理器中，还包括运营商iot平台和智慧消防安全管控平台，运营商iot平台和智慧消防安全管控平台均与a核处理器通过nb-iot网络相连接。在使用过程中直接调用相关api接口函数即可，在a核处理器上调用opencpu开发平台提供的api接口函数，分步实现附着nb-iot网络，注册核心网，pdp激活，coap连接，连接运营商iot平台，最终连接智慧消防安全管控平台，实现nb-iot烟感探测器终端与运营商iot平台及智慧消防安全管控平台实时双向数据通信。

作为优选，a核处理器周期性上报心跳数据包到运营商iot平台和智慧消防安全管控平台，所述心跳数据包包括设备类型、设备地址、心跳状态、剩余电池电量数据、调用opencpu的信号质量api函数获取nb-iot模组的运行参数信息rssi、sinr、ecl、pci。

因此，本实用新型具有如下有益效果：

1本实用新型基于nb-iot技术opencpu开发平台的智能烟感探测器，其硬件主要包括nb-iot模块、电源管理模块、mcu模块和sim卡驱动电路模块，nb-iot模块采用nb86-g模组，内部基于海思最新的nb-iot平台hi2115芯片，可以降低bom成本，去掉一颗mcu成本及其最小系统，具有更高的集成度，减小产品尺寸，更适用于消费类产品，电源管理模块定时检测电池的剩余电量；sim卡驱动电路模块用于连接nb-iot模组与sim卡通信；

2.mcu模块主控芯片u1外接元件少，功耗低成本低易于实现，降低成本，mcu模块还控制烟感消音和复位，nb-iot模块采用nb86-g模组，内部基于海思最新的nb-iot平台hi2115芯片，其芯片内部包括a核、c核和s核三部分处理器，a核处理器作为应用核处理器，基于nb-iot技术的opencpu开发平台搭载在a核处理器中，将原本仅开放给模组厂家进行二次开发的rdk+sdk进行封装，实现了将海思hi2115芯片的a核开放给客户使用，开发封装了供客户开发使用的api接口函数；

3.在使用过程中直接调用相关api接口函数即可，在a核处理器上调用opencpu开发平台提供的api接口函数，分步实现附着nb-iot网络，注册核心网，pdp激活，coap连接，连接运营商iot平台，最终连接智慧消防安全管控平台，实现nb-iot烟感探测器终端与运营商iot平台及智慧消防安全管控平台实时双向数据通信，具有集成化高、安全度高、智能化易于开发的优点。

附图说明

图1是本实用新型烟感探测器的结构框图。

图2是本实用新型的nb-iot模块的电路图。

图3是本实用新型的电源管理模块的电路图。

图4是本实用新型的mcu模块的电路图。

图5是本实用新型的sim卡驱动电路模块的电路图。

图6是本实用新型的蜂鸣器模块的电路图。

图7是本实用新型的led指示灯模块的电路图。

图8是本实用新型的工作流程图。

图9是本实用新型通讯系统的结构框图。

图10是本实用新型nb-iot模组的结构框图。

图中：1、nb-iot模块2、电源管理模块3、mcu模块4、sim卡驱动电路模块5、按键电路模块6、蜂鸣器模块7、led指示灯模块8、电池9、烟雾探测芯片10、调试接口11、烧录接口12、智能消防安全管控平台13、运营商iot平台14、nb-iot核心网15、nb-iot基站16、nb-iot网络17、nb-iot模组。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。

实施例：

本实施例一种基于nb-iot技术opencpu开发平台的智能烟感探测器及其通讯系统，如图1、图8所示，烟感探测器包括nb-iot模块1、电源管理模块2、mcu模块3和sim卡驱动电路模块4；所述nb-iot模块1输入端与电源管理模块2第一输出端相连接，nb-iot模块1的ri串口端与mcu模块3的ri串口端连接，mcu模块3的输入端与电源管理模块2的第二输出端相连接，nb-iot模块1的通信端与sim卡驱动电路模块4的通信端相连接，还包括按键电路模块5、蜂鸣器模块6、led指示灯模块7和烟雾探测芯片9；所述mcu模块3分别与按键电路模块5输出端、蜂鸣器模块6输入端、led指示灯模块7输入端相连接和烟雾探测芯片9受控端相连接；通讯系统包括依次相连的智能消防安全管控平台12、运营商iot平台13、nb-iot核心网14、nb-iot基站15和nb-iot网络16，烟感探测器包括a核处理器、c核处理器和s核处理器，a核处理器为应用核，c核处理器为协议核，s核处理器为安全核，还包括基于nb-iot技术的opencpu开发平台，基于nb-iot技术的opencpu开发平台搭载在a核处理器中，还包括运营商iot平台13和智慧消防安全管控平台，运营商iot平台13和智慧消防安全管控平台均与a核处理器相连接，a核处理器周期性上报心跳数据包到运营商iot平台13和智慧消防安全管控平台，所述心跳数据包包括设备类型、设备地址、心跳状态、剩余电池电量数据、调用opencpu的信号质量api函数获取nb-iot模块1的运行参数信息rssi、sinr、ecl、pci。

其中，nb-iot模块1，如图2所示，包括nb-iot模组u2、电容c1、电容c5、电容c6、电容c7、电容c19、电容c20、电感l2、电阻r3、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r13、电阻r16、测试点tp5、测试点tp6、测试点tp7、测试点tp8、测试点tp9、测试点tp10和三极管q1；电池电压nb_vbat端分别与电容c1一端、nb-iot模组u2的vbat端、电容c19一端、电容c20一端和电感l2一端相连接，电感l2另一端连接电源管理模块2第一输出端nb_3v6，nb-iot模组u2的vdd_ext端通过电容c5接地，nb-iot模组u2的dgb_rxd端通过电阻r7接地，nb-iot模组u2reset端与三极管q1集电极向连接，三极管q1基极与电阻r13一端相连接，电阻r13另一端与测试点tp5nb_reset相连接，nb-iot模组u2rf_ant端分别与电容c6一端和电阻r16一端相连接，电阻r16另一端分别与电容c7一端和射频天线ant2射频端相连接，nb-iot模组u2的usim_rst端通过电阻r3与sim卡驱动电路模块4复位端相连接，nb-iot模组u2的usim_clk端通过电阻r3与sim卡驱动电路模块4时钟端相连接，nb-iot模组u2的usim_data端通过电阻r3与sim卡驱动电路模块4数据端相连接，nb-iot模组u2的dgb_txd端与测试点tp6相连接，nb-iot模组u2的dgb_rxd端分别与测试点tp7和电阻r7一端相连接，nb-iot模组u2的txd端通过电阻r8与测试点tp8相连接，nb-iot模组u2的rxd端分别与电阻r9一端和电阻r10一端相连接，电阻r9另一端与测试点tp9相连接，电容c1另一端、电容c19另一端、电容c20另一端、电容c6另一端、电容v7另一端、电容r13另一端和测试点tp10均接地。

其中，电源管理模块2，如图3所示，包括二极管d4、ldo电源稳压芯片u3、ldo电源稳压芯片u6、电容c8、电容c11、电容c12、电容c14、电容c18、电容c21、电容c22、电阻r19、电阻r20和电阻r21；电源管理模块2输入端连接电池电压bat1且通过二极管d4分别与电容c8一端、电容c18一端、ldo电源稳压芯片u3输入端、ldo电源稳压芯片u3使能端和ldo电源稳压芯片u6输入端相连接，ldo电源稳压芯片u6使能端与电阻r20一端相连接ldo电源稳压芯片u6输出端分别与电阻r19一端、电容c21一端、电容c22一端和nb-iot模块1输入端nb_3v6相连接，电阻r19另一端分别与ldo电源稳压芯片u6bp端和电阻r21另一端相连接，ldo电源稳压芯片u3的bp端通过电容c14接地，ldo电源稳压芯片u3输出端分别与电容c11一端、电容c12一端和电源管理模块2第二输出端vdd_3v3相连接，电容c8另一端、ldo电源稳压芯片u3接地端、电容c11另一端、电容c12另一端、电容c18另一端、ldo电源稳压芯片u6接地端、电阻r21另一端、电容c21另一端和电容c22另一端均接地。

其中，mcu模块3，如图4所示，包括电容c2、电容c3、电容c4、电容c4、电容c9、电容c23、电容c24、电容c25、电感l1、电阻r2、电阻r1、电阻r22、晶振x1、主控芯片u1、测试点tp1、测试点tp2、测试点tp3、测试点tp4、测试点tp11、测试点tp12和测试点tp18；电源管理模块2第二输出端vdd_3v3分别与电容c25一端、测试点tp12、电感l1一端、电阻r2一端、主控芯片u1的vdd端和电容c23一端相连接，电感l1另一端通过电容c9接地，主控芯片u1的osc32_in端分别与晶振x1一端和电容c2一端相连接，主控芯片u1的osc32_out端分别与晶振x1另一端和电容c3一端相连接，电阻r2另一端分别与电容c4一端、主控芯片u1的nrst端和测试点tp12的reset端相连接，主控芯片u1的boot0端通过电阻r1接地，主控芯片u1的pa7端口通过电阻r22与电源管理模块2使能端相连接，电容c2另一端、电容c3另一端、电容c23另一端、电容c4另一端和电容c25另一端均接地。

其中，sim卡驱动电路模块4，如图5所示，包括sim卡芯片u4、电阻r18、电阻r17、电容c13、电容c15、电容c16、电容c17、测试点tp13、测试点tp14、测试点tp15、测试点tp16、测试点tp17和esd二极管u5，sim卡芯片u4的vdd端分别与电阻r17一端、电容c13一端、esd二极管u5的4管脚和测试点tp13的vreg_sim端相连接，电阻r17另一端分别与电容c16一端、esd二极管u5的3管脚、电阻r18一端与esd二极管u5的3管脚、sim卡芯片u4的i/o端和测试点tp16的sim_data端相连接，电阻r18另一端与sim卡芯片u4的nc端相连接，sim卡芯片u4的rst端分别与电容c15一端、esd二极管u5的5管脚和测试点tp14sim_rst端相连接，sim卡芯片u4的clk端分别与电容c17一端、esd二极管u5的1管脚和测试点tp15的sim_clk端相连接电容c16另一端、电容c13另一端、电容c15另一端、电容c17另一端和测试点tp17均接地。

其中，蜂鸣器模块6，如图6所示，包括电阻r11、三极管q2和蜂鸣器buz1，电源管理电路2第二输出端vdd_3v3与蜂鸣器buz1正极连接，蜂鸣器负极与三极管q2集电极相连接，三极管q2基极通过电阻r11与mcu模块3的处理器u1的beep端口相连接，三极管q2发射极接地。

其中，led指示灯模块7，如图7所示，包括电阻r4、电阻r23、发光二极管led1和发光二极管led2，电源管理电路2第二输出端vdd_3v3分别与电阻r4一端和电阻r23一端相连接，电阻r4另一端与发光二极管led1正极连接，发光二极管led1负极与mcu模块3相连接，电阻r23另一端与发光二极管led2正极连接，发光二极管led2负极与mcu模块3相连接。

本实用新型工作原理如下：系统上电后，mcu模块3会通过串口向nb-iot模块1发送at+init指令后，当nb-iot模块1接收到后，在a核处理器上采用opencpu开发架构，调用liteos接口创建并启动nb-iot初始化和加网任务，同时创建并启动nb-iot加网软件定时器，分步实现附着nb-iot网络，注册核心网，pdp激活，coap连接，连接运营商iot平台13，最终连接智慧消防安全管控平台；从接收到指令开始计时，在最长应答超时时间以内(90s)，nb-iot模块1加网附着上网络，并且加入运营商iot平台13，则向mcu模块3返回ok，否则返回error，然后删除nb-iot初始化和加网任务，及nb-iot加网软件定时器；在nb-iot初始化和加网任务未删除之前，或在最长应答超时时间未到之前，mcu模块3又再次发送at+init，nb-iot模块1a核处理器接收到后不做处理，过滤掉，之前运行的nb加网任务还是继续的；另外，当nb86-g模组上电重启，或异常复位，使nb86-g模组系统重启运行时，会在其他的一项任务线程初始化时，设置关闭射频功能(即at+cfun＝0)，使nb-iot模块1不能自行加网附着网络，目的是只有通过mcu模块3发送设置at+init才能执行模组初始化，加网附着和接入运行商iot平台等相关流程。

智能烟感探测器，mcu模块3会通过串口发送at+read指令事件给nb-iot模块1，其内部的a核处理器通过调用opencpu的api接口查询nb-iot模块1的imsi号和imei号，nb-iot模块1收到后，将会按照协议格式返回对应的imsi和imei数据帧给mcu模块3。

智能烟感探测器，nb-iot模块1接收到mcu模块3串口发送的at+type＝data(设备类型)指令事情，a核处理器通过调用opencpu的kv接口，保存data，后续在发送相关的数据时填充该data。

智能烟感探测器，nb-iot模块1接收到mcu模块3串口发送的at+addr＝data(设备地址)指令事情，a核处理器通过调用opencpu的kv接口，保存data，后续在发送相关的数据时填充该data。

智能烟感探测器，nb-iot模块1接收到mcu模块3串口发送的at+smoke＝data(烟值数据)指令事情，缓存该data，后续在发送相关的数据时填充该data。

智能烟感探测器，nb-iot模块1接收到mcu模块3串口发送的at+vol＝data(剩余电池电量数据)，缓存该data，后续在发送相关的数据时填充该data。

智能烟感探测器,为了保证连接的有效性，来确认智能烟感探测器和运营商iot平台13的连接是否正常，智能烟感探测器需要周期性上报心跳数据包到运营商iot平台13和智慧消防安全管控平台。mcu模块3周期性发送at+heart指令事件，nb-iot模块1接收到指令后，在a核处理器中组包协议数据帧，心跳数据包主要包括设备类型、设备地址、心跳状态、剩余电池电量数据、调用opencpu的信号质量api函数获取获取nb-iot模块1的运行参数信息rssi、sinr、ecl、pci等,调用opencpu的coap协议数据发送api函数，上报心跳数据包到运营商iot平台13和智慧消防安全管控平台，a核处理器接收到运营商iot平台13返回的应答数据后，确认发送成功，nb-iot模块1然后串口返回ok给mcu模块3。

智能烟感探测器，每次上电重启后，mcu模块3需要发送at+poweron指令事件，即发送上电事件，nb-iot模块1接收到指令后，在a核处理器中组包协议数据帧，调用opencpu的coap协议数据发送api函数，上报到运营商iot平台13和智慧消防安全管控平台，a核处理器接收到运营商iot平台13返回的应答数据后，确认发送成功，nb-iot模块1然后串口返回ok给mcu模块3。

智能烟感探测器，在运行的过程中，mcu模块3检测到发生了烟感探测器被拆卸事件，马上发送at+down指令事件，即发送拆卸事件，nb-iot模块1接收到该指令后，在a核处理器中组包协议数据包，火警数据包主要包括设备类型、设备地址、拆卸状态位等，然后调用opencpu的coap协议数据发送api函数，上报火警数据包到运营商iot平台13和智慧消防安全管控平台，然后a核处理器接收到运营商iot平台13返回的应答数据后，确认发送成功，nb-iot模块1然后串口返回ok给mcu模块3。等到烟感探测器拆卸恢复后，mcu模块3会发送at+disdown指令事件，nb-iot模块1接收到该指令后，再上报到运营商iot平台13和智慧消防安全管控平台。

智能烟感探测器，在运行的过程中，mcu模块3检测到电池欠压事件，马上发送at+undervol指令事件，nb-iot模块1接收到该指令后，在a核处理器中组包协议数据包，火警数据包主要包括设备类型、设备地址、电池欠压状态位，剩余电池电量等，然后调用opencpu的coap协议数据发送api函数，上报火警数据包到运营商iot平台13和智慧消防安全管控平台，然后a核处理器接收到运营商iot平台13返回的应答数据后，确认发送成功，nb-iot模块1然后串口返回ok给mcu模块3。等到电池电量恢复正常后，mcu模块3会发送at+disundervol指令事件，即nb-iot模块1接收到该指令后，再上报到运营商iot平台13和智慧消防安全管控平台。

智能烟感探测器，在运行的过程中，当有上报事件触发，nb-iot模块1会从psm态进入连接态，上报数据到运营商iot平台13，此时，智慧消防安全管控平台可以下发设置智能烟感探测器的心跳上报间隔，和火警状态下的火警上报间隔，nb-iot模块1接收到该数据帧后，对数据解析后，发送给mcu模块3，智能烟感探测器将会改变心跳上报间隔时间和火警上报间隔时间。智慧消防安全管控平台也可以下发设置智能烟感探测器的消音状态，和复位状态，nb-iot模块1接收到该数据帧后，对数据解析后，发送给mcu模块3，智能烟感探测器的mcu模块3将会设置消音恢复，然后复位。

基于nb-iot技术的opencpu开发平台的智能烟感探测器，其软件系统搭载在nb-iot模块1的hi2115芯片内部a核处理器(应用核)中开发，基于nb-iot技术的opencpu开发平台搭载在a核处理器中开发了智能烟感探测器的应用程序，还提供fota(firmwareover-the-air)升级功能。

基于nb-iot技术的opencpu方案fota升级以差分升级的形式进行，在同固件版本的升级时，客户的应用代码在a核内，fota升级只改变a核中改变的地方；在不同固件版本进行fota升级时，这个时候就可能改变a核、s核、c核处理器里改变的部分。fota差分包存储在180kb的独立内存中，和a核代码区无关；fota过程中无法进行数据的收发，下载固件、升级固件等过程，智能烟感探测器不能复位重启，不可断电。nb-iot模块1固件升级完成后需要读取固件的版本号进行确认升级是否成功。nb-iot模块1固件升级完成后，需要附着网络，连接运营商iot平台13进行通信测试，数据收发测试。当智能烟感探测器投放到市场中运行后，如果存在功能异常，协议更改，或业务功能更新等原因，需要进行远程fota升级时，可以方便快捷的完成升级任务。

智能烟感探测器的mcu模块3通过编程来完成外接的烟雾探测芯片9各种配置。烟雾探测芯片9有4种工作模式：正常模式、迟滞模式、静默模式和探测腔测试模式。正常模式即待机模式，处于低功耗状态，内部增益为寄存器设定的正常增益值，待机电流在1μa以下。当烟雾浓度达到一定程度，烟雾探测芯片9进入本地报警状态下，进入迟滞模式，以实现进入报警状态和退出报警状态不在同样的烟雾条件，迟滞模式增益与正常模式相同。静默模式的增益为正常模式的1/2，和正常模式相比，阈值设置相同的情况下需要2倍的烟雾浓度才能报警，以实现低灵敏度的功能。在探测腔测试模式下，增益为正常模式的2倍，以实现高增益、高灵敏度模式，用于按压测试及烟雾腔测试。待机状态下，探测芯片每10s升压进行烟雾探测，43s进行探测腔测试。烟雾探测芯片9外接的红外发射管的ired脉冲结束后，红外接收管的输出信号经过积分放大，转化成数字信号，与设定的限制值进行比较。若积分器结果大于设定的限制值，则存在烟雾，烟雾探测周期会缩短。连续3次探测到烟雾条件，器件进入报警状态。mcu模块3检测到烟雾探测芯片9的报警信号，然后驱动蜂鸣器和led指示灯执行声光报警，同时向nb-iot模块1串口发送at+fire指令事件，即发送火警报警事件，nb-iot模块1接收到该指令后，在a核处理器中opencpu平台开发组包协议数据包，火警数据包主要包括设备类型、设备地址、火警状态位，烟值数据等，然后调用opencpu的coap协议数据发送api函数，上报火警数据包到运营商iot平台13，然后a核处理器接收到iot平台返回的应答数据后，确认发送成功，nb-iot模块1然后串口返回ok给mcu模块3。智能烟感探测器将采集到的报警信息、设备运行信息通过nb-iot网络，传输至运营商iot平台13，再传输至监控管理系统中，感知数据汇聚运营平台对接收的报警数据进行分析、处理，将设备的所有运行信息下发到监控端和手机端，便于用户实时掌握设备的使用情况，同时将设备的异常信息或实时数据信息按照规定的格式推送给市区政府机构智慧消防安全管控平台，当确认为火警后直接将火警信息推送给119接处警平台；当监测到设备异常情况时，能够及时将报警信息按照预置的方式通过语音电话、短信、app推送三种方式通知相关负责人，便于火灾隐患的及时处置。等到火警状态解除后，mcu模块3会发送at+disfire指令事件，即解除火警报警事情，nb-iot模块1接收到该指令后，再上报到运营商iot平台13和智慧消防安全管控平台。

本实用新型基于nb-iot技术opencpu开发平台的智能烟感探测器，其硬件主要包括nb-iot模块、电源管理模块、mcu模块3和sim卡驱动电路模块4，nb-iot模块采用nb86-g模组，内部基于海思最新的nb-iot平台hi2115芯片，可以降低bom成本，去掉一颗mcu成本及其最小系统，具有更高的集成度，减小产品尺寸，更适用于消费类产品，电源管理模块定时检测电池的剩余电量；sim卡驱动电路模块4用于连接nb-iot模组u2与sim卡通信；mcu模块3主控芯片u1外接元件少，功耗低成本低易于实现，降低成本，mcu模块3还控制烟感消音和复位，nb-iot模块采用nb86-g模组，内部基于海思最新的nb-iot平台hi2115芯片，其芯片内部包括a核、c核和s核三部分处理器，a核处理器作为应用核处理器，基于nb-iot技术的opencpu开发平台搭载在a核处理器中，将原本仅开放给模组厂家进行二次开发的rdk+sdk进行封装，实现了将海思hi2115芯片的a核开放给客户使用，开发封装了供客户开发使用的api接口函数；在使用过程中直接调用相关api接口函数即可，在a核处理器上调用opencpu开发平台提供的api接口函数，分步实现附着nb-iot网络，注册核心网，pdp激活，coap连接，连接运营商iot平台13，最终连接智慧消防安全管控平台，实现nb-iot烟感探测器终端与运营商iot平台13及智慧消防安全管控平台实时双向数据通信，具有集成化高、安全度高、智能化易于开发的优点；本实用新型安装易、功能强、价格低，开发简单，集成化高，智能化高，安全度高的，基于nb-iot技术opencpu开发平台的智能烟感探测器；相对于传统烟感探测器需要外挂mcu作为中间通信桥梁控制单元，连接烟感底板和通信板；本实用新型基于nb-iot技术的opencpu开发平台，nb-iot模组u2采用nb86-g模组，内部基于海思最新的nb-iot平台hi2115芯片，其芯片内部包含a核(应用核)，c核(协议核)，s核(安全核)三部分处理器，a核处理器作为应用核处理器，基于nb-iot技术的opencpu开发平台搭载在a核处理器中，将原本仅开放给模组厂家进行二次开发的rdk+sdk进行封装，实现了将海思hi2115芯片的a核开放给客户使用，开发封装了供客户开发使用的api接口函数，a核处理器集成有可编程框架，用于烟感探测器应用程序的二次开发；实现将烟感探测器上通信板部分只需要一个nb-iot模组u2，即可完成之前mcu与通信模组的程序开发任务。nb-iot模组u2的a核处理器上调用opencpu开发平台提供的api接口函数，分步实现附着nb-iot网络，注册核心网，pdp激活，coap连接，连接运营商iot平台，最终连接智慧消防安全管控平台，实现nb-iot烟感探测器终端与运营商iot平台及智慧消防安全管控平台实时双向数据通信；在a核处理器上可编程opencpu开发组包上报数据包，解析下行的数据包，维护网络连接等；相对于传统烟感探测器采用mcu与通信模组之间通过串口通信方式进行数据交互，容易被人利用串口通信窃取监听到烟感探测器与iot平台交互的业务协议数据，缺乏安全性，而本实用新型可直接在nb-iot模组u2内的a核处理器可编程opencpu开发框架开发烟感探测器应用程序，完成业务协议数据组包和解析，并与iot平台进行通信，具有更高的安全性；基于nb-iot技术的opencpu开发平台，nb-iot模组u2采用nb86-g模组，内部基于海思最新的nb-iot平台hi2115芯片，其芯片内部包含a核(应用核)，c核(协议核)，s核(安全核)三部分处理器，a核处理器作为应用核处理器，基于nb-iot技术的opencpu开发平台搭载在a核处理器中，将原本仅开放给模组厂家进行二次开发的rdk+sdk进行封装，实现了将海思hi2115芯片的a核开放给客户使用，开发封装了供客户开发使用的api接口函数，包括操作系统liteos接口(任务管理，队列管理，事件管理，软件定时器，内存管理，中断机制等)、常用驱动接口(gpio、uart、i2c、spi、adc、dac)、kv接口(芯片内部flash接口)、dns解析接口、数据下行接口回调接口、事件状态查询接口、常用传感器库接口等，在使用过程中直接调用相关api接口函数即可；在a核处理器上调用opencpu开发平台提供的api接口函数，分步实现附着nb-iot网络，注册核心网，pdp激活，coap连接，连接运营商iot平台，最终连接智慧消防安全管控平台，实现nb-iot烟感探测器终端与运营商iot平台及智慧消防安全管控平台实时双向数据通信。

上述实施例对本实用新型的具体描述，只用于对本实用新型进行进一步说明，不能理解为对本实用新型保护范围的限定，本领域的技术工程师根据上述实用新型的内容对本实用新型作出一些非本质的改进和调整均落入本实用新型的保护范围之内。