一种基于NB-IOT的光电型烟感的制作方法

本实用新型涉及光电型烟感技术领域，更具体地说是指一种基于nb-iot的光电型烟感。

背景技术：

目前常见的烟感分为两种，有线式烟感和独立式烟感。有线式烟感虽然能够实现集中管理，但是存在布线复杂、安装位置固定、维护费用高、不能自检需要人工巡检的缺点；而独立式烟感虽然安装位置方便，但是存在无人监控的情况下发生火灾时，不能及时通知相关人员紧急处理灾情，造成人员和财产的损失。

因此，有必要设计一种安装方便又能够实时监控周围状态，在发现异常情况下及时发出告警信息的智能烟感。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种基于nb-iot的光电型烟感。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种基于nb-iot的光电型烟感，包括nb-iot通信模块，光电型烟雾控制模块，烟雾采集模块，声光报警模块，温度采集模块，电池，升压模块，及电池电压采集模块；所述电池与升压模块，及电池电压采集模块连接；所述升压模块与nb-iot通信模块，及光电型烟雾控制模块连接；所述烟雾采集模块和声光报警模块均与光电型烟雾控制模块连接，所述温度采集模块和电池电压采集模块均与nb-iot通信模块连接；所述nb-iot通信模块与光电型烟雾控制模块连接。

其进一步技术方案为：还包括：按键模块和网络状态指示模块；所述按键模块与光电型烟雾控制模块连接，所述网络状态指示模块与nb-iot通信模块连接。

其进一步技术方案为：所述升压模块包括pmos管d101，电阻r101，及升压芯片u101；所述pmos管d101的第一极与所述电池电压端连接，pmos管d101的第二极与电阻r101的1脚连接，pmos管d101的第三极与升压芯片u101的输入端连接，电阻r101的2脚接地，升压芯片u101的输出端与所述nb-iot通信模块，及光电型烟雾控制模块连接。

其进一步技术方案为：所述升压芯片u101的型号为sy7072a。

其进一步技术方案为：所述nb-iot通信模块的通信芯片型号为hi2115；所述光电型烟雾控制模块的控制芯片的型号为bl5980。

其进一步技术方案为：所述电池电压采集模块包括电容c490，电阻r490，及电阻r491；所述电容c490的1脚和电阻r490的1脚均与所述电池电压端连接，电容c490的2脚接地，电阻r490的2脚与电阻r491的1脚连接，电阻r491的2脚接地，所述电阻r490的2脚和电阻r491的1脚还与通信芯片hi2115的aio_1脚连接。

其进一步技术方案为：所述温度采集模块包括电容c117，电阻r110，热敏电阻rt100，及电容c118；所述电容c117的1脚和电阻r110的1脚均与电池电压端连接，电容c117的2脚接地，电阻r110的2脚与热敏电阻rt100的1脚，及电容c118的1脚连接，热敏电阻rt100的2脚和容c118的2脚均接地，电阻r110的2脚，热敏电阻rt100的1脚，及电容c118的1脚还与通信芯片hi2115的aio_0脚连接。

其进一步技术方案为：所述网络状态指示模块包括电阻r638，三极管vt632，发光灯led1，及电阻r637；所述电阻r638的1脚和通信芯片hi2115的pio_10脚连接，电阻r638的2脚与三极管vt632的基极连接，三极管vt632的发射极接地，三极管vt632的集电极与发光灯led1的1脚连接，发光灯led1的2脚与电阻r637的1脚连接，电阻r637的2脚与所述电池电压端连接。

其进一步技术方案为：所述烟雾采集模块包括发射灯，接收灯，迷宫上盖，迷宫支架，及迷宫下盖组成；所述发射灯周期性发出红外光信号，该信号经过迷宫上盖后进行反射和折射，最终进入到接收灯，接收灯将接收到的红外光信号转化为电信号输入到控制芯片bl5980。

其进一步技术方案为：所述控制芯片bl5980的irn脚和irp脚与所述烟雾采集模块连接，控制芯片bl5980的vdd脚和test脚与所述按键模块连接；所述声光报警模块包括蜂鸣器u4，红灯led2，蓝灯led3，电阻r2，及电阻r3；所述蜂鸣器u4与控制芯片bl5980的hb脚，hs脚，及feed脚连接；所述控制芯片bl5980的vbst脚与电阻r2的1脚连接，电阻r2的2脚与红灯led2的1脚连接，红灯led2的2脚与控制芯片bl5980的rled脚连接；控制芯片bl5980的ircap脚与电阻r3的1脚连接，电阻r3的2脚与蓝灯led3的1脚连接，蓝灯led3的2脚与控制芯片bl5980的gled脚连接。

本实用新型与现有技术相比的有益效果是：该光电型烟感集成度高，只需要少量的外部器件，就可以实现光电型烟雾探测器的所有必须功能，并且具有极低的功耗，加上使用nb-iot通讯模块大大降低了整个烟感的功耗，延长了烟感的工作寿命，当发生火灾时烟感会发出声光报警，同时会将报警信息上报云平台，平台接收到信息后通过短信、电话、app推送消息的方式通知用户及时处理险情，降低损失。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征及优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为本实用新型一种基于nb-iot的光电型烟感的方框示意图；

图2为本实用新型一种基于nb-iot的光电型烟感的具体电路图一；

图3为本实用新型一种基于nb-iot的光电型烟感的具体电路图二；

图4为烟雾采集模块的结构示意图；

图5为本实用新型一种基于nb-iot的光电型烟感的具体电路图三。

具体实施方式

为阐述本实用新型的思想及目的，下面将结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的说明。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后等)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变，所述的连接可以是直接连接，也可以是间接连接。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

如图1至图5所示的具体实施例，其中，如图1所示，本实用新型一种基于nb-iot(窄带物联网)的光电型烟感的方框示意图，包括nb-iot通信模块10，光电型烟雾控制模块20，烟雾采集模块30，声光报警模块40，温度采集模块50，电池60，升压模块70，及电池电压采集模块80；所述电池60与升压模块70，及电池电压采集模块80连接；所述升压模块70与nb-iot通信模块10，及光电型烟雾控制模块20连接；所述烟雾采集模块30和声光报警模块40均与光电型烟雾控制模块20连接，所述温度采集模块50和电池电压采集模块60均与nb-iot通信模块10连接；所述nb-iot通信模块10与光电型烟雾控制模块20连接。

具体地，如图1所示，基于nb-iot的光电型烟感还包括：按键模块90和网络状态指示模块100；所述按键模块90与光电型烟雾控制模块20连接，所述网络状态指示模块100与nb-iot通信模块10连接。

其中，nb-iot通信模块10，用于做为主控模块，及与其它模块进行通信，然后将相关数据收集整理后传输数据到云平台。光电型烟雾控制模块20，整个烟雾控制模块核心，负责分析烟雾采集量、判断是否超过报警门限、控制外部led灯和蜂鸣器工作。烟雾采集模块30，用于采集烟雾量，并转化为电信号送入到光电型烟雾控制模块20。声光报警模块40，用于在自检模式和烟雾报警模式下发出声光报警。温度采集模块50，用于采集电路板上的温度。电池60，锂亚电池，非充电电池，给整个系统供电。升压模块70，用于将电池升压后为nb-iot通信模块10和光电型烟雾控制模块20供电。电池电压采集模块80，用于对电池电压进行采集。按键模块90，用于烟感功能自检。网络状态指示模块100，用于对光电型烟感注册云平台状态进行指示。

具体地，如图2所示，所述升压模块70包括pmos管d101，电阻r101，及升压芯片u101；所述pmos管d101的第一极与所述电池电压端连接，pmos管d101的第二极与电阻r101的1脚连接，pmos管d101的第三极与升压芯片u101的输入端连接，电阻r101的2脚接地，升压芯片u101的输出端与所述nb-iot通信模块，及光电型烟雾控制模块连接。在本实施例中，电池60使用锂亚电池，标准电压3v，截止电压2v。当电池60按照图2所示接入电路时，pmos管d101能够正常导通，电池60电能够进入到升压芯片u101输入端，从而升压芯片u101的输出端能够有3.3v固定的输出。当电池60反接时，pmos管d101关断，升压芯片u10的输出端没有电压输出，从而实现了烟感国标中防反接的要求，当电池60电量下降时，电池电压也会随之下降，但是升压模块70输出的电压能够保持稳定，从而使nb-iot通信模块10和光电型烟雾控制模块20的供电电压保持稳定。

其中，在本实施例中，所述升压芯片u101的型号为sy7072a，稳定可靠，且功耗低。

其中，所述nb-iot通信模块10的通信芯片型号为hi2115；所述光电型烟雾控制模块20的控制芯片的型号为bl5980，稳定可靠，且功耗低。

具体地，如图3所示，所述电池电压采集模块80包括电容c490，电阻r490，及电阻r491；所述电容c490的1脚和电阻r490的1脚均与所述电池电压端连接，电容c490的2脚接地，电阻r490的2脚与电阻r491的1脚连接，电阻r491的2脚接地，所述电阻r490的2脚和电阻r491的1脚还与通信芯片hi2115的aio_1脚连接；其中，vbat为电池电压，电阻r490和电阻r491组成分压电路，通过通信芯片hi2115的aio_1脚进行电压采样得到v_aio_1，然后计算得出电池电压vbat＝v_aio_1*(1+r490/r491)。

具体地，如图3所示，所述温度采集模块50包括电容c117，电阻r110，热敏电阻rt100，及电容c118；所述电容c117的1脚和电阻r110的1脚均与电池电压端连接，电容c117的2脚接地，电阻r110的2脚与热敏电阻rt100的1脚，及电容c118的1脚连接，热敏电阻rt100的2脚和容c118的2脚均接地，电阻r110的2脚，热敏电阻rt100的1脚，及电容c118的1脚还与通信芯片hi2115的aio_0脚连接。其中，电阻r110和热敏电阻rt100组成分压电路，通过通信芯片hi2115的aio_0脚进行电压采样得到v_aio_0，热敏电阻rt100在不同的温度下有不同的阻值，将温度采集模块50放入到温箱中，设置温度为t1，通信芯片hi2115得到v_aio_0_1，设置温度为t2，通信芯片hi2115得到v_aio_0_2，斜率通过线性化从而可以得到温度和v_aio_0的关系，t＝t1+k(v_aio_0-v_aio_1)；以此类推，可以得到不同温度区间范围内温度t和v_aio_0的关系，因此得到电路板的温度。

具体地，如图3所示，所述网络状态指示模块100包括电阻r638，三极管vt632，发光灯led1，及电阻r637；所述电阻r638的1脚和通信芯片hi2115的pio_10脚连接，电阻r638的2脚与三极管vt632的基极连接，三极管vt632的发射极接地，三极管vt632的集电极与发光灯led1的1脚连接，发光灯led1的2脚与电阻r637的1脚连接，电阻r637的2脚与所述电池电压端连接。其中，电阻r638，三极管vt632，发光灯led1，及电阻r637组成了三极管放大电路，通过通信芯片hi2115的pio_10脚可以控制发光灯led1的通断，当nb-iot通信模块10注册到云平台时，发光灯led1会10s闪烁一次，持续1min，1min后关闭。

具体地，如图4所示，所述烟雾采集模块30包括发射灯31，接收灯32，迷宫上盖33，迷宫支架34，及迷宫下盖35组成；发射灯31和接收灯32设于迷宫支架34上，迷宫上盖33设于迷宫支架34的上方，迷宫下盖35设于迷宫支架34的下方；所述发射灯31周期性发出红外光信号，该信号经过迷宫上盖33后进行反射和折射，最终进入到接收灯32，接收灯32将接收到的红外光信号转化为电信号输入到控制芯片bl5980。

具体地，如图5所示，所述控制芯片bl5980的irn脚和irp脚与所述烟雾采集模块30连接，控制芯片bl5980的vdd脚和test脚与所述按键模块90连接；所述声光报警模块40包括蜂鸣器u4，红灯led2，蓝灯led3，电阻r2，及电阻r3；所述蜂鸣器u4与控制芯片bl5980的hb脚，hs脚，及feed脚连接；所述控制芯片bl5980的vbst脚与电阻r2的1脚连接，电阻r2的2脚与红灯led2的1脚连接，红灯led2的2脚与控制芯片bl5980的rled脚连接；控制芯片bl5980的ircap脚与电阻r3的1脚连接，电阻r3的2脚与蓝灯led3的1脚连接，蓝灯led3的2脚与控制芯片bl5980的gled脚连接。

其中，控制芯片bl5980做为烟感检测、控制部分的核心，在使用前会通过软件设定一个报警门限，在无烟雾状态下，控制芯片bl5980接收到的电信号少，不会达到设置的报警门限；在有烟状态下，烟雾采集模块(u2)30的发射灯31发出的红外信号，经过烟雾中的固体颗粒发生反射、折射进入到接收灯32的信号量增大，从而使控制芯片bl5980接收到的电信号量增大，然后达到报警门限。

具体地，如图5所示，控制芯片bl5980在第一次触发报警门限不会立即发生报警，会增大发射灯31的发射频率；当检测到触发3次烟雾报警门限才会驱动蜂鸣器u4和红灯led2工作，发出声光报警，以此可以减少误报频率；在报警状态下，控制芯片bl5980的io信号会变为高电平，通过电容c6、电阻r5、电阻r7、及三极管vt2组成的三极管放大电路，会将pio_14拉低，从而通知通信芯片hi2115当前已经发生烟雾报警，通信芯片hi2115会将报警状态传送至云平台，平台会通过电话、短信、app推送消息的方式通知用户处理险情，蓝灯led3在烟感退出报警状态时会每隔43s闪烁3次，主要用于方便用户知晓之前是否发生过烟雾报警。

其中，按键模块由u3组成；当按键按下时，控制芯片bl5980的test信号会被拉高到vdd，此时控制芯片bl5980会驱动蜂鸣器u4和红灯led2发出声光报警；按键模块主要的作用是用来自检，检测烟感的功能是否正常。

本实用新型克服了传统有线式烟感和独立式烟感的缺点，电池及其升压模块相关电路能够实现电池防反接功能，并且随着电池电压降低给nb-iot通信模块和光电型烟雾控制模块供电能够保持稳定；光电型烟雾控制模块及其外围电路能够实现烟雾探测、按键自检、低灵敏度报警、本地报警记忆、静音等功能，且功耗在ua级别；nb-iot通信模块在低功耗模式下电流在ua级别，同时为了延长电池寿命，在正常工作中nb-iot通信模块每隔48h会把烟感的状态传送到云平台，整个过程持续在1min内，在数据传输完成后，nb-iot通信模块会迅速进入到低功耗模式，同时nb-iot通信模块具有adc和通用gpio功能，配合外围电路能够实现电路板上温度采集、电池电压采集、网络状态指示功能。

本实用新型集成度高，只需要少量的外部器件，就可以实现光电型烟雾探测器的所有必须功能，并且具有极低的功耗，加上使用nb-iot通讯模块大大降低了整个烟感的功耗，延长了烟感的工作寿命，当发生火灾时烟感会发出声光报警，同时会将报警信息上报云平台，平台接收到信息后通过短信、电话、app推送消息的方式通知用户及时处理险情，降低损失。

在本实施例中，未写出的各个元器件及其型号、及连接关系，在图2的具体电路图中已经标明，在此不在赘述。

上述仅以实施例来进一步说明本实用新型的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本实用新型的实施方式仅限于此，任何依本实用新型所做的技术延伸或再创造，均受本实用新型的保护。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。