本发明属于报警设备技术领域，尤其涉及一种lora联网烟雾报警系统及报警方法。
背景技术：
随着经济发展，防火意识逐渐收到人们的重视。当下城市人口日益密集，一旦发生火灾往往损失巨大，尤其是家庭火灾，发生后往往容易出现扑救不及时、灭火器材缺乏及在场人惊慌失措、逃生迟缓等不利因素，最终导致生命财产损失。据统计，我国全国每年发生家庭火灾5万余起，死亡800余人，占火灾死亡人数的70％以上，充分暴露出了我国居民消防安全意识不强和自救自防能力薄弱的问题。
目前独立式烟雾报警系统主要有不联网式和联网式两种，其中不联网独立式烟雾报警系统报警时只是通过发出高分贝的声音来提醒室内的人员；联网式的独立报警系统在发出高分贝的声音时还将报警信息发到消防监控指挥中心，使监控指挥中心能够同时了解报警状态及时进行救援。目前联网式独立烟感主要使用rf470mhz的无线传输模组，数据传输到报警中心后台就需要先通过中继器进行汇总，然后通过zigbee无线传送到网关，再传输到监控指挥中心后台。
综上所述，现有技术存在的问题是：
烟感报警系统报警信息传输距离短：目前烟雾报警系统检测器使用的都是rf470mhz的无线传输模组，数据传输距离较近，实际使用中，由于烟雾报警系统检测器基本都在室内，rf470mhz的无线传输模组可靠的传输距离为100米；
接入的烟雾报警系统数量较少：由于模组传输距离的较短，导致中继器能够接入的烟雾报警系统数量有限，现有技术能接入的烟雾报警系统数量小于128个；接入数量的限制导致了需要部署更多的中继才能支撑更多的烟雾报警系统检测器接入，增加了系统的成本；
烟雾报警信息传输分两层网络，容易发生故障：由于烟雾报警系统使用rf470mhz的无线传输模组传送距离较近，数据传输到后台就需要先通过中继器进行汇总，然后通过zigbee无线传送到网关；两层网络的架构增加了数据传输环节发生故障的概率，中继发生故障时会导致其覆盖区域的烟雾报警系统检测数据无法上传。
技术实现要素：
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种lora联网烟雾报警系统。
本发明是这样实现的，一种lora联网烟雾报警系统，包括：
烟雾检测模组，通过串口与lora模组连接，用于通过烟雾检测模组内光学迷宫对进入的烟尘通过折射、反射，安装在光学迷宫上的红外接收管接收到红外光，智能报警电路判断是否超过阈值，若超过发出警报；在发送检测状态信息时，首先通过烟雾检测模组的int脚发送一个高电平触发信号，将lora模组从sleep模式激活到work模式，然后烟雾检测模组通过与lora模组相连接的串口将检测数据发送到lora模组；
lora模组，用于接收烟雾检测模组发送的检测数据，lora模组的第二mcu打开射频单元，将检测数据传送给射频单元后转换成电磁波发射到lora网关；
lora网关，与lora模组进行数据通讯，用于将接收到的数据通过3g/4g网络将数据传输到消防报警管理应用后台。
进一步，所述烟雾检测模组包括：
第一mcu，用于接收光学检测单元的信号，与光学检测单元通过串口进行连接；
第一时钟模块，用于发送同步信号，使第一mcu与光学检测单元通讯时能够时钟同步，第一时钟模块与第一mcu的clk时钟接口相连接；
光学检测单元，用于检测烟雾，达到一定浓度后产生报警信号；通过串口发送给第一mcu进行处理。
进一步，所述lora模组包括：
第二mcu，用于控制rf单元的工作，同时与烟雾检测模组进行通讯；
第二时钟模块，用于发送同步信号，使第二mcu与rf单元通讯时能够时钟同步；第二时钟模块与第二mcu的clk时钟接口相连接；
rf单元，用于对第二mcu发送来的数据进行调制和扩频，转换成无线电波后发送出去；rf单元与第二mcu通过spi接口连接。
进一步，所述lora联网烟雾报警系统还包括：电源模块，分别与烟雾检测模组和lora模组连接，用于为烟雾检测模组和lora模组提供能源；
所述烟雾检测模组还包括安装在烟雾检测模组内的光学迷宫；所述光学迷宫上通过插接口安装有红外接收管；所述红外接收管通过红外光线连接有智能报警电路；红外接收管接收到红外线后，将红外线光强转换为电压，通过智能报警电路上的a/d转换芯片将模拟量的电压转换为数字值，然后通过串口传送给mcu。muc将接收的值和存储在内部的报警值对比，超过报警值后mcu发送int信号给第二mcu。
所述报警管理应用后台包括：解析烟雾检测模组的烟雾报警器id值、报警状态数据、电池电压数据、数据包获得状态数据的解析模块；
与解析模块连接，用于显示相关报警信息的报警界面；烟雾报警器id值用于标识报警器设备，此id值具有唯一性。
本发明另一目的在于提供一种lora联网烟雾报警系统的报警方法，包括：
烟雾报警检测模块内部的光学迷宫，安装有红外接收管，无烟时红外接收管收不到红外发射管发出的红外光，当烟尘进入烟雾报警检测模组内部的光学迷宫时，通过折射、反射，安装在光学迷宫上的红外接收管接收到红外光，智能报警电路判断是否超过阈值，若超过发出警报；
烟雾报警系统模组在发送检测状态信息时，首先通过烟雾报警系统模组的int脚发送一个高电平触发信号，将lora模组从sleep模式激活到work模式，然后烟雾报警系统检测模组通过与lora模组相连接的串口将检测数据发送到lora模组；
lora模组接收到数据后，lora模组的mcu打开射频单元，将数据传送给射频单元后转换成电磁波发射出去；
附近的lora网关接收到此lora模组发送的信号后对信号进行处理，lora网关把接收到的电磁波通过rf射频接收单元转换成数据包，通过3g/4g运营商网络把数据包传送送给消防报警管理应用后台；
报警管理应用后台解析出烟雾报警系统的设备id值、报警状态数据、电池电压数据、数据包获得状态数据；在报警界面显示相关报警信息。
进一步，烟雾报警系统模组的int脚发送一个高电平触发信号，将lora模组从sleep模式激活到work模式的方法包括：
当烟感模组检测到的烟雾达到报警阈值时，烟感检测模组的第一mcu在int口持续发出高电平数据；lora模组的lpuart口接收到高电平数据时触发第二mcu的中断唤醒功能，使lora模块的第二mcu进入work状态，同时第二mcu通过spi接口打开lora模块上的射频单元，把报警数据发送到lora网关，lora网关通过回程网将报警数据发送到报警管理平台。
本发明的优点及积极效果为：
本发明烟雾检测数据传输距离远：采用低功耗lora模组后，烟雾报警系统传输距离可以达到2500m以上，是目前使用rf470mhz传输距离的20倍。
本发明单个基站接入的烟雾报警系统数量多：lora基站可以接收半径2500米内的烟雾报警系统内部的低功耗lora模组发送的数据，可以接收2000个以上的检测器数据。
本发明烟雾报警系统数据传输采用单层结构：烟雾报警系统使用低功耗lora传输模组后传送距离较远，数据传输后直接由lora网关接收，不需要中继进行转发。单层网络的架构降低了数据传输环节发生故障的概率，提高了系统的可靠性。
本发明具有lora模组休眠机制：由于烟雾报警系统使用电池供电，要求其能够连续工作5年以上，这就需要烟雾报警系统在不工作时尽可能降低功耗。通过烟雾报警系统检测模组的休眠触发功能，能够让低功耗lora模组在不需要传输数据时处于休眠状态，在需要低功耗lora模组传输数据时激活其正常工作。
附图说明
图1是本发明实施例提供的lora联网烟雾报警系统结构示意图。
图中：1、烟雾检测模组；1-1、第一mcu；1-2、第一时钟模块；1-3、光学检测单元；1-4、光学迷宫；1-5、红外接收管；1-6、智能报警电路；2、lora模组；2-1、第二mcu；2-2、第二时钟模块；2-3、rf单元；3、lora网关；4、电源模块；5、报警管理应用后台；5-1、解析模块；5-2、报警界面。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供的lora联网烟雾报警系统中，技术术语包括：
烟雾检测模组：模组内有一个光学迷宫，安装有红外接收管，无烟时红外接收管收不到红外发射管发出的红外光，当烟尘进入光学迷宫时，通过折射、反射，接收管接收到红外光，智能报警电路判断是否超过阈值，如果超过发出警报。
低功耗lora模组：一种基于扩频技术的低功耗无线数据传输模组。
lora网关：与低功耗lora模组进行数据通讯的设备。能够将接收到的数据通过3g/4g网络将数据传输到应用服务器。
lora联网烟雾检测器：安装有lora模组的烟雾报警系统检测器。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细描述。
如图1所示，本发明实施例提供的lora联网烟雾报警系统，包括：
烟雾检测模组1，通过串口与lora模组连接，用于通过烟雾检测模组内光学迷宫对进入的烟尘通过折射、反射，安装在光学迷宫上的红外接收管接收到红外光，智能报警电路判断是否超过阈值，若超过发出警报；在发送检测状态信息时，首先通过烟雾检测模组的int脚发送一个高电平触发信号，将lora模组从sleep模式激活到work模式，然后烟雾检测模组通过与lora模组相连接的串口将检测数据发送到lora模组；
lora模组2，用于接收烟雾检测模组发送的检测数据，lora模组的第二mcu打开射频单元，将检测数据传送给射频单元后转换成电磁波发射到lora网关；
lora网关3，与lora模组进行数据通讯，用于将接收到的数据通过3g/4g网络将数据传输到消防报警管理应用后台。
进一步，所述烟雾检测模组1包括：
第一mcu1-1，用于接收光学检测单元的信号，与光学检测单元通过串口进行连接；
第一时钟模块1-2，用于发送同步信号，使第一mcu与光学检测单元通讯时能够时钟同步，第一时钟模块与第一mcu的clk时钟接口相连接；
光学检测单元1-3，用于检测烟雾，达到一定浓度后产生报警信号；通过串口发送给第一mcu进行处理。
进一步，所述lora模组2包括：
第二mcu2-1，用于控制rf单元的工作，同时与烟雾检测模组进行通讯；
第二时钟模块2-2，用于发送同步信号，使第二mcu与rf单元通讯时能够时钟同步；第二时钟模块与第二mcu的clk时钟接口相连接；
rf单元2-3，用于对第二mcu发送来的数据进行调制和扩频，转换成无线电波后发送出去；rf单元与第二mcu通过spi接口连接。
进一步，所述lora联网烟雾报警系统还包括：电源模块4，分别与烟雾检测模组和lora模组连接，用于为烟雾检测模组和lora模组提供能源；
所述烟雾检测模组1还包括安装在烟雾检测模组内的光学迷宫1-4；所述光学迷宫上通过插接口安装有红外接收管1-5；所述红外接收管通过红外光线连接有智能报警电路1-6。
进一步，所述报警管理应用后台5包括：解析烟雾检测模组的设备id值、报警状态数据、电池电压数据、数据包获得状态数据的解析模块5-1；
与解析模块连接，用于显示相关报警信息的报警界面5-2。
本发明实施例提供一种lora联网烟雾报警系统的报警方法，包括：
烟雾报警检测模块内部的光学迷宫，安装有红外接收管，无烟时红外接收管收不到红外发射管发出的红外光，当烟尘进入烟雾报警检测模组内部的光学迷宫时，通过折射、反射，安装在光学迷宫上的红外接收管接收到红外光，智能报警电路判断是否超过阈值，若超过发出警报；
烟雾报警系统模组在发送检测状态信息时，首先通过烟雾报警系统模组的int脚发送一个高电平触发信号，将lora模组从sleep模式激活到work模式，然后烟雾报警系统检测模组通过与lora模组相连接的串口将检测数据发送到lora模组；
lora模组接收到数据后，lora模组的mcu打开射频单元，将数据传送给射频单元后转换成电磁波发射出去；
附近的lora网关接收到此lora模组发送的信号后对信号进行处理，lora网关把接收到的电磁波通过rf射频接收单元转换成数据包，通过3g/4g运营商网络把数据包传送送给消防报警管理应用后台；
报警管理应用后台解析出烟雾报警系统的设备id值、报警状态数据、电池电压数据、数据包获得状态数据；在报警界面显示相关报警信息。
进一步，烟雾报警系统模组的int脚发送一个高电平触发信号，将lora模组从sleep模式激活到work模式的方法包括：
当烟感模组检测到的烟雾达到报警阈值时，烟感检测模组的第一mcu在int口持续发出高电平数据；lora模组的lpuart口接收到高电平数据时触发第二mcu的中断唤醒功能，使lora模块的第二mcu进入work状态，同时第二mcu通过spi接口打开lora模块上的射频单元，把报警数据发送到lora网关，lora网关通过回程网将报警数据发送到报警管理平台。
下面结合具体实施例对本发明进一步描述。
本发明实施例提供的lora联网烟雾报警系统报警方法，包括：
烟雾报警检测模块内有一个光学迷宫，安装有红外接收管，无烟时红外接收管收不到红外发射管发出的红外光，当烟尘进入光学迷宫时，通过折射、反射，接收管接收到红外光，智能报警电路判断是否超过阈值，如果超过发出警报。
烟雾报警系统模组在发送检测状态信息的时候，首先通过烟雾报警系统模组的int脚发送一个高电平触发信号，用于将lora模组从sleep模式激活到work模式，然后烟雾报警系统检测模组通过与lora模组相连接的串口将检测数据发送到lora模组，lora模组接收到数据后，lora模组的mcu打开射频单元，将数据传送给射频单元后转换成电磁波发射出去。
附近的lora网关接收到此lora模组发送的信号后对信号进行处理：lora网关把接收到的无线电波通过sx1301rf射频接收芯片转换成数据包，然后通过3g/4g运营商网络网络把数据包传送送给消防报警管理应用后台。报警管理应用后台解析出烟雾报警系统的设备id值、报警状态数据(无报警：0x0064，有报警：0x8064)、电池电压数据，数据包获得状态数据，在报警界面显示相关报警信息。
下面结合工作原理对本发明作进一步描述。
本发明实施例提供的lora联网烟雾报警系统解决了烟感的低功耗难题，使联网式烟感用电池供电能够使用3年以上。
烟雾检测模组使用stm8l101低功耗mcu进行长期工作，其静态工作电流小于5ua；
lora模块专门设计了int触发接口，在没有发生报警信息时，lora模块处于休眠状态，模块的内部的mcu也处于sleep状态，功耗小于10ua；一旦烟感检测模组有报警信息则将int置为高电平，lora模组的mcu检测到高电平则唤醒模组，开始接收烟感模组报警数据并发送到后台。
loraint触发接口设计原理。lora模块使用stm32l151xe，由于此mcu具有多个数据通讯接口，其中lpuart是一个低电压的uart接口，可以接收报警出发信号的int接口，设计电路时将此接口作为标准uart口引出来做为一个接线口，当烟感模块检测到的烟雾达到报警阈值时，烟感检测模组的mcu(型号为stm8l10101)就会在int口持续发出高电平数据，lora模组的lpuart口接收到高电平数据时就会触发mcu的中断唤醒功能，使模块的mcu进入work状态，同时mcu通过spi接口打开模块上的射频单元，开始把报警数据发送到网关，通过回程网将报警数据发送到报警管理平台。
本发明实施例提供的lora联网烟雾报警系统中，低功耗lora传输模组的主控单元采用stm32l151xe型号的超低功耗32位mcu芯片，其工作频率为32mhz，数据处理能力为33.3dmips。lora射频单元采用sx1278芯片，sx1278芯片使用前向纠错和扩频技术，可提升数据无线传输的距离和灵敏度。
烟雾报警系统检测模组中的光学迷宫使用型号为sh-1201，此模租组内部使用红外发射管发射红外光，无烟时红外接收管收不到红外发射管发出的红外光，当烟尘进入光学迷宫时，通过折射、反射，接收管接收到红外光，报警电路判断是否超过阈值，如果超过则mcu发出警报信号数据，同时将int端口置为高电平，激活lora传输模组，激活后通过串口发送报警数据到lora传输模组并传输到后台。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。