一种NB-IoT传输型独立式可燃气体探测器的制作方法

本实用新型涉及独立式可燃气体探测器领域，尤其是一种NB-IoT传输型独立式可燃气体探测器。

背景技术：

随着城市煤气、天然气事业及化学工业的迅速发展，易燃、易爆的气体种类和应用范围在不断增加，这些易燃易爆气体在生产使用过程中，一旦发生泄漏将会引起中毒、火灾、爆炸等重大事故。为防止重大事故的发生，需要对易燃易爆气体进行检测和报警，比如可燃气体探测报警器，安装对应的探测报警器是必要的，可及时发现事故隐患，采取补救措施，避免重大事故的发生。

近些年来，随着智能城市、大数据时代的来临，无线通信将实现万物连接，NB-IoT标准应运而生，NB-IoT(Narrow Band Internet of Things)是新兴的物联网技术，具有覆盖广、连接多、速率快、成本低、功耗低和架构优等特点；NB-IoT技术让可燃气体探测报警器变的更加方便、快捷，让我们更加及时地了解环境中的易燃、易爆的气体参数。

现有独立式可燃气体探测报警器分两种：一、独立式可燃气体探测报警器：只能实现探测后，现场声光报警，不能通讯，气体泄漏信息不能及时传递；二、有线式可燃气体探测报警器：可实现通讯，但需要现场布线，安装复杂、成本高；采用基于WiFi或者蓝牙或者Zig-Bee等无线方式进行通信，通信距离短，通信稳定性受环境干扰大，功耗大；因此，需要一种能实现抗干扰性强、远距离无线传输的独立式可燃气体探测器。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：本实用新型提供了一种NB-IoT传输型独立式可燃气体探测器，解决了现有独立式可燃气体探测器无线传输距离短、抗干扰性差的问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种NB-IoT传输型独立式可燃气体探测器，包括单片机、气敏传感器、电源转换电路、开关量输出电路和声光提醒电路，所述气敏传感器、电源转换电路、开关量输出电路和声光提醒电路分别与单片机电性连接，还包括抗干扰组件，所述抗干扰组件包括实现稳定、远距离无线传输的NB-IoT模组和隔离电路，所述NB-IoT模组通过电平转换电路与单片机进行信号传输，所述气敏传感器、隔离电路和单片机顺次电性连接，实现光电隔离。

优选地，所述隔离电路包括光电耦合器、电阻R14和电阻R13，所述电阻R14一端连接气敏传感器输出端，另一端连接光电耦合器输入端，所述电阻R13一端连接电源VCC_3.3V，另一端连接光电耦合器输出端，所述光电耦合器输出端还连接单片机。

优选地，所述NB-IoT模组设置有全金属屏蔽罩。

优选地，所述NB-IoT模组通过电平转换电路与单片机的电路连接如下：NB-IoT模组的RI引脚连接单片机的45引脚，NB-IoT模组的RESET引脚连接单片机的43引脚，NB-IoT模组的PWRKEY引脚连接单片机的41引脚，NB-IoT模组的RXD、TXD引脚分别连接电平转换电路后连接单片机的30、31引脚。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型通过采用NB-IoT模组无线传输探测信息至平台，实现全网通，实时联网，实现远距离、稳定无线传输，抗干扰性强，解决了现有独立式可燃气体探测器无线传输距离短、抗干扰性差的问题，达到了及时获取报警信息，实现远程监控，防止事故发生的效果；

2.本实用新型设置隔离电路，保护传感器的同时提高检测组件的抗干扰性，进一步提高探测器的抗干扰性；

3.本实用新型的NB-IoT模组设置全金属屏蔽罩，进一步提高无线通信的抗干扰性，实现稳定无线传输；

4.本实用新型通过集成设置单片机、气敏传感器、电源转换电路、开关量输出电路、声光提醒电路和NB-IoT模组，实现集可燃气体探测、声光提醒、输出控制、全网通NB传输于一体，迅速准确检测各类可燃气体，发出声光提醒并控制联动开关，同时将警情信息传输至消防平台，实现远距离、稳定无线传输。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型的系统框图；

图2是本实用新型的电路图；

图3是本实用新型的开关量输出电路图。

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，以下结合附图及实施例，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用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

一种NB-IoT传输型独立式可燃气体探测器解决的技术问题：解决了现有独立式可燃气体探测器无线传输距离短、抗干扰性差的问题；

采用的技术手段：

一种NB-IoT传输型独立式可燃气体探测器，包括单片机、气敏传感器、电源转换电路、开关量输出电路和声光提醒电路，气敏传感器、电源转换电路、开关量输出电路和声光提醒电路分别与单片机电性连接，还包括抗干扰组件，抗干扰组件包括实现稳定、远距离无线传输的NB-IoT模组和隔离电路，NB-IoT模组通过电平转换电路与单片机进行信号传输，气敏传感器、隔离电路和单片机顺次电性连接，实现光电隔离。

隔离电路包括光电耦合器、电阻R14和电阻R13，电阻R14一端连接气敏传感器输出端，另一端连接光电耦合器输入端，电阻R13一端连接电源VCC_3.3V，另一端连接光电耦合器输出端，光电耦合器输出端还连接单片机。

NB-IoT模组设置有全金属屏蔽罩。

NB-IoT模组通过电平转换电路与单片机的电路连接如下：NB-IoT模组的RI引脚连接单片机的45引脚，NB-IoT模组的RESET引脚连接单片机的43引脚，NB-IoT模组的PWRKEY引脚连接单片机的41引脚，NB-IoT模组的RXD、TXD引脚分别连接电平转换电路后连接单片机的30、31引脚。

带来的技术效果：采用NB-IoT模组无线传输探测信息至平台，实现全网通，实时联网，实现远距离、稳定无线传输，抗干扰性强，解决了现有独立式可燃气体探测器无线传输距离短、抗干扰性差的问题，达到了及时获取报警信息，实现远程监控，防止事故发生的效果；NB-IoT模组设置全金属屏蔽罩，进一步提高通信的稳定性，提高无线传输的抗干扰性；设置光电隔离电路，保护传感器的同时提高检测组件的抗干扰性，进一步提高探测器的抗干扰性；通过集成设置单片机、气敏传感器、电源转换电路、开关量输出电路、声光提醒电路和NB-IoT模组，实现集可燃气体探测、声光提醒、输出控制、全网通NB传输于一体，迅速准确检测各类可燃气体，发出声光提醒并控制联动开关，同时将警情信息传输至消防平台，实现远距离、稳定无线传输。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例1

一种NB-IoT传输型独立式可燃气体探测器，包括单片机、气敏传感器、电源转换电路、开关量输出电路和声光提醒电路，气敏传感器、电源转换电路、开关量输出电路和声光提醒电路分别与单片机电性连接，还包括实现稳定、远距离无线传输的NB-IoT模组，NB-IoT模组通过电平转换电路与单片机进行信号传输。NB-IoT模组设置有全金属屏蔽罩。电源部分通过220V供电，220V经过变压器后降压，通过桥式全波整流整成12V直流，12V直流通过电源转换电路转换为3.3V电源供给各器件，开关量有源输出需要12V直流，声光提醒电路需要5V电源，气敏传感器需要5V电源，NB-IoT模组需要3.3V电源，单片机需要3.3V电源，电源转换电路采用的芯片型号为：MP2403，电源转换电路具体如图2所示，气敏传感器检测气体后，LOOP引脚连接单片机16引脚，单片机将模拟检测量转换为数字量后，判断是否需要进行报警，若需要报警，则触发声光报警电路进行声光提醒，同时触发NB-IoT模组发送报警信息至平台，所述NB-IoT模组通过电平转换电路与单片机的电路连接如下：NB-IoT模组的RI引脚连接单片机的45引脚，NB-IoT模组的RESET引脚连接单片机的43引脚，NB-IoT模组的PWRKEY引脚连接单片机的41引脚，NB-IoT模组的RXD、TXD引脚分别连接电平转换电路后连接单片机的30、31引脚，电平转换电路如图2所示，因其为本领域的常用设置，在此不进行赘述；NB-IoT模组的型号为：BC26NB；单片机采用STM32F103系列；气敏传感器的型号为：MQD2；具体电路连接如图2所示；气敏传感器由检测元件和补偿元件形成一个平衡电桥，当传感器检测到可燃气体时检测元件电阻升高，电桥平衡被破坏，桥路输出与气体浓度成直线比例变化的电压信号，该电压信号经过处理后连接单片机；NB-IoT模组具有低功耗、传输距离远、传输稳定性高的特点，实现全网通，使用前设置连接，即可实现联网；其与单片机通过电平转换电路实现通讯，通过RX、TX引脚实现通讯控制；开关量输出电路，具体电路连接如图3所示，在发生火警后，一组继电器触点断开；一组继电器触点闭合，提供12V电源，可以控制管道阀门闭合或联动报警；通过开关量输出控制继电器，继电器控制外围设备，实现发生火灾时控制对应的外围设备。平台使用现有能实现数据通信和监控的平台，平台会对上传的数据进行实时监测，如有异常，会通过短信、电话等形式报警，企业负责人、电工和安全管理人员甚至可以直接通过手机APP了解环境状态；采用NB-IoT模组无线传输探测信息至平台，实现全网通，实时联网，实现远距离、稳定无线传输，抗干扰性强，解决了现有独立式可燃气体探测器无线传输距离短、抗干扰性差的问题，达到了及时获取报警信息，实现远程监控，防止事故发生的效果。

实施例2

基于实施例1，还包括隔离电路，气敏传感器、隔离电路和单片机顺次电性连接，实现光电隔离。隔离电路包括光电耦合器、电阻R14和电阻R13，电阻R14一端连接气敏传感器输出端，另一端连接光电耦合器输入端，电阻R13一端连接电源VCC_3.3V，另一端连接光电耦合器输出端，光电耦合器输出端还连接单片机，本实施例中光电耦合器采用的型号为PC817，除了本型号外其他型号均可采用，在此不进行限制；电阻R14取值2K，电阻R13取值10K。设置光电隔离电路，保护传感器的同时提高检测组件的抗干扰性，进一步提高探测器的抗干扰性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。