一种紧急求助按钮电路及安防求助系统的制作方法

本发明涉及智能按钮领域，具体而言，涉及一种紧急求助按钮电路及一种安防求助系统。

背景技术：

紧急按钮是供人们在危急情况下寻求帮助并且能够触发报警信号的装置。例如，那些身体虚弱或年长的老人独自在家遇到紧急事件时，他们可以随时使用此装置向自己的亲人和小区报警接收中心发送求助信号，此类装置能够为他们提供额外的安全保障。

目前市面上此类产品主要分两类：一类是使用外接电源供电的有线连接方式，一般固定安装于墙面；另一类是采用纽扣电池供电的无线连接方式，主要应用在便携式设计中。此类设备的正常工作依赖于外部能够稳定、可靠的电源，但在实际应用场合中，由于此类设备的使用频次并不高，因而人们很少会定期的去检查该设备的运行是否正常，如前述第一类设备，在外接电源电路老化后，会产生接触不良的隐患；而前述的第二类设备其电池电量经过一定时间放电后会消耗殆尽，上述两种情况都会影响此类产品的正常工作，当该类产品出现上述问题，而其使用者遇到紧急情况正要使用时，告警信息将不能送达接收者，这将导致不可预测的后果。

技术实现要素：

本发明为了解决紧急求助按钮供电单一，需要频繁检查电源情况的问题，第一方面提供了一种紧急求助按钮电路，包括包含有线圈和转动弹片的自发电模块、可被所述转动弹片触发的开关、与所述自发电模块连接的电源电路、与所述电源电路连接的信号发射电路，所述开关的输出与所述信号发射电路连接。

进一步地，还包括与所述信号发射电路连接的备用电源电路。

进一步地，所述信号发射电路包括与所述开关连接的主控芯片、与所述主控芯片连接的射频芯片、与所述射频芯片连接的晶振电路和滤波电路、与所述滤波电路连接的天线。

进一步地，所述电源电路包括与所述自发电模块的输出连接的整流桥电路、与所述整流桥电路的输出连接的储能电容、与所述储能电容两端连接的放电电阻、与所述放电电阻两端连接的稳压二极管、与所述稳压二极管的两端连接的整容电容、与所述整容电容的两端连接的稳压芯片，所述稳压芯片的输出与所述信号发射电路的电源端连接。

进一步地，所述电源电路还包括与所述整容电容的两端连接的电源指示电路，所述电源指示电路包括串联的发光二极管和第三电阻。

进一步地，所述备用电源电路包括备用电源、与所述备用电源的正极连接的第四二极管、与所述第四二极管的阴极连接的稳压电容、所述稳压电容还与所述备用电源的负极连接。

另一方面提供了一种安防求助系统，包括上述的紧急求助按路，还包括接收所述信号发射电路的信号的智能网关、与所述智能网关连接的路由器、与所述路由器连接的区域报警管理平台和物联网平台、与所述区域报警管理平台和物联网平台连接的云服务器、与所述云服务器连接的远程终端。

进一步地，所述远程终端还与所述路由器连接。

进一步地，所述智能网关包括控制模块、无线接收模块、w5500通信模块、gsm通信模块和电源模块。

进一步地，所述电源模块包括供电电源模块和备用电源模块。

进一步地，所述智能网关通过检测所述w5500通信模块中寄存器的状态获知当前网络状态，所述电源模块具有外部电源断电检测功能，在市电断开后切换到备用电源模块供电。

本装置采用自发电模块和备用电源两种方式同时供电，和现有产品相比，该设计可最大程度的为装置提供其正常工作的电源。在使用者出现紧急情况，需要将求助信号发出时，可有效防止因为电源供电问题导致此类设备出现故障。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1为本发明一些实施例中的紧急求助按钮电路的整体连接示意视图；

图2为本发明一些实施例中的紧急求助电路的局部电路连接示意视图；

图3为本发明一些实施例中的紧急求助电路的电路原理示意图；

图4为本发明一些实施例中的安防求助系统的整体连接示意视图；

图5为本发明一些实施例中的安防求助系统的局部连接示意视图；

图6为本发明一些实施例中的安防求助系统的结构示意视图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1、图2所示，本发明提供了一种紧急求助按钮电路100，包括包含有线圈111和转动弹片112的自发电模块110、可被所述转动弹片112触发的开关170、与所述自发电模块110连接的电源电路120、与所述电源电路120连接的信号发射电路130，所述开关的输出与所述信号发射电路130连接。通过自发电模块110中的转动弹片112转动产生电能给所述信号发射电路130进行供电，同时转动弹片112出发开关120动作产生电信号，例如产生低电平给所述信号发射电路130，致使信号发射电路将信号发射出去，发射出去的信号根据领域人员的偏好可以进行设定以代表紧急求助信号，例如发射出去的信号为443m无线信号，也可采用10hz的正弦波代表紧急求助信号。本发明中的提供的电路，为紧急求助信号的产生及发生提供了硬件基础。

进一步地，为了保证信号发生可靠，所述紧急求助按钮电路100还包括与所述信号发射电路130连接的备用电源电路140。

具体地，所述信号发射电路130包括与所述开关120连接的主控芯片131、与所述主控芯片131连接的射频芯片132、与所述射频芯片132连接的晶振电路133和滤波电路134、与所述滤波电路134连接的天线135。晶振电路133产生频率波给所述射频芯片132工作提供参考，然后射频芯片132的输出信号经过滤波电路134滤波后让所述天线135发射出去。

进一步地，为了保证自发电模块110产生的电压稳定，所述电源电路120包括与所述自发电模块110的输出连接的整流桥电路121、与所述整流桥电路121的输出连接的储能电容122、与所述储能电容122两端连接的放电电阻123、与所述放电电阻123两端连接的稳压二极管124、与所述稳压二极管124的两端连接的整容电容125、与所述整容电容125的两端连接的稳压芯片126，所述稳压芯片126的输出与所述信号发射电路130的电源端连接。

为了指示自发电模块110是否在工作，所述电源电路120还包括与所述整容电容125的两端连接的电源指示电路127，所述电源指示电路127包括串联的发光二极管1271和第三电阻1272。

进一步地，所述备用电源电路140包括备用电源141、与所述备用电源141的正极连接的第四二极管142、与所述第四二极管142的阴极连接的稳压电容143，所述稳压电容143还与所述备用电源141的负极连接。

本发明中的紧急求助按钮电路100通过将自发电模块110产生的电能进行功能同时出发求助信号产生，结构紧凑，稳定可靠。

下面参照电路原理图，对本方案中的电路进行说明，如图3所示，无源紧急求助按钮(即紧急求助按钮电路100)包括主控芯片u1(stm8l101f2p3)、无线信号发射芯片u2(cc115l)、稳压芯片u3(ams1117-3.3)、自发电模块pm4250、备用电源bt1、求助触发按键key1以及其他构成外围电路的电阻和电容器件，u2通过spi接口连接至u1。u2是433m的射频芯片，此处以cc115l为例说明，u2通过spi接口引脚(si、so/gdo1、sclk、csn)和mcu(stm8l101)相连；u2的gdo2引脚与mcu的pd0相连，用于通知mcu数据发送完毕；晶振xtal、电容c3、c4构成了u2的晶振电路；电感l4、电容c7、c8构成了天线e1的π型滤波电路。图中，c1-c23代表电容，r1-r3代表电阻，l1-l4代表电感，d1、d3、d4代表二极管。

自发电模块pm4250采用电磁感应发电原理，它主要由线圈和转动弹片组成，当转动弹片收到外力按压时，pm4250将产生一次脉冲电能，脉冲电压经过整流桥d2后，到达储能电容c9两端，在经过放电电阻r2、稳压二极管d3后可获得相对稳定的电压、电流在经c20储能和整容后，一部分流过led1用于指示设备在工作，另一部分流向稳压芯片u3，稳压芯片u3输出的电压用于给u1和u2供电，备用电源bt1也用于给u1和u2供电。

自发电模块的弹片被按下后，key1也会被弹片触发，此时mcu的pa0口检测到低电平，u1将从休眠状态被唤醒，u1进入发射告警信息的处理流程，u1通过spi接口唤醒u2，使u2进入发射状态，u1将告警信息通过spi接口传输至u2，u2再以433m频率发送到网关的接收模块。

如图4、图5所示，本发明另一方面提供了一种安防求助系统1000，包括上述的紧急求助按钮电路100，还包括接收所述信号发射电路130的信号的智能网关200、与所述智能网关200连接的路由器300、与所述路由器300连接的区域报警管理平台400和物联网平台500、与所述区域报警管理平台400和物联网平台500连接的云服务器600、与所述云服务器600连接的远程终端700。所述紧急求助按钮电路100发射信号给所述智能网关200，所述智能网关将信号发送给所述区域管理平台400通知附近的管理者，也将信号发送给所述物联网平台300，物联网平台300将信号同步给云服务器600，云服务器将信号发送给远程终端700，通知相应的紧急联系人。

为了保证信息通知渠道多样可靠，所述远程终端700还与所述路由器300连接，所述远程终端700直接通过路由器300获取求助信号。

进一步地，所述智能网关200包括控制模块210、无线接收模块220、w5500通信模块230、gsm通信模块240和电源模块250。智能网关200通过多种通信模块将信号发射出去。

进一步地，所述电源模块250包括供电电源模块251和备用电源模块252，保证供电可靠。

进一步地，所述智能网关200通过检测所述w5500通信模块230中寄存器的状态获知当前网络状态，所述电源模块250具有外部电源断电检测功能，在市电断开后切换到备用电源模块252供电。在断电断网时，所述智能网关200仍能将紧急信号发送给远程终端200。

如图6所示的安防求助系统中设置有相应的紧急求助按钮电路(即无源紧急求助按钮)，可以看到紧急求助按钮电路在安防求助系统中的位置，本紧急求助按钮电路主要包括无线发射模块、告警触发单元、备用电源、自发电模块以及储能稳压模块。

本紧急求助按钮电路可通过cc115等无线发射模块将告警信号以无线辐射方式传送至家庭智能网关端，智能家庭网关主要组成部分包括：w5500以太网通信模块、gsm通信模块、mcu控制模块、无线接收模块、供电及备用电源模块，网关收到告警信号后通过以太网模块w5500将求助信号发送到mqtt物联网平台，同时也转发到小区报警管理平台，云服务器侦测到告警信号后将其推送至接收者手机，gsm模块也会给网关预留的紧急联系人发送短信并拨打电话提醒其家中发生了紧急事故。本发明中mqtt物联网平台只是具备数据转发的功能，mqtt协议包含三个角色，分别是：订阅者、发布者、代理服务器，在本系统中，智能网关属于发布者，主要在收到紧急求助按钮的告警信号后，将告警信息发布给代理服务器(mqtt物联网平台)，手机app则是订阅者，接收来自发布者的消息，代理服务器会发收到的发布方的消息转发给订阅方，物联网平台不具备拨打手机电话的功能，mqtt协议主要用于低带宽的物联网应用场合，mqtt物联网平台需要mqtt服务器支持，开发维护起来比较麻烦，mqtt物联网平台一般由第三方提供。区域报警管理平台用于同步接收用户的求助信号，在住宅用户发出求助信号后，可以在用户家人赶到现场前，通过该报警平台通知保安前往处理。智能网关的电源模块包含了外部电源断电检测功能，在市电断开后切换到备用电源供电。网关可以通过检测w5500通信模块中寄存器的状态就可获知当前的网络状况。

云服务器的作用：

1、保存经过代理服务器转发的所有数据，便与后续数据分析。

2、手机app是直接连接到云服务器的，便与己方协议对接。

3、云服务器可以提供设备管理的web、h5等api接口，方便后续其他功能升级。

网关搭载了可充电的备用电源，在紧急情况下，网关使用环境出现了断电断网时，也能将告警信息通过gsm网络发送至紧急联系人，本设计采用了多种通信链路和供电方法以确保将求助信号传达给紧急联系人。

本发明中的紧急求助按钮电路和安防求助系统运行可靠、稳定，电源供电稳定。

在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。