申请/专利权人：杭州电子科技大学;杭州华炳电子科技有限公司

申请日：2018-11-20

公开（公告）日：2024-06-14

公开（公告）号：CN109828487B

主分类号：G05B19/042

分类号：G05B19/042;G01V8/12;G08B17/10;G08B25/10

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.14#授权;2019.06.25#实质审查的生效;2019.05.31#公开

摘要：本发明公开了一种基于NB‑iot智能烟雾报警系统，包括单片机CPU模块、NB‑iot模块、电源模块、水阀控制开关通信模块、烟雾传感器模块电路和信号采集电路；单片机CPU模块包含单片机CPU芯片模块电路、单片机CPU晶振电路、单片机CPU的SWD接口电路、单片机CPU的复位电路；NB‑iot模块包括MicroSIM卡槽模块、TVS电压保护模块、NB‑iot模组专用电压滤波模块、NB‑iot模组电路模块；电源模块包括5V转3.3V电源模块电路；本发明能够实现对室内烟雾的定时监测，遇火警立刻上发云服务器，确定火灾源的具体位置，在烟雾探测器探测到有烟雾时及时打开水阀，并对火情进行控制。

主权项：1.一种基于NB-iot智能烟雾报警系统，其特征在于：包括一个单片机CPU模块、一个NB-iot模块、一个电源模块、一个水阀控制开关通信模块、一个烟雾传感器模块电路和信号采集电路；其中单片机CPU模块包含单片机CPU芯片模块电路、单片机CPU晶振电路、单片机CPU的SWD接口电路、单片机CPU的复位电路；NB-iot模块包括MicroSIM卡槽模块、TVS电压保护模块、NB-iot模组专用电压滤波模块、NB-iot模组电路模块；一个电源模块包括5V转3.3V电源模块电路；所述的单片机CPU芯片模块电路包括单片机U1、三个滤波电容；单片机U1的第8、20、23、35、44、47脚全部接地，单片机U1的第1、9、24、36、48脚全部3.3V电源，第二十五滤波电容C25的一端、第二十六滤波电容C26的一端、第二十七滤波电容C27的一端接3.3V电源，第二十五滤波电容C25的另一端与单片机U1的第23脚连接，第二十六滤波电容C26的另一端与单片机U1的第35脚连接，第二十七滤波电容C27的另一端与单片机U1的第47脚连接；单片机U1的第2、3、4、11、14、15、16、17、18、19、25、26、27、28、29、32、33、38、39、40、42、43、46脚悬空；所述的单片机型号为STM32F103C8T6；所述的单片机CPU晶振电路包括一个8MHz的第一晶振Y1、一个电阻R14和2个负载电容；第一晶振Y1的一端与单片机U1的第5脚、第十七负载电容C17的一端、第十四电阻R14的一端连接，第一晶振Y1的另一端与单片机U1的第6脚、第二十二负载电容C22的一端、第十四电阻R14的另一端连接，第十七负载电容C17的另一端与第二十二负载电容C22的另一端接地；所述的单片机CPU的SWD接口电路包括一根3.3V电源线，一根地线，两根数据线；接插件SWIM的第1脚接3.3V电源，接插件SWIM的第4脚接地，接插件SWIM的第2脚与单片机U1的第37脚连接，接插件SWIM的第3脚与单片机U1的第34脚连接；所述的单片机CPU复位电路包括一个电阻、一个滤波电容和一个按键；第九上拉电阻R9的一端接3.3V电源，第九上拉电阻R9的另一端与单片机U1的第7脚、第十二滤波电容C12的一端、按键RESET的一端连接，第十二滤波电容C12的另一端和按键RESET的另一端接地；所述的烟雾传感器模块电路及信号采集电路包括三根信号检测线、六个分压电阻、三个开关二极管和一个限流电阻；第十五分压电阻R15一端接INT电路接口的第1脚，另一端接第十六分压电阻R16的一端，并与开关二极管D3的阳极相接，第十六分压电阻R16的另一端接地；第十二分压电阻R12一端接INT电路接口的第2脚，另一端接第十三分压电阻R13的一端，并与开关二极管D5的阳极相接，第十三分压电阻R13的另一端接地；第十分压电阻R10一端接INT电路接口的第3脚，另一端接第十一分压电阻R11的一端，并与开关二极管D4的阳极相接，第十一分压电阻R11的另一端接地；开关二极管D3、D4、D5的阴极均接第十七限流电阻R17的一端，并与单片机U1的10脚连接，第十七限流电阻R17的另一端接地；所述的5V转3.3V电源模块电路包括两个滤波电容，一个限流电阻、一个发光二极管和一个稳压芯片；其中稳压芯片的型号为TPS70933；稳压芯片Power_Suply的1脚与5V输入电源连接，2脚接地，3脚和4脚悬空，5脚接输出的3.3V电源；第十三滤波电容C13一端接5V电源，另一端接地；第十一滤波电容C11一端接3.3V电源，另一端接地；第八限流电阻R8一端接3.3V电源，另一端接发光二极管Power的阳极，发光二极管Power的阴极接地；VBAT电源线与3.3V电源线连接；所述的MicroSIM卡槽模块电路包括一个MicroSIM卡槽、三个滤波电阻和四个滤波电容；MicroSIM卡槽U4的1脚接NB-iot模组U2的38脚，MicroSIM卡槽U4的2脚接第三滤波电阻R3的一端，第三滤波电阻R3的另一端接NB-iot模组U2的39脚,MicroSIM卡槽U4的3脚接第四滤波电阻R4的一端，第四滤波电阻R4的另一端接NB-iot模组U2的41脚，MicroSIM卡槽U4的4脚接NB-iot模组U2的42脚，MicroSIM卡槽U4的5脚悬空，MicroSIM卡槽U4的6脚接第五滤波电阻R5的一端，第五滤波电阻R5的另一端接NB-iot模组U2的40脚；第七滤波电容C7的一端接MicroSIM卡槽U4的1脚，另一端接MicroSIM卡槽U4的4脚，第八滤波电容C8的一端接MicroSIM卡槽U4的6脚，另一端接地，第九滤波电容C9的一端接MicroSIM卡槽U4的3脚，另一端接地，第十滤波电容C10的一端接MicroSIM卡槽U4的2脚，另一端接地；所述的TVS电压保护模块包括一个集成TVS二极管芯片；其型号为SMF05CTC；集成TVS二极管芯片U5的1脚接MicroSIM卡槽U4的1脚，2脚接地，3脚悬空，4脚接MicroSIM卡槽U4的6脚；5脚接MicroSIM卡槽U4的3脚，6脚接MicroSIM卡槽U4的2脚；所述的NB-iot模组专用电压滤波模块包括一个稳压二极管、四个容值不同的滤波电容；稳压二极管D1的阴极接VBAT电源，阳极接地；第三滤波电容C3的一端接VBAT电源，另一端接地；第四滤波电容C4的一端接VBAT电源，另一端接地；第五滤波电容C5的一端接VBAT电源，另一端接地；第六滤波电容C6的一端接VBAT电源，另一端接地；所述的NB-iot模组电路模块包括一个NB-iot模组、一个射频天线接线端子，两个限流电阻、一个滤波电阻和两个滤波电容；NB-iot模组U2的16脚接单片机U1的7脚，NB-iot模组U2的29脚接第十九限流电阻R19的一端，第十九限流电阻R19的另一端接单片机U1的21脚，NB-iot模组U2的30脚接第十八限流电阻R18的一端，第十八限流电阻R18的另一端接单片机U1的22脚，NB-iot模组U2的45脚、46脚接VBAT电源，NB-iot模组U2的53脚与第一滤波电阻R1的一端连接，且与第一滤波电容C1的一端连接，第一滤波电容C1的另一端接地，第一滤波电阻R1的另一端与第二滤波电容C2的一端连接，且与射频天线接线端子U7的3脚连接，第二滤波电容C2的另一端接地；射频天线接线端子U7的1脚、2脚接地；NB-iot模组U2的2、43、47、48、51、52、54、59、60、61、62、63、64、65、66、71、72、73、74、81、82、83、92、93、94接地；NB-iot模组U2的38、39、40、41、42脚分别与MicroSIM卡槽的U4的相应线路相连，此处不再赘述；NB-iot模组U2中除上述说明的引脚有使用到，其余引脚均悬空；所述的水阀控制开关通信模块，仅包括一个串口通信插口；串口通信插口USART1的1脚接3.3V电源，2脚接单片机U1的30脚，3脚接单片机U1的31脚，4脚接地；烟雾检测原理：当有烟雾产生时，在光雾室中的光电探测器发生发射，从而使光电接收器无法接收发送的信号判为有烟雾；水阀控制开关：使用的水阀控制开关为通过串口协议控制的电磁水阀，通过串口发送指令到控制开关，控制开关对指令进行解析后，控制相应的电磁水阀；在对系统通电后，首先CPU对其自身进行配置初始化，其后对NB-iot设备进行初始化，其中包含于SIM卡的通信，在其对整个系统初始化完成后，先向云服务器发送一条上线数据包，其后每隔十分钟向云端服务器发送一条心跳包，如在此十分钟内，烟雾传感器检测到烟雾，信号通过信号检测电路触发CPU的上发指令，从而使CPU立刻将报警信息上发至云服务器，同时，CPU向水阀控制开关发送打开水阀指令，从而控制火情的发展，以配合消防部门的工作。

全文数据：一种基于NB-iot智能烟雾报警系统技术领域本发明属于电子通信领域，具体涉及一种基于NB-iot的智能烟雾报警及火情控制系统。背景技术随着现代家庭用火、用电量的增加，家庭火灾发生的频率越来越高。家庭火灾一旦发生，很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，最终导致重大生命财产损失。家庭火灾的主要原因是麻痹大意，没有及时采取预防措施。烟雾报警器是一种用于检测烟雾的感应传感器，一旦发生火灾危险，其内部的电子扬声器便会及时警醒人们。在我国的一些大中城市，几乎每天都发生家庭火灾，所以防火是每个家庭必须时刻注意的问题。假如能根据每家的实际情况预先采取简单的防火措施，一些悲剧是完全可以避免的。消防部门的统计显示，在所有的火灾比例中，家庭火灾已经占到了全国火灾的30％左右。家庭起火的原因林林种种，可能在我们注意得到的地方，也可能就隐藏在我们根本就注意不到的地方。若在民用住宅中广泛使用烟雾报警器，便可有效减少火灾所造成的严重损失。目前对于烟雾报警器的应用虽然已经十分普遍，然而对于烟雾报警器状态的实时监测却十分匮乏，甚至在火灾发生报警器报警后，火情难以在瞬间得到有效控制，并且还需要人工通过寻找报警源来确定火灾具体位置，这不仅无法保障消防人员的人身安全，而且对于火灾发生后，确定火灾源位置提出了苛刻的要求。因此，社会和市场对一种既可保障消防人员人身安全又可在火灾发生后可以很快确定火灾源的产品的要求也越来越高。发明内容本发明针对现有产品和技术的不足，设计了一种基于NB-iot智能烟雾报警系统。本发明一种基于NB-iot智能烟雾报警系统，包括一个单片机CPU模块、一个NB-iot模块、一个电源模块、一个水阀控制开关通信模块、一个烟雾传感器模块电路和信号采集电路；其中单片机CPU模块包含单片机CPU芯片模块电路、单片机CPU晶振电路、单片机CPU的SWD接口电路、单片机CPU的复位电路；NB-iot模块包括MicroSIM卡槽模块、TVS电压保护模块、NB-iot模组专用电压滤波模块、NB-iot模组电路模块；一个电源模块包括5V转3.3V电源模块电路；所述的单片机CPU芯片模块电路包括单片机U1、三个滤波电容；单片机U1的第8、20、23、35、44、47脚全部接地，单片机U1的第1、9、24、36、48脚全部3.3V电源，第二十五滤波电容C25的一端、第二十六滤波电容C26的一端、第二十七滤波电容C27的一端接3.3V电源，第二十五滤波电容C25的另一端与单片机U1的第23脚连接，第二十六滤波电容C26的另一端与单片机U1的第35脚连接，第二十七滤波电容C27的另一端与单片机U1的第47脚连接；单片机U1的第2、3、4、11、14、15、16、17、18、19、25、26、27、28、29、32、33、38、39、40、42、43、46脚悬空；所述的单片机型号为STM32F103C8T6；所述的单片机CPU晶振电路包括一个8MHz的第一晶振Y1、一个电阻R14和2个负载电容；第一晶振Y1的一端与单片机U1的第5脚、第十七负载电容C17的一端、第十四电阻R14的一端连接，第一晶振Y1的另一端与单片机U1的第6脚、第二十二负载电容C22的一端、第十四电阻R14的另一端连接，第十七负载电容C17的另一端与第二十二负载电容C22的另一端接地；所述的单片机CPU的SWD接口电路包括一根3.3V电源线，一根地线，两根数据线；接插件SWIM的第1脚接3.3V电源，接插件SWIM的第4脚接地，接插件SWIM的第2脚与单片机U1的第37脚连接，接插件SWIM的第3脚与单片机U1的第34脚连接；所述的单片机CPU复位电路包括一个电阻、一个滤波电容和一个按键；第九上拉电阻R9的一端接3.3V电源，第九上拉电阻R9的另一端与单片机U1的第7脚、第十二滤波电容C12的一端、按键RESET的一端连接，第十二滤波电容C12的另一端和按键RESET的另一端接地；所述的烟雾传感器模块电路及信号采集电路包括三根信号检测线、六个分压电阻、三个开关二极管和一个限流电阻；第十五分压电阻R15一端接INT电路接口的第1脚，另一端接第十六分压电阻R16的一端，并与开关二极管D3的阳极相接，第十六分压电阻R16的另一端接地；第十二分压电阻R12一端接INT电路接口的第2脚，另一端接第十三分压电阻R13的一端，并与开关二极管D5的阳极相接，第十三分压电阻R13的另一端接地；第十分压电阻R10一端接INT电路接口的第3脚，另一端接第十一分压电阻R11的一端，并与开关二极管D4的阳极相接，第十一分压电阻R11的另一端接地；开关二极管D3、D4、D5的阴极均接第十七限流电阻R17的一端，并与单片机U1的10脚连接，第十七限流电阻R17的另一端接地；所述的5V转3.3V电源模块电路包括两个滤波电容，一个限流电阻、一个发光二极管和一个稳压芯片；其中稳压芯片的型号为TPS70933；稳压芯片Power_Suply的1脚与5V输入电源连接，2脚接地，3脚和4脚悬空，5脚接输出的3.3V电源；第十三滤波电容C13一端接5V电源，另一端接地；第十一滤波电容C11一端接3.3V电源，另一端接地；第八限流电阻R8一端接3.3V电源，另一端接发光二极管Power的阳极，发光二极管Power的阴极接地；VBAT电源线与3.3V电源线连接；所述的MicroSIM卡槽模块电路包括一个MicroSIM卡槽、三个滤波电阻和四个滤波电容；MicroSIM卡槽U4的1脚接NB-iot模组U2的38脚，MicroSIM卡槽U4的2脚接第三滤波电阻R3的一端，第三滤波电阻R3的另一端接NB-iot模组U2的39脚,MicroSIM卡槽U4的3脚接第四滤波电阻R4的一端，第四滤波电阻R4的另一端接NB-iot模组U2的41脚，MicroSIM卡槽U4的4脚接NB-iot模组U2的42脚，MicroSIM卡槽U4的5脚悬空，MicroSIM卡槽U4的6脚接第五滤波电阻R5的一端，第五滤波电阻R5的另一端接NB-iot模组U2的40脚；第七滤波电容C7的一端接MicroSIM卡槽U4的1脚，另一端接MicroSIM卡槽U4的4脚，第八滤波电容C8的一端接MicroSIM卡槽U4的6脚，另一端接地，第九滤波电容C9的一端接MicroSIM卡槽U4的3脚，另一端接地，第十滤波电容C10的一端接MicroSIM卡槽U4的2脚，另一端接地；所述的TVS电压保护模块包括一个集成TVS二极管芯片；其型号为SMF05CTC；集成TVS二极管芯片U5的1脚接MicroSIM卡槽U4的1脚，2脚接地，3脚悬空，4脚接MicroSIM卡槽U4的6脚；5脚接MicroSIM卡槽U4的3脚，6脚接MicroSIM卡槽U4的2脚；所述的NB-iot模组专用电压滤波模块包括一个稳压二极管、四个容值不同的滤波电容；稳压二极管D1的阴极接VBAT电源，阳极接地；第三滤波电容C3的一端接VBAT电源，另一端接地；第四滤波电容C4的一端接VBAT电源，另一端接地；第五滤波电容C5的一端接VBAT电源，另一端接地；第六滤波电容C6的一端接VBAT电源，另一端接地；所述的NB-iot模组电路模块包括一个NB-iot模组、一个射频天线接线端子，两个限流电阻、一个滤波电阻和两个滤波电容；NB-iot模组U2的16脚接单片机U1的7脚，NB-iot模组U2的29脚接第十九限流电阻R19的一端，第十九限流电阻R19的另一端接单片机U1的21脚，NB-iot模组U2的30脚接第十八限流电阻R18的一端，第十八限流电阻R18的另一端接单片机U1的22脚，NB-iot模组U2的45脚、46脚接VBAT电源，NB-iot模组U2的53脚与第一滤波电阻R1的一端连接，且与第一滤波电容C1的一端连接，第一滤波电容C1的另一端接地，第一滤波电阻R1的另一端与第二滤波电容C2的一端连接，且与射频天线接线端子U7的3脚连接，第二滤波电容C2的另一端接地；射频天线接线端子U7的1脚、2脚接地；NB-iot模组U2的2、43、47、48、51、52、54、59、60、61、62、63、64、65、66、71、72、73、74、81、82、83、92、93、94接地；NB-iot模组U2的38、39、40、41、42脚分别与MicroSIM卡槽的U4的相应线路相连，此处不再赘述；NB-iot模组U2中除上述说明的引脚有使用到，其余引脚均悬空；所述的水阀控制开关通信模块，仅包括一个串口通信插口；串口通信插口USART1的1脚接3.3V电源，2脚接单片机U1的30脚，3脚接单片机U1的31脚，4脚接地。本发明采用如下技术方案实现发明目的：1室内烟雾定时监测并将状态上发至云服务器功能；本发明能够实现对室内烟雾的定时监测，如遇火警，立刻上发云服务器，使消防部门第一时间可确定火灾源的具体位置，保障了消防人员的人身安全。2水阀开关控制功能本发明能够在烟雾探测器探测到有烟雾时及时打开水阀，及时对火情进行控制。图1为本发明的电路结构图；图2a为本发明的单片机CPU芯片模块电路原理图；图2b为本发明的单片机CPU晶振电路原理图；图2c为本发明的单片机CPU的SWD接口电路原理图；图2d为本发明的单片机CPU的复位电路原理图；图3为本发明的烟雾传感器模块电路及信号采集电路原理图；图4为本发明的5V转3.3V电源模块电路原理图；图5为本发明的MicroSIM卡槽模块电路原理图；图6为本发明的TVS电压保护模块电路原理图；图7为本发明的NB-iot模组专用电压滤波模块电路原理图；图8为本发明的NB-iot模组电路原理图；图9为本发明的水阀控制开关通信模块。具体实施方式下面结合附图对本发明更进一步的详细说明。如图1所示，一种基于NB-iot智能烟雾报警系统，包括一个单片机CPU模块、一个NB-iot模块、一个电源模块、一个水阀控制开关通信模块和一个烟雾传感器模块电路及信号采集电路。其中单片机CPU模块包含单片机CPU芯片模块、单片机CPU晶振电路、单片机CPU的SWD接口电路、单片机CPU的复位电路。NB-iot模块包括MicroSIM卡槽模块、TVS电压保护模块、NB-iot模组专用电压滤波模块、NB-iot模组电路模块；一个电源模块包括5V转3.3V电源模块电路；首先由单片机CPU对系统进行初始化操作，并对NB-iot模组进行配置，待配置完成后，定时对信号采集电路进行信号采集，并将采集到的信号融合入心跳包定时向云服务器发送烟雾传感器信息，当烟雾传感器检测到有烟雾信息，可触发单片机CPU立刻发送报警信息，并触发自身的报警器提示室内人员，以及触发水阀控制开关控制当前火情。其中单片机U1的型号为STM32F103C8T6；如图2a所示，所述的单片机CPU芯片模块电路包括单片机U1、三个滤波电容；单片机U1的第8、20、23、35、44、47脚全部接地，单片机U1的第1、9、24、36、48脚全部3.3V电源，第二十五滤波电容C25的一端、第二十六滤波电容C26的一端、第二十七滤波电容C27的一端接3.3V电源，第二十五滤波电容C25的另一端与单片机U1的第23脚连接，第二十六滤波电容C26的另一端与单片机U1的第35脚连接，第二十七滤波电容C27的另一端与单片机U1的第47脚连接；单片机U1的第2、3、4、11、14、15、16、17、18、19、25、26、27、28、29、32、33、38、39、40、42、43、46脚悬空；所述的单片机型号为STM32F103C8T6；如图2b所示，所述的单片机CPU晶振电路包括一个8MHz的第一晶振Y1、一个电阻R14和2个负载电容；第一晶振Y1的一端与单片机U1的第5脚、第十七负载电容C17的一端、第十四电阻R14的一端连接，第一晶振Y1的另一端与单片机U1的第6脚、第二十二负载电容C22的一端、第十四电阻R14的另一端连接，第十七负载电容C17的另一端与第二十二负载电容C22的另一端接地；如图2c所示，所述的单片机CPU的SWD接口电路包括一根3.3V电源线，一根地线，两根数据线；接插件SWIM的第1脚接3.3V电源，接插件SWIM的第4脚接地，接插件SWIM的第2脚与单片机U1的第37脚连接，接插件SWIM的第3脚与单片机U1的第34脚连接；如图2d所示，所述的单片机CPU复位电路包括一个电阻、一个滤波电容和一个按键；第九上拉电阻R9的一端接3.3V电源，第九上拉电阻R9的另一端与单片机U1的第7脚、第十二滤波电容C12的一端、按键RESET的一端连接，第十二滤波电容C12的另一端和按键RESET的另一端接地；如图3所示，所述的烟雾传感器模块电路及信号采集电路包括三根信号检测线、六个分压电阻、三个开关二极管和一个限流电阻；第十五分压电阻R15一端接INT电路接口的第1脚，另一端接第十六分压电阻R16的一端，并与开关二极管D3的阳极相接，第十六分压电阻R16的另一端接地；第十二分压电阻R12一端接INT电路接口的第2脚，另一端接第十三分压电阻R13的一端，并与开关二极管D5的阳极相接，第十三分压电阻R13的另一端接地；第十分压电阻R10一端接INT电路接口的第3脚，另一端接第十一分压电阻R11的一端，并与开关二极管D4的阳极相接，第十一分压电阻R11的另一端接地；开关二极管D3、D4、D5的阴极均接第十七限流电阻R17的一端，并与单片机U1的10脚连接，第十七限流电阻R17的另一端接地；如图4所示，所述的5V转3.3V电源模块电路包括两个滤波电容，一个限流电阻、一个发光二极管和一个稳压芯片；其中稳压芯片的型号为TPS70933；稳压芯片Power_Suply的1脚与5V输入电源连接，2脚接地，3脚和4脚悬空，5脚接输出的3.3V电源；第十三滤波电容C13一端接5V电源，另一端接地；第十一滤波电容C11一端接3.3V电源，另一端接地；第八限流电阻R8一端接3.3V电源，另一端接发光二极管Power的阳极，发光二极管Power的阴极接地；VBAT电源线与3.3V电源线连接；如图5所示，所述的MicroSIM卡槽模块电路包括一个MicroSIM卡槽、三个滤波电阻和四个滤波电容；MicroSIM卡槽U4的1脚接NB-iot模组U2的38脚，MicroSIM卡槽U4的2脚接第三滤波电阻R3的一端，第三滤波电阻R3的另一端接NB-iot模组U2的39脚,MicroSIM卡槽U4的3脚接第四滤波电阻R4的一端，第四滤波电阻R4的另一端接NB-iot模组U2的41脚，MicroSIM卡槽U4的4脚接NB-iot模组U2的42脚，MicroSIM卡槽U4的5脚悬空，MicroSIM卡槽U4的6脚接第五滤波电阻R5的一端，第五滤波电阻R5的另一端接NB-iot模组U2的40脚；第七滤波电容C7的一端接MicroSIM卡槽U4的1脚，另一端接MicroSIM卡槽U4的4脚，第八滤波电容C8的一端接MicroSIM卡槽U4的6脚，另一端接地，第九滤波电容C9的一端接MicroSIM卡槽U4的3脚，另一端接地，第十滤波电容C10的一端接MicroSIM卡槽U4的2脚，另一端接地；如图6所示，所述的TVS电压保护模块包括一个集成TVS二极管芯片；其型号为SMF05CTC；集成TVS二极管芯片U5的1脚接MicroSIM卡槽U4的1脚，2脚接地，3脚悬空，4脚接MicroSIM卡槽U4的6脚；5脚接MicroSIM卡槽U4的3脚，6脚接MicroSIM卡槽U4的2脚；如图7所示，所述的NB-iot模组专用电压滤波模块包括一个稳压二极管、四个容值不同的滤波电容；稳压二极管D1的阴极接VBAT电源，阳极接地；第三滤波电容C3的一端接VBAT电源，另一端接地；第四滤波电容C4的一端接VBAT电源，另一端接地；第五滤波电容C5的一端接VBAT电源，另一端接地；第六滤波电容C6的一端接VBAT电源，另一端接地；如图8所示，所述的NB-iot模组电路模块包括一个NB-iot模组、一个射频天线接线端子，两个限流电阻、一个滤波电阻和两个滤波电容；NB-iot模组U2的16脚接单片机U1的7脚，NB-iot模组U2的29脚接第十九限流电阻R19的一端，第十九限流电阻R19的另一端接单片机U1的21脚，NB-iot模组U2的30脚接第十八限流电阻R18的一端，第十八限流电阻R18的另一端接单片机U1的22脚，NB-iot模组U2的45脚、46脚接VBAT电源，NB-iot模组U2的53脚与第一滤波电阻R1的一端连接，且与第一滤波电容C1的一端连接，第一滤波电容C1的另一端接地，第一滤波电阻R1的另一端与第二滤波电容C2的一端连接，且与射频天线接线端子U7的3脚连接，第二滤波电容C2的另一端接地；射频天线接线端子U7的1脚、2脚接地；NB-iot模组U2的2、43、47、48、51、52、54、59、60、61、62、63、64、65、66、71、72、73、74、81、82、83、92、93、94接地；NB-iot模组U2的38、39、40、41、42脚分别与MicroSIM卡槽的U4的相应线路相连，此处不再赘述；NB-iot模组U2中除上述说明的引脚有使用到，其余引脚均悬空；如图9所示，所述的水阀控制开关通信模块，仅包括一个串口通信插口；串口通信插口USART1的1脚接3.3V电源，2脚接单片机U1的30脚，3脚接单片机U1的31脚，4脚接地。工作原理及工作过程如下：烟雾检测原理，本发明使用的烟雾检测模块是基于光电原理的烟雾检测模块，当有烟雾产生时，在光雾室中的光电探测器发生发射，从而使光电接收器无法接收发送的信号判为有烟雾。水阀控制开关，本发明使用的水阀控制开关为通过串口协议控制的电磁水阀，通过串口发送指令到控制开关，控制开关对指令进行解析后，控制相应的电磁水阀。基于NB-iot的智能烟雾报警及火情控制系统工作过程如下：在对系统通电后，首先CPU对其自身进行配置初始化，其后对NB-iot设备进行初始化，其中包含于SIM卡的通信，在其对整个系统初始化完成后，先向云服务器发送一条上线数据包，其后每隔十分钟向云端服务器发送一条心跳包，如在此十分钟内，烟雾传感器检测到烟雾，信号通过信号检测电路触发CPU的上发指令，从而使CPU立刻将报警信息上发至云服务器，同时，CPU向水阀控制开关发送打开水阀指令，从而控制火情的发展，以配合消防部门的工作。上述说明并非对发明的限制，本发明也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本发明的保护范围。

权利要求：1.一种基于NB-iot智能烟雾报警系统，其特征在于：包括一个单片机CPU模块、一个NB-iot模块、一个电源模块、一个水阀控制开关通信模块、一个烟雾传感器模块电路和信号采集电路；其中单片机CPU模块包含单片机CPU芯片模块电路、单片机CPU晶振电路、单片机CPU的SWD接口电路、单片机CPU的复位电路；NB-iot模块包括MicroSIM卡槽模块、TVS电压保护模块、NB-iot模组专用电压滤波模块、NB-iot模组电路模块；一个电源模块包括5V转3.3V电源模块电路；所述的单片机CPU芯片模块电路包括单片机U1、三个滤波电容；单片机U1的第8、20、23、35、44、47脚全部接地，单片机U1的第1、9、24、36、48脚全部3.3V电源，第二十五滤波电容C25的一端、第二十六滤波电容C26的一端、第二十七滤波电容C27的一端接3.3V电源，第二十五滤波电容C25的另一端与单片机U1的第23脚连接，第二十六滤波电容C26的另一端与单片机U1的第35脚连接，第二十七滤波电容C27的另一端与单片机U1的第47脚连接；单片机U1的第2、3、4、11、14、15、16、17、18、19、25、26、27、28、29、32、33、38、39、40、42、43、46脚悬空；所述的单片机型号为STM32F103C8T6；所述的单片机CPU晶振电路包括一个8MHz的第一晶振Y1、一个电阻R14和2个负载电容；第一晶振Y1的一端与单片机U1的第5脚、第十七负载电容C17的一端、第十四电阻R14的一端连接，第一晶振Y1的另一端与单片机U1的第6脚、第二十二负载电容C22的一端、第十四电阻R14的另一端连接，第十七负载电容C17的另一端与第二十二负载电容C22的另一端接地；所述的单片机CPU的SWD接口电路包括一根3.3V电源线，一根地线，两根数据线；接插件SWIM的第1脚接3.3V电源，接插件SWIM的第4脚接地，接插件SWIM的第2脚与单片机U1的第37脚连接，接插件SWIM的第3脚与单片机U1的第34脚连接；所述的单片机CPU复位电路包括一个电阻、一个滤波电容和一个按键；第九上拉电阻R9的一端接3.3V电源，第九上拉电阻R9的另一端与单片机U1的第7脚、第十二滤波电容C12的一端、按键RESET的一端连接，第十二滤波电容C12的另一端和按键RESET的另一端接地；所述的烟雾传感器模块电路及信号采集电路包括三根信号检测线、六个分压电阻、三个开关二极管和一个限流电阻；第十五分压电阻R15一端接INT电路接口的第1脚，另一端接第十六分压电阻R16的一端，并与开关二极管D3的阳极相接，第十六分压电阻R16的另一端接地；第十二分压电阻R12一端接INT电路接口的第2脚，另一端接第十三分压电阻R13的一端，并与开关二极管D5的阳极相接，第十三分压电阻R13的另一端接地；第十分压电阻R10一端接INT电路接口的第3脚，另一端接第十一分压电阻R11的一端，并与开关二极管D4的阳极相接，第十一分压电阻R11的另一端接地；开关二极管D3、D4、D5的阴极均接第十七限流电阻R17的一端，并与单片机U1的10脚连接，第十七限流电阻R17的另一端接地；所述的5V转3.3V电源模块电路包括两个滤波电容，一个限流电阻、一个发光二极管和一个稳压芯片；其中稳压芯片的型号为TPS70933；稳压芯片Power_Suply的1脚与5V输入电源连接，2脚接地，3脚和4脚悬空，5脚接输出的3.3V电源；第十三滤波电容C13一端接5V电源，另一端接地；第十一滤波电容C11一端接3.3V电源，另一端接地；第八限流电阻R8一端接3.3V电源，另一端接发光二极管Power的阳极，发光二极管Power的阴极接地；VBAT电源线与3.3V电源线连接；所述的MicroSIM卡槽模块电路包括一个MicroSIM卡槽、三个滤波电阻和四个滤波电容；MicroSIM卡槽U4的1脚接NB-iot模组U2的38脚，MicroSIM卡槽U4的2脚接第三滤波电阻R3的一端，第三滤波电阻R3的另一端接NB-iot模组U2的39脚,MicroSIM卡槽U4的3脚接第四滤波电阻R4的一端，第四滤波电阻R4的另一端接NB-iot模组U2的41脚，MicroSIM卡槽U4的4脚接NB-iot模组U2的42脚，MicroSIM卡槽U4的5脚悬空，MicroSIM卡槽U4的6脚接第五滤波电阻R5的一端，第五滤波电阻R5的另一端接NB-iot模组U2的40脚；第七滤波电容C7的一端接MicroSIM卡槽U4的1脚，另一端接MicroSIM卡槽U4的4脚，第八滤波电容C8的一端接MicroSIM卡槽U4的6脚，另一端接地，第九滤波电容C9的一端接MicroSIM卡槽U4的3脚，另一端接地，第十滤波电容C10的一端接MicroSIM卡槽U4的2脚，另一端接地；所述的TVS电压保护模块包括一个集成TVS二极管芯片；其型号为SMF05CTC；集成TVS二极管芯片U5的1脚接MicroSIM卡槽U4的1脚，2脚接地，3脚悬空，4脚接MicroSIM卡槽U4的6脚；5脚接MicroSIM卡槽U4的3脚，6脚接MicroSIM卡槽U4的2脚；所述的NB-iot模组专用电压滤波模块包括一个稳压二极管、四个容值不同的滤波电容；稳压二极管D1的阴极接VBAT电源，阳极接地；第三滤波电容C3的一端接VBAT电源，另一端接地；第四滤波电容C4的一端接VBAT电源，另一端接地；第五滤波电容C5的一端接VBAT电源，另一端接地；第六滤波电容C6的一端接VBAT电源，另一端接地；所述的NB-iot模组电路模块包括一个NB-iot模组、一个射频天线接线端子，两个限流电阻、一个滤波电阻和两个滤波电容；NB-iot模组U2的16脚接单片机U1的7脚，NB-iot模组U2的29脚接第十九限流电阻R19的一端，第十九限流电阻R19的另一端接单片机U1的21脚，NB-iot模组U2的30脚接第十八限流电阻R18的一端，第十八限流电阻R18的另一端接单片机U1的22脚，NB-iot模组U2的45脚、46脚接VBAT电源，NB-iot模组U2的53脚与第一滤波电阻R1的一端连接，且与第一滤波电容C1的一端连接，第一滤波电容C1的另一端接地，第一滤波电阻R1的另一端与第二滤波电容C2的一端连接，且与射频天线接线端子U7的3脚连接，第二滤波电容C2的另一端接地；射频天线接线端子U7的1脚、2脚接地；NB-iot模组U2的2、43、47、48、51、52、54、59、60、61、62、63、64、65、66、71、72、73、74、81、82、83、92、93、94接地；NB-iot模组U2的38、39、40、41、42脚分别与MicroSIM卡槽的U4的相应线路相连，此处不再赘述；NB-iot模组U2中除上述说明的引脚有使用到，其余引脚均悬空；所述的水阀控制开关通信模块，仅包括一个串口通信插口；串口通信插口USART1的1脚接3.3V电源，2脚接单片机U1的30脚，3脚接单片机U1的31脚，4脚接地。

百度查询： 杭州电子科技大学;杭州华炳电子科技有限公司 一种基于NB-iot智能烟雾报警系统

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