本申請(qǐng)涉及通信及電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種煙霧氣體報(bào)警器及報(bào)警系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著現(xiàn)代社會(huì)用火、用氣及用電量的增加，火災(zāi)及中毒事件發(fā)生的頻率越來(lái)越高。火災(zāi)或有毒氣體的泄漏事件一旦發(fā)生，很容易出現(xiàn)撲救等措施不及時(shí)、滅火器材缺乏及在場(chǎng)人驚慌失措、逃生遲緩等不利因素，最終導(dǎo)致重大生命財(cái)產(chǎn)損失。煙霧氣體報(bào)警器是一種用于檢測(cè)煙霧和/或氣體的電子產(chǎn)品，一旦發(fā)生火災(zāi)危險(xiǎn)，其內(nèi)部的揚(yáng)聲器便會(huì)及時(shí)警醒人們。

如圖1所示，其為現(xiàn)有的煙霧氣體報(bào)警器的硬件框圖，包括：微控制單元(MicrocontrollerUnit，MCU)、分別與MCU相連的傳感器、開關(guān)按鍵、復(fù)位按鍵、喇叭、走線接口和發(fā)光二極管(Light Emitting Diode，LED)，其中，傳感器可以為氣體傳感器和/或煙霧傳感器，開關(guān)按鍵實(shí)現(xiàn)煙霧氣體報(bào)警器的開關(guān)機(jī)功能，復(fù)位按鍵實(shí)現(xiàn)外部強(qiáng)制復(fù)位功能。

上述煙霧氣體報(bào)警器的主要工作原理為：當(dāng)傳感器檢測(cè)到外界環(huán)境出現(xiàn)異常時(shí)，產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，并將該報(bào)警信號(hào)傳遞給MCU。此時(shí)，MCU會(huì)根據(jù)算法驅(qū)動(dòng)喇叭及LED，同時(shí)MCU通過(guò)走線接口將報(bào)警信號(hào)上傳至上位機(jī)。

然而，當(dāng)前通用的煙霧氣體報(bào)警器均是使用布線的方式，存在走線及維護(hù)較為不易的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種煙霧氣體報(bào)警器及報(bào)警系統(tǒng)，用以解決的煙霧氣體報(bào)警器存在的走線機(jī)維護(hù)較為不易的問(wèn)題。

第一方面，一種煙霧氣體報(bào)警器，包括：MCU，傳感器、開關(guān)、揚(yáng)聲器和無(wú)線通信模塊，其中，所述傳感器為氣體傳感器和/或煙霧傳感器，所述傳感器包括：輸入/輸出端，所述開關(guān)包括：輸出端，所述揚(yáng)聲器包括輸入端，所述無(wú)線通信模塊包括：串行外設(shè)接口，所述MCU包括：總線端口、第一通用輸入/輸出端口、第二通用輸入/輸出端口和串行外設(shè)接口；

所述傳感器的輸入/輸出端與所述MCU的總線端口連接；

所述開關(guān)的輸出端與所述MCU的第一通用輸入/輸出端口連接；

所述揚(yáng)聲器的輸入端與所述MCU的第二通用輸入/輸出端口連接；

所述無(wú)線通信模塊的串行外設(shè)接口和所述MCU的串行外設(shè)接口連接。

通過(guò)本申請(qǐng)第一方面的方案，由于使用了無(wú)線通信模塊，并將無(wú)線通信模塊的串行外設(shè)接口與MCU的串行外設(shè)接口相連，實(shí)現(xiàn)了將通用的煙霧氣體報(bào)警器的走線方式變更為無(wú)線通信模塊，后續(xù)可通過(guò)無(wú)線通信模塊與上位機(jī)進(jìn)行無(wú)線通信，有效地規(guī)避了走線及維護(hù)不易的問(wèn)題。

在第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述無(wú)線通信模塊為遠(yuǎn)距離無(wú)線通信模塊。

在上述第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，采用了遠(yuǎn)距離(Long Range，簡(jiǎn)稱LoRa)無(wú)線通信模塊，由于LoRa技術(shù)在高性能、遠(yuǎn)距離、低功耗，測(cè)距和定位等方面突出的特點(diǎn)，因此，使用LoRa無(wú)線通信模塊，使得本申請(qǐng)實(shí)施例中的煙霧氣體報(bào)警器的無(wú)線通信距離較遠(yuǎn)，且通信過(guò)程中抗干擾能力較強(qiáng)，進(jìn)而提高了報(bào)警信息的準(zhǔn)確性以及通信的實(shí)時(shí)性。

在第一方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述無(wú)線通信模塊還包括復(fù)位端口，所述MCU還包括：第三通用輸入/輸出端口；所述無(wú)線通信模塊的復(fù)位端口與所述MCU的第三通用輸入/輸出端口連接。

在上述第一方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，MCU做為主設(shè)備可通過(guò)第三通用輸入/輸出端口向作為從設(shè)備的無(wú)線通信模塊的復(fù)位端口輸入復(fù)位信號(hào)，可實(shí)現(xiàn)MCU對(duì)無(wú)線通信模塊的復(fù)位。

在第一方面的第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述無(wú)線通信模塊還包括通用輸入/輸出端口；所述MCU還包括：復(fù)位端口；

所述無(wú)線通信模塊的通用輸入/輸出端口與所述MCU的復(fù)位端口連接。

在上述第一方面的第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，無(wú)線通信模塊做為主設(shè)備可通過(guò)第三通用輸入/輸出端口向作為從設(shè)備的MCU的復(fù)位端口輸入復(fù)位信號(hào)，可實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信模塊對(duì)MCU的復(fù)位。

在第一方面的第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述煙霧氣體報(bào)警器還包括：包括輸入端的顯示屏；所述MCU還包括：第四通用輸入/輸出端口；

所述顯示屏的輸入端與所述第四通用輸入/輸出端口連接。

在上述第一方面的第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述煙霧氣體報(bào)警器還具有顯示功能，用于顯示氣體或煙霧的濃度信息。

第二方面，一種報(bào)警系統(tǒng)，包括：上位機(jī)和至少一個(gè)上述煙霧氣體報(bào)警器。

通過(guò)本申請(qǐng)的第二方面的方案，由于使用了無(wú)線通信模塊，并將無(wú)線通信模塊與MCU模塊通過(guò)MCU的串行外設(shè)接口相連，實(shí)現(xiàn)了將通用的煙霧氣體報(bào)警器的走線方式變更為無(wú)線通信模塊，可通過(guò)無(wú)線通信模塊與上位機(jī)進(jìn)行通信，有效地規(guī)避了走線及維護(hù)不易的問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖1為本申請(qǐng)背景技術(shù)提供的現(xiàn)有煙霧氣體報(bào)警器的示意圖；

圖2為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的煙霧氣體報(bào)警器的示意圖之一；

圖3為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的煙霧氣體報(bào)警器的示意圖之二；

圖4為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的煙霧氣體報(bào)警器的示意圖之三；

圖5為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的采用LoRa無(wú)線通信模塊的煙霧氣體報(bào)警器的工作原理示意圖；

圖6為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的采用NB-IoT無(wú)線通信模塊的煙霧氣體報(bào)警器的工作原理示意圖；

圖7為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的報(bào)警系統(tǒng)的示意圖。

具體實(shí)施方式

為了解決現(xiàn)有的煙霧報(bào)警器存在的布線及維護(hù)不易的問(wèn)題，本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種煙霧氣體報(bào)警器及報(bào)警系統(tǒng)。

以下結(jié)合說(shuō)明書附圖對(duì)本申請(qǐng)的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說(shuō)明和解釋本申請(qǐng)，并不用于限定本申請(qǐng)。并且在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

實(shí)施例一

如圖2所示，其為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的煙霧氣體報(bào)警器的示意圖之一，包括：MCU21，傳感器22、開關(guān)23、揚(yáng)聲器24和無(wú)線通信模塊25。

其中，所述傳感器為氣體傳感器和/或煙霧傳感器，所述傳感器包括：輸入/輸出端，所述開關(guān)包括：輸出端，所述揚(yáng)聲器包括輸入端，所述無(wú)線通信模塊包括：串行外設(shè)接口，所述MCU包括：總線端口、第一通用輸入/輸出端口、第二通用輸入/輸出端口和串行外設(shè)接口(Serial Peripheral Interface，SPI)；

所述傳感器的輸入/輸出端與所述MCU的總線端口連接；

所述開關(guān)的輸出端與所述MCU的第一通用輸入/輸出端口連接；

所述揚(yáng)聲器的輸入端與所述MCU的第二通用輸入/輸出端口連接；

所述無(wú)線通信模塊的串行外設(shè)接口和所述MCU的串行外設(shè)接口連接。

具體的，氣體傳感器是是針對(duì)氣體分子的檢測(cè)，可將某種氣體體積分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)化成對(duì)應(yīng)電信號(hào)的轉(zhuǎn)換器。煙霧中含有微小的顆粒粉塵，煙霧傳感器是針對(duì)微小顆粒的檢測(cè)，可以為光電式煙霧傳感器、離子式煙霧傳感器或者氣敏式煙霧傳感器。

通過(guò)本申請(qǐng)實(shí)施例的方案，由于使用了無(wú)線通信模塊，并將無(wú)線通信模塊的串行外設(shè)接口與MCU的串行外設(shè)接口相連，實(shí)現(xiàn)了將通用的煙霧氣體報(bào)警器的走線方式變更為無(wú)線通信模塊，后續(xù)可通過(guò)無(wú)線通信模塊與上位機(jī)進(jìn)行無(wú)線通信，有效地規(guī)避了走線及維護(hù)不易的問(wèn)題。

較佳的，所述無(wú)線通信模塊為遠(yuǎn)距離(Long Range，簡(jiǎn)稱LoRa)無(wú)線通信模塊和/或窄帶物聯(lián)網(wǎng)(NarrowBand Internet ofThings，NB-IoT)無(wú)線通信模塊。

此時(shí)，采用LoRa無(wú)線通信模塊的煙霧氣體報(bào)警器的示意圖如圖3所示；采用NB-IoT無(wú)線通信模塊的煙霧氣體報(bào)警器的示意圖如圖4所示。

在上述較佳的實(shí)施方式中，在采用LoRa無(wú)線通信模塊時(shí)，由于LoRa技術(shù)在高性能、遠(yuǎn)距離、低功耗，測(cè)距和定位等方面突出的特點(diǎn)，因此，使用LoRa無(wú)線通信模塊，使得本申請(qǐng)實(shí)施例中的煙霧氣體報(bào)警器的無(wú)線通信距離較遠(yuǎn)，且通信過(guò)程中抗干擾能力較強(qiáng)，進(jìn)而提高了報(bào)警信息的準(zhǔn)確性以及通信的實(shí)時(shí)性。

在上述較佳的實(shí)施方式中，在采用NB-IoT無(wú)線通信模塊時(shí)，由于NB-IoT具備廣覆蓋、支撐海量連接的能力、更低功耗和更低的模塊成本四大特點(diǎn)，其中針對(duì)廣覆蓋，將提供改進(jìn)的室內(nèi)覆蓋，在同樣的頻段下，NB-IoT比現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)增益20dB，覆蓋面積擴(kuò)大100倍；針對(duì)支撐海量連接的能力，NB-IoT一個(gè)扇區(qū)能夠支持10萬(wàn)個(gè)連接，支持低延時(shí)敏感度、超低的設(shè)備成本、低設(shè)備功耗和優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)；針對(duì)更低功耗，NB-IoT終端模塊的待機(jī)時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)10年；針對(duì)更低的模塊成本，企業(yè)預(yù)期的單個(gè)接連模塊不超過(guò)5美元，因此，可提高報(bào)警信息的準(zhǔn)確性以及通信的實(shí)時(shí)性，降低煙霧氣體報(bào)警器的成本。

下面以煙霧氣體報(bào)警器采用LoRa無(wú)線通信模塊為例，結(jié)合圖5對(duì)本申請(qǐng)?zhí)峁┑臒熿F氣體報(bào)警器的工作過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明。

當(dāng)包含有采用LoRa無(wú)線通信模塊的煙霧氣體報(bào)警器和上位機(jī)的系統(tǒng)安裝完成后，T1時(shí)刻，按“開機(jī)按鍵”保證傳感器正常開機(jī)；T2時(shí)刻，當(dāng)傳感器檢測(cè)到有異常情況產(chǎn)生時(shí)，觸發(fā)MCU進(jìn)行相關(guān)動(dòng)作；T3時(shí)刻，當(dāng)MCU被傳感器觸發(fā)后，發(fā)命令給LORA模塊并同時(shí)觸發(fā)喇叭和顯示屏報(bào)警；T4時(shí)刻，LoRa發(fā)報(bào)警信息給上位機(jī)。

接下來(lái)，以煙霧氣體報(bào)警器采用NB-IoT無(wú)線通信模塊為例，結(jié)合圖6對(duì)本申請(qǐng)?zhí)峁┑臒熿F氣體報(bào)警器的工作過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明。

當(dāng)包含有采用NB-IoT無(wú)線通信模塊的煙霧氣體報(bào)警器和上位機(jī)的系統(tǒng)安裝完成后，T1時(shí)刻，按“開機(jī)按鍵”保證傳感器正常開機(jī)；T2時(shí)刻，當(dāng)傳感器檢測(cè)到有異常情況產(chǎn)生時(shí)，觸發(fā)MCU進(jìn)行相關(guān)動(dòng)作；T3時(shí)刻，當(dāng)MCU被傳感器觸發(fā)后，發(fā)命令給NB-IoT無(wú)線通信模塊并同時(shí)觸發(fā)喇叭和顯示屏報(bào)警；T4時(shí)刻，NB-IoT無(wú)線通信模塊發(fā)報(bào)警信息給上位機(jī)。

較佳的，所述無(wú)線通信模塊還包括復(fù)位(Rest)端口，所述MCU還包括：第三通用輸入/輸出端口；所述無(wú)線通信模塊的復(fù)位端口與所述MCU的第三通用輸入/輸出端口連接。

所述MCU，用于在諸如開機(jī)等預(yù)設(shè)條件下，向所述無(wú)線通信模塊發(fā)送復(fù)位指令，復(fù)位所述無(wú)線通信模塊。

在這種較佳的實(shí)施方式中，由于MCU與無(wú)線通信模塊采用SPI協(xié)議進(jìn)行通信，通信的兩個(gè)設(shè)備中，一個(gè)主設(shè)備，一個(gè)作為從設(shè)備，這里MCU做為主設(shè)備可通過(guò)第三通用輸入/輸出端口向作為從設(shè)備的無(wú)線通信模塊的復(fù)位端口輸入復(fù)位信號(hào)，可實(shí)現(xiàn)MCU對(duì)無(wú)線通信模塊的復(fù)位。

較佳的，所述無(wú)線通信模塊還包括通用輸入/輸出端口；所述MCU還包括：復(fù)位端口；

所述無(wú)線通信模塊的通用輸入/輸出端口與所述MCU的復(fù)位端口連接。

所述無(wú)線通信模塊，用于在檢測(cè)接收的來(lái)自MCU的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)格式，若檢測(cè)到所述數(shù)據(jù)格式不滿足預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)格式，則通過(guò)無(wú)線通信模塊的通用輸入/輸出端口輸出復(fù)位信號(hào)復(fù)位所述MCU模塊。

在這種較佳的方式中，無(wú)線通信模塊做為主設(shè)備可通過(guò)第三通用輸入/輸出端口向作為從設(shè)備的MCU的復(fù)位端口輸入復(fù)位信號(hào)，可實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信模塊對(duì)MCU的復(fù)位。

通過(guò)上述方案，無(wú)線通信模塊與MCU之間通過(guò)工作模式的切換，實(shí)現(xiàn)了煙霧氣體報(bào)警器的自檢、MCU以及無(wú)線通信單元的復(fù)位，提高了煙霧氣體報(bào)警器的可用性。

較佳的，所述煙霧氣體報(bào)警器還包括：包括輸入端的顯示屏27；所述MCU還包括：第四通用輸入/輸出端口；

所述顯示屏的輸入端與所述第四通用輸入/輸出端口連接。

在這種較佳的實(shí)施方式中，所述煙霧氣體報(bào)警器還具有顯示功能，用于顯示氣體或煙霧的濃度信息。

實(shí)施例二

本申請(qǐng)實(shí)施例二提供一種報(bào)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)的示意圖如圖7所示，包括：上位機(jī)和至少一個(gè)上述實(shí)施例一中的任一種煙霧氣體報(bào)警器。

所述上位機(jī)，用于向所述煙霧氣體報(bào)警器發(fā)送控制指令，以及接收煙霧氣體報(bào)警器發(fā)送的報(bào)警信號(hào)；

所述煙霧氣體報(bào)警器，用于接收并執(zhí)行上位機(jī)發(fā)送的控制指令，以及向所述上位機(jī)發(fā)送報(bào)警信號(hào)。

上述控制指令，包括指示煙霧氣體報(bào)警器中的無(wú)線通信模塊復(fù)位MCU的指令。此時(shí)，無(wú)線通信模塊接到復(fù)位MCU的指令時(shí)，復(fù)位與其相連的MCU。

通過(guò)本申請(qǐng)的第二方面的方案，由于使用了無(wú)線通信模塊，并將無(wú)線通信模塊與MCU模塊通過(guò)MCU的串行外設(shè)接口相連，實(shí)現(xiàn)了將通用的煙霧氣體報(bào)警器的走線方式變更為無(wú)線通信模塊，可通過(guò)無(wú)線通信模塊與上位機(jī)進(jìn)行通信，有效地規(guī)避了走線及維護(hù)不易的問(wèn)題。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本申請(qǐng)進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本申請(qǐng)的精神和范圍。這樣，倘若本申請(qǐng)的這些修改和變型屬于本申請(qǐng)權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本申請(qǐng)也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。