[发明专利]一种基于NB-iot智能烟雾报警系统

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Micro SIM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Micro SIM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Micro SIM卡槽模块电路包括一个Micro SIM卡槽、三个滤波电阻和四个滤波电容；Micro SIM卡槽U4的1脚接NB‑iot模组U2的38脚，Micro SIM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,Micro SIM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，Micro SIM卡槽U4的4脚接NB‑iot模组U2的42脚，Micro SIM卡槽U4的5脚悬空，Micro SIM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Micro SIM卡槽U4的1脚，另一端接Micro SIM卡槽U4的4脚，第八滤波电容C8的一端接Micro SIM卡槽U4的6脚，另一端接地，第九滤波电容C9的一端接Micro SIM卡槽U4的3脚，另一端接地，第十滤波电容C10的一端接Micro SIM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Micro SIM卡槽U4的1脚，2脚接地，3脚悬空，4脚接Micro SIM卡槽U4的6脚；5脚接Micro SIM卡槽U4的3脚，6脚接Micro SIM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Micro SIM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。