[發明專利]基于NB?IoT技術的火災救援現場監測系統

在審

• 申請號: 201711088833.8
• 申請日: 2017-11-08
• 公開（公告）號: CN107909761A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 何怡剛;方坤;畢然;李晨晨;李兵;佐磊
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: G08B17/00
• 分類號: G08B17/00;G08B25/00
• 代理公司: 長沙星耀專利事務所(普通合伙)43205
• 代理人: 黃美玲,寧星耀

1.基于NB-IoT技術的火災救援現場監測系統，其特征在于：包括NB-IoT傳感單元、NB-IoT基站、NB-IoT核心網、監測服務器、遠程監測中心，NB-IoT傳感單元和NB-IoT基站連接，NB-IoT基站通過NB-IoT核心網和監測服務器連接，監測服務器和遠程監測中心連接；所述NB-IoT傳感單元被消防員攜帶進火災救援現場，用于完成火災救援現場環境和消防員位置的數據信息的采集、緩存、預處理及傳輸，并將傳感信息原始數據打包無線傳輸至NB-IoT基站；所述NB-IoT基站接收對應的NB-IoT傳感單元發送的原始數據包，根據TCP/IP協議將原始數據包打包成符合以太網標準的數據格式，并通過NB-IoT核心網與監測服務器連接；所述監測服務器與NB-IoT核心網通過以太網連接，接收被傳輸到NB-IoT核心網的TCP/IP數據包，并對數據包進行處理、分析和存儲，供遠程監測中心訪問數據；遠程監測中心實時通過互聯網訪問監測服務器中的數據，監測者通過遠程監測中心獲取火災救援現場環境和消防員位置的實時信息，并將火場環境信息和消防員的位置信息實時反饋給火場中的消防員。

2.如權利要求1所述的基于NB-IoT技術的火災救援現場監測系統，其特征在于：所述NB-IoT傳感單元和NB-IoT基站之間采用NB-IoT無線空口協議棧通過NB-IoT無線廣域蜂窩物聯網的方式無線通訊；所述NB-IoT基站和NB-IoT核心網通過TCP/IP協議技術無線通訊。

3.如權利要求1或2所述的基于NB-IoT技術的火災救援現場監測系統，其特征在于：所述NB-IoT傳感單元包括GPS模塊、煙霧顆粒度采集器、溫濕度傳感器、可燃氣體傳感器、NH₃傳感器、SO₂傳感器、CO傳感器、MCU、NB-IoT模塊和系統電源；GPS模塊與MCU連接；煙霧顆粒度采集器與MCU連接；溫濕度傳感器與MCU連接；可燃氣體傳感器與MCU連接；NH₃傳感器與MCU連接；SO₂傳感器與MCU連接；CO傳感器與MCU連接；MCU與NB-IoT模塊連接； GPS模塊、煙霧顆粒度采集器、溫濕度傳感器、可燃氣體傳感器、NH₃傳感器、SO₂傳感器、CO傳感器、MCU以及NB-IoT模塊均與系統電源連接；

所述GPS模塊，通過URAT串口和MCU進行通信，將測得的消防員位置數據傳輸給MCU，接收來自MCU的控制命令；

所述煙霧顆粒度采集器，通過URAT串口和MCU進行通信，將測得的煙霧顆粒濃度數據傳輸給MCU，接收來自MCU的控制命令；

所述溫濕度傳感器，通過IIC總線和MCU進行通信，將測得的溫度和濕度數據傳輸給MCU，接收來自MCU的控制命令；

所述可燃氣體傳感器，用于將可燃氣體濃度參量轉化成模擬信號，模擬信號被MCU中內嵌的ADC模塊采集；

所述NH₃傳感器，用于將NH₃濃度參量轉化成模擬信號，模擬信號被MCU中內嵌的ADC模塊采集；

所述SO₂傳感器，用于將SO2濃度參量轉化成模擬信號，模擬信號被MCU中內嵌的ADC模塊采集；

所述CO傳感器，用于將CO濃度參量轉化成模擬信號，模擬信號被MCU中內嵌的ADC模塊采集；

所述MCU，為NB-IoT傳感單元的控制部分，通過URAT配置和連接GPS模塊與煙霧顆粒度采集器，并讀取GPS模塊的消防員位置信息和煙霧顆粒濃度采集器的煙霧濃度信息；MCU通過IIC總線完成溫濕度傳感器的配置，并讀取溫濕度傳感器的溫度、濕度信息；MCU啟用內嵌ADC模塊，完成對可燃氣體傳感器、NH3傳感器、SO₂傳感器、CO傳感器所轉化出的模擬信號的采集；MCU將消防員位置、煙霧顆粒濃度、溫度、濕度、可燃氣體濃度、NH₃濃度、SO₂濃度、CO濃度信息封裝成原始傳感數據包；MCU通過SPI總線和NB-IoT模塊通訊，用于向NB-IoT模塊交付原始傳感數據包；

所述NB-IoT模塊，用于接收來自MCU的原始傳感數據包，并將數據包調制后傳輸給NB-IoT基站；

所述系統電源，用于給GPS模塊、煙霧顆粒度采集器、溫濕度傳感器、可燃氣體傳感器、NH₃傳感器、SO₂傳感器、CO傳感器、MCU和NB-IoT模塊供電。