[发明专利]基于NB‑IoT技术的火灾救援现场监测系统

权利要求书

1.基于NB-IoT技术的火灾救援现场监测系统，其特征在于：包括NB-IoT传感单元、NB-IoT基站、NB-IoT核心网、监测服务器、远程监测中心，NB-IoT传感单元和NB-IoT基站连接，NB-IoT基站通过NB-IoT核心网和监测服务器连接，监测服务器和远程监测中心连接；所述NB-IoT传感单元被消防员携带进火灾救援现场，用于完成火灾救援现场环境和消防员位置的数据信息的采集、缓存、预处理及传输，并将传感信息原始数据打包无线传输至NB-IoT基站；所述NB-IoT基站接收对应的NB-IoT传感单元发送的原始数据包，根据TCP/IP协议将原始数据包打包成符合以太网标准的数据格式，并通过NB-IoT核心网与监测服务器连接；所述监测服务器与NB-IoT核心网通过以太网连接，接收被传输到NB-IoT核心网的TCP/IP数据包，并对数据包进行处理、分析和存储，供远程监测中心访问数据；远程监测中心实时通过互联网访问监测服务器中的数据，监测者通过远程监测中心获取火灾救援现场环境和消防员位置的实时信息，并将火场环境信息和消防员的位置信息实时反馈给火场中的消防员。

2.如权利要求1所述的基于NB-IoT技术的火灾救援现场监测系统，其特征在于：所述NB-IoT传感单元和NB-IoT基站之间采用NB-IoT无线空口协议栈通过NB-IoT无线广域蜂窝物联网的方式无线通讯；所述NB-IoT基站和NB-IoT核心网通过TCP/IP协议技术无线通讯。

3.如权利要求1或2所述的基于NB-IoT技术的火灾救援现场监测系统，其特征在于：所述NB-IoT传感单元包括GPS模块、烟雾颗粒度采集器、温湿度传感器、可燃气体传感器、NH₃传感器、SO₂传感器、CO传感器、MCU、NB-IoT模块和系统电源；GPS模块与MCU连接；烟雾颗粒度采集器与MCU连接；温湿度传感器与MCU连接；可燃气体传感器与MCU连接；NH₃传感器与MCU连接；SO₂传感器与MCU连接；CO传感器与MCU连接；MCU与NB-IoT模块连接； GPS模块、烟雾颗粒度采集器、温湿度传感器、可燃气体传感器、NH₃传感器、SO₂传感器、CO传感器、MCU以及NB-IoT模块均与系统电源连接；

所述GPS模块，通过URAT串口和MCU进行通信，将测得的消防员位置数据传输给MCU，接收来自MCU的控制命令；

所述烟雾颗粒度采集器，通过URAT串口和MCU进行通信，将测得的烟雾颗粒浓度数据传输给MCU，接收来自MCU的控制命令；

所述温湿度传感器，通过IIC总线和MCU进行通信，将测得的温度和湿度数据传输给MCU，接收来自MCU的控制命令；

所述可燃气体传感器，用于将可燃气体浓度参量转化成模拟信号，模拟信号被MCU中内嵌的ADC模块采集；

所述NH₃传感器，用于将NH₃浓度参量转化成模拟信号，模拟信号被MCU中内嵌的ADC模块采集；

所述SO₂传感器，用于将SO2浓度参量转化成模拟信号，模拟信号被MCU中内嵌的ADC模块采集；

所述CO传感器，用于将CO浓度参量转化成模拟信号，模拟信号被MCU中内嵌的ADC模块采集；

所述MCU，为NB-IoT传感单元的控制部分，通过URAT配置和连接GPS模块与烟雾颗粒度采集器，并读取GPS模块的消防员位置信息和烟雾颗粒浓度采集器的烟雾浓度信息；MCU通过IIC总线完成温湿度传感器的配置，并读取温湿度传感器的温度、湿度信息；MCU启用内嵌ADC模块，完成对可燃气体传感器、NH3传感器、SO₂传感器、CO传感器所转化出的模拟信号的采集；MCU将消防员位置、烟雾颗粒浓度、温度、湿度、可燃气体浓度、NH₃浓度、SO₂浓度、CO浓度信息封装成原始传感数据包；MCU通过SPI总线和NB-IoT模块通讯，用于向NB-IoT模块交付原始传感数据包；

所述NB-IoT模块，用于接收来自MCU的原始传感数据包，并将数据包调制后传输给NB-IoT基站；

所述系统电源，用于给GPS模块、烟雾颗粒度采集器、温湿度传感器、可燃气体传感器、NH₃传感器、SO₂传感器、CO传感器、MCU和NB-IoT模块供电。