自动通断电LoRa电路模块、火灾监测系统应用及其检测方法

本发明属于火灾监测，特别是一种自动通断电lora电路模块、使用该模块的火灾监测系统及其检测方法。

背景技术：

1、近年来，随着无线通讯技术的飞速发展，运用无线技术对火灾监测系统进行升级改造引起国内外广泛关注。在城市的安防监测系统建设中，很多企业推出了基于传统的短距离无线通信技术的无线火灾监测系统。为了规范无线技术在火灾监测系统中的应用，我国相继发布一系列标准。

2、传统的火灾报警系统以有线传输方式为主，有线火灾预警系统是借助导线传输监控点和控制器之间的信号。这种有线传输方式安装起来错综复杂，布局造成的硬件故障较高，安装施工和位置变更比较困难，后期维护难度较大。另外，火灾报警系统中的探测器和报警器之间是采用铜芯导线穿管相接，这种组件连接方式不仅耗材多，而且成本也高。

技术实现思路

1、鉴于现有技术中存在上述问题，本发明提出一种自动通断电lora电路模块、火灾监测系统应用及其检测方法。

2、本发明在第一方面，提供了一种自动通断电lora电路模块，包括lora模块，所述lora模块包括m0引脚、m1引脚、rxd引脚、txd引脚、aux引脚、vcc引脚和gnd引脚，其中：gnd引脚接地，引脚vccq连接mos管q2的d极，mos管q2的s极连接+5v电压，mos管q2的g极连接电容c11的一端，电容c11的一端的另一端连接在mos管q2的s极与+5v电压之间的电路上；

3、电阻r7与电容c11并联设置且与电阻r6的一端连接，电阻r6的另一端连接三极管q1的基极，三极管q1集电极接地，三极管q1集电极与接地之间的电路上顺次串联有电阻r9和电阻r8，电阻r8连接有p13_lora，三极管q1的发射极连接在电阻r9和电阻r8之间的电路上。

4、本发明的第二方面，提供了一种火灾监测系统，其特征在于，包括

5、多个子设备节点模块，多个子设备节点将采集的信息发送到网关节点；

6、网关节点模块，用于接收多个子设备节点传输的信息并处理，并通过mqtt协议传输至云平台；

7、上位机，通过http协议接收云平台的传输信息并显示。

8、优先地，所述子设备节点模块包括

9、主控芯片一和本发明第一方面提出的自动通断电lora电路模块，所述自动通断电lora电路模块的txd引脚、rxd引脚、aux引脚、m0引脚、m1引脚分别与主控器pa2、pa3、pb4、pa15和pb3相连接，自动通断电lora电路模块的p13_lora和主控芯片一的p13_lora通讯耦合；

10、温湿传感器，所述温度传感器用于采集温湿信息并与主控芯片一电性连接；

11、烟雾传感器，所述烟雾传感器用于采集烟雾信息并与主控芯片一电性连接；

12、光电传感器，所述烟雾传感器用于采集光电信息并与主控芯片一电性连接；

13、电源模块一，电源模块一与主控芯片一电性连接进行供电；

14、flash芯片一，与主控芯片一通信耦合，用于存放模块升级代码。

15、优先地，所述网关节点模块包括

16、主控芯片二和本发明第一方面提出的自动通断电lora电路模块，网关节点模块的自动通断电lora电路模块和各子设备节点模块的自动通断电lora电路模块通讯耦合；

17、电源模块二，电源模块二与主控芯片二电性连接进行供电；

18、flash芯片二，与主控芯片二通信耦合，用于存放模块升级代码；

19、esp8266模块，与主控芯片二电性连接并和云平台通讯耦合。

20、基于上述火灾监测系统，本发明第三方面提出了一种火灾监测方法，包括如下步骤，

21、1)设备接电后，对各子设备节点模块程序各功能模块进行初始化；

22、2)检测自动通断电lora电路模块是否存在；若是，进入步骤3)、若否重复步骤1)；

23、3)对各自动通断电lora电路模块进行参数设置，并等待接收来自网关节点的命令；

24、4)若接收到，表示终端节点已经成功加入网络，通过温湿传感器、烟雾传感器、光电传感器开始对当前环境参数进行检测，采集到的数据送入到主控芯片一进行处理；

25、5)网关节点设备接电后，对网关节点模块各功能模块进行初始化；流程如下：检测自动通断电lora电路模块是否存在；若是，进入步骤6)、若否，则再进行程序初始化；

26、6)对各自动通断电lora电路模块进行参数设置；

27、7)主控芯片一将数据处理之后将数据通过各子设备节点模块的自动通断电lora电路模块发送给网关节点模块的自动通断电lora电路模块；

28、8)网关节点模块的自动通断电lora电路模块将接收的信号传输给主控芯片二；

29、9)主控芯片二将数据通过esp8266模块传输至云平台，之后通过上位机显示数据。

30、优先地，对lora电路模块初始化步骤如下，

31、11)模块接电，aux引脚置0，m0引脚置0，m1引脚置1，lora模块进入配置模式。

32、12)主控芯片向lora模块逐条发送at指令，并进行查询配置，若at指令配置成功，返回“ok”，并通过at查询指令获取当前配置状态，否则，返回“error”,表示配置失败。

33、13)lora模块配置完成后，主控芯片通过串口输出“lora配置完成”，并将m0引脚置0，m1引脚置0，lora模块进入通信模式。

34、优先地，步骤9)还包括对esp8266模块初始化步骤，如下，

35、91)模块上电后，rst引脚先置0，延时500ms，再将rst引脚置1，对模块进行复位操作；

36、92)主控芯片向esp8266模块逐条发送at指令，并等待模块回复。若at指令配置成功，返回“ok”，否则，等待一定时间，模块没有做出回复，模块进行复位操作并重新发送at指令；

37、93)esp8266模块完成配置后lora模块配置完成后，服务器向模块发送信息，主控芯片通过串口输出“connect报文成功。

38、本发明的有益效果是：

39、1)在目前使用中，假设lora模块出现问题，则需要在实物中拔插lora模块，这种费事费力，因此通过这个电路设计可以使用单片机直接控制lora模块的通断电进行重启；

40、2)使用w25q128芯片，实际使用过程中节点距离较远，同时节点数目较多，设备节点如需程序升级较为麻烦，因此采用ota升级，但是stm32单片机自带的flash较小，因此在主控制器使用w25q128储存芯片，使ota升级中先将代码存放在各个模块的w25q128上；

41、3)提升火灾监测与预警能力，基于lora技术的火灾监测系统通过实时监测火灾风险因素，提高了火灾监测的精准度和实时性，能够及时发现火灾隐患并提供有效的预警，从而最大程度地保障居民楼中人们的生命安全；

42、4)低成本、易部署性，降低建设和维护成本，同时减少了布线工作，提高了系统的部署灵活性。这一创新使得该系统更适用于各类居民楼，包括老旧建筑的改造和新建楼宇。

43、5)多参数监测，该系统可以集成多种传感器，如烟雾传感器、温度传感器、湿度传感器等，实现对火灾可能产生影响的多个参数的实时监测，提高了火灾预警的准确性和及时性。

44、6)可扩展性与互联网集成，具备较强的可扩展性，可以与其他智能化系统集成，如智能家居系统、物联网平台等，实现更多功能，提升居民生活的便利性和安全性。