一种基于CAT1通信的气体检测报警装置的制作方法

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一种基于cat1通信的气体检测报警装置
技术领域
1.本实用新型涉及气体检测的技术领域，尤其涉及一种基于cat1通信的气体检测报警装置。

背景技术：

2.危险化学品安全生产标准作为主要规划领域之一，而根据事故统计资料，危险化学品工作场所可燃气体的泄漏或挥发所引发的火灾爆炸事故，是屡见不鲜的，而且往往会造成重大人身伤亡和财产损失，已成为我国危险化学品相关企业生产过程中的主要危险有害因素。因此，控制可燃气的火灾爆炸事故，是我国危化品安全管理和事故预防极为重要的基础性工作，工作场所的检测报警装置，俗称安全工作的眼睛。危险气体检测已经成为工业生产现场的必要设备，怎样保证可靠检测的前提下，更加方便、快捷的报警检测装置亟须业界给出整套的解决方案。
3.目前工矿企业厂区多为厂区面积大，地域条件差别大，但其对带宽要求并不高，危险气体报警设备多是通过有线的方式连接，对于地势起伏大、跨区域的矿区，有线的投资以及相应的施工费用比报警器本身都要贵，造成成本的大量浪费，新建、扩建以及改建工程中会产生二次费用，且存在组网流程复杂不便的问题，这些对后期维护保养造成了巨大挑战，往往一套设备只能用于检测一种有毒气体，复用率低成本很高。

技术实现要素：

4.针对现有危险气体报警设备有线连接，组网流程复杂、成本高的技术问题，本实用新型提出一种基于cat1通信的气体检测报警装置，搭载cat1模组实现，不受地域的限制、多接口适用多种气体传感器、上位机一键组网减少组网流程，组网过程中增删设备也可一键完成，不再有现场的施工费用以及通讯线等耗材，减少施工费用，方便后期维护，也可以提供定制服务增加相应的定位功能等。
5.为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：一种基于cat1通信的气体检测报警装置，包括云服务器，云服务器通过4g网络分别与移动终端和上位机相连接，所述云服务器分别与气体探测器和气体控制器相连接，气体探测器和气体控制器内均设有cat1通信模块，cat1通信模块通过4g网络与云服务器相连接，气体探测器与气体传感器相连接。
6.优选地，所述云服务器通过mqtt通信协议分别与气体探测器和气体控制器相连接。
7.优选地，所述气体探测器的数量设有若干个。
8.优选地，所述气体探测器和气体控制器均包括mcu、uart4串口、rs485通信接口、led指示灯灯、cat1通信模块和存储器，mcu分别与uart4串口、rs485通信接口、led指示灯灯、cat1通信模块和存储器相连接，mcu与供电模块相连接。
9.优选地，所述气体控制器通过rs485通信接口与移动终端相连接，气体探测器的
rs485通信接口与气体传感器相连接。
10.优选地，所述气体控制器的led指示灯包括红灯、绿灯和黄灯，红灯常亮表示气体控制器入网成功，且组网的气体探测器发来的数据更新成功，红灯闪烁表示联网失败；绿灯表示气体控制器和移动终端有数据交互，亮表示交互成功，否则失败；黄灯常量表示气体控制器通过cat1通信模块发送数据成功，否则表示失败。
11.优选地，所述气体探测器的led指示灯包括四个红灯，红灯闪烁表示或组网内的探测器数据未持续上传报警，报警结束探测器有数据更新或入网成功红灯为常亮状态。
12.优选地，所述气体控制器通过rs485通信接口连接的移动终端上设有预设阈值，移动终端通过比较器比较气体探测器采集的气体浓度与预设阈值，并将比较结果通过rs485通信接口发送给mcu。
13.与现有技术相比，本实用新型的有益效果：替代有线报警设备，降低用户使用成本，配套的上位机软件可以批量导入待配对设备并完成组网，实现组网设备的任意控制，操作流程简洁，便于后期维护；兼容多传感器通信方式，增加产品复用效果，测试不同种类危险气体，实现一套设备多种气体检测，最大程度增加复用能力，降低使用成本；不受任何地域限制，只要4g网络覆盖的地方，都能做到精准检测。
附图说明
14.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1为本实用新型的整体拓扑图。
16.图2为图1所示气体探测器和气体控制器的原理图。
具体实施方式
17.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
18.如图1所示，一种基于cat1通信的气体检测报警装置，包括云服务器，云服务器通过4g网络分别与移动终端和上位机相连接，所述云服务器分别与气体探测器和气体控制器相连接，气体探测器和气体控制器内均设有cat1通信模块，cat1通信模块通过4g网络与云服务器相连接，气体探测器与气体传感器相连接。cat1通信模块作为成本最低的lte（第四代移动网络技术）类别，具有稳定性高、安装简便、功耗低、覆盖广、容量大的特点。
19.优选地，云服务器为祥云服务器，云服务器通过mqtt通信协议分别与气体探测器和气体控制器相连接，使得产品在不稳定的网络下有更强的包容性，mqtt处理多达一百万个并发设备。所述气体探测器的数量设有若干个，可以同时获取多个探测器的信息，然后上报，在上位机上显示。省去了有线的施工费用，线的费用等，节省成本。
20.本实用新型实现面向全国客户基于4g网络，在云服务器上通过mqtt通信协议将气
体探测器和气体控制器绑定为星型拓扑通信结构，并实现移动终端的小程序在线报警，最终达到一气体探测器多控制器的通信机制，以及多移动终端响应的报警机制的目的。气体探测器支持多种通信串口，实现于不同气体传感器的连接，以拓展测试气体的种类。
21.如图2所示，气体探测器和气体控制器均包括mcu、uart4串口、rs485通信接口、led指示灯灯、cat1通信模块和存储器，mcu分别与uart4串口、rs485通信接口、led指示灯灯、cat1通信模块和存储器相连接，mcu与供电模块相连接。供电模块均采用220v转24v的直流供电，为mcu提供电源。mcu的型号是stm32l07rbt6，实现相应的逻辑控制。
22.cat1通信模块应用的是移远的ec800n模块性能稳定，传输数据量大，全网通通讯，在自动化领域、智能计量等领域应用广泛，是专为m2m和iot领域而设计的lte cat 1无线通信模块，支持最大下行速率10 mbps和最大上行速率5 mbps，超小封装，超高性价比。气体控制器的硬件直接和uart4串口连接，获取传感器的配置信息以及上传气体状态指标。
23.气体控制器通过rs485通信接口与移动终端相连接，气体探测器的rs485通信接口与气体传感器相连接。气体控制器上rs485通信接口是挂接其他移动终端，通过协议解析设备的报警状态，气体探测器的rs485通信内容是传输探测器的信息，接口连接的是探测器的信息，接收对传感器的设置以及上报环境的信息。rs485通信接口进行数据传输，按照规定对应的位置写上报警信息，对方就知道是报警状态。
24.气体控制器和气体探测器使用内部flash存储器，都是存储设备的出厂信息，气体控制器又用作存储配对信息，主要存储配对设备的id，设备不需要重复配对。通过uart4串口烧录到存储器，烧录的内容包括不限于一下内容设备id、软件版本、ccid、imei、硬件版本、mqtt发布订阅主题、连接服务器的用户以及账号密码。
25.气体控制器的led指示灯包括红灯、绿灯和黄灯，红灯常亮表示气体控制器入网成功，且组网的气体探测器发来的数据更新成功，红灯闪烁表示联网失败；绿灯表示气体控制器和移动终端有数据交互，亮表示交互成功，否则失败；黄灯常量表示气体控制器通过cat1通信模块发送数据成功，否则表示失败。气体探测器的led指示灯包括四个红灯，红灯闪烁表示未入网或组网内的探测器数据未持续上传报警，报警结束探测器有数据更新或入网成功红灯为常亮状态。气体控制器只上报数据，气体控制器上的led灯只有网路灯、采集灯、上报数据到云服务器的灯。
26.本实用新型还具有的主要功能：当网络信号断开后，通过uart4串口给cat1通信模块发送重新入网的指令自动复网，气体探测器或者气体控制器自身的led指示灯会闪烁，直到入网成功；通过上位机或移动终端可以对气体探测器进行参数设置；通过修改上位机待配对的设备id，实现组网设备的增删。
27.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种基于cat1通信的气体检测报警装置，包括云服务器，云服务器通过4g网络分别与移动终端和上位机相连接，其特征在于，所述云服务器分别与气体探测器和气体控制器相连接，气体探测器和气体控制器内均设有cat1通信模块，cat1通信模块通过4g网络与云服务器相连接，气体探测器与气体传感器相连接。2.根据权利要求1所述的基于cat1通信的气体检测报警装置，其特征在于，所述云服务器通过mqtt通信协议分别与气体探测器和气体控制器相连接。3.根据权利要求1所述的基于cat1通信的气体检测报警装置，其特征在于，所述气体探测器的数量设有若干个。4.根据权利要求2所述的基于cat1通信的气体检测报警装置，其特征在于，所述气体探测器和气体控制器均包括mcu、uart4串口、rs485通信接口、led指示灯灯、cat1通信模块和存储器，mcu分别与uart4串口、rs485通信接口、led指示灯灯、cat1通信模块和存储器相连接，mcu与供电模块相连接。5.根据权利要求3所述的基于cat1通信的气体检测报警装置，其特征在于，所述气体控制器通过rs485通信接口与移动终端相连接，气体探测器的rs485通信接口与气体传感器相连接。6.根据权利要求3或4所述的基于cat1通信的气体检测报警装置，其特征在于，所述气体控制器的led指示灯包括红灯、绿灯和黄灯，红灯常亮表示气体控制器入网成功，且组网的气体探测器发来的数据更新成功，红灯闪烁表示联网失败；绿灯表示气体控制器和移动终端有数据交互，亮表示交互成功，否则失败；黄灯常量表示气体控制器通过cat1通信模块发送数据成功，否则表示失败。7.根据权利要求6所述的基于cat1通信的气体检测报警装置，其特征在于，所述气体探测器的led指示灯包括四个红灯，红灯闪烁表示或组网内的探测器数据未持续上传报警，报警结束探测器有数据更新或入网成功红灯为常亮状态。8.根据权利要求7所述的基于cat1通信的气体检测报警装置，其特征在于，所述气体控制器通过rs485通信接口连接的移动终端上设有预设阈值，移动终端通过比较器比较气体探测器采集的气体浓度与预设阈值，并将比较结果通过rs485通信接口发送给mcu。

技术总结

本实用新型提出了一种基于CAT1通信的气体检测报警装置，用以解决现有危险气体报警设备有线连接，组网流程复杂、成本高的技术问题。本实用新型包括云服务器，云服务器通过4G网络分别与移动终端和上位机相连接，所述云服务器分别与气体探测器和气体控制器相连接，气体探测器和气体控制器内均设有CAT1通信模块，CAT1通信模块通过4G网络与云服务器相连接，气体探测器与气体传感器相连接。本实用新型搭载CAT1模组降低了用户使用成本，便于后期维护；兼容多传感器通信方式，最大程度增加复用能力，降低使用成本；不受任何地域限制。不受任何地域限制。不受任何地域限制。