基于MCU+NB Iot+多光路的MEMS傳感器智慧火災(zāi)煙霧報(bào)警器探測(cè)方案

基于市場(chǎng)上目前傳統(tǒng)煙感采用單管LED做煙霧識(shí)別， 傳統(tǒng)的方式時(shí)而造成水氣與灰塵的干擾造成火災(zāi)報(bào)警器誤報(bào)，時(shí)至今日市面上仍充斥著誤報(bào)頻繁的火災(zāi)報(bào)警器， 在眾多非家庭式傳統(tǒng)煙感的運(yùn)用上遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿(mǎn)足環(huán)境運(yùn)用的要求。 精準(zhǔn)識(shí)別煙霧來(lái)降低煙霧報(bào)警器誤警示是目前多種行業(yè)項(xiàng)目必要的條件， 在國(guó)家大舉發(fā)展新基建的同時(shí)， 大型的儲(chǔ)能設(shè)備、充電樁、電力基站等設(shè)備，國(guó)家工信部陸續(xù)出臺(tái)關(guān)于設(shè)備的智能監(jiān)控與火災(zāi)警報(bào)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。煙霧識(shí)別的困擾克星水氣、灰塵，我們克服了。為了準(zhǔn)確識(shí)別煙霧，新拓電子和品佳電子聯(lián)合推出了，MCU+NB Iot+多光路的MEMS傳感器的智慧火災(zāi)煙霧報(bào)警器。該方案主控采用新唐的低功耗單片機(jī)ML51，采用多光路煙霧識(shí)別模塊方式可有效辨別水氣、灰塵與油煙等非火災(zāi)煙霧，可有效避免煙霧感測(cè)器誤警報(bào)與漏警報(bào)的情況，達(dá)到真正的火災(zāi)煙霧偵測(cè)，并搭配了Neoway NB-IoT無(wú)線模塊N305，基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和分析、云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，結(jié)合火災(zāi)探測(cè)報(bào)警行業(yè)特征，突破傳統(tǒng)單一產(chǎn)品的銷(xiāo)售模式，拓展全新服務(wù)渠道，提供系統(tǒng)化綜合報(bào)警方案。

ML51是這個(gè)系統(tǒng)的主控，ML51是一顆新唐的低功耗8051深度睡眠的情況下功耗可以達(dá)到1uA以下，任意IO中斷或者LIRC中斷都可以將MCU從深度睡眠中喚醒，ML51的24MHz的主頻可以滿(mǎn)足煙霧探測(cè)算法流暢；N305是Neoway的一個(gè)NB Iot模組，模塊在入網(wǎng)之后的電流只有3uA，MCU將煙感狀態(tài)傳給通訊模塊N305， N305再跟上層平臺(tái)對(duì)接。多光路傳感器，除了傳統(tǒng)的紅外LED外， 另外運(yùn)用更多光線的折射、散射與透射等方式來(lái)針對(duì)煙霧體積、濃度等資訊做更多的采集，提高煙霧識(shí)別準(zhǔn)確率。

整個(gè)方案是電池供電，會(huì)對(duì)電池電壓進(jìn)行檢測(cè)，相關(guān)代碼如下圖：

在報(bào)警狀態(tài)下，按鍵起消音作用，消除聲報(bào)警以及光報(bào)警：

報(bào)警聲音的初始化如下圖

ML51 特點(diǎn)

（1）內(nèi)置Flash的增強(qiáng)型1T 8051內(nèi)核微控制器，正常運(yùn)行模式典型功耗可達(dá)80μA/MHz以及休眠模式下功耗可低于1μA；

（2）此系列最高速可達(dá)24 MHz，并內(nèi)置4 kHz低速內(nèi)部振蕩器；

（3）支持寬電壓工作范圍1.8V至5.5V，工作溫度：- 40℃至105℃；

（4）ML51備有豐富的外設(shè)，如7個(gè)通用I/O、2組串口、1組ISO-7816界面、2組I2C與1組SPI。

2. N305 模塊特點(diǎn)

（1）是超低功耗 ，廣域覆蓋 ，外圍電路 簡(jiǎn)單 ，客戶(hù)易于開(kāi)發(fā)，適合用于低速率低功耗的物聯(lián)網(wǎng)通訊設(shè)備。

（2）該模塊采用 44 PinL CC， 14 Pin LGA 封裝 ，外型尺寸僅為 17.7 mm*15. 8 mm*2. 2 mm結(jié)構(gòu)基本上能夠滿(mǎn)足大多數(shù)客戶(hù)對(duì)空間尺寸的要求。

（3）網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型Cat NB1，頻道配置HD-FDD： B3，B5，B8。

（4）N305模塊采用移芯 EC616 平臺(tái)，將電源模塊，基帶模塊，存儲(chǔ)模組和射頻模塊集成于一塊芯片內(nèi)，極大程度簡(jiǎn)化了外圍電路。

3.多光路的MEMS傳感器與傳統(tǒng)光電檢測(cè)傳感器比較

傳統(tǒng)分立式光電檢測(cè)新一代智能新型光電

檢測(cè)方式獨(dú)立式紅外LED + 獨(dú)立式藍(lán)光LED集成式光電模塊

適用范圍適合用于測(cè)量小顆粒通用于測(cè)量各式顆粒

比較檢測(cè)慢燃/陰燃火源的效果不佳

煙霧偵測(cè)反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)、煙霧識(shí)別效果差煙室可有效增加響應(yīng)時(shí)間

煙霧偵測(cè)反應(yīng)時(shí)間短、煙霧識(shí)別效果佳

產(chǎn)品功耗功耗大功耗小

適用體積檢測(cè)空間較小檢測(cè)空間較大

適用性終端產(chǎn)品運(yùn)用局限終端產(chǎn)品運(yùn)用適用性廣

控制板面積面積大面積小

新拓電子有限公司是NUVOTON/芯唐公司官方授權(quán)的IDH設(shè)計(jì)中心，是一家專(zhuān)業(yè)提供單片機(jī)及傳感器智能應(yīng)用開(kāi)發(fā)推廣、軟硬件支持服務(wù)的高科技公司，公司擁有單片機(jī)軟件、硬件、智能控制管理等強(qiáng)大的研發(fā)技術(shù)和服務(wù)隊(duì)伍，專(zhuān)注于多種傳感器應(yīng)用與光電等微弱信號(hào)處理技術(shù)及模式識(shí)別算法，為客戶(hù)終端產(chǎn)品提供模塊化方案，所推廣的專(zhuān)業(yè)、實(shí)用、智能、互聯(lián)、安全的產(chǎn)品和方案已在各領(lǐng)域取得驕人的成績(jī)，得到半導(dǎo)體原廠的支持和認(rèn)可，并和眾多行業(yè)知名客戶(hù)形成戰(zhàn)略合作。商業(yè)模式主要提供客戶(hù)以高效率煙室搭配煙霧識(shí)別模塊方式供應(yīng)與制造廠家，并提供相應(yīng)的煙霧識(shí)別結(jié)果與技術(shù)支持，協(xié)助客戶(hù)落地相關(guān)的終端產(chǎn)品，以達(dá)到M to M的模式協(xié)助客戶(hù)規(guī)劃整體的消防系統(tǒng)與動(dòng)力鋰電池失效監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，提供生命與財(cái)產(chǎn)最佳監(jiān)控與保護(hù)。新拓電子首先在消防煙感探頭市場(chǎng)布局，攜手業(yè)界資深專(zhuān)家，與一家國(guó)內(nèi)一線廠家展開(kāi)合作。進(jìn)行模塊在新一代煙感探頭的設(shè)計(jì)，終端客戶(hù)已采用新拓電子模塊在新一代NB-IoT煙感偵測(cè)器上并通過(guò)國(guó)家CCCF消防認(rèn)證，實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。

? 場(chǎng)景應(yīng)用圖

? 產(chǎn)品實(shí)體圖

? 展示版照片

? 方案方塊圖

? 核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)

（1）高精準(zhǔn)識(shí)別下列形態(tài)：紙張燃燒、木頭燃燒、陰燃煙霧、陰燃聚氨酯、烹飪、水氣干擾煙霧、灰塵、昆蟲(chóng)等干擾 （2）模塊符合UL217v8認(rèn)證、已通過(guò)國(guó)內(nèi)消防CCCF檢測(cè)認(rèn)證 （3）少誤報(bào)、不漏報(bào) （4）提供自有專(zhuān)利煙室（迷宮）使用授權(quán) （5）獨(dú)家自有專(zhuān)利算法 （6）獨(dú)家自有專(zhuān)利算法

? 方案規(guī)格

1. 主板待機(jī)工作電流 《5μA （不含無(wú)線模塊） 2. LED指示燈： ① 正常工作時(shí)指示燈不亮，報(bào)警時(shí)閃亮 ② 初始化成功后，指示燈閃 ③ 電池檢測(cè)指示燈 ? 可根據(jù)需求定制相關(guān)規(guī)格 3. 語(yǔ)音/報(bào)警聲響＞80DB 4. 使用環(huán)境：溫度：-10℃~+85℃ 5. 通訊串口式通用透?jìng)鳠o(wú)線模塊 （NB-IoT、LoRA、BLE、ZigBee、 WiFi…） 6. 交鑰匙模式的應(yīng)用解決方案，保姆式的試產(chǎn)及批量服務(wù)支持 7. 軟硬件雙重加密，確保客戶(hù)核心技術(shù)安全.
編輯：hfy