(完整版)基于NB-IoT网络的无线烟感器
基于NB-IoT_的空气质量监测系统设计
BC28 模块设有 2 个串口: 主串口和调 试 串 口。
主串口可用于 AT 命令传送和数据传输,此时其波特
率为 9600 bps。 主 串 口 在 Active 模 式、 dle 模 式 和
PSM 模式下均可工作。 本设计中 BC28 模块供电电
压为 3. 3 V,通过主串口与单片机进行数据传输,其与
模块 5 部分构成。 其中,传感器模块包括:SO 2 传感
器、NO 2 传感器、CO 传感器、O 3 传感器和 PM 2. 5 传感
器;电源模块给整个监测终端提供电源。 系统运行
时,单片机接收并处理由各个传感器采集到的空气质
量数据,不仅能将分析计算出的气体浓度值实时显示
上在显示屏,还能通过 NB - IoT 无线通信模块将气体
图 4 显示子程序流程
BC28 模块;最后,进行网络连接。 BC28 与网络连接
的过程,如表 4 所示。 当能查询到模块的 IP 地址时,
说明网络连接成功。
序号
1
表 4 BC28 与网络连接的过程
AT 指令
AT
2
AT+CPIN?
4
AT+CGATT = 1
6
AT+CGATT?
3
5
7
AT+CSQ
AT+CEREG?
12 通道 DMA 控制器,112 个快速 I / O 端口,采用串行
单线调试( SWD) 和 JTAG 接口调试模式,11 个定时
器,13 个通信接口,具有 CRC 计算单元,低功耗。
2. 2 传感器模块
2. 2. 1 CO 和 O 3 检测模块
系统采用 2 个 MQ135 空气质量传感器来检测
基于WB-IoT网络的智慧烟感系统设计
《广播电视网络》 2021年第5期 总第377期2021年3月11日，第十三届全国人民代表大会第四次会议表决通过了《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》，为我国今后一段时间的发展指明了方向。
该纲要共包含十九篇内容，其中很多章节涉及到智慧城市建设相关内容，而其中智慧烟感又是智慧城市建设中不可或缺的重要部分。
随着信息技术的不断发展，城市信息化应用水平不断提升，物联网产业及城市智慧化建设应运而生。
WB-IoT （智慧广电物联网）是一种低功耗、广覆盖的无线通信网络。
在城市内建设WB-IoT通信网络，可形成一张全面覆盖的智慧化感知通信专网。
通过WB-IoT网络实现对城市区域内一些基础设施的智慧化管理，如烟感、消防、井盖、路灯、供水、停车、用电、安全防护、环卫及环保监管、民生等智慧化建设，进而实现智慧城市全面建设目标，有效提升城市治理水平。
本文主要介绍基于WB-IoT网络下的智慧烟感系统设计与实现。
1 项目建设背景随着我国城镇化率的不断提高，城市建设规模也越来越大。
尤其是一些特大城市，比如2019年年末，北京市常住人口已达2153.6万人。
城市规模的不断扩大，随之而来的就是建筑物的密集程度越来越高，且高度也日益增加，这给城市消防工作提出了非常高的要求。
如何利用先进的网络和通信技术，以及物联网技术建立起一个智慧城市消防物联网，将是解决消防问题的主要途径。
虽然我国目前已有部分城市开始了消防物联网的建设,但还有很多城市在这方面存在空白。
消防物联网一旦建立，将面临如何向社会各个层面搜集信息、提供信息，以及如何进行数据共享的问题。
因此，在各方面基础条件具备的情况下，如何利用先进的物联网技术和信息服务技术，根据消防工作的实际情况和特点来建立一个现代化的城市“智慧消防”物联网平台，加强我国消防部队的综合战斗力，满足社会发展现代化的需求，进而更好地为广大居民的人身、财产安全进行服务是我国消防事业最为关注的问题。
烟雾传感器产品参数-概述说明以及解释
烟雾传感器产品参数-概述说明以及解释1.引言1.1 概述:烟雾传感器是一种可以检测空气中烟雾粒子浓度的设备，其在防范火灾、提高空气质量和保障人们健康方面起着重要作用。
随着科技的不断进步和人们对安全和健康的重视，烟雾传感器的应用范围越来越广泛。
本文将重点介绍烟雾传感器的产品参数，通过深入探讨传感器的性能参数，以及这些参数对传感器性能的影响，帮助读者更好地了解烟雾传感器的原理和应用。
同时，文章还将讨论如何优化烟雾传感器产品参数，以提升传感器在实际应用中的性能和可靠性。
1.2 文章结构文章结构部分将主要包括引言、正文和结论三个部分。
在引言部分，会对烟雾传感器产品参数进行概述，介绍文章的目的和结构；在正文部分，将详细介绍烟雾传感器的工作原理、应用领域和产品参数；最后在结论部分，会总结产品参数对烟雾传感器性能的重要性，展望产品参数优化的方向，并对全文进行总结。
文章结构清晰、条理性强，有助于读者更好地了解烟雾传感器产品参数的相关知识。
1.3 目的本文的目的是通过对烟雾传感器产品参数的详细介绍和分析，帮助读者更好地了解烟雾传感器的性能特点和工作原理。
同时，通过深入讨论产品参数对烟雾传感器性能的影响，可以帮助读者在选择合适的烟雾传感器时有针对性地进行比较和评估。
最终，希望通过本文的阐述，读者能够对烟雾传感器及其产品参数有更深入的认识，为实际应用和产品选型提供参考和指导。
2.正文2.1 烟雾传感器的工作原理烟雾传感器是一种用于检测空气中的烟雾颗粒的设备。
其工作原理基于烟雾颗粒对光的散射和吸收能力。
当空气中存在烟雾颗粒时，这些颗粒会散射光并吸收光的能量，导致传感器接收到的光强度减弱。
烟雾传感器通常包括一个发光二极管和一个光敏元件。
发光二极管会发出一个光束，这个光束会穿过空气并被光敏元件接收。
当烟雾颗粒存在时，它们会与光束发生作用，导致光强度的变化。
传感器会通过比较接收到的光信号和发出的光信号的强度差异来判断空气中是否存在烟雾。
基于NB-IoT通信技术的智能多传感衣服设计
通过多传感器模块将数据上传至 CC2530 核心芯片，再 通过 BC260 全网通信模块将数据上传到用户终端。用户可通 过设备显示屏观察穿衣者相应的数据，并实现位置查找、温 度控制等功能。其中，主要通过 NB-IoT 技术进行定位，温 度通过 PID 算法调控将人体温度调控到最适宜的温度。
2 软件设计
2.1 NB-IoT 远程定位技术
衣物采用的 NB-IoT 技术作为互联网通信的分支，属于 新兴的窄带物联网技术 [3]。其支持待机时间长，同时还能提 供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖，也被叫作低功耗广域 网（LPWAN）。NB-IoT 具有以下 4 个特点 ：1）广覆盖。在 同样的频段下，NB-IoT 比现有的网络增益 20dB 提升了 100 倍覆盖区域的能力，在信号较弱场景下同样具备较强的网络 覆盖功能。2）具备支撑连接的能力。NB-IoT 一个扇区理论
3.1 NB-IoT 全网通信模块
NB-IoT 通信模块是与手机 App、各无线传感器之间交换 传输数据信息的重要通道，NB-IoT 通信模块一般以串口的 形式与单片机相连。通信匹配成功后，可以作为全双工串口 使用，支持数据位位数 8 位、停止位位数 1 位的通信格式。 用户端通过与 NB-IoT 通信模块建立连接，由通信模块向无 线传感器发送消息，NB-IoT 通过协议调节器与基于 Zigbee 协议的无线传感器网络建立连接，相应传感器接收消息后做 出相应的动作，可以实现智能控温、远程实时定位等功能。
该智能多传感衣服的设计材质选用石墨烯面料，具有 柔软、透气、安全和可水洗的特点。在帽檐内设置语音通信 模块，可实时进行语音通信交流。衣服靠近心脏的位置搭 载心率传感器，通过心率监测模块可以实时监测心率。在 衣服左右口袋位置分别设置温度传感器以及控制按钮，智 能温度调控模块可以根据外界以及人体的温度，自适应或 手动调整温度。
基于NB-IoT及ZigBee的无线传感器网络网关设计
基于NB-IoT及ZigBee的无线传感器网络网关设计李玲;郭晓玲;武仁杰;徐婷【摘要】为了使ZigBee网络数据能够通过无线方式直达远程控制中心,设计了基于NB-IoT及ZigBee的无线传感器网络网关.网关由ZigBee芯片CC2530和NB-IoT模块BC95组成,两者通过串口相连.ZigBee协调器是ZigBee网络的控制中心,收集各个节点的数据,并通过串口将数据发送给BC-95模块.BC-95模块通过NB-IoT网络将数据传输到云平台或者控制中心,云平台或者控制中心的指令通过NB-IoT网络到达ZigBee协调器,协调器再将指令转发到下属节点.实验表明,系统运行稳定,适用于无线传感器网络的诸多应用场合.【期刊名称】《通信技术》【年(卷),期】2019(052)001【总页数】5页(P234-238)【关键词】无线传感器网络;ZigBee;NB-IoT;网关【作者】李玲;郭晓玲;武仁杰;徐婷【作者单位】河北北方学院信息科学与工程学院,河北张家口 075000;河北北方学院信息科学与工程学院,河北张家口 075000;河北北方学院信息科学与工程学院,河北张家口 075000;河北北方学院信息科学与工程学院,河北张家口 075000【正文语种】中文【中图分类】TP3930 引言无线传感器网络（WSN）是由大量传感器节点通过无线通信技术构成的自组织网络，集成了传感器、网络、计算机、嵌入式系统等技术，用来采集、处理和传输网络覆盖范围内感知对象的信息。
ZigBee是建立在IEEE802.15.4标准基础上的低功耗个域网协议，具有低成本、近距离、自组织、低功耗、低数据传输率、低复杂度等特点，较蓝牙、WiFi等无线技术，更适用于无线传感器网络，也是无线传感器网络中采用较多的无线传输协议[1-2]。
但是，ZigBee属于短距离技术，它的协议栈也并不支持IP协议。
ZigBee网络中节点的数据要到达控制中心或者云端，必须经过网关进行协议转换。
(完整版)NB-IoT的DRX、eDRX、PSM三个模式是什么？
NB-IoT的DRX、eDRX、PSM三个模式是什么？DRX、eDRx、PSM是NB-IoT的三大模式，他们在各种物联网和智能硬件场景中的使用方法有所不同DRX(Discontinuous Reception：不连续接收)虽然叫做“不连续接收”，但是对硬件产品来讲，是“连续接收”。
随时都可以收到数据。
相当于随时在监听，所以功耗最高。
（DRX待机功耗1mA左右）eDRX（Extended DRX，扩展不连续接收模式），就是把网络先开一会、再停一会。
开的时候能收到数据，停的时候收不到数据。
停的时间从几十秒到几个小时，可以配置。
（eDRX 5分钟间隔的待机功耗在0.2mA左右）PSM（Power Saving Mode：省电模式），相当于把eDRX开关网络的频率放的更低，低至几天打开一次网络。
同样，打开网络的时候能收到数据，不打开网络的时候收不到数据。
（PSM模式下，待机功耗只有微安级别，此时才能做到“一节电池用5年”。
）三个模式的核心区别设计NB-IOT物联网产品，选择什么工作模式，核心在：是否需要随时随地找到设备。
DRX，能够随时随地找到设备。
eDRX，需要花几分钟至一两个小时才能找到设备。
PSM，可能需要一两天才能找到设备。
例如共享单车锁、智能锁，远程开锁之后，傻傻的站5分钟等着锁自动打开，这个场景不忍直视啊。
所以锁类的应用，一般都需要DRX模式。
（相当于GSM的长连接）再比如货物物流监控，隔一两个小时看一下位置就好了，不需要时刻盯着，所以用eDRX是比较合适的。
像远程水表煤气表，几乎不需要被控制，只要隔几天给服务器传输一次用水用气量就好了，所以需要用PSM 模式。
最省电。
AM21E_4模块是一款基于RDA 平台的小封装工业级NB-IoT/GNSS 无线通信模块，支持蓝牙，支持Cat NB1 通信。
内置中移动2*2mm eSIM支持外置SIM卡，外型尺寸仅为23.7mm*14.7mm*3mm外围电路简单，客户易于开发，适合用于低速率低功耗的物联网通讯设备。
基于NB-IoT的智慧路灯系统
基于NB-IoT的智慧路灯系统阳波;陈开仁;李忠良【摘要】为满足智慧城市对基础设施智能化的需求,基于NB-IoT无线通信技术的智慧路灯系统应运而生.文中对该系统的架构进行了详细阐述,并对实际案例应用进行了介绍.该系统可通过电信NB-IoT网络实现路灯遥控、遥测等功能,系统简单、功能强大,具有广阔的应用前景.【期刊名称】《物联网技术》【年(卷),期】2017(007)012【总页数】3页(P91-93)【关键词】NB-IoT;智慧路灯系统;单灯控制;物联网【作者】阳波;陈开仁;李忠良【作者单位】湖南省邮电规划设计院有限公司,湖南长沙 410126;中国电信股份有限公司湖南分公司,湖南长沙 410001;湖南省邮电规划设计院有限公司,湖南长沙410126【正文语种】中文【中图分类】TP39;TN929.50 引言国家“十三五”规划明确提出建设“以基础设施智能化、公共服务便利化、社会治理精细化为重点，充分运用现代信息技术和大数据”的“智慧城市”。
而道路照明作为城市的基础公共设施之一，对于其如何实现智能化的运营管理是目前热门的研究课题。
采用基于窄带物联网（Narrow Band Internet of Things，NB-IoT）技术的智慧路灯系统，可智能、合理地运营城市道路照明体系，通过对系统内每一盏路灯的管控、调光及监测，可有效节省运维成本，增加经济效益，提高城市道路照明的管理效率，满足智慧城市设施智能化、治理精细化的诉求。
1 NB-IoT智慧路灯系统的技术优势传统的道路照明控制采用组控方式，即通过路灯配电箱内电路的通断来统一控制若干数量路灯的开关，不具备单灯控制功能，后台无法采集个体灯杆的状态信息，无法监管单灯是否出现故障，难以实现精细化管理。
其主流的节能措施为时间控制和光照控制，即采用调节电压及半夜灯控制等手段，但效果十分有限。
而本文所述的智慧路灯系统采用NB-IoT技术，不仅能对单灯进行远程开关控制，还能实现连续调光功能，在照明非高峰期时段调低灯光亮度，有效降低道路照明能耗。
基于NB-IoT的供热温度监测系统设计
2023年 / 第11期 物联网技术50 引 言随着我国城市建设的快速发展，集中供热的规模更加庞大，是我国冬季主要的供暖形式之一。
由于供热系统具有大惯性和大滞后等特点[1]，供热不均和水力失衡等问题时常出现[2]。
为解决此类问题，热力公司需要对室内供暖的实际温度进行获取，以此指导热网的自动化调度工作，调整供热策略，从而达到按需供热的重要目标[3]。
无线通信技术因具有成本低、灵活性高、适应性强和便于维护等优势，在各行业及温度监测领域得到广泛的应 用[4-5]。
文献[6]利用ZigBee 技术进行温度传感器组网，对室内多个点位的温度进行监测。
但ZigBee 技术仅适用于短距离、小范围内的设备组网，信号穿墙能力弱，不适用于长距离通信。
文献[7]采用近年来推出的远距离无线电（Long Range Radio, LoRa ）技术设计了一种环境温湿度监测节点，可以实时监测车间内的温湿度变化，对异常情况进行报警提醒。
但LoRa 网络在实际使用时，除了在现场终端设备中安装LoRa 射频模块外，还需根据终端设备的数量，部署相应的汇聚网关，部署难度大，成本较高[8]。
文献[9]运用通用无线分组业务（General Packet Radio Service, GPRS ）技术对集中供热用户住房内的温度进行监测。
但GPRS 设备工作电流较大，整体功耗高[10]，不适合用于长期由电池供电的工作场景。
窄带物联网（Narrow Band Internet of Things, NB-IoT ）作为近些年发展较快的物联网无线通信技术，使用授权频段，具有低功耗、低速率和强连接等特点，与非实时、低频次的定时上报数据类业务较契合[11-12]。
因此，本文设计一种基于NB-IoT 技术，采用UDP 的远程供热温度监测系统，温度终端可用电池供电，按照设置的时间周期定时采集环境和设备的有关信息，并上传至云服务器；热力公司可通过电脑端浏览器打开Web 页面查阅当前和历史数据，也可通过手机APP 查看当前供热情况。
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NB-IoT无线烟雾报警器
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在各种灾害中，火灾是最经常、最普遍地威胁公众安全和社会发展的主要灾害之一。
消防安全工作刻不容缓，我们需要不断加强消防意识以“预防为主，防消结合”为工作方针，做好消防安全工作。
行业背景
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近几年全国火灾数据调查表
根据公安部消防局公布的数据家庭火灾死亡人占总数近七成。
起火场所主要分布在住宅、宿舍、办公场所、学校以及商业场所。
数据来自：公安部消防局《中国消防年鉴》
时间/年 火灾数/万 死亡/人 受伤/人 损失/亿元 2011 12.5 1106 572 18.8 2012 15.2 1028 575 21.7 2013 38.8 2113 1637 48.5 2014 39.5 1817 1493 43.9 2015
33.8 1742 1112 39.5 2016
31.2
1582
1065
37.2
火灾数量减少
这主要得益于我国近年来在以下方面取得了良好的发展
●消防法规的建立
●灭火救援的规范化
●消防部队逐步正规化
●消防装备逐步实现人性化
●消防设备智能化
人们的消防安全意识越来越高，对消防设备越来越重视
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2013 年我国消防设备行业市场销售规模达到1000亿元，其中火灾报警市场规模达到 150 亿元，2014年我国消防产品行业市场销售规模约1185亿元，消防报警设备行业市场规模约176亿元。
632
730
848
1000
1185
95
112
130
150
176
200400600800
1000120014002010年
2011年
2012年
2013年
2014年
消防产品市场规模（亿元）
消防报警设备市场规模（亿元）
市场前景2
根据我国《火灾自动报警系统设计规范GB 50116 - 2013》中对烟雾传感器的安装规定，每个房间应该至少设置一只火灾探测器，探测器设置规范如下图表所示：
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有线烟感器
●安装的工期长
●布线设计
●走线困难
●设备维护依靠人工巡检●效率低
●人工成本高
无线烟感器
●虽然安装方便，但烟感器
数量多导致网络拥堵
●故障无法上报
●设备安装在室内导致网
络不稳定
●功耗高需频繁更换电池
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NB-IoT 无线烟雾报警器
NB-IoT 是IoT 领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网
(LPWAN)。
NB-IoT 特别适用于待机时间长、对网络连接要求较高的设备进行高效连接。
NB-IoT 技术使设备电池寿命大幅提高，同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。
低功耗
NB-IoT 引入低功耗技术可保障电池使用寿命10年以上。
深覆盖
比GSM 覆盖能力提升20dB 以上，可覆盖室内和地下室等信号难以到达的地方。
大容量比现有无线技术提升50-100倍的容量
广覆盖依托三大运营商的网络建设，可实现全国
性覆盖
NB-IoT无线烟感VS 有线烟感
无需走线
NB-IoT无线网络
安装方便
可直接安装到任意地方
维护方便
设备故障自动上报
低成本
不需要走线和维护费用
需要布线
布线设计，走线工作
量大
安装不便
根据走线安装
维护困难
设备故障无法自检，
需人力巡检
费用高
走线和维护费用高
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NB-IoT无线烟感VS 现有无线烟感
大容量
接入量是现有无线技术的
50-100倍
低功耗
保障电池3-5年以上的使用寿命
广覆盖
运营商网络全国性覆盖
深度可达到室内和地下室
容量不足
烟感安装密集，不能满足需求
续航能力不足
非低功耗模块，设备耗电量高
信号不稳定
在特殊环境可能出现信号不稳
定
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工作流程
NB-IoT无线烟感工作流程
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适用场景
学生宿舍、员工宿舍城中村出租屋
工厂仓库、物流仓库办公楼、商业街
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