技术领域
[0001] 本实用新型涉及智能建筑领域，具体来说，涉及一种基于NB-IoT的智能建筑数据采集联动装置。
背景技术
[0002] 随着我国经济的发展，国家机关办公建筑和大型公共建筑安全性的问题日益突出。
[0003]
现有技术的智能建筑数据采集联动装置一般采用网络方式传输数据，且设置主
控制器的控制箱一般都单独摆放在一个
位置，不仅占用空间，且布线凌乱，不仅影响美观且凌乱的地面布置容易带来安全隐患。实用新型内容
[0004] 实用新型目的：
[0005] 本实用新型提供一种基于NB-IoT的智能建筑数据采集联动装置，其解决现有技术中以下问题：
[0006] 1、智能建筑数据采集装置只能被动检测，不能联动设备主动防护，[0007] 且数据传输受限的问题；
[0008] 2、现有设备的设备箱安装位置不理想，占用空间，且布线凌乱，
[0009] 不仅影响美观且凌乱的地面布置容易带来安全隐患。
[0010] 技术方案：
[0011] 一种基于NB-IoT的智能建筑数据采集联动装置，其特征在于：该装置包括电源输入模
块(11)，模拟量输入模块(12)，
数字量输入模块(13)，RS485通讯模块(14)，
微控制器(15)，NB-IoT
无线通信模块(16)，显示输出模块(17)，声光报警器(18)和干接点输出模块(19)；
[0012] 电源输入模块(11)，模拟量输入模块(12)，数字量输入模块(13)，RS485通讯模块(14)，NB-IoT无线通信模块(16)，显示输出模块(17)，声光报警器(18)和干接点输出模块(19)均与微控制器(15)连接。
[0013] 电源输入模块(11)，模拟量输入模块(12)，数字量输入模块(13)，RS485通讯模块(14)，微控制器(15)，NB-IoT无线通信模块(16)，显示输出模块(17)和干接点输出模块(19)设置在壳体(1)内；
[0014] 在壳体顶部设置有与电源输入模块(11)连接的电源
接口、与模拟量输入模块(12)连接的模拟量输入接口，与数字量输入模块(13)连接的数字量输入接口、与RS485通讯模块(14)连接的RS485通讯接口、与显示输出模块(17)连接的显示输出接口、与微控制器(15)连接的声光报警接口和与干接点输出模块(19)连接的干接点输出接口。
[0015] 该装置还包括挂接机构，电源接口通过临时插接的电源线(1-1)连接至插头作为电源输入；
[0016] 挂接机构包括挂接壳(2)、绕线滚筒(3)和紧固
转轴(5)；绕线滚筒(3)设置在挂接壳(2)内，插头的主体设置在挂接壳(2)内，插头的插片(11-1)伸出壳体的前
侧壁；使用时，插片(11-1)插入五孔插座的上部的两个孔中。
[0017] 紧固转轴(5)为左右(如图4中的左右)两个，两个紧固转轴(5)穿过挂接壳(2)的下部且紧固转轴(5)的前端连接有紧固插片(5-1)，两个紧固插片(5-1)伸出挂接壳(2)的前侧壁，两个紧固插片(5-1)的方向和位置对应五孔插座的下部三孔中的底部并列的两个孔，(也就是说，一般的五孔插座为上部两孔，下部三孔，下部三孔为三
角排列的形式，即，上部一个孔，下部并列两个孔，而本
申请中，使用时，两个紧固插片(5-1)刚好能插入三孔插孔的下部并列的两个孔内)紧固转轴(5)的后端伸出挂接壳(2)的后侧壁；
[0018] 挂接壳(2)的后侧壁上设置有挂接件和
紧固件；挂接件包括挂环(6)和顶紧件，挂环(6)固定在挂接壳(2)的后侧壁上，顶紧件包括滑轨(7)和能在滑轨(7)上横向(横向就是图4所示的左右方向)移动的滑块(8)，滑轨(7)设置在挂环(6)的上方，且滑块(8)能够通过横向滑动而处在挂环(6)的正上方或者离开挂环(6)的正上方；
[0019] 紧固件包括两个压紧杆(9)和两个拨动杆(10)，两个拨动杆(10)通过转环(10-1)分别套在左右两个紧固转轴(5)的后端，且拨动杆(10)能相对于紧固转轴(5)转动，拨动杆(10)的转环(10-1)与紧固转轴(5)之间设置有
扭簧(10-2)；
[0020] 两个压紧杆(9)的上端通过上转轴(9-1)活动连接在一起，形成人字形结构，两个压紧杆(9)的下端各自连接左右两个拨动杆(10)的上端，压紧杆(9)与拨动杆(10)通过下转轴(9-2)活动连接，使用时，通过下压两个压紧杆(9)的上端，使得两个拨动杆(10)向外旋转(即如图4所示，左边的转环(10-1)逆
时针转动，右边的转环(10-1)顺时针转动)，两个拨动杆(10)转动的过程中给扭簧(10-2)上劲使得紧固转轴(5)有一个转动的趋势，进而使得插入五孔插座下孔内的两个紧固插片(5-1)与插座孔间形成紧固的
摩擦力，防止挂接壳(2)脱落；通过扭簧(10-2)带动紧固转轴(5)旋转，一方面防止紧固转轴(5)硬性旋转造成插座或者紧固插片(5-1)的损坏，另一方面，使得紧固插片(5-1)与插孔弹性涨紧，紧固效果更好。
[0021] 壳体(1)上面对挂接壳(2)的一侧设置有使用时挂在挂环(6)上的挂钩，该挂钩包括竖插(6-1)和横梁(6-2)，竖插(6-1)垂直设置在横梁(6-2)的一端，横梁(6-2)的另一端连接壳体(1)；使用时，挂钩挂在挂环(6)上且在挂接的过程中，竖插(6-1)顶住两个压紧杆(9)的上端下移。
[0022] 绕线滚筒(3)为中空的滚筒结构，电源线(1-1)由绕线滚筒(3)的轴端伸进绕线滚筒(3)的空腔内，并从绕线滚筒(3)的侧壁通孔处伸出，然后缠绕在绕线滚筒(3)上，之后伸出挂接壳(2)并连接至壳体(1)。
[0023] 在挂接壳(2)的一端侧壁上设置有控制绕线滚筒(3)转动的
手柄或转盘4。
[0024] 该装置还包括初始
定位件，该初始定位件为一U形
插件，U形插件包括上方杆(5-3)和下方杆(5-4)，上方杆(5-3)和下方杆(5-4)通过立柱(5-5)连接，
[0025] 在紧固转轴(5)的中部设置有上方形插槽(5-2)，转环(10-1)的底部的挂接壳(2)上设置有与该上方形插槽(5-2)上下对应的下方形插槽(2-3)，上方形插槽(5-2)与下方形插槽(2-3)的内壁的形状和大小相同；
[0026] 上方杆(5-3)的外壁形状和尺寸与上方形插槽(5-2)的内壁形状和大小相适应，下方形插槽(2-3)的内壁的形状和大小与下方杆(5-4)相适应，使用时，将上方形插槽(5-2)调整至正位(上方形插槽(5-2)与下方形插槽(2-3)均为正方形槽，正位就是上方形插槽(5-2)的上下两个边
水平)，然后将上方杆(5-3)和下方杆(5-4)同时分别插入上方形插槽(5-2)与下方形插槽(2-3)内完成定位。(可以先将上方形插槽(5-2)大概调整个位置，通过旋拧紧固插片(5-1)即可调整上方形插槽(5-2)，不能同时插入时，可以随时适当调整位置，直至都能完全插入为止，这样就达到了限制紧固插片(5-1)旋转的作用，U形插件的作用主要就是对紧固转轴(5)进行初始定位，使得，两个紧固插片(5-1)的角度和位置刚好能插入五孔插座的底部的两孔内，插入之后即可撤掉U形插件。
[0027] 除电源线以外对的其他线路均穿过挂接壳(2)后由绕线滚筒(3)的轴端伸进绕线滚筒(3)的空腔内，并从绕线滚筒(3)的侧壁通孔处伸出，然后缠绕在绕线滚筒(3)上，之后伸出挂接壳(2)并连接至壳体(1)对应的接口上。
[0028] 优点效果：
[0029] 本实用新型旨在提供一种基于NB-IoT的智能建筑数据采集联动装置，通过
传感器采集智能建筑各项参数，并由NB-IoT无线通信模块与用户的智能移动设备无线连接，实时推送各项参数信息，当智能建筑内设备参数超过设定
阈值时，本实用新型可以控制声光报警器发出报警，并通过联动
风扇、消火栓、广播等设备，及时控制环境情况，保护设备和人员的安全。
[0030] 本实用新型采用了NB-IoT无线通信技术，是一种低功耗、广
覆盖、超远距离、超大连接量的蜂窝通信技术，且支持双向鉴权以及空口严格加密，能够确保用户数据的安全性。
[0031] 本实用新型包括：电源输入模块，模拟量输入模块，数字量输入模块，RS485通讯模块，微控制器，NB-IoT无线通信模块，显示输出模块，声光报警器，干接点输出模块；
[0032] 所述微控制器分别与电源输入模块，模拟量输入模块，数字量输入模块，RS485通讯模块，NB-IoT无线通信模块，声光报警器，干接点输出模块连接，其中，所述DO输出模块与外部联动装置连接，用于联动外部设备，所述NB-IoT无线通信模块由3.3V的直流供电，用于加密并传递报警
信号给无线网关，与用户的智能移动设备无线连接，实时推送报警信息。
[0033] 在本实用新型提供的基于NB-IoT的智能建筑数据采集联动装置的一种较佳
实施例中，所述显示输出模块，用于实时显示当前环境采集到的各项模拟量、数字量和485通讯传输的数值和状态信息，便于使用人员实时查看。
[0034] 所述声光报警器与微控制器连接，用于向建筑内的上位机发出声光报警信息，提醒人员及时采取措施。
[0035] 所述DO输出模块(干接点输出模块)与外部联动装置连接，用于为外部联动装置输出DO信号，包括风扇、风扇、消火栓、广播及防火
门等设备，保证了智能建筑的安全防护。
[0036] 另外，本实用新型采用壳体和挂接机构的方式，使用时，可以直接通过挂接机构将整个装置挂接在墙上，挂接的同时，插座接通，方便空间的充分有效利用，同时，电线及其他线路都收纳在挂接机构内，不会出现不美观和安全隐患的问题，装置安放的位置灵活，如果真的需要远离插座的话，也可以将电线从挂接机构内拉出，实现灵活运用，另外，插头插入插座时，进行紧固操作，防止插头掉落带来的安全隐患。而且，其直接挂接在现有的插座上，无需另行打孔安装
支架，使用十分方便灵活。
附图说明
[0037] 图1为根据本实用新型实施例所述的一种基于NB-IoT的智能建筑数据采集联动装置的原理
框图；
[0038] 图1中：
[0039] 11-电源输入模块；12-模拟量输入模块；13-数字量输入模块；14-RS485通讯模块；15-微控制器；16-NB-IoT无线通信模块；17-显示输出模块；18-声光报警器；19-干接点输出模块；
[0040] 图2为本实用新型的使用状态图；
[0041] 图3为使用前的准备状态图；
[0042] 图4为挂接壳的后侧壁结构示意图；
[0043] 图5位挂接壳的前侧壁结构示意图；
[0045] 图7为U形插件的接过手示意图。
具体实施方式
[0046] 下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
[0047] 一种基于NB-IoT的智能建筑数据采集联动装置，其特征在于：该装置包括电源输入模块(11)，模拟量输入模块(12)，数字量输入模块(13)，RS485通讯模块(14)，微控制器(15)，NB-IoT无线通信模块(16)，显示输出模块(17)，声光报警器(18)和干接点输出模块(19)；
[0048] 电源输入模块(11)，模拟量输入模块(12)，数字量输入模块(13)，RS485通讯模块(14)，NB-IoT无线通信模块(16)，显示输出模块(17)，声光报警器(18)和干接点输出模块(19)均与微控制器(15)连接。
[0049] 电源输入模块(11)，模拟量输入模块(12)，数字量输入模块(13)，RS485通讯模块(14)，微控制器(15)，NB-IoT无线通信模块(16)，显示输出模块(17)和干接点输出模块(19)设置在壳体(1)内；
[0050] 在壳体顶部设置有与电源输入模块(11)连接的电源接口、与模拟量输入模块(12)连接的模拟量输入接口，与数字量输入模块(13)连接的数字量输入接口、与RS485通讯模块(14)连接的RS485通讯接口、与显示输出模块(17)连接的显示输出接口、与微控制器(15)连接的声光报警接口和与干接点输出模块(19)连接的干接点输出接口。
[0051] 该装置还包括挂接机构，电源接口通过临时插接的电源线(1-1)连接至插头作为电源输入；
[0052] 挂接机构包括挂接壳(2)、绕线滚筒(3)和紧固转轴(5)；绕线滚筒(3)设置在挂接壳(2)内，插头的主体设置在挂接壳(2)内，插头的插片(11-1)伸出壳体的前侧壁；使用时，插片(11-1)插入五孔插座的上部的两个孔中。
[0053] 紧固转轴(5)为左右(如图4中的左右)两个，两个紧固转轴(5)穿过挂接壳(2)的下部且紧固转轴(5)的前端连接有紧固插片(5-1)，两个紧固插片(5-1)伸出挂接壳(2)的前侧壁，两个紧固插片(5-1)的方向和位置对应五孔插座的下部三孔中的底部并列的两个孔，(也就是说，一般的五孔插座为上部两孔，下部三孔，下部三孔为三角排列的形式，即，上部一个孔，下部并列两个孔，而本申请中，使用时，两个紧固插片(5-1)刚好能插入三孔插孔的下部并列的两个孔内)紧固转轴(5)的后端伸出挂接壳(2)的后侧壁；
[0054] 挂接壳(2)的后侧壁上设置有挂接件和紧固件；挂接件包括挂环(6)和顶紧件，挂环(6)固定在挂接壳(2)的后侧壁上，顶紧件包括滑轨(7)和能在滑轨(7)上横向(横向就是图4所示的左右方向)移动的滑块(8)，滑轨(7)设置在挂环(6)的上方，且滑块(8)能够通过横向滑动而处在挂环(6)的正上方或者离开挂环(6)的正上方；
[0055] 紧固件包括两个压紧杆(9)和两个拨动杆(10)，两个拨动杆(10)通过转环(10-1)分别套在左右两个紧固转轴(5)的后端，且拨动杆(10)能相对于紧固转轴(5)转动，拨动杆(10)的转环(10-1)与紧固转轴(5)之间设置有扭簧(10-2)；
[0056] 两个压紧杆(9)的上端通过上转轴(9-1)活动连接在一起，形成人字形结构，两个压紧杆(9)的下端各自连接左右两个拨动杆(10)的上端，压紧杆(9)与拨动杆(10)通过下转轴(9-2)活动连接，使用时，通过下压两个压紧杆(9)的上端，使得两个拨动杆(10)向外旋转(即如图4所示，左边的转环(10-1)逆时针转动，右边的转环(10-1)顺时针转动)，两个拨动杆(10)转动的过程中给扭簧(10-2)上劲使得紧固转轴(5)有一个转动的趋势，进而使得插入五孔插座下孔内的两个紧固插片(5-1)与插座孔间形成紧固的
摩擦力，防止挂接壳(2)脱落；通过扭簧(10-2)带动紧固转轴(5)旋转，一方面防止紧固转轴(5)硬性旋转造成插座或者紧固插片(5-1)的损坏，另一方面，使得紧固插片(5-1)与插孔弹性涨紧，紧固效果更好。
[0057] 壳体(1)上面对挂接壳(2)的一侧设置有使用时挂在挂环(6)上的挂钩，该挂钩包括竖插(6-1)和横梁(6-2)，竖插(6-1)垂直设置在横梁(6-2)的一端，横梁(6-2)的另一端连接壳体(1)；使用时，挂钩挂在挂环(6)上且在挂接的过程中，竖插(6-1)顶住两个压紧杆(9)的上端下移。
[0058] 绕线滚筒(3)为中空的滚筒结构，电源线(1-1)由绕线滚筒(3)的轴端伸进绕线滚筒(3)的空腔内，并从绕线滚筒(3)的侧壁通孔处伸出，然后缠绕在绕线滚筒(3)上，之后伸出挂接壳(2)并连接至壳体(1)。
[0059] 在挂接壳(2)的一端侧壁上设置有控制绕线滚筒(3)转动的手柄或转盘4。
[0060] 该装置还包括初始定位件，该初始定位件为一U形插件，U形插件包括上方杆(5-3)和下方杆(5-4)，上方杆(5-3)和下方杆(5-4)通过立柱(5-5)连接，
[0061] 在紧固转轴(5)的中部设置有上方形插槽(5-2)，转环(10-1)的底部的挂接壳(2)上设置有与该上方形插槽(5-2)上下对应的下方形插槽(2-3)，上方形插槽(5-2)与下方形插槽(2-3)的内壁的形状和大小相同；
[0062] 上方杆(5-3)的外壁形状和尺寸与上方形插槽(5-2)的内壁形状和大小相适应，下方形插槽(2-3)的内壁的形状和大小与下方杆(5-4)相适应，使用时，将上方形插槽(5-2)调整至正位(上方形插槽(5-2)与下方形插槽(2-3)均为正方形槽，正位就是上方形插槽(5-2)的上下两个边水平)，然后将上方杆(5-3)和下方杆(5-4)同时分别插入上方形插槽(5-2)与下方形插槽(2-3)内完成定位。(可以先将上方形插槽(5-2)大概调整个位置，通过旋拧紧固插片(5-1)即可调整上方形插槽(5-2)，不能同时插入时，可以随时适当调整位置，直至都能完全插入为止，这样就达到了限制紧固插片(5-1)旋转的作用，U形插件的作用主要就是对紧固转轴(5)进行初始定位，使得，两个紧固插片(5-1)的角度和位置刚好能插入五孔插座的底部的两孔内，插入之后即可撤掉U形插件。
[0063] 除电源线以外对的其他线路均穿过挂接壳(2)后由绕线滚筒(3)的轴端伸进绕线滚筒(3)的空腔内，并从绕线滚筒(3)的侧壁通孔处伸出，然后缠绕在绕线滚筒(3)上，之后伸出挂接壳(2)并连接至壳体(1)对应的接口上。
[0064] 下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
[0065] 如图5所示，根据本实用新型实施例所述的一种基于NB-IoT的智能建筑数据采集联动装置，包括：电源输入模块11，模拟量输入模块12，数字量输入模块13，RS485通讯模块14，微控制器15，NB-IoT无线通信模块16，显示输出模块17，声光报警器18，干接点输出模块
19；
[0066] 所述电源模块，其中包括
电压转换模块和稳压
电路模块，将外部接入220V市电转换为12V直流电压，并配置保护电路，保证本实用新型安全稳定运行，电源模块输出端与微控制器15连接，为微控制器15供电。
[0067] 所述模拟量输入模块12，接入外部传感器的模拟量信号，并将
信号传输至微控制器15，由微控制器15处理。
[0068] 所述数字量输入模块13，接入外部传感器的数字量信号，并将信号传输至微控制器15，由微控制器15处理。
[0069] 所述RS485通讯模块14，接入外部传感器的RS485信号，并将信号传输至微控制器15，由微控制器15处理。
[0070] 所述微控制器15，可采用STM32芯片，由3.3V直流电压供电，将收到的模拟量信号、数字量信号及RS485
信号处理完成后传输至显示输出模块17。当微控制器15判断有报警信号发生时，微控制器15控制声光报警器报警，并通过NB-IoT无线通信模块16将报警信号传输至用户的智能移动设备，同时驱动干接点输出模块19，联动其他外部设备。
[0071] 所述NB-IoT无线通信模块15可采用eM300-8b模组，由3.3～3.8V的直流供电，推荐3.6V最佳。NB-IoT无线通信模块与微控制器15连接，用于向用户的智能移动设备发出实时报警信息，使人员能及时得知环境情况，及时采取措施，从而降低灾害隐患，保障
建筑物安全。相比于WiFi、Bluetooth、ZigBee等短距离通讯技术，NB-IoT拥有广覆盖、大连接、超低功耗、性价比更高、安全性能更高等优势，因此备受运营商和企业的关注。
[0072] 所述干接点输出模块19，用于为外部联动设备提供干接点输出，当微控制器15判断有报警信号发生时，即可控制干接点输出模块19联动外部消防设备、监控设备、照明设备等装置。
[0073] 所述用户的智能移动设备包括手机、
平板电脑和/或
笔记本电脑。
[0074] 由上述技术方案可知，本实用新型提供的这种基于NB-IoT的智能建筑数据采集联动装置，当微控制器判断有报警信号发生时，微控制器控制声光报警器报警，并通过NB-IoT无线通信模块将报警信号传输至用户的智能移动设备，同时驱动干接点输出模块，联动其他外部设备，如：消防设备、监控设备、照明设备等。相比现有技术，本实用新型提供的这种基于NB-IoT的智能建筑数据采集联动装置，不仅能实现环境中各项参数的被动检测，还能实现开启消防装置等设备的主动防护，使用本实用新型提供的这种基于NB-IoT的智能建筑数据采集联动装置，安全性能更高。
[0075] 可以理解的是，显示输出模块可以使用户实时查看环境中各项设备的数值，同时干接点输出模块可以连接风扇、防火门等设备，在没有听到声光报警器发出的警报声，也没有关注到手机接收到的报警信号的情况下，为用户及时采取防护措施，能够进一步提高用户使用体验度，提高产品的安全性能。
[0076] 使用时，先如图3所示，将插片(11-1)和紧固插片(5-1)分别插入插座的上部和下部的插孔内，然后拔掉U形插件，之后将滑块(8)移动至如图4所示的离开挂环(6)的位置，然后将壳体(1)上的挂钩，钩在挂环(6)上，如图2所示，于此同时，竖插(6-1)下压两个压紧杆(9)，使得两个压紧杆(9)带动两个拨动杆(10)旋转，进而使得两个拨动杆(10)通过扭簧10-2带动紧固转轴(5)转动，此时，紧固插片(5-1)有一个旋拧的力，通过这个旋拧的力将紧固插片(5-1)牢牢涨紧在插孔内，完成牢固定位，然后将滑块(8)拨动至横梁(6-2)的上方(就是如图4中向右拨动)卡住横梁(6-2)，需要壳体(1)远离插座时，将滑块(8)拨离，取下壳体，然后取一个代替块插入挂环(6)内，其作用是代替竖插(6-1)对两个压紧杆(9)的下压作用，然后拨回滑块(8)卡住代替块，之后拉动壳体1，在拉动的过程中，电线1-1被从挂接壳(2)内拉出，绕线滚筒(3)转动，直至移动结束，为了防止拉线或者
收线时，电线在绕线滚筒(3)内过度旋拧，可以预留足够长的线在绕线滚筒(3)的内腔内；需要再次将壳体挂在墙上时，则通过手柄或转盘使得绕线滚筒(3)反向转动，带动电线回收进挂接壳(2)内，然后重复挂接壳体的操作即可。
[0077] 综上所述，借助于本实用新型的上述技术方案，可达到以下有益效果：
[0078] 1.所述NB-IoT无线通信模块16将模拟量输入模块，数字量输入模块，RS485通讯模块采集的数据通过NB-IoT网络上传至后台
服务器，方便上位机实时监测各项设备的运行情况及报警信息，并将数据进行存储，以备调取查询、分析。同时后台服务器可以向用户的智能移动设备实时推送报警信息，使人员能及时采取措施，从而降低火灾隐患，保障建筑物的安全。
[0079] 2.本实用新型采用了NB-IoT无线通信技术，是一种低功耗、广覆盖、超远距离、超大连接量的蜂窝通信技术，且支持双向鉴权以及空口严格加密，能够确保用户数据的安全性。同时也解决了现有施工过程中大量布线带来的施工难度大、成本高，线路出现老化、折损等情况，造成数据无法快速传到消防控制室，不能及时对运行情况及报警信息进行分析和存储查询等问题。
[0080] 3.本实用新型采用壳体和挂接机构的方式，使用时，可以直接通过挂接机构将整个装置挂接在墙上，挂接的同时，插座接通，方便空间的充分有效利用，同时，电线都收纳在挂接机构内，不会出现不美观和安全隐患的问题，装置安放的位置灵活，如果真的需要远离插座的话，也可以将电线从挂接机构内拉出，实现灵活运用，另外，插头插入插座时，进行紧固操作，防止插头掉落带来的安全隐患。
