本實(shí)用新型涉及無線網(wǎng)絡(luò)智能控制領(lǐng)域，具體是一種實(shí)驗(yàn)室安全監(jiān)測裝置。

背景技術(shù)：

近年來，高校在校生數(shù)量增多，實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的擴(kuò)大，加劇了安全隱患給實(shí)驗(yàn)室管理工作帶來的困擾。如何以較低的成本投入，保障實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，消除實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中的安全隱患，維護(hù)穩(wěn)定的教學(xué)科研秩序是待解決的問題。

在此背景下，針對高校實(shí)驗(yàn)室監(jiān)控需求，依照實(shí)用、可靠、先進(jìn)、有效的原則，引入了新興的短距離無線通信技術(shù)—zigbee技術(shù)。通過zigbee技術(shù)組建無線通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的全覆蓋，利用在個(gè)人zigbee終端上安裝的傳感器裝置，實(shí)現(xiàn)了對實(shí)驗(yàn)室環(huán)境信息、安防信息、人員信息等信息的采集，大大提高了實(shí)驗(yàn)室監(jiān)控有效效率。

無線傳感網(wǎng)絡(luò)（wireless sensor network ，簡稱WSN）是最近幾年國內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。WSN引起來世界上許多國家軍事界、學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的高度重視，其應(yīng)用前景十分寬廣。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是指由大量無處不在的，具有通信與計(jì)算能力的微小傳感節(jié)點(diǎn)密集分布在監(jiān)控區(qū)域內(nèi)而構(gòu)成的根據(jù)環(huán)境自主完成任務(wù)的自治測控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。目前，在無線網(wǎng)絡(luò)傳感網(wǎng)絡(luò)中，短距離、低消耗、低成本的Zigbee技術(shù)是無線通信的首選技術(shù)之一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)對的不足，而提供一種實(shí)驗(yàn)室安全監(jiān)測裝置。

這種監(jiān)測裝置布線容易、建設(shè)成本低、裝置的靈活性及擴(kuò)展性也好，裝置響應(yīng)時(shí)延短、功耗小，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理各種安全隱患從而保障正常實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的開展，能降低管理人員工作強(qiáng)度、提高實(shí)驗(yàn)室管理工作的信息化水平。

實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)方案是：

一種實(shí)驗(yàn)室安全監(jiān)測裝置，包括

服務(wù)器，所述服務(wù)器用于分析、存儲(chǔ)協(xié)調(diào)器模塊上傳的數(shù)據(jù)，并接受管理人員的指令，服務(wù)器外接多媒體終端，管理人員可以通過多媒體終端查閱每個(gè)實(shí)驗(yàn)室的安全數(shù)據(jù)情況；

協(xié)調(diào)器模塊，所述協(xié)調(diào)器模塊包括第一zigbee單片機(jī)、MCU和GSM模塊，協(xié)調(diào)器模塊對節(jié)點(diǎn)模塊采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷、接收，并將接收到的數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器；

節(jié)點(diǎn)模塊，所述節(jié)點(diǎn)模塊包括第二zigbee單片機(jī)和與第二zigbee單片機(jī)電連接的溫濕度采集模塊、人體紅外熱傳感采集模塊和煙霧傳感采集模塊，節(jié)點(diǎn)模塊用來采集實(shí)驗(yàn)室的實(shí)時(shí)信息數(shù)據(jù)，并將實(shí)時(shí)信息數(shù)據(jù)上報(bào)給協(xié)調(diào)器模塊；

所述協(xié)調(diào)器模塊和節(jié)點(diǎn)模塊共享同一個(gè)zigbee網(wǎng)絡(luò)，協(xié)調(diào)器模塊與服務(wù)器電連接。

所述第一zigbee單片機(jī)為cc2530單片機(jī)。

所述MCU為STM32F103V8T6。

所述節(jié)點(diǎn)模塊為至少2個(gè)。

所述第二zigbee單片機(jī)為cc2530單片機(jī)。

所述服務(wù)器設(shè)有專用數(shù)據(jù)閥門閾值，可根據(jù)需要設(shè)置專用數(shù)據(jù)閥門閾值，當(dāng)采集到的數(shù)據(jù)值超過所設(shè)專用數(shù)據(jù)閥門閾值時(shí)，自動(dòng)報(bào)警，并上報(bào)到多媒體終端，從而實(shí)現(xiàn)對監(jiān)測結(jié)果遠(yuǎn)程報(bào)警功能。

所述專用數(shù)據(jù)是指實(shí)驗(yàn)室環(huán)境參數(shù)，如溫度、濕度、煙霧、一氧化碳濃度、二氧化碳濃度等數(shù)據(jù)。

這種監(jiān)測裝置布線容易、建設(shè)成本低、系統(tǒng)的靈活性及擴(kuò)展性也好，系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)延短、功耗小，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理各種安全隱患從而保障正常實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的開展，能降低管理人員工作強(qiáng)度、提高實(shí)驗(yàn)室管理工作的信息化水平。

附圖說明

圖1實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為節(jié)點(diǎn)zigbee cc2530單片機(jī)功能底板原理圖；

圖3為MCU STM32F103V8T6微處理器最小系統(tǒng)原理圖；

圖中，1.服務(wù)器 2.協(xié)調(diào)某塊 3.節(jié)點(diǎn)模塊 4.多媒體終端。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型內(nèi)容作進(jìn)一步的闡述，但不是對本實(shí)用新型的限定。

實(shí)施例：

參照圖1，一種實(shí)驗(yàn)室安全監(jiān)測裝置，包括

服務(wù)器1，所述服務(wù)器用于分析、存儲(chǔ)協(xié)調(diào)器模塊2上傳的數(shù)據(jù)，并接受管理人員的指令，服務(wù)器1外接多媒體終端4，管理人員可以通過多媒體終端4查閱每個(gè)實(shí)驗(yàn)室的安全數(shù)據(jù)情況；

協(xié)調(diào)器模塊2，所述協(xié)調(diào)器模塊2包括第一zigbee單片機(jī)、MCU和GSM模塊，協(xié)調(diào)器模塊2對節(jié)點(diǎn)模塊3采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷、接收，并將接收到的數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器1；

節(jié)點(diǎn)模塊3，所述節(jié)點(diǎn)模塊3包括第二zigbee單片機(jī)和與第二zigbee單片機(jī)電連接的溫濕度采集模塊、人體紅外熱傳感采集模塊和煙霧傳感采集模塊，節(jié)點(diǎn)模塊3用來采集實(shí)驗(yàn)室的實(shí)時(shí)信息數(shù)據(jù)，并將實(shí)時(shí)信息數(shù)據(jù)上報(bào)給協(xié)調(diào)器模塊2；

所述協(xié)調(diào)器模塊2和節(jié)點(diǎn)模塊3共享同一個(gè)zigbee網(wǎng)絡(luò)，協(xié)調(diào)器模塊2與服務(wù)器1電連接。

所述第一zigbee單片機(jī)為cc2530單片機(jī)。

所述MCU為STM32F103V8T6。

所述節(jié)點(diǎn)模塊為至少2個(gè)，本例為3個(gè)

所述第二zigbee單片機(jī)為cc2530單片機(jī)。

所述服務(wù)器1設(shè)有專用數(shù)據(jù)閥門閾值，可根據(jù)需要設(shè)置專用數(shù)據(jù)閥門閾值，當(dāng)采集到的數(shù)據(jù)值超過所設(shè)專用數(shù)據(jù)閥門閾值時(shí)，自動(dòng)報(bào)警，并上報(bào)到多媒體終端，從而實(shí)現(xiàn)對監(jiān)測結(jié)果遠(yuǎn)程報(bào)警功能。

所述專用數(shù)據(jù)是指實(shí)驗(yàn)室環(huán)境參數(shù)，如溫度、濕度、煙霧、一氧化碳濃度、二氧化碳濃度等數(shù)據(jù)。

如圖2所示，溫濕度采集模塊DHT11、人體紅外熱傳感采集模塊SC-SR501和煙霧傳感采集模塊MQ-2，溫濕度傳感器連接c2530單片機(jī)PO-7I/O口，人體紅外熱傳感器連接cc2530單片機(jī)P2-1I/O口，煙霧傳感器連接cc2530單片機(jī)P2-0I/O口。

如圖3所示，MCU的U1_TX、U1_RX分別和cc2530單片機(jī)的RX、TX串口連接，能讓cc2530單片機(jī)接收到的采集數(shù)據(jù)發(fā)送給MCU ；GSM_TXD、GSM_RXD是連接GSM模塊的串口線，MCU把收到的采集數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給GSM上傳服務(wù)器，其中GSM_ON是啟動(dòng)GSM的I/O輸出口。

Zigbee網(wǎng)絡(luò)根據(jù)應(yīng)用的需求組織成型網(wǎng)絡(luò)，在網(wǎng)絡(luò)形狀中，所有節(jié)點(diǎn)模塊3都與網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器模塊2通信。節(jié)點(diǎn)模塊3的主要功能是驅(qū)動(dòng)多媒體終端4檢測實(shí)驗(yàn)室環(huán)境參數(shù)，無線發(fā)送采集到的數(shù)據(jù)；網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器模塊2負(fù)責(zé)接收所有節(jié)點(diǎn)模塊3所上傳的傳感器數(shù)據(jù)，并檢測數(shù)據(jù)是否接受完整，以標(biāo)準(zhǔn)幀格式數(shù)據(jù)包通過串口一發(fā)送給協(xié)調(diào)器模塊2中的MCU，MCU通過串口二與GSM模塊連接，將協(xié)調(diào)器模塊2接收到的數(shù)據(jù)上傳服務(wù)器1，服務(wù)器1可以設(shè)置閥門閾值，實(shí)現(xiàn)對監(jiān)測結(jié)果遠(yuǎn)程報(bào)警功能。管理人員可以通過手機(jī)或者電腦打開瀏覽器，進(jìn)入服務(wù)器1查閱每個(gè)實(shí)驗(yàn)室的安全數(shù)據(jù)情況。

具體的工作流程為：

首先先對協(xié)調(diào)器模塊2中的cc2530單片機(jī)進(jìn)行初始化，開始組網(wǎng)，讓所有節(jié)點(diǎn)模塊3加入zigbee網(wǎng)絡(luò)中，做好接收無線數(shù)據(jù)準(zhǔn)備工作，同時(shí)協(xié)調(diào)器模塊2中的MCU也對GSM模塊進(jìn)行上電初始化，為數(shù)據(jù)上傳服務(wù)器進(jìn)行準(zhǔn)備；其次對各個(gè)節(jié)點(diǎn)模塊2的cc2530單片機(jī) 進(jìn)行初始化，加入zigbee網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點(diǎn)模塊3里的傳感器開始工作，開始采集實(shí)驗(yàn)室環(huán)境數(shù)據(jù)，由節(jié)點(diǎn)模塊3無線發(fā)送給協(xié)調(diào)器模塊2；最后協(xié)調(diào)器模塊2對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷接收，發(fā)送給MCU，MCU驅(qū)動(dòng)GSM模塊，把數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器。