CN102930688B - 实验室智能安防监控报警装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实验室智能安防监控报警装置，涉及响应两种以上不同的意外或异常情况的报警器，是一种基于GSM技术的实验室智能安防监控报警装置，包括由主控电路、信息采集模块、报警模块和远程控制模块四个部分，其中，主控电路由单片机及其设置的操作主程序、MAX232模块、按键面板和液晶显示屏构成，信息采集模块包括烟雾传感器、CO传感器、温度传感器和红外传感器，报警模块由蜂鸣器和LED灯构成，远程控制模块由含有GSM技术的SIM300的手机模块、语音控制器和K1、K2、K3和K4四路继电器构成，具有远程控制和自动报警的功能，克服了现今高校实验室不能实现实时监控，导致实验室在安防监控上存在漏洞的缺陷。
Description
技术领域
本发明的技术方案涉及响应两种以上不同的意外或异常情况的报警器，具体地说是实验室智能安防监控报警装置。
背景技术
随着高等教育的发展，实践教学在学校教育中的重要性日益明显，实验室的利用率随之增大。实验室安全事故主要是由硬件、软件两方面的问题造成的。硬件方面指的是实验室基础设施，软件方面指的是管理人员对安全工作的认识。高校实验室里有大量的仪器设备，并且实验仪器设备的数量和种类都在不断增加。随着实验室长时间及频繁的使用，很难完全避免不可预料的火灾其他灾害的发生。如果一旦发生险情不能及时处理，会给师生人员安全带来危害和对给学校的财产带来损失。目前，大多高校实验室分散且管理人员不足，在管理上不能做到面面俱到，不能实现实时监控，导致实验室在安防监控上存在漏洞。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供实验室智能安防监控报警装置，是一种基于GSM技术的实验室智能安防监控报警装置，实现对实验室温度、烟雾和CO气体环境信息，以及盗警安全信息的远程监控及险情报警，具有远程控制和自动报警的功能，并通过手机短信的方式接收警报信息，克服了现今高校实验室不能实现实时监控，导致实验室在安防监控上存在漏洞的缺陷。
本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：实验室智能安防监控报警装置，是一种基于GSM技术的实验室智能安防监控报警装置，包括由主控电路、信息采集模块、报警模块和远程控制模块四个部分，其中，主控电路由单片机及其设置的操作主程序、MAX232模块、按键面板和液晶显示屏构成，信息采集模块包括烟雾传感器、CO传感器、温度传感器和红外传感器，报警模块由蜂鸣器和LED灯构成，远程控制模块由含有GSM技术的SIM300的手机模块、语音控制器和K1、K2、K3和K4四路继电器构成；其中主控电路各构成部件的连接方式是：MAX232的9、10引脚与单片机的PC3、PC4引脚连接，PC3、PC4引脚是单片机中断口0模拟串口，MAX232的12引脚与单片机的PC5引脚连接，PC5引脚是单片机中断口1模拟输入串口，主控电路中的按键面板的8位数据线与单片机的PA口连接、液晶显示屏三根引脚E、R/W与D/I分别与单片机的PD0、PD1和PD2相连；其他各个各构成部件的连接方式是：信息采集模块中的烟雾传感器、CO传感器、温度传感器和红外传感器分别与单片机的PB4、PB3、PD3和PB5引脚连接，报警模块中的蜂鸣器和LED灯与四路继电器中的继电器K1相连，远程控制模块中的手机模块与MAX232的8、7引脚连接，语音控制器的TXD引脚与MAX232的13引脚连接，四路继电器中的继电器K2与实验室总闸连接，另两个继电器K3、K4接口没有连接电路，在必要的时候将扩展使用。
上述实验室智能安防监控报警装置，所述全部部件和连接电路都安置在一个盒箱内，该盒箱外屏上的按键面板设置有0～9共十个数字按键和OK键、退出键、左移键、右移键、按键*和按键#六个功能选择按键。
上述实验室智能安防监控报警装置，所述单片机中设置的操作主程序流程是：启动→程序初始化→液晶显示屏菜单选择→报警设置→信息采集→单片机判别→是否超过阈值？N→返回信息采集；Y→发送警报短信、声光报警和液晶显示屏显示→险情处理→返回信息采集。
上述实验室智能安防监控报警装置，所述单片机的型号为HT66F50，液晶显示屏的型号为LCD12864，温度传感器型号为18b20，红外传感器型号为1838，语音控制器的型号为LD3322。
上述实验室智能安防监控报警装置，所述盒箱的尺寸为250mm×100mm×80mm。
上述实验室智能安防监控报警装置通过手机模块控制单片机的运行方式是：所述手机模块采用含有GSM技术的SIM300的手机模块，并配置一张手机SIM卡，具有普通手机发短信和通话的功能。HT66F50单片机循环检测多路传感器中的烟雾传感器、CO传感器、温度传感器18b20和红外传感器1838将收集到的环境信息，并进行处理，当有数据超过阈值时，给预设的管理员手机号码发送报警短信。当管理员发送约定控制格式短信到配置的手机时，SIM300手机模块接收此短信，然后将处理后的信息发给HT66F50单片机，由HT66F50单片机作进一步处理。另一方面，管理员在接收到险情报警短信并经过确认后，通过手机发出语音命令传送到语音控制器LD3322，语音控制器LD3322则发送特定命令到HT66F50单片机，HT66F50单片机根据处理的信息数据和收到的语音命令控制相应的多路继电器中的一路或几路继电器，相应的继电器将实现特定功能，包括开启蜂鸣器和LED灯，切断实验室总闸，同时单片机处理后的实时信息将在晶显示屏上显示。
上述实验室智能安防监控报警装置，其中所涉及到元器件及其连接方式均是本技术领域的普通技术人员所熟知的，所用到的元器件都可以通过商购获得。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，由于本发明实验室智能安防监控报警装置提供一种基于GSM技术的实验室智能安防系统，能对实验室温度、烟雾和CO气体环境信息，以及盗警安全信息的远程监控及险情报警，在出现险情而有关人员又不能现场处理时，可通过给预置手机发送处置命令短信的方式，或者打电话语音控制的方式，及时采取措施。在无险情而又想要了解实验室环境信息时，可通过发送约定控制格式短信的形式获取，为此本发明实验室智能安防监控报警装置可以实现实验室的集中管理，有效节约人力资源，并能对实验室进行更全面的监控，由此完全克服了现今高校实验室不能实现实时监控，导致实验室在安防监控上存在漏洞以及由于实验室管理人员不足及不能及时处理险情的管理疏漏的缺陷。下列实施例中进一步阐明了本发明突出的实质性特点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明实验室智能安防监控报警装置构成示意框图。
图2是本发明实验室智能安防监控报警装置中各构成部件的连接线路示意图。
图3是本发明实验室智能安防监控报警装置的外观示意视图。
图4是本发明实验室智能安防监控报警装置的单片机中设置的操作主程序的流程图。
图中，1.液晶显示屏，2a.烟雾传感器插口，2b.CO传感器插口，2c.18b20型温度传感器插口，2d.1838型红外传感器插口，3.数字按键1，4.数字按键2，5.数字按键3,6.OK键，7.数字按键4，8.数字按键5，9.数字按键6，10.左移键，11.数字按键7，12.数字按键8，13.数字按键9，14.右移键，15.按键*，16.数字按键0，17.按键#，18.退出键。
具体实施方式
图1所示实施例表明，本发明的实验室智能安防监控报警装置包括由主控电路、信息采集模块、报警模块和远程控制模块四个部分，其中，主控电路由单片机及其设置的操作主程序、MAX232模块、按键面板和液晶显示屏构成，信息采集模块为多路传感器，包括有烟雾传感器、CO传感器、温度传感器和红外传感器，报警模块由蜂鸣器和LED灯构成，远程控制模块由含有GSM技术的SIM300的手机模块、语音控制器和四路继电器构成；操作人员通过晶显示屏并配合按键面板将需要的功能选择信息输入单片机，单片机将按此指令进行工作，多路传感器中的烟雾传感器、CO传感器、温度传感器和红外传感器将收集到的环境信息输入单片机，单片机循环检测多路传感器输入的信息数据，并进行处理，当有数据超过阈值时给预设的管理员手机号码发送报警短信，当管理员发送约定控制格式短信到配置的手机时，手机模块接收此短信，然后将处理后的信息通过MAX232模块传给单片机，由单片机作进一步处理，另一方面，管理员在接收到险情报警短信并经过确认后，通过手机发出语音命令传送到语音控制器，语音控制器则通过MAX232模块发送特定命令到单片机，单片机根据处理的信息数据和收到的语音命令控制相应的多路继电器，相应的继电器将实现特定功能，其中一路继电器将实现开启报警模块中的蜂鸣器和LED灯，另一路继电器将实现切断实验室总闸，另有两路继电器的继电器接口是在必要的时候扩展使用，同时单片机处理后的实时信息将在晶显示屏上显示。
图2所示本发明实验室智能安防监控报警装置中各构成部件的连接线路的实施例表明主控电路是本发明装置的核心部分，HT66F50单片机采用精简封装方式，实际引脚个数低于预计，因此采用串行通信方式。其中4*4键盘形式的按键面板上的数字按键1（3）、数字按键2（4）、数字按键3（5）、OK键（6）、数字按键4（7）、数字按键5（8）、数字按键6（9）、左移键（10）、数字按键7（11）、数字按键8（12）、数字按键9（13）、右移键（14）、按键*（15）、数字按键0（16）、按键#（17）和退出键（18）的8位数据线与HT66F50单片机PA0～PA 7口相连。液晶显示屏LCD12864的三根引脚E、R/W与D/I组成串行模式电路分别与HT66F50单片机的PD0、PD1和PD2相连。SIM300手机模块与MAX232的8、7引脚连接，MAX232的9、10引脚与HT66F50单片机的PC3、PC4引脚即单片机中断口0模拟串口引脚连接，从而实现串口通信，语音控制器LD3322的TXD引脚与MAX232的13引脚连接，MAX232的12引脚与HT66F50单片机的PC5引脚即单片机中断口1模拟输入串口引脚连接，SIM300手机模块与单片机之间通过MAX232连接，蜂鸣器LS和LED灯与继电器（RELAYK）K1相连，温度传感器18b20与HT66F50单片机的PD3相连，红外传感器1838与HT66F50单片机的PB5引脚相连，烟雾传感器和CO传感器都各通过I/O口的一根数据线分别与HT66F50单片机的PB4和PB3引脚相连，继电器（RELAYK）K2与实验室总闸连接，剩余的继电器（RELAYK）K3和继电器（RELAYK）K4两个继电器接口作为扩展备用，报警模块外的另一LED灯连接至HT66F50单片机的VSS。
图3所示实施例表明，本发明实验室智能安防监控报警装置的外形为一盒箱，其尺寸为250mm×100mm×80mm。该盒箱的上面设有液晶显示屏（1）和4*4键盘形式的按键面板，该按键面板上有数字按键1（3）、数字按键2（4）、数字按键3（5）、OK键（6）、数字按键4（7）、数字按键5（8）、数字按键6（9）、左移键（10）、数字按键7（11）、数字按键8（12）、数字按键9（13）、右移键（14）、按键*（15）、数字按键0（16）、按键#（17）和退出键（18）。在该盒箱的一侧面设有烟雾传感器插口（2a）、CO传感器插口（2b）、18b20型温度传感器插口（2c）和1838型红外传感器插口（2d）。
图4所示实施例表明，本发明实验室智能安防监控报警装置的单片机中设置的操作主程序流程是：启动→程序初始化→液晶显示屏菜单选择→报警设置→信息采集→单片机判别→是否超过阈值？N→返回信息采集；Y→发送警报短信、声光报警和液晶显示屏显示→险情处理→返回信息采集。
以下所有实施例中所使用的实验室智能安防监控报警装置均是按上述图1、图2、图3和图4所示实施例装配成的实验室智能安防监控报警装置。该装置以HT66F50单片机作为主控芯片，配合含有配置一张手机SIM卡的GSM技术的SIM300手机模块、液晶显示屏和按键面板辅助部件，实现对实验室安防的智能监控报警。所述按键面板采用扫描输入方式，按键面板配合液晶显示屏进行菜单操作，实现信息的查询及相应功能的设置，查询当前的信息及历史警报信息，设置有用于接收警报短信的实验室管理员的手机号码，可实现实验室的布防和撤防的操作。当进行声光报警时，蜂鸣器鸣叫并且LED彩灯闪烁。本实施例的HT66F50单片机使用外部时钟，晶振频率4MHz，晶振两端分别于单片机HT66F50的OSC1、OSC2相连。下列所有实施例的单片机HT66F50其他功能主要使用的是单片机的普通I/O口功能。
实施例1
在容易发生火灾的实验室监控报警火灾的发生。
将HT66F50单片机开机后，液晶显示屏LCD12864显示开机画面，并进行程序初始化，初始化完成后，进入待机画面，当键盘按键OK键（6）按下时，通过液晶显示屏LCD12864显示输入密码的人机界面，只有管理人员才能对设备进行设置，输入正确密码后，进入菜单选择，菜单包括“用户初始化”、“传感器功能设置”、“继电器功能设置”和“拨号”，选择“用户初始化”，管理员根据需求设置设备发送信息的管理员手机号，设定完成后设备将发送设定成功的信息到管理员手机上，已确认设置成功；选择“传感器功能设置”，开启温度传感器18b20、烟雾传感器和CO传感器的功能。选择“继电器功能设置”，开启继电器K2的功能，继电器K1不能被设置始终处于开启功能状态；选择“拨号”，可以给任意手机用户拨打电话，可满足日常需求和紧急情况下拨打求救电话；HT66F50单片机随时对接收到的温度传感器18b20、烟雾传感器和CO传感器的数据进行循环采集并判别，监控室内危险参数。当发生火灾时，实验室环境温度、CO浓度以及烟雾浓度过高并达到一定阈值，继电器K1自动打开，启动报警模块，蜂鸣器鸣叫，LED灯闪烁，液晶显示屏LCD12864显示当前数据信息，同时SIM300手机模块工作，预置的手机卡自动发送报警短信到设置的管理员手机，管理员在排除室内有人抽烟等类似误报的可能之后，确认火灾险情确实发生后，除了采取常规处置手段，如拨打119、立刻去现场处理等之外，通过远程控制，向物联网电话发送火警处置命令短信，或通过打电话的方式，语音控制继电器K2关闭实验室总闸，切断实验室的一切电源。
实施例2
实验室有人闯入的监控报警。
将HT66F50单片机开机后，液晶显示屏LCD12864显示开机画面，并进行程序初始化，初始化完成后，进入待机画面，当键盘按键OK键（6）按下时，通过液晶显示屏LCD12864显示输入密码的人机界面，只有管理人员才能对设备进行设置，输入正确密码后，进入菜单选择，菜单包括“用户初始化”、“传感器功能设置”、“继电器功能设置”和“拨号”，选择“用户初始化”，管理员根据需求设置设备发送信息的管理员手机号，设定完成后设备将发送设定成功的信息到管理员手机上，已确认设置成功；选择“传感器功能设置”，开启红外传感器1838的功能。选择“继电器功能设置”，开启相应继电器K的功能，继电器K1不能被设置，始终处于开启功能状态；选择“拨号”，可以给任意手机用户拨打电话，可满足日常需求和紧急情况下拨打求救电话；HT66F50单片机随时对接收到的红外传感器1838的数据进行循环采集并判别，当实验室有人闯入时，红外传感器1838将数据发送给HT66F50单片机，及时启动报警装置，蜂鸣器鸣叫，LED灯闪烁，同时SIM300手机模块工作，预置手机卡自动发送报警短信到预设的管理员手机，并发送警报短信到管理员手机，及时采取处理措施。
Claims (3)
1.实验室智能安防监控报警装置，其特征在于：是一种基于GSM技术的实验室智能安防监控报警装置，包括主控电路、信息采集模块、报警模块和远程控制模块四个部分，其中，主控电路由单片机及其设置的操作主程序、MAX232模块、按键面板和液晶显示屏构成，信息采集模块包括烟雾传感器、CO传感器、温度传感器和红外传感器，报警模块由蜂鸣器和LED灯构成，远程控制模块由含有GSM技术的SIM300的手机模块、语音控制器和K1、K2、K3和K4四路继电器构成；其中主控电路各构成部件的连接方式是：MAX232的9、10引脚与单片机的PC3、PC4引脚连接，PC3、PC4引脚是单片机中断口0模拟串口，MAX232的12引脚与单片机的PC5引脚连接，PC5引脚是单片机中断口1模拟输入串口，主控电路中的按键面板的8位数据线与单片机的PA口连接、液晶显示屏三根引脚E、R/W与D/I分别与单片机的PD0、PD1和PD2相连；其他各个各构成部件的连接方式是：信息采集模块中的烟雾传感器、CO传感器、温度传感器和红外传感器分别与单片机的PB4、PB3、PD3和PB5引脚连接，报警模块中的蜂鸣器和LED灯与四路继电器中的继电器K1相连，远程控制模块中的手机模块与MAX232的8、7引脚连接，语音控制器的TXD引脚与MAX232的13引脚连接，四路继电器中的继电器K2与实验室总闸连接，另两个继电器K3和K4接口没有连接电路；上述主控电路、信息采集模块、报警模块、远程控制模块和连接电路都安置在一个盒箱内，该盒箱外屏上的按键面板设置有0～9共十个数字按键和OK键、退出键、左移键、右移键、按键*和按键#六个功能选择按键；上述单片机中设置的操作主程序流程是：第一步启动；第二步程序初始化；第三步液晶显示屏菜单选择；第四步选择报警设置；第五步信息采集；第六步单片机判别；第七步判别是否超过阈值？第七步的答案为否返回信息采集；第七步的答案为是，第八步发送警报短信、声光报警和液晶显示屏显示；第九步险情处理；第九步之后返回信息采集。
2.根据权利要求1所述实验室智能安防监控报警装置，其特征在于：所述单片机的型号为HT66F50，液晶显示屏的型号为LCD12864，温度传感器型号为18b20，红外传感器型号为1838，语音控制器的型号为LD3322。
3.根据权利要求1所述实验室智能安防监控报警装置，其特征在于：所述盒箱的尺寸为250mm×100mm×80mm。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |