CN111667388A - 一种应用于实验室的智慧应急监控系统 - Google Patents

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CN111667388A CN202010498485.7A CN202010498485A CN111667388A CN 111667388 A CN111667388 A CN 111667388A CN 202010498485 A CN202010498485 A CN 202010498485A CN 111667388 A CN111667388 A CN 111667388A
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Abstract

本发明涉及一种应用于实验室的智慧应急监控系统，包括综合管理系统、资产管理系统、动力监测系统、环境监测系统及安防监控系统，综合管理系统，包括：开放预约管理系统，实验项目管理系统，实验数据管理系统，实验考核管理系统；资产管理系统，包括设备管理系统、耗材管理系统、样品管理系统，危险化学品管理系统；环境监测系统，包括有害气体监测模块、温湿度监测模块；安防监控系统，包括门禁系统、视频监控系统、烟雾监测系统。本发明的系统通过分布在实验室的各种传感器和数据传输设备，进行在线式实时数据采集、数据分析及智能联动，实现各系统的紧密配合和协调统一，实现全面监控实验室整体运行情况，提高实验室管理水平。

Description

一种应用于实验室的智慧应急监控系统
技术领域
本发明涉及监控技术领域，具体涉及一种应用于实验室的智慧应急监控系统。
背景技术
实验室作为科研、教学过程中的一个重要场所，需要时刻保障环境的清洁与安全。目前，很多实验室缺少环境监测和安全监控，且对实验室的综合管控不是很到位，包括实验室的预约管理、考核管理、物料管理和设备管理等，多还处于人工管理模式，效率低下，且造成了很多的安全隐患和资源浪费。
管控方面大致存在如下问题：
(1)实验计划方面：
实验预约、实验安排、实验监控、实验结果、数据管理等环节存在管控问题，特别是实验预约，学生很难查看实验室的空闲时段，管理员也很难为学生预备实验条件，在选择实验课方面，总是以班级或者专业为单位进行排课，使得教学缺乏自主化，人性化。
(2)资产管理方面：
包括实验仪器设备、物料样品、固定资产等，实验室的资产具有数量大、种类多、价值高、使用周期长、使用地点分散等特点，采用传统人工管理模式，工作人员工作量大，还容易出错。
(3)安防监控方面：
包括门禁系统、视频监控、消防报警等，传统的监控模式都是以人为本，依靠轮流值班，人工巡回等方式查看；不仅效率低下，而且存在各种弊端。
(4)动力监控方面：
实验室内的各种用电设备缺少用电实时监控，比如空调、新风系统、照明、仪器设备等，其运行状态和用电质量无法实时监控，一旦发生用电安全事故，将造成和大损失。
(5)环境监控方面：
实验室内存在各种常规气体、有毒气体、挥发性气体、可燃气体、放射性气体等，这些气体缺少实时监控，当其浓度超出标准值时，很容易发生人身安全事故。另外，实验室温湿度和空气洁净度关系到实验室的设备正常运行和人员的工作条件，对实验室的温湿度和空气洁净度缺少实时智能监控。
(6)联动应急方面：
虽然有些实验室安装了部分监控系统，但是监控不够全面，系统之间各自独立，仅仅是监测预警，各系统之间不能形成联动控制，出了问题缺少应急预案和应对措施，无法远程控制相关设备。
申请公布号CN105425762A的发明专利公开了一种机房动力环境集中监控系统，该系统包括监控管理中心、动力设备监控系统、机房环境监测系统、视频监控系统和机房安防监控系统，该系统可以实现对机房内环境参数的监控、视频监控、安防监控，降低了人工巡查等工作的工作量。管理人员可以根据自己的权限查看监控画面、设备运行状态，系统还具有报表管理模块、报警模块等，机房管理人员可以实时了解机房情况，提高对机房的管理水平。但是机房与实验室还是有不同之处，该专利提供的监控方案，还是不能很好地解决上述提出的几个问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种应用于实验室的智慧应急监控系统，以解决上述提出的问题，提高实验室的管理水平。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种应用于实验室的智慧应急监控系统，包括综合管理系统、资产管理系统、动力监测系统、环境监测系统及安防监控系统，综合管理系统，包括：
开放预约管理系统，具有查询预约模块；
实验项目管理系统，具有教学计划模块、教学资源上传模块、成绩管理模块；
实验数据管理系统，具有实验数据保存模块、统计和分析模块、实验成果模块；
实验考核管理系统，具有实验考核计划模块、考核试题模块、考核成绩模块；
门户网站，用于提供学习平台；
场地信息管理系统，用于提供基于电子地图与图示定位技术的自定义用户场所管理功能，用户或项目实施人员可对各级部门单位所使用或所在的区域、建筑、楼层、房间各级场所进行逐级的信息管理与图示定位管理；
资产管理系统，包括：
设备管理系统，具有设备台账管理模块，设备保养、定检、期间核查管理模块，设备使用、维修、报废管理模块，设备使用率、故障率、寿命统计管理模块；
耗材管理系统，用于对低值品与耗材的加入、存储、使用、补充、损耗的管理；
样品管理系统，对实验中所需样品的加入、存储、使用、补充、损耗的管理；
危险化学品管理系统，对实验室的危险化学品的购入、储存、使用、补充进行管理；
动力监测系统，包括：
电力参数监测模块，断电监测模块，空调状态监测模块，UPS联动监控模块；
当配电系统用电存在安全隐患或故障时，即发出报警提示，或者自动切断供电负荷开关，且在故障处理后可以远程合闸；
环境监测系统，包括：
有害气体监测模块、PM2.5监测模块、温湿度监测模块、水浸监测模块；
根据实验室内温湿度监测模块采集的数值，启动或停止空调和加湿设备，根据PM2.5监测模块采集的数值，启动通风设备，有害气体监测模块采集的相应气体浓度达到报警条件，自动启动通风设备和广播系统；
安防监控系统，包括：
门禁系统、视频监控系统、广播系统、烟雾监测系统；
门禁系统、视频监控系统、广播系统，均与云平台通信连接，监控中心可以查看现场情况，当发生入侵，会自动弹出现场画面进行确认；
广播系统，可以收听实验室内的声音，并能实现对讲；
烟雾监测系统监测到烟雾时，启动相应的灭火装置，并将对应的视频监控系统采集的视频图像传输至云平台，通过点位绑定视频监控设备，监控中心可实时查看现场，一旦发生火警，会自动弹出现场画面进行确认。
进一步地，实验室门口设有显示牌，显示牌为触摸屏，可以使用该显示牌进行预约查询。
进一步地，动力监测系统中，通过电力参数监测模块，可以实现供电系统的电压、电流、频率、有功功率指标进行动态监测，有异常情况，可以及时告警。
进一步地，环境监测系统中，有害气体监测模块包括分别对应CO、CH4、O2气体监测的气体探测器，对有害气体浓度实时监控，一旦最高浓度达到报警浓度立即自动报警，自动保存数据；设初、高两级报警限；一旦现场浓度达到报警浓度立即自动进行初级报警，发出短信或微信通知值班人员及语音声光报警，自动保存数据；初级报警后，人工可前往查看并处理，若无法处理或处理不及时引起高级报警，高级报警发生一段时间后自动启动相应的通风设备。
进一步地，实验室的墙上均匀安装多个PM2.5传感器，可实时监测到实验室内部的空气质量，一旦超标自动报警，发出短信或微信通知值班人员和语音声光报警，报警持续一段时间后可自动启动通风设备和降尘系统。
进一步地，水浸监测模块包括设置在实验室内的若干个漏水隐患点的水浸传感器，达到设定的报警值，则可以报警。
进一步地，所述空调状态监测模块，可以实时监控空调当前的启动、停止、待机、运行状态和出风温度，利用可网管红外遥控编码学习方式实现各实验室的空调联动监控。
进一步地，所述监控中心包括视频系统、音频系统以及对视频系统、音频系统进行控制的集中控制系统，通过综合布线的方式连接监控中心的各指挥场所，指挥场所包括指挥大厅、值班室、会商室。
进一步地，视频监控系统中，可以对不同位置的视频监控设备进行不同的设置，对其中若干个监控点设定24小时不间断监控，视频监控设备不间断开机进行视频采集；对其他若干个监控点设定报警联动监控录像，正常情况时，视频监控设备处于关闭状态，在异常情况报警发生后联动打开辅助摄像灯光，向有关管理人员报警；在一些监控点设定自动监控录像，在设定的布防时间段内，视频监控设备启动，对于布防时间段内的双鉴或门磁的报警，进行自动抓图存储；在非布防时间段内，视频监控设备关闭。
进一步地，当系统在布防时段出现受控异常时，各监控系统即可通过短信报警平台向指定的人员自动发送报警信息，并记录所有的报警信息，可以利用短信远程发出短信指令控制实验室中接入短信控制平台的相关设备，指定的人员可以利用短信来遥控实验室设备或自动执行预先设计好的安全处置、自动保护程序。
本发明的有益效果：
本发明的系统包括安防监控系统、环境监测系统、动力监测系统、资产管理系统和综合管理系统，通过分布在实验室的各种传感器、监控仪和数据传输设备，采用有线或无线连接，进行在线式实时数据采集、数据分析、预案实施以及智能联动等，实现5个系统的紧密配合和协调统一，实现全面监控实验室整体运行情况。
所有实验室的信息可以联网集中于一个监控中心，可监控实验室温度、湿度、氧气浓度、有害气体、PM2.5、二氧化碳浓度、停电、烟雾等信息。可以减少人工管理和巡检，增强实验室安全性，还可对设备设施维修、借用、使用申请、授权管理等常规业务流程进行网络化、数字化管理；还能够将实验室内所有安全隐患通过预判分析后呈现给管理者，当状态异常或隐患时，即发出报警信息，并能够做出最合理的处理方案，可以联动启动相关设备以消除安全隐患，避免事故的扩大。现场配套视频可以联动点位对应视频画面，进行远程操控和确认，第一时间了解实验室内部的实际情况，实现对安全隐患的统一管理、统一调度、统一应急处理，降低人员成本，提高安全管理水平。
附图说明
图1是本发明应用于实验室的智慧应急监控系统的架构图；
图2是监控中心控制系统架构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例：
如图1所示，一种应用于实验室的智慧应急监控系统，包括综合管理系统、资产管理系统、动力监测系统、环境监测系统及安防监控系统。
综合管理系统，包括：
开放预约管理系统，具有查询预约模块；实验室门口设有显示牌，显示牌为触摸屏，可以使用该显示牌进行预约查询，支持集体预约；系统向用户开放选定的工位时段资源。
实验项目管理系统，具有教学计划模块、教学资源上传模块、成绩管理模块。
实验数据管理系统，具有实验数据保存模块、统计和分析模块、实验成果模块；对实验数据进行保存记录处理。
实验考核管理系统，具有实验考核计划模块、考核试题模块、考核成绩模块；对实验项目进行网上考核。
通过上述几大模块，可以对实验项目进行全方位的过程监控，实现数字化、无纸化实验管控。
还有门户网站，用于提供网上学习平台和丰富的网络资源。
场地信息管理系统，用于提供基于电子地图与图示定位技术的自定义用户场所管理功能，用户或项目实施人员可对各级部门单位所使用或所在的区域、建筑、楼层、房间各级场所进行逐级的信息管理与图示定位管理。
资产管理系统，包括：
设备管理系统，具有设备台账管理模块，设备保养、定检、期间核查管理模块，设备使用、维修、报废管理模块，设备使用率、故障率、寿命统计管理模块。
设备台账管理模块，提供设备的台账信息的维护，提供手工添加EXCEL台账的导入，提供导入模板的下载。
设备保养、定检、期间核查管理模块，提供保养计划的制定、保养记录的添加，提供保养记录的导出，提供定检周期的管理、设备定检的提醒，提供设备定检记录的添加和定检证书的上传，提供设备期间核查计划的制定，设备期间检查的提醒，提供期间核查记录的添加和核查附件的上传。
设备使用、维修、报废管理模块，提供设备维修记录的添加，提供记录添加和附件上传，提供设备使用记录的自动生成和手工添加，在试验任务选定试验设备后自动生成使用记录，提供设备使用记录的导出，提供设备状态报废的记录，设备报废的审批。
设备使用率、故障率、寿命统计管理模块，提供使用率、使用率、寿命的自动统计，以表格和曲线方式展示，提供设备使用率表格的导出。
耗材管理系统，用于对低值品与耗材的加入、存储、使用、补充、损耗的管理。
样品管理系统，对实验中所需样品的加入、存储、使用、补充、损耗的管理。
危险化学品管理系统，对实验室的危险化学品的购入、储存、使用、补充进行管理。
通过资产管理系统，对实验设备的加入、存储、使用、维修、损耗的管理。通过规范化、流程化和信息化的管理控制，注重每一个阶段管理与控制，最大限度保持设备的良好性能，延长设备的工作期限，促进实验室工作的开展,提高实验室的管理水平和服务水平，为实验室管理部门提供宏观数据和决策，节约实验室成本。
资产不仅包括设备类的资产，还包括易消耗资产，如笔、电脑、桌椅等。资产管理不仅有电脑端的系统软件，还有移动客户端的软件，通过智能手机也可处理相应事项，管理更方便。
动力监测系统，包括：
电力参数监测模块，断电监测模块，空调状态监测模块，UPS联动监控模块等，可以对实验室设备的供配电进行监测，对实验室内的通讯电源、配电柜、UPS、蓄电池组、发电机、照明系统、空调系统、防雷系统等动力设备实施远程集中监测管控，充分保障了实验室内的动力系统的正常运行。
当配电系统用电存在安全隐患或故障时，即发出报警提示，或者自动切断供电负荷开关，且在故障处理后可以远程合闸。
系统可实现对各级市配电输出的电压(V)、电流(I)、频率(F)、有功功率(P)等供配电质量指标进行动态监测，对于各种异常情况，如停电、供电频率不稳定、电压波动过大、负载不平衡等状况及时告警。
普通空调运行集中控管和精密空调联动监控：针对普通的壁挂式或柜式空调，采用可网管红外遥控编码学习方式，实现对各个实验室的全方位联动控制，用户也可在实验室里面实现的温度设定、模式切换、关机开机等操作，均可实现基于网络的远程集中控管和系统自动控管。同时通过空调状态监控模块，可实时监控空调当前的启动/停止/待机/运行状态和出风温度，实现控制闭环。针对实验室的精密空调，结合精密空调厂家开放的通讯协议，实时监控空调的本体压缩机状态、风机状态、加热器状态、抽湿器状态、加湿器状态、报警等状态信息。精密空调回风温度、回风湿度、温度设定值、湿度设定值、温度设定偏移值、湿度设定偏移值，远程设定空调运行温湿度值等数据。联动控制空调开关机状态。
UPS联动监控：配置UPS监测通讯模块，结合厂商通讯协议，定制化实现UPS整合监控。系统可动态图示反映当前UPS遥测信息量的实时状态，按UPS厂家协议开放情况，一般包括：UPS市电输入电压、UPS市电输入电压最大值、UPS输入电压最小值、UPS输入频率；UPS输出电压、UPS输出电流、UPS输出频率；UPS单相负荷率、总负荷率、UPS输出功率；UPS旁路电压、电流、频率；实时反映当前UPS主要元件工作情况，全面反映UPS各项运行参数的遥测信息；针对异常情况，如市电停电UPS输入掉电、电池充电以及放电量、UPS负载量不平衡等，及时告警，同时记录告警信息，以备查证；实时记录UPS主要监测量的历史数据，并以曲线、报表等方式汇总，以便汇总报表打印，从而形成更为详细机房设备维护记录。
延时供电：实验室内置后备电源，当实验室电力全部中断时，系统可为运维网设备、工作站自身、以及联接到工作站的传感器、探测器提供30分钟以上延时供电，确保断电后报警动作的执行和外电源断电后半小时内对实验室监测数据的采集监测和存储，以便当时或事后准确了解判断实验室状况。
环境监测系统，对实验室的设备运行环境进行监测，包括：
有害气体监测模块、PM2.5监测模块、温湿度监测模块、水浸监测模块，对空气质量、粉尘、温湿度、有害气体、侧漏等对象进行监测。
有害气体监测模块：包括分别对应CO、CH4、O2气体监测的气体探测器，对有害气体浓度实时监控，一旦最高浓度达到报警浓度立即自动报警，自动保存数据；设初、高两级报警限；一旦现场浓度达到报警浓度立即自动进行初级报警，发出短信或微信通知值班人员及语音声光报警，自动保存数据；初级报警后，人工可前往查看并处理，若无法处理或处理不及时引起高级报警，高级报警发生一段时间后自动启动相应的通风设备。报警时，还可以启动广播系统进行通知，使人员暂时撤离。
PM2.5监测模块：实验室的墙上均匀安装多个PM2.5传感器，可实时监测到实验室内部的空气质量，一旦超标自动报警，发出短信或微信通知值班人员和语音声光报警，报警持续一段时间后可自动启动通风设备和降尘系统。也可以设置成粉尘浓度传感器，对空气质量监测。
水浸监测模块：包括设置在实验室内的若干个漏水隐患点的水浸传感器，达到设定的报警值，则可以报警。如常见的，空调的加湿、冷凝水跑水，管道漏水。水浸报警灵敏度可调，即可有效防止误报、频报，又可对必要水浸情况可靠报警。
温湿度监测模块：可配置数字化温湿度传感器采集监测各个实验室的温、湿度数据，通过有线和无线通讯上传到云平台的服务器，进行集中监测、调控、告警与紧急处置管理。如根据实验室内温湿度监测模块采集的数值，启动或停止空调和加湿设备。
安防监控系统，包括：
门禁系统、视频监控系统、广播系统、烟雾监测系统；门禁系统、视频监控系统、广播系统，均与云平台通信连接，监控中心可以查看现场情况，当发生入侵，会自动弹出现场画面进行确认。
门禁系统是将智能卡技术、计算机控制技术与电子门锁有机结合，利用IC卡或指纹实现对学生和教师的身份实时动态验证，门禁系统由实验室综合管理系统的门禁服务管理软件、智能门禁终端、TCP/IP门禁控制器、专用电源、智能锁等组成。智能门禁终端读卡并验证身份,同时控制门禁控制器实现门的开关；门禁管理软件在后台处理并存储记录；系统采用TCP/IP通讯协议，实现对所有门状态的管理。
同时结合电源控制、网络摄像设备(视频监控系统中的部分监控设备)实现实时对实验设备电源开启和关闭以及实验室的视频监视，验证并保存记录实验室人员进出情况、实验室内部设备操作过程等。
视频监测系统：通过通讯传输设备将视频监视系统与云平台系统相连。可通过点位绑定视频监控设备，实时查看现场，一旦发生火警，会自动弹出现场画面进行确认。支持支持三码流技术，可同时浏览三路码流，并可将录制的视频分别存入硬盘、后端设备显示、手机APP，通过安装在监控中心的监控室的摄像机实时视频语音传输，在任何时候都可以完成“面对面”安排指挥工作。
视频监控系统中，可以对不同位置的视频监控设备进行不同的设置，对其中若干个监控点设定24小时不间断监控，视频监控设备不间断开机进行视频采集；对其他若干个监控点设定报警联动监控录像，正常情况时，视频监控设备处于关闭状态，在异常情况报警发生后联动打开辅助摄像灯光，向有关管理人员报警；在一些监控点设定自动监控录像，在设定的布防时间段内，视频监控设备启动，对于布防时间段内的双鉴或门磁的报警，进行自动抓图存储；在非布防时间段内，视频监控设备关闭。
烟雾监测系统：实验室都配置装有烟雾传感器，监测到烟雾时，启动相应的灭火装置，并将对应的视频监控系统采集的视频图像传输至云平台，通过点位绑定视频监控设备，监控中心可实时查看现场，一旦发生火警，会自动弹出现场画面进行确认。启动灭火装置的条件可以设置，达到什么程度才启动自动灭火装置。当刚监测到烟雾时，也可以按系统设定程序启动本地声光报警，主控服务器的图示定位报警，还可通过GSM网络向网管人员发送短信烟雾监测告警信息，以便使实验室的消防状况得到专业人员的及时关注与处理，预防事故的进一步扩大发展，充分保障设备及其场所、人员的安全。
广播系统，可以收听实验室内的声音，了解教室内的声音情况，配合视频全方位一体监控。实验室设有对讲终端，与监控中心能实现对讲。
图2所示，监控中心包括视频系统、音频系统以及对视频系统、音频系统进行控制的集中控制系统，通过综合布线的方式连接监控中心的各指挥场所，指挥场所包括指挥大厅、值班室、会商室等，通过对各种音视频信号的集中交换与处理，实现本地、远程分散/集中的应急指挥应用对音视频的需要，从而达到实现网络化、一体化管理，智能化应急指挥环境的整体目标。
系统平台软件：主要涉及以下内容。
1)策略化温度自动调控/报警
该系统可实现与各类空调的定制化控制对接，可设置温度监测调控与报警的组合策略，可设定温度调节控制的上下限阈值(例如基准温度23±5℃)，环境温度上升高于上限阈值，可由系统自动启动空调、备用空调，加强制冷调控或启动通风设备进行替代降温调控。调控收效不显著，温度继续上升超过警戒温度值的超温状态的持续时间超过预设置时长值，系统进行报警，既可对必须受控的状况进行告警，又可过滤调控过程中的暂时波动状况，以免过度敏感和频繁的报警产生。
该系统可根据调控需要，与除加湿设备实现控制对接，设定湿度监测告警阈值及其自动调控与报警的组合策略，室内湿度过高时，可由系统自动启动湿度调控设备进行自动调控，将湿度回调控制在其基准阈值内，若调控失败湿度超标持续时间超过预定的时长值，系统自动报警。
2)空调运行集中控管和联动监测控制
实现对各个实验室空调的全方位联动控制，包括温度设定、模式切换、关机开机等操作均可实现基于网络的远程集中控管和系统自动控管。同时通过空调状态监控模块，可实时监控空调当前的启动/停止/待机/运行状态和出风温度，实现控制闭环。
3)电力通断状态监测报警
通过现场相应的智能电力采集装置，可对市电、UPS、电池等的配电输出的通断进行监测，并对断电状况按预设置策略进行报警及联动控制处置。具体功能如下：
电压监控报警：可设定电压的报警上限与报警下限，对电压过高、过低以及电压波动，按用户设定策略进行报警；
电流监控报警：可设定电流的报警上限与报警下限，对电流过大、过小情况按用户设定策略进行报警；
功率因数报警：可对实验室用电的功率因数进行实时监控，当功率因数低于设定底线时按用户设定策略进行告警，以便用户及时调整可控因素提升供电质量与用电效率。
频率超限、频率漂移报警：可实时监控实验室供电频率，并对供电频率超限或频率漂移过大情况按用户设定策略进行告警。
负载不平衡告警：可实时计算三相负载不平衡度，当该指标超过20％时按用户设定策略进行告警。
线温实时监控告警：可实时采集监测配电线路温度，当线温超出设定温度值(在回路故障或电力异常情况下会出现)，可按用户设定策略进行告警。
电量计量：可实现对实验室用电量的监测累计，实现用电量的统计、计费与结算。
4)UPS联动监控：系统可动态图示反映当前UPS遥测信息量的实时状态，全面反映UPS各项运行参数的遥测信息；针对异常情况，如市电停电UPS输入掉电、电池充电以及放电量、UPS负载量不平衡等，及时告警，同时记录告警信息，以备查证；实时记录UPS主要监测量的历史数据，并以曲线、报表等方式汇总，以便汇总报表打印，从而形成更为详细实验室设备维护记录。
5)多路同步实时数字化视频显示：
实验室现场的视频信号，系统按照低码率、高清晰度的H.264格式，对采集的视音频信号进行实时的数字化压缩编码和IP封装，生成实时的流媒体视频码流上传到互联网，实现实时的网络视频监控。可按用户在监控中心设置，将实时的流媒体数据以H.264文件格式存储到硬盘，实现每秒25或30帧/路的硬盘录像。
用户可随时通过IE以Web方式远程登陆视频监控页面，进行网络远程视频监控，随时了解实验室现场状况。
经授权人员可在本地和网络按日期、时间、通道号(镜头编号)等多种方式查询硬盘中授权范围内的录像文件，并可进行本地或网络点播回放。系统支持多级用户权限管理。系统及其选配设备均采用全硬件实时独立编码模块和解码模块，支持硬盘录像文件的实时本地或网络远程查询回放。
6)不间断移动帧测录像
根据需求可对特定视频监控点设定24小时不间断监控，监控镜头不间断开机进行视频采集，同时对视频流采用动帧传输/存储技术，即只在录像画面出现移动图像时，才生成新的数字视频码流进行存储和传输，既可全天候长时间监控录像又可充分节约网络带宽和硬盘空间资源。
7)报警联动监控录像
根据需求可对特定视频监控点设定报警联动监控录像，即正常情况时，监控设备(如摄像机)皆处于关闭状态，本系统在异常情况报警发生后联动打开辅助摄像灯光，向有关管理人员报警。各路摄像机会自动开始监控，硬盘录像机自动开始录像，作为安全文件存储及异地存储备分的同时，对视频进行数字化压缩编码，生成实时视频流组播到局域网，对视频流数据进行异地存储备份。同时上传到互联网，以供管理人员通过网络随时了解现场状况。可通过点位绑定视频监控设备，实时查看现场，一旦发生报警或火警，会自动弹出现场视频或图像探测器画面进行确认。
8)定时自动监控录像
根据需求可对特定视频监控点设定定时自动监控录像，即在系统主机上，可对选定的一组或多组视频监控点设置视频监控的开启、关闭的编程自动控制执行时间表，在非布防时段该组视频监控点的监控设备皆处于关闭状态；在系统的日期、时间值进入设定布防时段后，系统自动打开该组视频监控点的辅助摄像灯光及视频监摄像机。系统自动开始移动侦测模式的硬盘录像，作为安全文件存储及异地存储备份的同时，对视频进行数字化压缩编码，生成实时视频流组播到局域网，同时上传到互联网，以供管理人员通过网络随时了解现场状况。
9)报警自动抓图存储
可按用户设定策略，对布防时段内的特定双鉴或门磁的报警在设定通道进行抓图存储处理，以便用户直观快捷地了解实验室人员出入活动状况。
10)交换机远程串口命令配置
配置交换机远程串口命令行配置模块，系统可实现针对交换机、路由器、硬件防火墙等支持串口通讯控制的设备实现基于网络的远程串口命令行方式的配置管理，实现网络设备远程分布式的集控化配置管理。
11)远程电源管理、强制重启、
系统可实现对实验室动力电源的远程监测和管理控制，可对死机的交换机、服务器等网络设备进行远程强制断通电重启。结合系统远程串口命令行配置功能，可足不出户地解决大多数常见的运行和维护管理问题。
12)图示定位告警
针对各实验室的受控安防监控状况，环境监控状况、设备监控状况，在主控服务器上可实现基于拓扑图或电子地图的图示定位报警，一旦出现特定受控状况，主控服务器可在图上出现状况点的图示变化与声音报警和文字报警信息；工作人员可迅速定位状况地点和状况性质。
13)短信告警、电话自动语音拨号告警
针对各实验室的受控状况，通过主控服务器的短信报警平台，可实现手机短信报警，一旦出现特定受控状况，可以将预定义编辑的准确表述的短信文字报警信息，发送到一组人员的手机上，实现随时随地的移动监测报警。系统还支持自动语音拨号告警，可自动拨号到设定报警号码，并将平台报警语音传送到接听报警电话的用户，实现电话自动语音告警。
14)远程短信指令控制、查询
当系统在布防时段出现受控异常时，监控系统即可通过短信报警平台向指定的人员自动发送报警信息，并记录所有的报警信息。可以利用短信远程发出短信指令控制实验室中接入短信控制平台的相关设备，指定的人员可以利用短信来遥控实验室设备或自动执行预先设计好的安全处置、自动保护程序。针对实验室的主要环境变量状态、设备状态，可设计实现短信状态查询，系统接收到被授权手机的状态查询短信指令后，可将当前的主要设备环境状态信息发送到被授权的查询手机上。
15)系统日志、数据查询
系统自动保存监测事件记录、报警记录与系统操作事件记录。环境变量、设备运行状态变量，市、配电状态变量等各类受控监测事件、监测数据记录，以及网络遥控操作、现场手动操作、系统自动操作、短信指令操作等各类系统操作事件记录与实时视频监控录像文件共同构成完整的系统安全记录体系。管理人员可随时查询，及时全面了解与系统安全相关的历史过程和当前状况。
16)配置管理：
通过对系统、设备的群组划分设置、主/备IP、主/备网关、主/备子网掩码、时间服务器等通讯参数，布防撤防时段、数据存储间隔、二次报警延时、控制动作延时等运行参数、报警策略、调控策略参数的设置、保证系统正常、稳定运行。
17)故障管理、性能管理：
系统支持对各种智能设备协议开放提供的的软、硬件故障信息、运行状态、参数信息的采集和处理，并可按用户设计的告警基本分类表，对监测告警事件及用户定义的运行状态变更事件进行管理和事件上报控制等功能。支持配置数据、监测数据的备份和恢复。
18)维保管理：
系统可使所有维修流程将实现电子化办公，改变传统的纸质作业模式，使维保作业更透明系统化。
手机APP中提供设施故障一键报修，实现管理方与维保工作无缝对接，从各种系统故障的自动上报、日常工作中的人工自主故障上报，到故障的指派、分发、协同处理，直至故障的确认和解决，上传故障维修单据。设施运行数据真实有效，故障预警及时处理，设施完好率、故障统计数据一目了然。
维保人员可在APP中进行维保检测设置，选择维保目的、维保系统(可多选)、设置时间及维保人员、手动完成维保，并做维保小结；平台自动记录维保数据，维保可上传维保凭证、企业可对维保记录进行评星评价；所有维保联动记录一目了然，确保维保检测数据的真实性。
19)安全态势和风险隐患评估
系统可实现实验室各系统安全态势评估功能，如果在安全态势评估的过程中发现消防隐患，可以及时推送给相关人员处理，让相关人员有针对性的开展隐患排查工作。同时，以安全态势评估数据为基础结合实验室消防设施其他数据，通过大数据分析技术，对实验室消防信息进行综合查询和统计分析，排查出实验室存在的安全隐患，生成实验室安全评分。
20)用户权限管理：
系统支持按照级别、片区、责任类别对用户的角色、权限进行管理分配，对不同级类用户定义不同权限。所有前端实验室的视频图像和动力环境监控软件，对所有网络中的用户实现授权管理，用户根据不同权限对图像、数据进行监视、查询、录像、回放等操作；实现整个系统中所有服务器软件的数据库同步功能，实现数据统一管理。支持对用户的增、删、改、查。
21)设备管理、通讯管理：
系统在运行状态，支持对于设置阶段定义，接入系统内的设备的管理，将设备通讯连接及设备数据更新延时，作为系统监控对象，对通讯延时和数据更新延时进行实时监控告警管理。
22)报表管理：
支持用户利用报表设计器，自动生成运行管理人员根据运行实际需要自行定义的各类数据报表和统计报表。自动生成日志报表、历史运行数据报表和历史数据统计报表。按周、月的方式以曲线图表方式进行统计展现，每月初管理人员会收到以APP推送的方式发送的月度分析报告，该报告支持在线预览、打印，用户通过报告了解消防设施整体设备运行情况，可以根据报告准确跟踪及分析问题，报告内容会明确指出需要改进项，量化制订工作目标，有针对性的开展安全排查工作，并将数据作为工作开展后的考核依据实施改进，有的放矢，防患于未然。实现轻松管理，精准找到问题进行整改及监管，同时支持一键分享，可以简单的一键分享到微信及QQ。
23)SQ SEVER数据库：
系统采用SQ SEVER数据库，支持并发访问，保证在并发方式下数据库的完整性和一致性。具有良好的可扩性和适应性，满足数据规模的不断扩充及应用程序的修改。具有良好的实时性、可靠性和可扩充性，满足实时性、可维护性、可恢复性、并发操作、方便性、安全性、开放性等要求。可良好地按用户设置实时存储管理系统操作事件记录、监测告警事件记录、数据采集记录，支持数据的查询与打印。设置查询条件，对任何存储参数点的历史数据进行查询，查询出的数据可以报表的形式打印；通过设置，以曲线的方式，显示运行数据点在某一历史时间内的数值变化情况，导入、导出数据，对数据进行备份和恢复管理中心、设备、数据点等数据进行编辑操作对所有被监控设备和设备间进行编码，便于设置组态信息。
24)数据共享：
系统提供开放的数据共享接口，并可按用户要求与使用习惯定制符合SNMP、IPMI等常用协议的数据共享接口，满足与其他数据库(如网定制管数据库)的数据通信，对网管系统要求的数据或告警信息实现实时传递。
25)用户化界面定制：
系统动力环境监控平台、视频集中监控平台以及门禁管理平台均支持用户化的园区、片区、实验室等各级电子地图定制，显示片区、实验室、探头、设备等不同级别监控对象及配置点的位置、监测参数和正常/异常状态。
本发明监控系统的特点：
管理集中：
基本对象管理、产地信息管理、综合实时监测管控、资源授权使用管理、资产管理等功能，将用户组织机构、人员、业务、场地、设备、器材、环境对象等各类要素全面联动整合。
泛在普适互联：
末端接入全面兼容各类对场地、设备、人员、物品、环境等物理对象的实时监测、控制、视/音频、RFID识别、二维码/条码/图像识别所需要的传感器、控制器等。
综合动态管理：
提供园区、建筑、楼层(房间组)、房间四级场地对象分类信息管理与图示定位展现管理；提供人员自定义(分类/分组)及分类分组应用操作授权管理；亦可基于资源开放预约、授权访问使用管理平台，提供场所、设备、工位等各类资源对象的开放授权使用。
安全可靠：
(1)系统内部数据通讯采用自定义专有协议；(2)基于JAVA SSH2架构开发，平台成熟稳定，采用系统工程模式设计：整体规划、结构化分解协调、综合优化设计；(3)系统采用分布式结构，采用嵌入式、智能型的监测控制工作站主机，监测控制工作站主机在适应温湿度范围、抗电磁干扰、噪声振动、空气含尘量等方面具有高于被盗监控实验室的运行环境的适应性。
灵活拓展：系统向上提供完备、友好、开放的结构、数据、事件接口，可与用户教务管理系统、OA系统、数字校园平台等各类上层或平级应用系统联动整合；向下具有泛在互连优势，可灵活拓展整合各种系统、接口类型、协议类型的传感、监测控制、识别以及定位等末端设备。
易用便捷：电脑、PAD、手机端APP、小程序等多终端在线预约和监控，实验数据、进度和成果全程监控。
面向用户的智能化：提供图形化配置定义管理模块；提供图形化自定义时间编组管理模块；通过预定义触发事件、预定义时间编组、预定义处理过程预案的组合匹配人员干预提示、以及远程通告、远程人员的混排处理流程；实现了各类物理对象的智能化实时监测。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种应用于实验室的智慧应急监控系统，其特征在于：包括综合管理系统、资产管理系统、动力监测系统、环境监测系统及安防监控系统，综合管理系统，包括：
开放预约管理系统，具有查询预约模块；
实验项目管理系统，具有教学计划模块、教学资源上传模块、成绩管理模块；
实验数据管理系统，具有实验数据保存模块、统计和分析模块、实验成果模块；
实验考核管理系统，具有实验考核计划模块、考核试题模块、考核成绩模块；
门户网站，用于提供学习平台；
场地信息管理系统，用于提供基于电子地图与图示定位技术的自定义用户场所管理功能，用户或项目实施人员可对各级部门单位所使用或所在的区域、建筑、楼层、房间各级场所进行逐级的信息管理与图示定位管理；
资产管理系统，包括：
设备管理系统，具有设备台账管理模块，设备保养、定检、期间核查管理模块，设备使用、维修、报废管理模块，设备使用率、故障率、寿命统计管理模块；
耗材管理系统，用于对低值品与耗材的加入、存储、使用、补充、损耗的管理；
样品管理系统，对实验中所需样品的加入、存储、使用、补充、损耗的管理；
危险化学品管理系统，对实验室的危险化学品的购入、储存、使用、补充进行管理；
动力监测系统，包括：
电力参数监测模块，断电监测模块，空调状态监测模块，UPS联动监控模块；
当配电系统用电存在安全隐患或故障时，即发出报警提示，或者自动切断供电负荷开关，且在故障处理后可以远程合闸；
环境监测系统，包括：
有害气体监测模块、PM2.5监测模块、温湿度监测模块、水浸监测模块；
根据实验室内温湿度监测模块采集的数值，启动或停止空调和加湿设备，根据PM2.5监测模块采集的数值，启动通风设备，有害气体监测模块采集的相应气体浓度达到报警条件，自动启动通风设备和广播系统；
安防监控系统，包括：
门禁系统、视频监控系统、广播系统、烟雾监测系统；
门禁系统、视频监控系统、广播系统，均与云平台通信连接，监控中心可以查看现场情况，当发生入侵，会自动弹出现场画面进行确认；
广播系统，可以收听实验室内的声音，并能实现对讲；
烟雾监测系统监测到烟雾时，启动相应的灭火装置，并将对应的视频监控系统采集的视频图像传输至云平台，通过点位绑定视频监控设备，监控中心可实时查看现场，一旦发生火警，会自动弹出现场画面进行确认。
2.根据权利要求1所述的应用于实验室的智慧应急监控系统，其特征在于：实验室门口设有显示牌，显示牌为触摸屏，可以使用该显示牌进行预约查询。
3.根据权利要求1所述的应用于实验室的智慧应急监控系统，其特征在于：动力监测系统中，通过电力参数监测模块，可以实现供电系统的电压、电流、频率、有功功率指标进行动态监测，有异常情况，可以及时告警。
4.根据权利要求1所述的应用于实验室的智慧应急监控系统，其特征在于：环境监测系统中，有害气体监测模块包括分别对应CO、CH4、O2气体监测的气体探测器，对有害气体浓度实时监控，一旦最高浓度达到报警浓度立即自动报警，自动保存数据；设初、高两级报警限；一旦现场浓度达到报警浓度立即自动进行初级报警，发出短信或微信通知值班人员及语音声光报警，自动保存数据；初级报警后，人工可前往查看并处理，若无法处理或处理不及时引起高级报警，高级报警发生一段时间后自动启动相应的通风设备。
5.根据权利要求1所述的应用于实验室的智慧应急监控系统，其特征在于：实验室的墙上均匀安装多个PM2.5传感器，可实时监测到实验室内部的空气质量，一旦超标自动报警，发出短信或微信通知值班人员和语音声光报警，报警持续一段时间后可自动启动通风设备和降尘系统。
6.根据权利要求1所述的应用于实验室的智慧应急监控系统，其特征在于：水浸监测模块包括设置在实验室内的若干个漏水隐患点的水浸传感器，达到设定的报警值，则可以报警。
7.根据权利要求1所述的应用于实验室的智慧应急监控系统，其特征在于：所述空调状态监测模块，可以实时监控空调当前的启动、停止、待机、运行状态和出风温度，利用可网管红外遥控编码学习方式实现各实验室的空调联动监控。
8.根据权利要求1所述的应用于实验室的智慧应急监控系统，其特征在于：所述监控中心包括视频系统、音频系统以及对视频系统、音频系统进行控制的集中控制系统，通过综合布线的方式连接监控中心的各指挥场所，指挥场所包括指挥大厅、值班室、会商室。
9.根据权利要求1所述的应用于实验室的智慧应急监控系统，其特征在于：视频监控系统中，可以对不同位置的视频监控设备进行不同的设置，对其中若干个监控点设定24小时不间断监控，视频监控设备不间断开机进行视频采集；对其他若干个监控点设定报警联动监控录像，正常情况时，视频监控设备处于关闭状态，在异常情况报警发生后联动打开辅助摄像灯光，向有关管理人员报警；在一些监控点设定自动监控录像，在设定的布防时间段内，视频监控设备启动，对于布防时间段内的双鉴或门磁的报警，进行自动抓图存储；在非布防时间段内，视频监控设备关闭。
10.根据权利要求1所述的应用于实验室的智慧应急监控系统，其特征在于：当系统在布防时段出现受控异常时，各监控系统即可通过短信报警平台向指定的人员自动发送报警信息，并记录所有的报警信息，可以利用短信远程发出短信指令控制实验室中接入短信控制平台的相关设备，指定的人员可以利用短信来遥控实验室设备或自动执行预先设计好的安全处置、自动保护程序。
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