CN216132494U - 一种实验室安全实时监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种实验室安全实时监测系统，包括：检测模块，其包括多个检测装置，用于根据预设采集周期采集预设次数的安全参数；主控模块，与所述检测模块连接，用于计算各个所述安全参数的平均值，并将各个所述安全参数的平均值发送至监控模块；监控模块，与所述主控模块无线连接，用于显示各个所述安全参数的平均值，根据各个所述安全参数的平均值与各个所述安全参数对应的预设阈值的比较结果判断所述实验室是否异常，并在异常时发出警报，提醒管理人员该实验室出现安全风险，及时采取相应的措施，解决了现有的实验室安全监测系统不能及时、高效地实现对实验室的安全管理的技术问题，且实现成本更低，应用范围更广。

Description

一种实验室安全实时监测系统

技术领域

本实用新型涉及安全监测技术领域，尤其涉及一种实验室安全实时监测系统。

背景技术

随着高等教育事业的快速发展和办学形式的多样化，高校的实验室资产规模快速膨胀，实验室场地面积不仅大大增加，而且大型实验仪器设备的数量也越来越多，给实验室的安全管理工作带来更大的挑战。

现有的实验室安全监测系统往往采用视频监控以及离线式的警报装置，例如将视频监控安装在每个楼道和每个实验室，并安排专人轮班查看众多视频监控来进行实验室安全管控。然而，这种传统的监测方式缺乏相关信息管理平台的支撑，不仅成本高、浪费人力物力，且很难及时发现险情，无法及时、高效地实现对实验室的安全管理。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种实验室安全实时监测系统，用于解决现有的实验室安全监测系统不能及时、高效地实现对实验室的安全管理的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种实验室安全实时监测系统，包括：

检测模块，包括多个检测装置，用于根据预设采集周期采集预设次数的安全参数；

主控模块，与所述检测模块连接，用于计算各个所述安全参数的平均值，并将各个所述安全参数的平均值发送至监控模块；

监控模块，与所述主控模块无线连接，用于显示各个所述安全参数的平均值，根据各个所述安全参数的平均值与各个所述安全参数对应的预设阈值的比较结果判断所述实验室是否异常，并在异常时发出警报。

可选地，所述主控模块包括第一主控芯片、Lora无线发送模块；

所述第一主控芯片与所述Lora无线发送模块连接；

所述第一主控芯片，用于计算各个所述安全参数的平均值，并通过所述Lora无线发送模块将各个所述安全参数的平均值发送至所述监控模块。

可选地，所述检测模块包括二氧化碳检测装置、热释电红外线传感器、电流检测装置；所述安全参数包括二氧化碳浓度、人体红外幅值、电流数据；

所述二氧化碳检测装置、所述热释电红外线传感器、所述电流检测装置、所述电源电路模块分别与所述第一主控芯片连接；

所述二氧化碳检测装置，用于采集所述实验室环境中的二氧化碳浓度；

所述热释电红外线传感器，用于采集人体红外幅值；

所述电流检测装置，与所述实验室的供电电路连接，用于采集所述实验室的电流数据；

所述电源电路模块，用于为所述检测模块和所述主控模块提供电能。

可选地，所述监控模块，包括Lora无线接收模块、第二主控芯片、监控终端；

所述Lora无线接收模块，与所述Lora无线发送模块通信连接，用于接收所述主控模块发送的各个所述安全参数的平均值，并传输至所述第二主控芯片；

所述第二主控芯片，分别与所述Lora无线接收模块、所述监控终端连接，用于将各个所述安全参数的平均值发送至监控终端，并根据各个所述安全参数的平均值与各个所述安全参数对应的预设阈值的比较结果判断所述实验室是否异常，并在异常时，发送警报至所述监控终端；

所述监控终端，用于显示各个所述安全参数的平均值、所述警报。

可选地，所述第二主控芯片，用于判定所述二氧化碳浓度的平均值大于二氧化碳浓度预设阈值，或所述人体红外幅值平均值大于预设人体红外幅值数据，或所述电流数据低于预设告警阈值时，发出实验室异常警报，并将所述二氧化碳浓度的平均值、所述人体红外幅值的平均值、所述电流数据的平均值和所述实验室异常警报发送至监控终端。

可选地，所述检测装置还包括温度传感器、湿度传感器；所述安全参数还包括温度、湿度；

所述温度传感器、所述湿度传感器分别与所述第一主控芯片连接；

所述温度传感器，用于采集所述实验室的温度；

所述湿度传感器，用于采集所述实验室的湿度。

可选地，所述第二主控芯片，用于判断所述二氧化碳浓度的平均值大于二氧化碳浓度预设阈值或所述人体红外幅值平均值大于预设人体红外幅值数据或所述电流数据低于预设告警阈值或所述温度的平均值超出温度预设阈值范围或所述湿度的平均值超出湿度预设阈值范围时，发出实验室异常警报，并将所述二氧化碳浓度的平均值、所述二氧化碳浓度的平均值、所述人体红外幅值的平均值、所述电流数据、所述温度的平均值、所述湿度的平均值、所述实验室异常警报发送至监控终端。

可选地，所述第一主控芯片和所述第二主控芯片均为Arduino芯片。

可选地，所述监控终端还与安装在所述实验室的监控设备通信连接。

可选地，所述监控设备包括支持通话的摄像设备。

从以上技术方案可以看出，本实用新型具有以下优点：

本实用新型提供了一种实验室安全实时监测系统，包括：检测模块，包括多个检测装置，用于根据预设采集周期采集预设次数的安全参数；主控模块，与所述检测模块连接，用于计算各个所述安全参数的平均值，并将各个所述安全参数的平均值发送至监控模块；监控模块，与所述主控模块无线连接，用于显示各个所述安全参数的平均值，并根据所述安全参数的平均值判断所述实验室是否异常，并在异常时发出警报。

根据上述可知，在本实用新型中，主控模块用于控制检测模块根据预设的周期实时采集预设次数的安全参数，并在接收到检测模块传输的安全参数时，计算各个安全参数的平均值，并将各个安全参数的平均值发送至监控模块，与主控模块的无线连接的监控模块，显示各个安全参数的平均值，根据各个安全参数的平均值与各个安全参数对应的预设阈值的比较结果判断实验室是否异常，并在异常时发出警报，提醒管理人员该实验室出现安全风险，及时采取相应的措施，解决了现有的实验室安全监测系统不能及时、高效地实现对实验室的安全管理的技术问题，且本实用新型提供的技术方案实现成本更低，应用范围更广。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型实施例中一种实验室安全实时监测系统的第一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中一种实验室安全实时监测系统的第二实施例的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型实施例提供了一种实验室安全实时监测系统，用于解决现有的睡眠监控设备通常都是需要跟身体部分直接接触的穿戴设备，容易给人们带来不适，降低用户的使用体验。

为使得本实用新型的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型实施例中一种实验室安全实时监测系统的第一实施例的结构示意图，包括：

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种实验室安全实时监测系统，包括检测模块101，包括多个检测装置，用于根据预设采集周期采集预设次数的安全参数；

需要说明的是，预设采集周期内的数据采集是等时间间隔采集。例如设置采集周期为5分钟，预设次数为5次，则在五分钟内，检测模块一分钟采集一次数据，并将每次采集的数据发送至主控模块102。

与检测模块101连接的主控模块102，用于计算各个安全参数的平均值，并将各个安全参数的平均值发送至监控模块103；

需要说明的是，检测模块101和主控模块102可以电性连接，或者数据线连接，两者之间可以通过数据线传输的方式进行数据传输。安全参数包括二氧化碳浓度、人体红外幅值、温度、湿度、电流数据。其中，电流数据可以通过电流数值表示。当采集到电流数据为0或者很小时，则表明实验室电流数据异常，实验室电路可能出现了断路。

其中，主控模块102控制检测模块101按照预设采集周期采集预设次数的安全参数，当主控模块102接收到二氧化碳浓度、人体红外幅值、温度、湿度、电流数据的数据时，计算二氧化碳浓度的平均值、人体红外幅值的平均值、温度的平均值、湿度的平均值、电流数据的平均值，并通过无线传输将上述数据发送至监控模块103。

主控模块102计算的是各个安全参数预设次数的平均值，如预设次数为5次，则对每个安全参数计算这5次数据的平均值。

监控模块103，与主控模块102无线连接，用于显示各个安全参数的平均值，根据各个所述安全参数的平均值与各个所述安全参数对应的预设阈值的比较结果判断所述实验室是否异常，并在异常时发出警报。

需要说明的是，监控模块103显示二氧化碳浓度的平均值、人体红外幅值的平均值、温度的平均值、湿度的平均值、电流数据的平均值，并根据上述数据判断实验室是否异常，并在异常时发出警报。

本实施例中，主控模块102用于控制检测模块101根据预设的周期实时采集预设次数的安全参数，并在接收到检测模块101传输的安全参数时，计算各个安全参数的平均值，并将各个安全参数的平均值发送至监控模块103，与主控模块102的无线连接的监控模块103，显示各个安全参数的平均值，根据各个安全参数的平均值与各个安全参数对应的预设阈值的比较结果判断实验室是否异常，并在异常时发出警报，提醒管理人员该实验室出现安全风险，及时采取相应的措施，解决了现有的实验室安全监测系统不能及时、高效地实现对实验室的安全管理的技术问题，且实现成本更低，应用范围更广。

请参阅图1-2，示出了本实用新型实施例提供的一种实验室安全实时监测系统的第二实施例。

本实施例的一种实验室安全实时监测系统包括检测模块101、主控模块102、监控模块103，其中，检测模块101与主控模块102连接，主控模块102与监控模块103无线连接。

检测模块101，包括多个检测装置，用于根据预设采集周期采集预设次数的安全参数。

检测模块101包括二氧化碳检测装置1011、热释电红外线传感器1012、电流检测装置1013、电源电路模块1014。

主控模块102包括第一主控芯片201、Lora无线发送模块202。

第一主控芯片201与Lora无线发送模块202连接。

第一主控芯片201，用于计算各个安全参数的平均值，并通过Lora无线发送模块202将各个安全参数的平均值发送至监控模块103。

需要说明的是，第一主控芯片201为Arduino芯片。Arduino芯片的优势体现在处理速度迅速，开发容易，兼容性好，使用起来方便。

第一主控芯片201实时读取二氧化碳检测装置1011、热射电红外传感器、电流检测装置1013采集的数据。为了提高采集数据的准确性，避免实验环境或者其他误差因素的影响，同时减少主控模块102与监控模块103之间交互的数据量，可以设置采集周期，当处于采集周期内时，第一主控芯片201连续5次读取上述参数，并计算这5次数据中，各个参数的平均值，将平均值输出为本次采样的最终安全参数数据。其中，采集周期可根据实际情况调节，例如在本实用新型中可以设置为每1分钟进行一次采样，采集5次安全参数的数据后，计算数据的平均值，并发送至监控模块103，采集周期和采集次数可以按照实际情况设置，在采集周期内的数据采集是等间隔采集。

二氧化碳检测装置1011、热释电红外线传感器1012、电流检测装置1013、电源电路模块1014分别与第一主控芯片201连接。

需要说明的是，二氧化碳检测装置1011、热释电红外线传感器1012、电流检测装置1013、电源电路模块1014分别通过数据线与第一主控芯片201的引脚连接。

二氧化碳检测装置，用于采集实验室环境中的二氧化碳浓度。

需要说明的是，二氧化碳检测装置1011可以为红外吸收法二氧化碳分析器，该分析器是利用4.3um波长作为测量光束，3.9um波长作为参比光束。仪器的结构采用单光路，时间双光束的检测方式,达到双光路的目的。该仪器测量检出下限为0.01％二氧化碳。仪器内装有一个小电磁泵,可自动将环境空气吸入进行测量。由于二氧化碳在4.3um红外区有一个吸收峰，在此波长下，氧、氮、一氧化碳、水蒸汽都没有明显的吸收，因此，该分析器能较为准确地采集环境二氧化碳浓度，减少其他气体的干扰。

需要说明的是，二氧化碳检测装置需要安装靠近进气或排气管道的位置或者是靠近窗户或门口的位置。

热释电红外线传感器，用于采集人体红外幅值。

需要说明的是，热释电红外传感器是一种专门用来检测人体辐射的红外线传感器，由探测器、热电元件、N沟道结型场效应管、滤光镜片等组成，其中，N沟道结型场效应管接成共漏极形式，传感器顶端开设了一个装有滤光镜片的窗口。

其原理为：人体辐射的红外线中心波长为9～10μm，而探测元件的波长灵敏度在0.2～20μm范围内几乎稳定不变，在传感器顶端开设了一个装有滤光镜片的窗口，这个滤光镜片可通过光的波长范围为7～10μm，正好适合于人体红外辐射的探测，而对其他波长的红外线由滤光片予以吸收。因此，热释电红外传感器可以很好的检测人体辐射的红外线。

本实用新型中，热释电红外线传感器选用RD-626W：双元补偿结构，抗白光能力强，抗wifi干扰和射频干扰，并将该传感器安装在高度距离地面2.2米左右，或者安装在室内角落位置。

电流检测装置，与实验室的供电电路连接，用于采集实验室的电流数据。

需要说明的是，电流检测装置1013安装在实验室的供电线路中，一端与供电电路连接，另一端与第一主控芯片201连接，用来采集实验室的电流数据。其中，电流检测装置1013可以是电流传感器。电流数据为电流数值。

电源电路模块1014，用于为检测模块101和主控模块102提供电能。

需要说明的是，电源电路模块1014是用于给系统提供电能，使得系统能够实现正常的数据采集、数据传输、数据处理等。电源电路模块1014采用LM1117芯片进行稳压，保证5V电压输出。

监控模块103包括Lora无线接收模块301、第二主控芯片302、监控终端303。

Lora无线接收模块301，与Lora无线发送202模块通信连接。

第二主控芯片302，分别与Lora无线接收模块301、监控终端303连接，用于将各个安全参数的平均值发送至监控终端303，并根据各个安全参数的平均值与各个安全参数对应的预设阈值的比较结果判断实验室是否异常，并在异常时，发送警报至监控终端303。

需要说明的是，第二主控芯片302为Arduino芯片，第二主控芯片302与监控终端303连接，具体可以通过USB转串口连接。

进一步地，第二主控芯片302，具体用于判断二氧化碳浓度的平均值大于二氧化碳浓度预设阈值、人体红外幅值平均值大于预设人体红外幅值数据、电流数据低于预设告警阈值时，发出实验室异常警报，并将二氧化碳浓度的平均值、人体红外幅值的平均值、电流数据的平均值和实验室异常警报发送至监控终端303。

需要说明的是，判断二氧化碳浓度的平均值大于二氧化碳浓度预设阈值、人体红外幅值平均值大于预设人体红外幅值数据、电流数据低于预设告警阈值的判断条件之间的关系为“或”。

当二氧化碳浓度达到1500-2000PPM时，人们会感到气喘、头痛、眩晕，注意力不集中，精神疲劳。超过了2000PPM后，思考能力明显下降。5000PPM以上时人体机能严重混乱，使人丧失知觉、神志不清。在本实施例中设置二氧化碳浓度预设阈值为4000PPM，当采集到的二氧化碳浓度超出预设阈值时，表明实验室二氧化碳浓度异常。

由于实验室一般都安装了稳压器以及自动断电保护装置，当电路出现短路或者短路时，会自动“跳闸”，当电流检测装置1013收集的电流数据低于预设告警阈值表明从实验室检测到的电流较小，或者检测不到电流，表明实验室电路出现异常状态，例如出现短路或断路等。告警阈值可以设置为1mA等，本实用新型对告警阈值的具体设置数值不作限制。

人体的体温约为36～37℃，所放射出峰值为9～10μm的远红外线，热释电红外线传感器1012用于专门检测人体的放射出的远红外线，将人体放射出的远红外线转换为电压信号，确定实验室是否有实验人员存在。并且，热释电红外线传感器可以检测人体接收到的辐射量，当人体接收到的辐射量大于1000毫西弗时，表明人体状态异常，人体所处的环境已经对人体造成伤害，比如人体被电导致人体辐射异常、物化生实验室由于实验设备异常或操作异常导致接收到的辐射过大等情况，表明当前实验环境已经对人体造成了伤害。当采集到的人体红外幅值超出1000毫西弗，表明实验人员的人体状态出现异常。

当人进入监控区域时，热释电红外线传感器的探测器探测到前方人体异常辐射出的红外线信号后，由其引脚输出微弱的电信号，经信号放大电路，得到足够强的电信号，再通过信号输出端输出辐射数据。因此，通过热释电传感器可以检测出人体红外幅值数据，基于热射电红外传感器的信号输出端与第一主控芯片201的连接，将人体红外幅值数据输出至第一主控芯片201。

为了提高探测器的探测灵敏度以增大探测距离，一般在探测器的前方装设一个菲涅尔透镜，该透镜用透明塑料制成，将透镜的上、下两部分各分成若干等份，制成一种具有特殊光学系统的透镜，它和放大电路相配合，可将信号放大70分贝以上，这样就可以测出20米范围内人的行动。

在本实用新型实施例中，当第二主控芯片302判断二氧化碳浓度的平均值达到4000PPM、或人体红外幅值平均值大于1000毫西弗、或电流数据低于预设告警阈值(实验室电路断路或者短路)时，表明实验室中可能出现异常情况，例如，实验人员用电操作不规范，导致实验室电路出现短路，或者由于短路或者短路引起火灾导致二氧化碳浓度升高，或者实验人员可能出现由于触电或者浓烟对生命造成威胁的紧急情况，因此主控芯片通过Lora发送模块向监控终端303发送警报，提醒管理人员该实验室存在异常风险，并且同时发送二氧化碳浓度、人体红外幅值、电流数据的异常数据，方便管理人员查看，及时采取相应的措施。

进一步地，检测模块101还包括温度传感器1015和湿度传感器1016，温度传感器1015、湿度传感器1016分别与第一主控芯片201连接。

需要说明的是，温度传感器1015、湿度传感器1016通过数据线与第一主控芯片201的引脚连接。

温度传感器1015，用于采集实验室的温度。

湿度传感器1016，用于采集实验室的湿度。

需要说明的是，温度传感器1015和湿度传感器1016可以为DHT11数字温湿度传感器。DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它拥有专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。

关于室内型温湿度传感器的安装位置，一般来说不能安装在有明显物体遮挡通风透光，靠近热源冷源等位置，其高度没有特别的规定，以满足空气流通为主，具体高度需要参考实验室室内开关的位置，以便节约布线。

在本实用新型的另一实施例中，温度传感器1015还可以是DS18B20数字温度传感器。DS18B20数字温度传感器输出的是数字信号，具有体积小，硬件开销低，抗干扰能力强，精度高的特点。

需要说明的是，在不影响各个检测装置正常工作的条件下，可以将检测模块102的各个检测装置与主控模块102尽可能集成于一块电路板中，或者安装在比较集中的位置，以节约布线。

需要说明的是，第一主控芯片201实时读取二氧化碳检测装置1011、热射电红外传感器、电流检测装置1013、温度传感器1015、湿度传感器1016采集的数据，并在计算各个检测装置采集各个安全参数数据的平均值后，见各个安全参数的平均值发送至第二主控芯片302中。

第二主控芯片302，用于判断二氧化碳浓度的平均值大于二氧化碳浓度预设阈值、人体红外幅值平均值大于预设人体红外幅值数据、电流数据低于预设告警阈值、温度的平均值超出温度预设阈值范围、湿度的平均值超出湿度预设阈值范围时，发出实验室异常警报，并将二氧化碳浓度的平均值、二氧化碳浓度的平均值、人体红外幅值的平均值、电流数据的平均值、温度的平均值、湿度的平均值和实验室异常警报发送至监控终端。

需要说明的是，上述的判断条件的关系为或。

需要说明的是，在本实用新型实施例中，温度预设阈值范围为10～40℃，湿度为相对湿度，湿度预设阈值范围为35％-85％。上述两个预设阈值范围可以根据实际情况设置。

需要说明的是，在本实用新型实施例中，除了判断二氧化碳浓度、人体红外幅值、电流数据之外，增加判断实验室的温度和湿度，进一步提高实验室安全监测的准确性，具体为第二主控芯片302将温度的平均值、湿度的平均值分别与温度预设阈值、湿度预设阈值进行比较，温度的平均值超出温度预设阈值范围、湿度的平均值超出湿度预设阈值范围，则表明实验室的实验环境出现异常情况，有可能是因为实验室人员的实验操作不当而导致的实验环境异常情况，例如化学实验室由于实验操作不当，比如实验人员未察觉碰到了酒精灯，导致点燃了其他实验设备，导致温度升高、相对湿度异常，造成实验事故的情况。因此，第二主控芯片302向监控终端303发送实验室异常警报，并将监测的数据发送至监控终端303，方便管理人员及时确认，并采取相应的措施。

进一步地，监控终端303，用于显示各个安全参数的平均值、警报。

需要说明的是，第二主控芯片302向监控终端发送警报时，同时将各个安全参数的平均值一并发送，倘若均无异常，则只发送各个安全参数的平均值数据至监控终端303，使监控终端303显示。

需要说明的是，监控终端303可以为电脑设备、或手机等便携式移动设备。当手机为电脑设备时，可通过USB转串口连接的方式，与第二主控芯片302连接。当监控终端303为手机等便携式移动设备时，可通过在手机中安装能够与第二主控芯片无线通信连接的监控软件，通过软件查看数据和警报，实现人机交互。监控软件的实现方式可以参考现有技术。

当监控终端303接收到第二主控芯片302传输的各个安全参数的平均值数据和异常警报时，显示各个安全参数的平均值数据以及警报，实现对实验室安全的实时监测和预警。

需要说明的是，监控终端303显示警报时，可显示具体的警报信息，如显示二氧化碳警报、实验人员危险警报等等，以便管理人员更快速的了解当前实验室的出现的安全风险情况，及时采取措施。

本实施例中，主控模块102用于控制检测模块101根据预设的周期实时采集预设次数的安全参数，并在接收到检测模块101传输的安全参数时，计算各个安全参数的平均值，并将各个安全参数的平均值发送至监控模块103，与主控模块102的无线连接的监控模块103，显示各个安全参数的平均值，根据各个安全参数的平均值与各个安全参数对应的预设阈值的比较结果判断实验室是否异常，并在异常时发出警报。在本实用新型实施例中，通过本实用新型提供的监测系统，可以有效、实时地对实验室进行安全管控，并在出现异常状态时，及时发送警报，提醒管理人员该实验室出现安全风险，及时采取相应的措施，无需再安排管理人员专门轮值查看视频监控，大大减轻了实验人员的工作量，减少了人力、物力成本，且实现成本更低，应用范围更广，解决了现有的实验室安全监测系统不能及时、高效地实现对实验室的安全管理的技术问题。

而且，本实用新型中通过使用Arduino芯片作为主控芯片、Lora通信模块作为远程数据传输和通信，可对更大范围内的实验室进行实时监测，且提高了系统运行的稳定性和数据处理的速度，使得本实用新型提供的实验室安全实时监测系统适用范围更广、更稳定、准确度更高。

进一步地，监控终端303还可与光报警器和/或声音报警器连接，当接收到警报时，光报警器和/或声音报警器及时响应并发出光、声音提醒，提醒管理人员。

在本实用新型的另一实施例中，监控终端303还与安装在实验室的监控设备通信连接，其中，监控设备为支持通话的摄像设备。

需要说明的是，为了进一步提高实验室安全的准确性和实时性、降低由于系统器件所带来的误差情况，在接收到第二主控芯片302发送的警报时，管理人员即可通过监控终端303及时打开该实验室的监控设备，并开启通话功能，与该实验室中的实验人员进行通话，提醒实验人员目前实验室的风险情况，并确认警报是否有误。

在本实用新型的另一实施例中，当处于预设采集周期内时，主控模块102接收到检测模块101实时发送的各个安全参数的数据，当判断出采集到的某一参数的数值波动较大时，主控模块102立即发送告警信号至监控模块103，监控模块103在接收到该告警信号时，触发预告警机制，当达到下一个预设采集周期时，若监控模块103没有接收到主控模块102发送的各个安全参数的平均值时，则表明此时主控模块102以及检测模块10有可能出现异常问题，监控模块103立即发出警报。

例如，当处于预设采集周期内时，检测模块101将采集的数据实时传送至主控模块102，主控模块102在接收到检测模块101第二次采集的数据时，从该次的数据中判断出二氧化碳浓度与上一个周期的二氧化碳浓度平均值的数据相差巨大，表明实验室可能已经出现了异常行为，主控模块102则立即将二氧化碳浓度异常的告警信号发送至监控模块103，然后继续等待检测模块传输安全参数的数据，计算数据的平均值，而监控模块103中的第二主控芯片302在接收到告警信号后，并且当满足当达到下一个预设采集周期时，第二主控芯片302未接收到第一主控芯片201发送的各个安全参数的平均值的条件时，第二主控芯片302立即向监控终端303发出警报，此时表明实验室已经出现了异常情况，并且已经影响到了检测模块101与主控模块102的正常运行，如在预设的采集周期内发生了火灾，已经烧及到了检测模块101和主控模块201，导致主控模块102无法及时发送数据至监控模块103。

在本实施例中，通过第一主控芯片201、第二主控芯片302构建的预告警机制，避免了当实验室出现异常的时间点刚好处于预设采集周期内，并且异常已经危害到检测模块101与主控模块201无法正常工作，导致主控模块201不能及时将数据传送至监控模块103中进行及时的预警的问题，进一步提高了对实验室安全监测的及时性和有效性。

进一步地，为了提高对实验室安全监测的及时性，当达到下一个预设采集周期时，若监控模块103未接收到主控模块102发送的各个安全参数的平均值时，也可直接发出告警，提醒管理人员该实验室中的检测模块以及主控模块工作状态异常，以便管理人员及时排查问题，确保系统的正常运行。

在本实用新型的另一实施例中，可以将检测模块101和主控模块102集成于一块电路板中，或者是封装成一个具备数据处理和传输功能的检测装置。其中该装置数量不限，可以根据实际需要安装在所需监控的实验室中，具体的设置位置可以根据实际情况确定。例如当对某一学校的所有试验室进行安全监测时，使用多个集成了检测模块101和主控模块102后的装置放置于各个实验室，并对每个装置进行标号，将标号信息预先写入第一主控芯片201中，当主控模块102的第一主控芯片201发送警报和异常数据信息的同时，也会将相应的标号信息一并发送，管理人员即可根据监控终端303中显示的标号信息以及警报信息，快速定位有可能产生事故的实验室，及时进行排查行动，实现了对更大范围的实验室的安全实时监测。

在本实用新型所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置可以通过其它的方式实现。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

以上所述，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种实验室安全实时监测系统，其特征在于，包括：

检测模块，包括多个检测装置，用于根据预设采集周期采集预设次数的安全参数；

主控模块，与所述检测模块连接，用于计算各个所述安全参数的平均值，并将各个所述安全参数的平均值发送至监控模块；

监控模块，与所述主控模块无线连接，用于显示各个所述安全参数的平均值，根据各个所述安全参数的平均值与各个所述安全参数对应的预设阈值的比较结果判断所述实验室是否异常，并在异常时发出警报。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述主控模块包括第一主控芯片、Lora无线发送模块；

所述第一主控芯片与所述Lora无线发送模块连接；

所述第一主控芯片，用于计算各个所述安全参数的平均值，并通过所述Lora无线发送模块将各个所述安全参数的平均值发送至所述监控模块。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述检测模块包括二氧化碳检测装置、热释电红外线传感器、电流检测装置、电源电路模块；所述安全参数包括二氧化碳浓度、人体红外幅值、电流数据；

所述二氧化碳检测装置、所述热释电红外线传感器、所述电流检测装置、所述电源电路模块分别与所述第一主控芯片连接；

所述二氧化碳检测装置，用于采集所述实验室环境中的二氧化碳浓度；

所述热释电红外线传感器，用于采集人体红外幅值；

所述电流检测装置，与所述实验室的供电电路连接，用于采集所述实验室的电流数据；

所述电源电路模块，用于为所述检测模块和所述主控模块提供电能。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述监控模块，包括Lora无线接收模块、第二主控芯片、监控终端；

所述Lora无线接收模块，与所述Lora无线发送模块通信连接，用于接收所述主控模块发送的各个所述安全参数的平均值，并传输至所述第二主控芯片；

所述第二主控芯片，分别与所述Lora无线接收模块、所述监控终端连接，用于将各个所述安全参数的平均值发送至监控终端，并根据各个所述安全参数的平均值与各个所述安全参数对应的预设阈值的比较结果判断所述实验室是否异常，并在异常时，发送警报至所述监控终端；

所述监控终端，用于显示各个所述安全参数的平均值、所述警报。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述第二主控芯片，用于判定所述二氧化碳浓度的平均值大于二氧化碳浓度预设阈值，或所述人体红外幅值平均值大于预设人体红外幅值数据，或所述电流数据低于预设告警阈值时，发出实验室异常警报，并将所述二氧化碳浓度的平均值、所述人体红外幅值的平均值、所述电流数据的平均值和所述实验室异常警报发送至监控终端。

6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述检测装置还包括温度传感器、湿度传感器；所述安全参数还包括温度、湿度；

所述温度传感器、所述湿度传感器分别与所述第一主控芯片连接；

所述温度传感器，用于采集所述实验室的温度；

所述湿度传感器，用于采集所述实验室的湿度。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第二主控芯片，用于判断所述二氧化碳浓度的平均值大于二氧化碳浓度预设阈值，或所述人体红外幅值平均值大于预设人体红外幅值数据，或所述电流数据低于预设告警阈值或所述温度的平均值超出温度预设阈值范围，或所述湿度的平均值超出湿度预设阈值范围时，发出实验室异常警报，并将所述二氧化碳浓度的平均值、所述二氧化碳浓度的平均值、所述人体红外幅值的平均值、所述电流数据、所述温度的平均值、所述湿度的平均值、所述实验室异常警报发送至监控终端。

8.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述第一主控芯片和所述第二主控芯片均为Arduino芯片。

9.根据权利要求4-8任一项所述的系统，其特征在于，所述监控终端还与安装在所述实验室的监控设备通信连接。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述监控设备包括支持通话的摄像设备。

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