基于物联网的实验大楼应急安防系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于物联网的实验大楼应急安防系统，包括：实验室RFID门禁单元、实验室突发事件感知单元以及集中控制单元；实验室RFID门禁单元包括第一处理器、RFID读卡器、门禁端通信电路、门禁电磁锁、门禁状态传感器、报警蜂鸣器以及第一电源稳压电路；实验室突发事件感知单元包括第二处理器以、实验室端通信电路、第二电源稳压模块、环境监测传感器模块以及摄像头；摄像头与视频传感器相连；门禁端通信电路以及实验室端通信电路通过远程通信电路与集中控制单元通信；集中控制单元通过远程通信电路分别与设置于值班安保人员处、实验室专家处以及实验室安全员处的移动终端通信；实验室端通信电路还与实验室专家处的移动终端通信。
【专利说明】
基于物联网的实验大楼应急安防系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种基于物联网的实验大楼应急安防系统。
【背景技术】
[0002]近年来中国高校因为资源优化重组呈多校区办学的趋势，许多校区甚至不在同一个城市。又因为近年来高校增添了文化交流与科技服务的功能，面向社会开放，共享了教学资源，因此高校内人员结构复杂，成了严峻的校园安防问题，从校园统一安防的传统模式转变为分散的各实验楼独自为政的状态，使得高校保卫处的工作压力成倍增长，出现了高校安防人力资源不足的现象。
[0003]在此背景下，高校逐渐精简专职的保卫干事，把安防工作依托社会力量，这又产生了新的安全隐患。保安公司派出的人员流动性大，对实验室不熟悉，又无法通过短期培训提升保安人员的专业素养。在一些特殊实验室发生事故的时候，保安人员无深厚的专业背景，可能采取的应急措施不当，导致事故损失扩大，甚至危及保安人员的生命安全。
[0004]目前高校实验楼采用的报警器主要有如下几种:声光类型报警器、无线电类型报警器、闭路监控类报警器，互联网络类报警器，移动网类报警器。声光类型报警器因为楼层隔绝，报警声被大幅减弱，在实验大楼使用效果不好。无线电类型的报警器因为信号发射距离有限，多个报警器同时工作时信号易相互干扰，可靠性随着通讯距离增大而迅速下降。目前在高校中大量应用的是闭路电视监控，可靠性较高，但是同轴电缆布线工程造价高，信息传递区域封闭，只能将突发事件报警信息发送到保安值班室，无法直接告知实验室的责任人，导致突发事件处置效率下降;互联网络类的报警器具有许多优势，但在高校实验大楼内使用受到了许多限制，高校实验大楼只能用锐捷等校园网拨号器连入校园网，几乎所有的互联网络类的报警器无法内置校园网拨号器无法使用;移动网络类报警器最为灵活，能通过GPRS或3G、4G、WIFI等无线方式连入互联网，能够实现远距离通讯，因此最适合于高校实验楼使用。
[0005]现代高校实验室类型越来越复杂，以火灾为例，化学实验室、病菌实验室、动力实验室和精密仪器实验的应急处置流程完全不同，采用的阻燃机理不同，使用的灭火措施也不同。2015年8月12日天津滨海新区的危险品仓库发生火灾，第一批赶赴前线的消防员在信息不明的情况下，匆忙之间选择传统水灭的方式压制火势。大量用水，可能是引发电石和金属钠大爆炸的主要原因。“8.12事故”共计造成104位消防员牺牲。这一事件对高校实验室的管理工作是一个警示，保安人员对突发事故的实验室内部情况不明，也可能会把常规的水灭方式应用于特殊实验室的火灾，从而引发更大的事故。
[0006]为了协助保安更稳妥地处理实验室事故，在特殊实验室发生事故时，除了让实验室专家尽早介入，各实验室还应当设定师生安全员。实验室专家和师生安全员熟悉实验室的布局，掌握专业知识，能弥补保安专业知识不足的缺陷，能减少事故损失。但是事故往往事发忽然，如何高效率调度分散在各处的实验室专家和师生安全员，成为了安防系统的一个难点。
[0007]门禁是高校实验大楼安防的重要组成部分。通过市场调研，现有的门禁系统如宾馆门禁系统大量使用Mifare one IC S50卡，仅用系列号识别通行者的身份，而Mifare oneIC S50卡的系列号已被黑客破解，使用黑客程序和特殊的可改写系列号的S50卡，即可克隆法门禁卡，形成了安全性问题;有些门禁系统缺少“网络化”的集中管理，这类系统各门独立设置，缺少联网通讯功能，无法实现集中化、可视化管理;大部分门禁缺乏“互联网+”的设计思维，仅纳入局域网集中管理体系，当保安离开服务器巡逻时，就无法实时了解周边门禁的安全状态。
【发明内容】
[0008]本实用新型的目的在于提供一种基于物联网的实验大楼应急安防系统，以克服现有技术中存在的缺陷。
[0009]为实现上述目的，本实用新型的技术方案是:一种基于物联网的实验大楼应急安防系统，包括:复数个设置于实验室大门处的实验室RFID门禁单元、设置于实验室内的实验室突发事件感知单元以及分别与所述实验室RFID门禁单元与所述实验室突发事件感知单元匹配的集中控制单元;所述实验室RFID门禁单元包括第一处理器以及分别与该第一处理器相连的RFID读卡器、门禁端通信电路、门禁电磁锁、门禁状态传感器、报警蜂鸣器以及第一电源稳压电路;所述实验室突发事件感知单元包括第二处理器以及分别与该第二处理器相连的实验室端通信电路、第二电源稳压模块、环境监测传感器模块以及摄像头;所述摄像头与一视频传感器相连;所述门禁端通信电路以及所述实验室端通信电路通过远程通信电路与集中控制单元通信;所述集中控制单元通过所述远程通信电路分别与设置于值班安保人员处、实验室专家处以及实验室安全员处的移动终端通信;所述实验室端通信电路还与所述实验室专家处的移动终端通信。
[0010]在本实用新型一实施例中，所述第一处理器包括一STM32。
[0011]在本实用新型一实施例中，所述RFID读卡器采用电感耦合式天线，且包括一MFRC500芯片;与所述实验室RFID门禁单元匹配的门禁卡包括一 S70芯片。
[0012]在本实用新型一实施例中，所述门禁端通信电路包括一GPRS MODEM。
[0013]在本实用新型一实施例中，所述第一电源稳压电路包括一用于将12V电压转换为5V的LM2596电压稳压芯片以及一将5V电压转换为3.3V的AMS1117稳压芯片。
[0014]在本实用新型一实施例中，所述第二处理器包括一MC68HC908GP32，且通过MAX232芯片与所述实验室端通信电路通信。
[0015]在本实用新型一实施例中，所述环境监测传感器模块包括烟雾传感器、高温传感器、门磁感应器、可燃气体传感器、爆炸传感器、撞击传感器以及热释电传感器。
[0016]在本实用新型一实施例中，所述摄像头采用GXT-YlOl。
[0017]在本实用新型一实施例中，所述第二电源稳压模块包括一5V镍氢电池组及与其匹配的充电电路;所述充电电路包括一变压器、整流桥、电容滤波电路、LM7806三端稳压电路以及一硅二级管。
[0018]在本实用新型一实施例中，所述实验室端通信电路以及所述远程通信电路均包括一GTM900。
[0019]在本实用新型一实施例中，所述值班安保人员处、实验室专家处以及实验室安全员处的移动终端为一手机。
[0020]相较于现有技术，本实用新型具有以下有益效果:本实用新型所提出的基于物联网的实验大楼安防应急系统，基于“互联网+”的实验室安防系统能集中受理多校区实验室事故报警，提高警情的响应效率，更加专业地处置特殊实验室的事故，及时控制事故危害和损失。引入先进的物联网科技，及早让熟悉实验室的专家远程介入，采用短信群发和电话群呼的方法召集师生安全员，并把应急预案的指令群发给专家、师生安全员、保安，确保应急措施高效且正确。引入了 “互联网+”、“集中化”、“可视化”的思维，采用RFID技术，对门禁卡进行算法加密，通过电子标签和读写器之间的信息传递，达到自动识别的目的。并通过互联网，与移动网相联接，保证了保安在移动中仍然能够了解周边门禁的安全状态。依靠种类齐全的现代传感器，能够实现对实验室的各种突发事件的感知，特别是视频传感器能够捕获突发事件发生时环境相片，并通过集中控制器的转发机制，让应急处置人员及时了解实验室内部情况，实现了对实验室环境的可视化管理。应用GPRS MODEM实现应急预案的指令发布，能提高应急处置效率，特别是能指导保安更加专业地应对实验室的突发事件。
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型一种基于物联网的实验大楼应急安防系统的原理图。
[0022]图2为本实用新型中实验室RFID门禁单元的原理图。
[0023]图3为本实用新型中RFID读卡器电感耦合式天线电路图。
[0024]图4为本实用新型中RFID读卡器接口电路的电路图。
[0025]图5为本实用新型中第一电源稳压电路的电路图。
[0026]图6为本实用新型中第二处理器的电路图。
[0027]图7为本实用新型中第二电源稳压模块的电路图。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图以及现有软件对本实用新型的技术方案进行具体说明。在该说明过程中所涉及的现有软件均不是本实用新型所保护的客体，本实用新型仅保护该系统的电路以及之间的连接关系。
[0029]本实用新型提供一种基于物联网的实验大楼应急安防系统，如图1、图2所示，包括:复数个设置于实验室大门处的实验室RFID门禁单元、设置于实验室内的实验室突发事件感知单元以及分别与实验室RFID门禁单元与实验室突发事件感知单元匹配的集中控制单元;实验室RFID门禁单元包括第一处理器以及分别与该第一处理器相连的RFID读卡器、门禁端通信电路、门禁电磁锁、门禁状态传感器、报警蜂鸣器以及第一电源稳压电路;实验室突发事件感知单元包括第二处理器以及分别与该第二处理器相连的实验室端通信电路、第二电源稳压模块、环境监测传感器模块以及摄像头;摄像头与一视频传感器相连；门禁端通信电路以及实验室端通信电路通过远程通信电路与集中控制单元通信;集中控制单元通过远程通信电路分别与设置于值班安保人员处、实验室专家处以及实验室安全员处的移动终端通信;实验室端通信电路还与实验室专家处的移动终端通信。
[0030]在本实施例中，如图2所示，第一处理器包括一STM32。
[0031]在本实施例中，如图3以及图4所示，RFID读卡器采用电感耦合式天线，且包括一MFRC500芯片;与实验室RFID门禁单元匹配的门禁卡包括一 S70芯片。
[0032]在本实施例中，门禁端通信电路包括一GPRS MODEM。
[0033]在本实施例中，如图5所示，第一电源稳压电路包括一用于将12V电压转换为5V的LM2596电压稳压芯片以及一将5V电压转换为3.3V的AMS1117稳压芯片。
[0034]在本实施例中，如图6所示，第二处理器包括一MC68HC908GP32，且通过MAX232芯片与实验室端通信电路通信。
[0035]在本实施例中，如图1所示，环境监测传感器模块包括烟雾传感器、高温传感器、门磁感应器、可燃气体传感器、爆炸传感器、撞击传感器以及热释电传感器。
[0036]在本实施例中，摄像头采用GXT-YlOl。
[0037]在本实施例中，如图7所示，第二电源稳压模块包括一5V镍氢电池组及与其匹配的充电电路;充电电路包括一变压器、整流桥、电容滤波电路、LM7806三端稳压电路以及一硅二级管。
[0038]在本实施例中，实验室端通信电路以及远程通信电路均包括一GTM900。
[0039]在本实施例中，值班安保人员处、实验室专家处以及实验室安全员处的移动终端为一手机。
[0040]在本实施例中，在实验室大门安装实验室RFID门禁单元，用于检测实验室大门的各种状态，门禁模块中的MCUl把门禁状态、实验室编号、门编号通过GPRSM0DEM发送给集中控制器。
[0041]在实验室室内安装实验室突发事件感知器，该设备连接多种有线或无线传感器，其中烟雾传感器、高温传感器用于感知火灾事件；门磁感应器用于感知开启门窗的非法侵入事件;可燃气体传感器、爆炸传感器、撞击传感器用于预测和感知爆炸事件;热释电传感器用于感知室内人员的移动;视频传感器抓拍突发事件发生时环境图像提交给MCU2JCU2检测到传感器的动作，通过短信技术向集中控制器发送实时图像、实验室编号、传感器编号。MCU2随后直接向负责该实验室的专家发送一条报警短信，以保证实验室专家在第一时间知道险情。以GPRS带宽，发送640 X 480的图像要约耗时18 s，为了让M⑶2尽快回到循环检测传感器的状态，避免错漏下一个事件的感知，所以MCU2不向专家发送现场图像，而是由集中控制器以彩信的方式通过彩信群发模块群发实验室环境图像。
[0042]当集中控制器收到门禁状态信息后，刷新实验大楼各大门的状态，与保安手机上的移动APP通讯，以可视化的方式展现实验大楼各楼层的房门状态。
[0043]当集中控制器收到室内报警信息后，
[0044]I)从与该集中控制器匹配的预存数据库检索该实验室编号及传感器编号所匹配的应急预案，通手机移动APP程序调度最近的保安前往现场处理事故。
[0045]2)集中控制器通过电话群呼模块和短信群发模块，采用电话群呼和短信群发的方式，调度实验室专家和师生安全员，协助保安处理事故。
[0046]3)集中控制器以短信告知实验室专家值班保安的电话号码，以便专家也能直接指挥保安开展救援工作。
[0047]4)集中控制器采用抄送10个号码的方式群发彩信，携带有环境图像和应急预案简明应对步骤的图文信息，保证实验室专家和师生安全员能收到事故环境的图像。
[0048]以上是本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本实用新型技术方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种基于物联网的实验大楼应急安防系统，其特征在于，包括:复数个设置于实验室大门处的实验室RFID门禁单元、设置于实验室内的实验室突发事件感知单元以及分别与所述实验室RFID门禁单元与所述实验室突发事件感知单元匹配的集中控制单元;所述实验室RFID门禁单元包括第一处理器以及分别与该第一处理器相连的RFID读卡器、门禁端通信电路、门禁电磁锁、门禁状态传感器、报警蜂鸣器以及第一电源稳压电路;所述实验室突发事件感知单元包括第二处理器以及分别与该第二处理器相连的实验室端通信电路、第二电源稳压模块、环境监测传感器模块以及摄像头;所述摄像头与一视频传感器相连;所述门禁端通信电路以及所述实验室端通信电路通过远程通信电路与集中控制单元通信;所述集中控制单元通过所述远程通信电路分别与设置于值班安保人员处、实验室专家处以及实验室安全员处的移动终端通信;所述实验室端通信电路还与所述实验室专家处的移动终端通信。2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的实验大楼应急安防系统，其特征在于，所述第一处理器包括一 STM32。3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的实验大楼应急安防系统，其特征在于，所述RFID读卡器采用电感耦合式天线，且包括一MF RC500芯片；与所述实验室RFID门禁单元匹配的门禁卡包括一 S70芯片。4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的实验大楼应急安防系统，其特征在于，所述门禁端通信电路包括一GPRS MODEM。5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的实验大楼应急安防系统，其特征在于，所述第一电源稳压电路包括一用于将12V电压转换为5V的LM2596电压稳压芯片以及一将5V电压转换为3.3V的AMSl 117稳压芯片。6.根据权利要求1所述的一种基于物联网的实验大楼应急安防系统，其特征在于，所述第二处理器包括一 MC68HC908GP32，且通过MAX232芯片与所述实验室端通信电路通信。7.根据权利要求1所述的一种基于物联网的实验大楼应急安防系统，其特征在于，所述环境监测传感器模块包括烟雾传感器、高温传感器、门磁感应器、可燃气体传感器、爆炸传感器、撞击传感器以及热释电传感器。8.根据权利要求1所述的一种基于物联网的实验大楼应急安防系统，其特征在于，所述摄像头采用GXT-YlOl。9.根据权利要求1所述的一种基于物联网的实验大楼应急安防系统，其特征在于，所述第二电源稳压模块包括一5 V镍氢电池组及与其匹配的充电电路;所述充电电路包括一变压器、整流桥、电容滤波电路、LM7806三端稳压电路以及一硅二级管。10.根据权利要求1所述的一种基于物联网的实验大楼应急安防系统，其特征在于，所述实验室端通信电路以及所述远程通信电路均包括一 GTM900。
【文档编号】G06Q50/20GK205451183SQ201620192828
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月14日
【发明人】林宇洪, 林伟捷, 林玉英, 邱荣祖
【申请人】福建农林大学