一种基于嵌入式CPS的工业危险品临时存储的实时监控装置的制作方法

本发明涉及一种基于嵌入式cps的工业危险品临时存储的实时监控装置，属于工业控制技术领域。

背景技术：

随着工业水平的不断发展，化工材料研究的不断深入，越来越多的危险化学品投入到使用中。然而，由于很多化工原料性质的不稳定性，工业危险品存储和转运都面临着很大的技术风险和生命财产风险。

由于无线传感器适用范围广泛，能耗较低，成本相对低廉，使得各种无线传感器在工业监控中的使用更加广泛，在工业中，温度、湿度、气压计等传感器被大量的应用。

此外，随着互联网产业的蓬勃发展，远程检测和远程控制技术的运用也大大增强。依靠于无线通信技术，信息物理系统(cyberphysicalsystems，简称cps)应运而生。作为计算进程和物理进程的统一体，是集成计算、通信与控制于一体的下一代智能系统。信息物理系统通过人机交互接口实现和物理进程的交互，使用网络化空间以远程的、可靠的、实时的、安全的、协作的方式操控一个物理实体。

鉴于此，本发明基于云南省技术创新人才项目(2019hb113)、国家自然科学基金项目(61562051)进行研究工作。

技术实现要素：

本发明提供了一种基于嵌入式cps的工业危险品临时存储的实时监控装置，以用于通过本装置实现对临时存储的工业危险品的温湿度检测、控制，进一步实现辐射控制以及化学尾气处理。

本发明的技术方案是：一种基于嵌入式cps的工业危险品临时存储的实时监控装置，包括传感器1、测量电路2、信号增益电路3、温湿度控制模块4、单片机控制单元5、显示器模块6、电子锁模块7、报警器8、蓝牙模块9、电源模块10、无线终端13、服务器14；所述传感器1包括温湿度传感器15、gps定位传感器16；所述报警器8包括报警灯17、扬声器18；所述传感器1与测量电路2相连，测量电路2通过信号增益电路3与单片机控制单元5相连，单片机控制单元5再分别与温湿度控制模块4、显示器模块6、电子锁模块7、报警器8、蓝牙模块9、电源模块10相连，电源模块10还用于给温湿度控制模块4、显示器模块6、电子锁模块7、报警器8、蓝牙模块9、温湿度传感器15、gps定位传感器16供电，蓝牙模块9与无线终端13通信，无线终端13通过蜂窝移动数据网络与服务器14相连。

所述测量电路2包括测量信号输入端vin，测量信号输出端vout，运算放大器op5、运算放大器op6、运算放大器op7，电阻r30、电阻r31、电阻r32、电阻r33、电阻r34、电阻r35，电容c25、电容c26、电容c27、电容c28、电容c29；其中，测量信号输入端vin所接收的输入信号分别由温湿度传感器15的sda引脚和gps定位传感器16的1pps引脚提供；电容c25、电容c26并联在测量信号输入端vin上，电容c25的另一端接地，电容c26的另一端接电容c27一端、电容c28一端、电容c29一端、运算放大器op5反相输入端、运算放大器op6的反相输入端、电阻r30一端、电阻r31一端，电容c27另一端接地，电容c28另一端接运算放大器op5同相输入端后接地，电容c29另一端接运算放大器op6的同相输入端后接地，电阻r30另一端接运算放大器op5输出端，电阻r31另一端接运算放大器op6的输出端，运算放大器op5输出端同时接电阻r32一端，运算放大器op6输出端同时接电阻r33一端；r32另一端接电阻r35一端和运算放大器op7的反相输入端，电阻r33另一端接电阻r34一端和运算放大器op7的同相输入端，电阻r34的另一端接地，运算放大器op7的输出端与电阻r35另一端相连且作为测量信号输出端vout连接信号增益电路3的增益信号输入端amp_in。

所述信号增益电路3包括增益信号输入端amp_in，增益信号输出端amp_out，电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10，电容c1、电容c2、电容c3、电容c4、电容c5、电容c6，二极管d1、二极管d2，运算放大器op1、运算放大器op2、运算放大器op3、运算放大器op4；其中，增益信号输入端amp_in所接收的输入信号分别由测量电路2中测量信号输出端vout提供；二极管d1负极与二极管d2的正极连接后接电阻r1、电容c1、电容c2、电阻r2一端，二极管d1的正极与二极管d2的负极接电阻r1另一端、接增益信号输入端amp_in并接地，电容c2的另一端与运算放大器op1的同相输入端连接，运算放大器op1的反相输入端接地，运算放大器op1输出端接电容c1另一端、电阻r2另一端、运算放大器op2同相输入端，运算放大器op2的反相输入端接到自己的输出端并与电阻r3一端连接，电阻r3另一端接电阻r5一端、运算放大器op3的反相输入端，运算放大器op3的同相输入端通过电阻r4接地，电阻r5另一端接运算放大器op3输出端、运算放大器op4同相输入端，运算放大器op4的反相输入端连接电阻r9一端、电容c6一端、电阻r10一端、电容c5一端、电容c3一端，电容c3另一端接电阻r6一端，电阻r10另一端、电容c5另一端共同连接电容c6另一端、电容c4一端，电容c4另一端接电阻r8一端、电阻r7一端，电阻r8另一端接电阻r9另一端，电容r7另一端、电阻r6另一端、运算放大器op4的输出端连接作为增益信号输出端amp_out，并将输出电压信号传递至单片机控制单元5的pa12引脚。

所述温湿度控制模块4包括温度控制电路31、温度控制器32、湿度控制电路33、湿度控制器34；其中，温度控制电路31、湿度控制电路33的信号输入端与单片机控制单元5相连，其信号输出端分别与温度控制器32湿度控制器34相连；

所述温度控制电路31包括电阻r11、电阻r12，电容c7，电磁开关k1，晶体管vt1，所述温度控制器32采用tec1-12706制冷片；其中，电阻r12一端与电源模块10输出的12v电源、电容c7一端相连，电阻r12另一端接晶体管vt1的集电极，晶体管vt1的基极与单片机控制单元5的pa11引脚相连，电阻r11一端与电磁开关k1一端、晶体管vt1的发射极连接，电磁开关k1的另一端接制冷片的正极，电容c7另一端、电阻r11另一端、制冷片负极共同接地；

所述湿度控制电路33包括加湿控制电路与去湿控制电路，湿度控制器34包括水汽加湿器、电机m为主体的去湿器；

所述加湿控制电路包括电磁继电器k2、晶体管vt2、电阻r13、二极管d3；其中电阻r13的一端接单片机控制单元5的pa10引脚，接收控制信号，电阻r13的另一端接晶体管vt2的基极，晶体管vt2的发射极接地，晶体管vt2集电极接电磁继电器k2的3号引脚、二极管d3的正极，二极管d3的负极接电源模块10的3.3v电源，电磁继电器k2的4号引脚同时接电源模块10的3.3v电源，电磁继电器k2的1号引脚接电源模块10的12v电源的负极，电磁继电器k2的2号引脚接水汽加湿器的负极，电源模块10的12v电源的正极接水汽加湿器的正极；

所述去湿控制电路包括电阻r14、电阻r15、电阻r16、电阻r17、电阻r18、电阻r19，二极管d4、二极管d5、二极管d6、二极管d7，晶体管vt3、晶体管vt4、晶体管vt5、晶体管vt6、晶体管vt7、晶体管vt8；其中电阻r15的一端接单片机控制单元5的引脚pa9，电阻r15另一端与晶体管vt3的基极相连，晶体管vt3的集电极与电阻r16一端、电阻r17一端相连，晶体管vt3发射极、晶体管vt5的发射极接二极管d6的正极并接地，晶体管vt7的发射极、晶体管vt8的发射极接二极管d7的正极并接地，r16的另一端、晶体管vt4发射极、二极管d4负极、二极管d5负极、晶体管vt6发射极、电阻r19一端接电源模块10的12v电源，电阻r17的另一端分别与晶体管vt4、晶体管vt5的基极相连，晶体管vt4的集电极接晶体管vt5的集电极，二极管d6的负极接二极管d4的正极并接电机m为主体的去湿器的正极，电机m为主体的去湿器的负极接二极管d7的负极、二管管d5的正极，晶体管vt6的集电极接晶体管vt7的集电极，晶体管vt6的基极、晶体管vt7的基极接电阻r18一端，电阻r18另一端接电阻r19另一端、晶体管vt8的集电极，晶体管vt8的基极通过电阻r14接单片机控制单元5的引脚pa8。

所述单片机控制单元5包括单片机stm32f1，电容c8、电容c9、电容c10、电容c11、电容c12，电阻r23，按键开关k3，晶振y1、晶振y2；其中晶振y1并联在单片机stm32f1的pc14、pc15引脚上，单片机stm32f1的pc14另接电容c8一端，电容c8的另一端接地；单片机stm32f1的pc15另接电容c9一端，电容c9的另一端接地，晶振y2并联在单片机stm32f1的ocsin、oscout引脚上，单片机stm32f1的oscin另接电容c10一端，电容c10的另一端接地，单片机stm32f1的oscout另接电容c11一端，电容c11的另一端接地，电容c12与按键开关k3并联在单片机stm32f1的nrst、vssa引脚上，单片机stm32f1的nrst同时接电阻r23一端，电阻r23的另一端接电源模块10的3v3电源，单片机stm32f1的vssa同时接地，单片机stm32f1的boot0引脚也接3v3电源。

所述电子锁模块7包括二极管d8、二极管d9，电阻r21、电阻r22，三极管vt9、三极管vt10，继电器rl1，光耦；其中二极管d8正极接单片机控制单元5的pb12引脚，二极管d8负极接电阻r21的一端，电阻r21的另一端接光耦的2号引脚，光耦的1号引脚接电源模块10的3.3v电源，光耦的3号引脚接24v电源，光耦的4号引脚接电阻r22一端，电阻r22的另一端接三极管vt10的基极，三极管vt10的发射极接地，三极管vt10集电极接二极管d9的正极，二极管d9的另一端接24v电源；vt10的集电极同时接继电器rl1的一端，继电器rl1的另一端接24v电源；继电器rl1控制电磁锁的开关s1，开关s1的一端接24v电源，另一端接地。

所述蓝牙模块9包括蓝牙芯片hc-42，电阻r24，电容c13；其中蓝牙芯片hc-42的txd引脚接单片机控制单元5的pa3引脚，蓝牙芯片hc-42的rxd引脚接单片机控制单元5的pa2引脚，同时接电阻r24一端，电阻r24的另一端接电源模块10的3v3电源，蓝牙芯片hc-42的reset引脚接单片机控制单元5的pa6引脚，蓝牙芯片hc-42的vcc引脚接电源模块10的3v3电源，蓝牙芯片hc-42的gnd引脚接电容c7一端并接地，电容c7的另一端接电源模块10的3v3电源，蓝牙芯片hc-42的lpin引脚接单片机控制单元5的pa4引脚，蓝牙芯片hc-42的key+引脚接单片机控制单元5的pa5引脚；蓝牙芯片hc-42的ledcon引脚接地。

所述电源模块10包括电阻r25、r26、r27、r28，可变电阻r29，电容c17、c18、c20、c21、c22、c24，极性电容c14、c15、c16、c19、c23，电感l1、l2、l3，稳压降压芯片mp1482、im2576hv、ns6112，24v锂电池p1；

在24v降12v的电路中，24v锂电池p1负极接地，24v锂电池p1正极同时接极性电容c14的正极和稳压降压芯片im2576hv的vin引脚，电容c14的负极接地，，稳压降压芯片im2576hv的gnd引脚、on/off引脚接地，稳压降压芯片im2576hv的fb引脚接12v输出，稳压降压芯片im2576hv的out引脚分别接二极管d10的负极与电感l1一端，电感l1的另一端与极性电容c15一端连接并输出12v电压，d10正极与极性电容c15的负极接地；

在24v降5v的电路中，24v锂电池p1的正极通过保险丝f1接极性电容c16的正极、电容c17一端、稳压降压芯片ns6112的en引脚、稳压降压芯片ns6112的vin引脚，极性电容c16、电容c17的负极均接地，稳压降压芯片ns6112的sw引脚接电感l2一端，电感l2的另一端分别接电阻r25、电容c18、极性电容c19、电容c20一端并输出5v电压；电阻r25的另一端分别接稳压降压芯片ns6112的fb引脚、电阻r26一端、电容c18另一端，极性电容c19另一端、电阻r26另一端、电容c20另一端接地；

在24v降3.3v的电路中，24v锂电池p1的正极接稳压降压芯片mp1842的ss引脚，稳压降压芯片mp1482的boot引脚接电容c21一端，电容c21的另一端接电感l3一端并接稳压降压芯片mp1482的sw引脚，l3的另一端接电阻r28、极性电容c23、电容c24一端并同时接3.3v输出，电阻r28的另一端接可变电阻r29一端，可变电阻r29的另一端接稳压降压芯片mp1482的fb引脚并接地，极性电容c23、电容c24的另一端接地，稳压降压芯片mp1482的gnd引脚接地，稳压降压芯片的comp引脚接电容c22一端，电容c22的另一端接电阻r27一端，电阻r27的另一端接地，稳压降压芯片mp1482的en引脚接3.3v输入，稳压降压芯片mp1482的vin引脚接5v输入。

还包括化学尾气处理模块11、辐射控制模块12；其中报警器8、蓝牙模块9、电源模块10置于存储工业危险品的封闭壳体内底部，壳体外一面上部为带有电子锁模块7的密封盖，密封盖中心置有两个化学尾气处理模块11用于接收辐射控制模块12输送的内部气体，紧贴密封盖下方置有单片机控制单元5、温湿度传感器15、gps定位传感器16以及温湿度控制模块4。

所述化学尾气处理模块11外部为圆柱体塑料外壳，外壳的圆柱曲面密封，上下平面均有稀疏排气网，模块内部靠下为多层带进气口20的铅质隔板19、中部为尾气处理单元21、上部为带有排风扇的排气口25，排风扇接充电蓄电池26；所述尾气处理单元21包括从下往上布置的水汽吸收层22、化学反应层23、反应尾气吸收层24；

所述辐射控制模块12包括嵌于整个装置封闭壳体内部六个平面的铅层27、置于装置上方封盖的弯曲通气铅管28，贴近铅层27的六个内部平面均使用绝缘塑料进行包裹，弯曲通气铅管28采用盘旋布局方式，上接化学尾气处理模块11的进气口20，通气铅管28最下部还包含微型排气风扇29，排气风扇采用独立电源30，用于输送装置内部气体至化学尾气处理模块11。

本发明的有益效果是：本发明利用多种传感器的配合，可以有效地适用于工业危险品临时存储过程中的监控：具体的可以实现对临时存储的工业危险品的温湿度检测、控制，进一步实现辐射控制以及化学尾气处理，通过监控达到危险品存储内部环境调整的目的；可以实现装置的锁定和解锁，并进一步可以实现丢失状态自动锁定，同时可以进行定位、寻找。

附图说明

图1为本发明的电路连接框图；

图2为本发明的一种整体实物图；

图3为化学尾气处理模块的连接图；

图4为辐射控制模块的连接图；

图5为本发明的测量电路图；

图6为本发明的信号增益电路；

图7为本发明的温度控制模块

图8为本发明的加湿模块；

图9为本发明的去湿模块；

图10为本发明的单片机控制模块电路图；

图11为本发明的电子锁模块的电路图；

图12为本发明的蓝牙模块的控制电路图；

图13为本发明的电源模块的电路图；

图中各标号：1-传感器，2-测量电路，3-信号增益电路，4-温湿度控制模块，5-单片机控制单元，6-显示器模块，7-电子锁模块，8-报警器，9-蓝牙模块，10-电源模块，11-化学尾气处理模块，12-辐射控制模块，13-无线终端，14-服务器，15-温湿度传感器，16-gps定位传感器，17-报警灯，18-扬声器，19-带气孔铅质隔板，20-进气口，21-尾气处理单元，22-水汽吸收层，23-化学反应层，24-反应尾气吸收层，25-排气口，26-充电蓄电池，27-铅层，28-通气铅管，29-排气风扇，30-独立电源，31-温度控制电路，32-温度控制器，33-湿度控制电路，34-湿度控制器。

具体实施方式

实施例1：如图1-13所示，一种基于嵌入式cps的工业危险品临时存储的实时监控装置，包括传感器1、测量电路2、信号增益电路3、温湿度控制模块4、单片机控制单元5、显示器模块6、电子锁模块7、报警器8、蓝牙模块9、电源模块10、无线终端13、服务器14；所述传感器1包括温湿度传感器15、gps定位传感器16；所述报警器8包括报警灯17、扬声器18；所述传感器1与测量电路2相连，测量电路2通过信号增益电路3与单片机控制单元5相连，单片机控制单元5再分别与温湿度控制模块4、显示器模块6、电子锁模块7、报警器8、蓝牙模块9、电源模块10相连，电源模块10还用于给温湿度控制模块4、显示器模块6、电子锁模块7、报警器8、蓝牙模块9、温湿度传感器15、gps定位传感器16供电，蓝牙模块9与无线终端13通信，无线终端13通过蜂窝移动数据网络与服务器14相连。

进一步地，可以设置所述测量电路2包括测量信号输入端vin，测量信号输出端vout，运算放大器op5、运算放大器op6、运算放大器op7，电阻r30、电阻r31、电阻r32、电阻r33、电阻r34、电阻r35，电容c25、电容c26、电容c27、电容c28、电容c29；其中，测量信号输入端vin所接收的输入信号分别由温湿度传感器15(如：si7021-a10)的sda引脚和gps定位传感器16(如atgm332d-5n-3x)的1pps引脚提供；电容c25、电容c26并联在测量信号输入端vin上，电容c25的另一端接地，电容c26的另一端接电容c27一端、电容c28一端、电容c29一端、运算放大器op5反相输入端、运算放大器op6的反相输入端、电阻r30一端、电阻r31一端，电容c27另一端接地，电容c28另一端接运算放大器op5同相输入端后接地，电容c29另一端接运算放大器op6的同相输入端后接地，电阻r30另一端接运算放大器op5输出端，电阻r31另一端接运算放大器op6的输出端，运算放大器op5输出端同时接电阻r32一端，运算放大器op6输出端同时接电阻r33一端；r32另一端接电阻r35一端和运算放大器op7的反相输入端，电阻r33另一端接电阻r34一端和运算放大器op7的同相输入端，电阻r34的另一端接地，运算放大器op7的输出端与电阻r35另一端相连且作为测量信号输出端vout连接信号增益电路3的增益信号输入端amp_in。

进一步地，可以设置所述信号增益电路3包括增益信号输入端amp_in，增益信号输出端amp_out，电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10，电容c1、电容c2、电容c3、电容c4、电容c5、电容c6，二极管d1、二极管d2，运算放大器op1、运算放大器op2、运算放大器op3、运算放大器op4；其中，增益信号输入端amp_in所接收的输入信号分别由测量电路2中测量信号输出端vout提供；二极管d1负极与二极管d2的正极连接后接电阻r1、电容c1、电容c2、电阻r2一端，二极管d1的正极与二极管d2的负极接电阻r1另一端、接增益信号输入端amp_in并接地，电容c2的另一端与运算放大器op1的同相输入端连接，运算放大器op1的反相输入端接地，运算放大器op1输出端接电容c1另一端、电阻r2另一端、运算放大器op2同相输入端，运算放大器op2的反相输入端接到自己的输出端并与电阻r3一端连接，电阻r3另一端接电阻r5一端、运算放大器op3的反相输入端，运算放大器op3的同相输入端通过电阻r4接地，电阻r5另一端接运算放大器op3输出端、运算放大器op4同相输入端，运算放大器op4的反相输入端连接电阻r9一端、电容c6一端、电阻r10一端、电容c5一端、电容c3一端，电容c3另一端接电阻r6一端，电阻r10另一端、电容c5另一端共同连接电容c6另一端、电容c4一端，电容c4另一端接电阻r8一端、电阻r7一端，电阻r8另一端接电阻r9另一端，电容r7另一端、电阻r6另一端、运算放大器op4的输出端连接作为增益信号输出端amp_out，并将输出电压信号传递至单片机控制单元5的pa12引脚。

进一步地，可以设置所述温湿度控制模块4包括温度控制电路31、温度控制器32、湿度控制电路33、湿度控制器34；其中，温度控制电路31、湿度控制电路33的信号输入端与单片机控制单元5相连，其信号输出端分别与温度控制器32湿度控制器34相连；所述温度控制电路31包括电阻r11、电阻r12，电容c7，电磁开关k1，晶体管vt1，所述温度控制器32采用tec1-12706制冷片；其中，电阻r12一端与电源模块10输出的12v电源、电容c7一端相连，电阻r12另一端接晶体管vt1的集电极，晶体管vt1的基极与单片机控制单元5的pa11引脚相连，电阻r11一端与电磁开关k1一端、晶体管vt1的发射极连接，电磁开关k1的另一端接制冷片的正极，电容c7另一端、电阻r11另一端、制冷片负极共同接地；所述湿度控制电路33包括加湿控制电路与去湿控制电路，湿度控制器34包括水汽加湿器、电机m为主体的去湿器；所述加湿控制电路包括电磁继电器k2、晶体管vt2、电阻r13、二极管d3；其中电阻r13的一端接单片机控制单元5的pa10引脚，接收控制信号，电阻r13的另一端接晶体管vt2的基极，晶体管vt2的发射极接地，晶体管vt2集电极接电磁继电器k2的3号引脚、二极管d3的正极，二极管d3的负极接电源模块10的3.3v电源，电磁继电器k2的4号引脚同时接电源模块10的3.3v电源，电磁继电器k2的1号引脚接电源模块10的12v电源的负极，电磁继电器k2的2号引脚接水汽加湿器的负极，电源模块10的12v电源的正极接水汽加湿器的正极；所述去湿控制电路包括电阻r14、电阻r15、电阻r16、电阻r17、电阻r18、电阻r19，二极管d4、二极管d5、二极管d6、二极管d7，晶体管vt3、晶体管vt4、晶体管vt5、晶体管vt6、晶体管vt7、晶体管vt8；其中电阻r15的一端接单片机控制单元5的引脚pa9，电阻r15另一端与晶体管vt3的基极相连，晶体管vt3的集电极与电阻r16一端、电阻r17一端相连，晶体管vt3发射极、晶体管vt5的发射极接二极管d6的正极并接地，晶体管vt7的发射极、晶体管vt8的发射极接二极管d7的正极并接地，r16的另一端、晶体管vt4发射极、二极管d4负极、二极管d5负极、晶体管vt6发射极、电阻r19一端接电源模块10的12v电源，电阻r17的另一端分别与晶体管vt4、晶体管vt5的基极相连，晶体管vt4的集电极接晶体管vt5的集电极，二极管d6的负极接二极管d4的正极并接电机m为主体的去湿器的正极，电机m为主体的去湿器的负极接二极管d7的负极、二管管d5的正极，晶体管vt6的集电极接晶体管vt7的集电极，晶体管vt6的基极、晶体管vt7的基极接电阻r18一端，电阻r18另一端接电阻r19另一端、晶体管vt8的集电极，晶体管vt8的基极通过电阻r14接单片机控制单元5的引脚pa8。

进一步地，可以设置所述单片机控制单元5包括单片机stm32f1，电容c8、电容c9、电容c10、电容c11、电容c12，电阻r23，按键开关k3，晶振y1、晶振y2；其中晶振y1并联在单片机stm32f1的pc14、pc15引脚上，单片机stm32f1的pc14另接电容c8一端，电容c8的另一端接地；单片机stm32f1的pc15另接电容c9一端，电容c9的另一端接地，晶振y2并联在单片机stm32f1的ocsin、oscout引脚上，单片机stm32f1的oscin另接电容c10一端，电容c10的另一端接地，单片机stm32f1的oscout另接电容c11一端，电容c11的另一端接地，电容c12与按键开关k3并联在单片机stm32f1的nrst、vssa引脚上，单片机stm32f1的nrst同时接电阻r23一端，电阻r23的另一端接电源模块10的3v3电源，单片机stm32f1的vssa同时接地，单片机stm32f1的boot0引脚也接3v3电源。

进一步地，可以设置所述电子锁模块7包括二极管d8、二极管d9，电阻r21、电阻r22，三极管vt9、三极管vt10，继电器rl1，光耦；其中二极管d8正极接单片机控制单元5的pb12引脚，二极管d8负极接电阻r21的一端，电阻r21的另一端接光耦的2号引脚，光耦的1号引脚接电源模块10的3.3v电源，光耦的3号引脚接24v电源，光耦的4号引脚接电阻r22一端，电阻r22的另一端接三极管vt10的基极，三极管vt10的发射极接地，三极管vt10集电极接二极管d9的正极，二极管d9的另一端接24v电源；vt10的集电极同时接继电器rl1的一端，继电器rl1的另一端接24v电源；继电器rl1控制电磁锁的开关s1，开关s1的一端接24v电源，另一端接地。

进一步地，可以设置所述蓝牙模块9包括蓝牙芯片hc-42，电阻r24，电容c13；其中蓝牙芯片hc-42的txd引脚接单片机控制单元5的pa3引脚，蓝牙芯片hc-42的rxd引脚接单片机控制单元5的pa2引脚，同时接电阻r24一端，电阻r24的另一端接电源模块10的3v3电源，蓝牙芯片hc-42的reset引脚接单片机控制单元5的pa6引脚，蓝牙芯片hc-42的vcc引脚接电源模块10的3v3电源，蓝牙芯片hc-42的gnd引脚接电容c7一端并接地，电容c7的另一端接电源模块10的3v3电源，蓝牙芯片hc-42的lpin引脚接单片机控制单元5的pa4引脚，蓝牙芯片hc-42的key+引脚接单片机控制单元5的pa5引脚；蓝牙芯片hc-42的ledcon引脚接地。

进一步地，可以设置所述电源模块10包括电阻r25、r26、r27、r28，可变电阻r29，电容c17、c18、c20、c21、c22、c24，极性电容c14、c15、c16、c19、c23，电感l1、l2、l3，稳压降压芯片mp1482、im2576hv、ns6112，24v锂电池p1；在24v降12v的电路中，24v锂电池p1负极接地，24v锂电池p1正极同时接极性电容c14的正极和稳压降压芯片im2576hv的vin引脚，电容c14的负极接地，，稳压降压芯片im2576hv的gnd引脚、on/off引脚接地，稳压降压芯片im2576hv的fb引脚接12v输出，稳压降压芯片im2576hv的out引脚分别接二极管d10的负极与电感l1一端，电感l1的另一端与极性电容c15一端连接并输出12v电压，d10正极与极性电容c15的负极接地；在24v降5v的电路中，24v锂电池p1的正极通过保险丝f1接极性电容c16的正极、电容c17一端、稳压降压芯片ns6112的en引脚、稳压降压芯片ns6112的vin引脚，极性电容c16、电容c17的负极均接地，稳压降压芯片ns6112的sw引脚接电感l2一端，电感l2的另一端分别接电阻r25、电容c18、极性电容c19、电容c20一端并输出5v电压；电阻r25的另一端分别接稳压降压芯片ns6112的fb引脚、电阻r26一端、电容c18另一端，极性电容c19另一端、电阻r26另一端、电容c20另一端接地；在24v降3.3v的电路中，24v锂电池p1的正极接稳压降压芯片mp1842的ss引脚，稳压降压芯片mp1482的boot引脚接电容c21一端，电容c21的另一端接电感l3一端并接稳压降压芯片mp1482的sw引脚，l3的另一端接电阻r28、极性电容c23、电容c24一端并同时接3.3v输出，电阻r28的另一端接可变电阻r29一端，可变电阻r29的另一端接稳压降压芯片mp1482的fb引脚并接地，极性电容c23、电容c24的另一端接地，稳压降压芯片mp1482的gnd引脚接地，稳压降压芯片的comp引脚接电容c22一端，电容c22的另一端接电阻r27一端，电阻r27的另一端接地，稳压降压芯片mp1482的en引脚接3.3v输入，稳压降压芯片mp1482的vin引脚接5v输入。

进一步地，可以设置还包括化学尾气处理模块11、辐射控制模块12；其中报警器8、蓝牙模块9、电源模块10置于存储工业危险品的封闭壳体内底部，壳体外一面上部为带有电子锁模块7的密封盖，密封盖中心置有两个化学尾气处理模块11用于接收辐射控制模块12输送的内部气体，紧贴密封盖下方置有测量电路2、信号增益电路3、单片机控制单元5、温湿度传感器15、gps定位传感器16以及温湿度控制模块4。

进一步地，可以设置所述化学尾气处理模块11外部为圆柱体塑料外壳，外壳的圆柱曲面密封，上下平面均有稀疏排气网，模块内部靠下为多层带进气口20的铅质隔板19、中部为尾气处理单元21、上部为带有排风扇的排气口25，排风扇接充电蓄电池26；所述尾气处理单元21包括从下往上布置的水汽吸收层22、化学反应层23、反应尾气吸收层24；所述辐射控制模块12包括嵌于整个装置封闭壳体内部六个平面的铅层27、置于装置上方封盖的弯曲通气铅管28，贴近铅层27的六个内部平面均使用绝缘塑料进行包裹，避免电器元件短路，弯曲通气铅管28采用盘旋布局方式，上接化学尾气处理模块11的进气口20，通气铅管28最下部还包含微型排气风扇29，排气风扇采用独立电源30，用于输送装置内部气体至化学尾气处理模块11。

本发明的工作原理是：

数据采集过程开始于传感器1，包括温湿度传感器15、gps定位传感器16，分别采集装置内部的温度和湿度数据以及gps位置信息，并分别经由测量电路2、信号增益电路3传输至单片机控制单元5，再经由蓝牙模块9传输给无线终端13，在无线终端13上的数据库中存储，并通过蜂窝移动数据发送至服务器14保存。

报警过程开始于单片机控制单元5数据接收后，单片机控制单元5判定数据是否处于安全值内：若传感器1采集的数据处于安全值范围，经由蓝牙模块9传输给无线终端13，在无线终端13上的数据库中存储，并通过蜂窝移动数据发送至服务器14，服务器14将数据存档；若数据不处于安全值范围，激活报警流程：首先启动报警器8，报警器8中的报警灯17和扬声器18进行声光报警，并在装置上的显示器模块6上显示报警的详细信息，并通过蓝牙模块9将数据传输到无线终端13，无线终端13将报警数据传回服务器14，激活远程报警流程。服务器14接收到报警数据后，在服务器端进行远程报警，通知相关系统管理员处理报警信息，同时将报警信息存档，结束远程报警及整个报警流程。

环境控制过程分为两个部分，包括动态环境控制与静态环境控制。

动态环境控制开始于单片机控制单元5数据接收后，判定数据是否处于约束范围内：若处于约束范围内，则环境控制过程不激活；若数据不处于约束范围内，激活控制流程：若温度数据超过约束范围，则单片机控制单元5通过温度控制电路31激活温度控制器32，通过制冷片的作用控制环境内部温度；若湿度数据超过约束范围，则单片机控制单元5通过湿度控制电路33激活湿度控制器34：若湿度数据偏低，则通过加湿控制模块控制加湿器提高环境湿度；若湿度数据偏高，则通过去湿控制模块控制热电阻降低环境湿度。

静态环境控制持续作用于内部环境内，包括辐射控制以及化学尾气处理。

辐射控制由包裹整个装置内部的铅层27防止内部辐射泄露，使用置于装置上方封盖的弯曲通气铅管28保证辐射的递减。

化学尾气处理从接收由微型排气风扇29输送上来的气体开始，由模块内部靠下为多层带进气口20的铅质隔板19吸收内部危险品释放出的残余辐射，尾气经由最下层隔板上的进气口20进入中部的尾气处理单元21，首先由最下部的水汽吸收层22吸收尾气中的水汽，之后经过中间的化学反应层23进行有害物质中和，之后进入反应尾气吸收层24吸收反应之后的尾气；处理完毕的尾气通过最上层的排风扇由排气口25排出。

模块内部靠下为多层带进气口20的铅质隔板19、中部为尾气处理单元21、上部为带有排风扇的排气口25，排风扇接充电蓄电池26。

另外，关于尾气处理单元21进一步介绍如下：水汽吸收层22将从箱体内部逸出的危险品通过一定量的化学物质，吸收危险品上附着的水汽；中间的化学反应层23，其原理为：与吸收水汽后的危险品进行化学反应，将危险品转化为无污染无危险的物质，进行收集或排出；最上部的反应尾气吸收层24，其原理为：有些危险品通过一次反应无法完全消除其危险性，需要通过二次反应进一步进行处理，在此层继续采用化学反应方法进行处理。例如，当运输物质为氰化钠，该物质具有挥发性与剧毒性，当挥发气体通过化学尾气处理模块11时，首先通过水汽吸收层22吸收水分，之后通过装有过氧化氢溶液的化学反应层23，生成同样具有挥发性的氨气，氨气通过上部装有大量水的反应尾气吸收层24后被吸收，这个过程中，化学反应层23与反应尾气吸收层24中的物质均可根据危险品进行更换。

无线终端13通过蓝牙模块与所述监控装置上的蓝牙模块9进行通信，由无线终端13收取装置传输的数据，并通过蜂窝移动数据网络传输至服务器14，而电子锁模块7通过服务器14控制，即为，正常状态下：由服务器14经由无线终端13-蓝牙模块9-单片机控制单元5-电子锁模块7这个路径实施装置的锁定和解锁，避免出现不当解锁的情况(由于经由无线终端13发送的锁定及解锁信号，可以由无线终端13确定到解锁装置操作的责任人)；此处，当装置出现丢失情况时，无线终端13与蓝牙模块9之间的连接会断开(蓝牙通信是近场通信)，当服务器14接收不到蓝牙模块13经由蓝牙模块9收集到的信号时，电子锁模块7自动执行锁定，蓝牙模块9进入不间断搜索模式，由丢失前gps定位传感器16最后传回的最终gps信息，确定装置丢失的大概范围，使用蓝牙模块13在该范围内进行寻找，一旦装置与蓝牙模块13接近到一定的距离，那么蓝牙模块9和无线终端13会自动连接上，重新开始数据传输，此时可以直接通过无线终端13远程激活报警器8，寻找到装置。

上面结合图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。