基于物联网的实验大楼安防与应急预案发布系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种基于物联网的实验大楼安防与应急预案发布系统。
【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 one IC 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。
[0008] 目前高校实验室种类繁多，应急预案太多太杂，以纸质文件的形式保存。不同性质 的实验室的应急预案完全不同，甚至同一个实验室的不同事故的应急预案也完全不同。所 以在实验室突发事故时，根本没有时间可以查询纸质文件，阅读正确的应对方案。
【发明内容】
[0009] 本发明的目的在于提供一种基于物联网的实验大楼安防与应急预案发布系统，以 克服现有技术中存在的缺陷。
[0010] 为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种基于物联网的实验大楼安防与应急 预案发布系统，包括:复数个设置于实验室大门处用于获取实验室门禁状态信息的实验室 RFID门禁单元、设置于实验室内且用于获取实验室报警信息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云安防中心； 所述云安防中心接收到所述实验室RFID门禁单元上传的实验室门禁状态信息后，更新 对应实验室大门的显示状态，并将更新后的实验室大门显示状态发送至值班安保人员的移 动接收端，以可视化的方式通过房门图标展现实验大楼各楼层的房门状态； 所述实验室突发事件感知单元获取实验室报警信息后，通过第二通信单元发送一报警 短信至负责该实验室的实验室专家的移动接收端，并将该实验室报警信息上传至所述云安 防中心;所述云安防中心接收到所述实验室突发事件感知单元上传的实验室报警信息，通 过电话群呼以及短信群发的方式，通知实验室安全员，并将值班安保人员的电话号码发送 至实验室专家的移动接收端，并通过与该云安防中心匹配的且预存储有应急预案的应急预 案数据库获取对应的应急预案，下发至负责该实验室的值班安保人员、实验室专家以及实 验室安全员的移动接收端。
[0011] 在本发明一实施例中，所述实验室RFID门禁单元包括：门禁卡以及与该门禁卡匹 配的门禁硬件主控制器;所述门禁卡包括一 S70;所述门禁硬件主控制器包括:STM32、RFID 读卡器、第一GPRS MODEM、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模 块;所述第一GPRS MODEM与所述云安防中心通信;所述RFID读卡器包括一MF RC500芯片;所 述第一电源稳压模块包括一用于将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。
[0012] 在本发明一实施例中，所述实验室门禁状态信息包括：门禁状态、实验室编号以及 门禁编号。
[0013] 在本发明一实施例中，所述S70包括40个扇区，第一扇区至第32扇区的容量为64字 节，划分成4块，每块16字节;每个扇区的块3为特殊控制区，用于设置密钥A或密钥B对本扇 区块0至块3的读写权限，且包括密钥A、密钥B以及读写设置码三部分;设置第18扇区为所述 S70的权限校验区，并通过如下方式完成加密:关闭密钥A对第18扇区块Ο、块1、块2的读写权 限;禁止密钥Α通过修改第18扇区的块3的读写设置码;禁止密钥Β对第18扇区块0、块1、块2 的写权限，仅保留读权限;禁止密钥B对第18扇区的块3的读写设置码的写权限;所述门禁硬 件主控制器检测所述S70如下内容:检测门禁卡的第18扇区的密钥B是否正确;检测门禁卡 的第18扇区存储的内容是否正确;检测门禁卡序列号是否与门禁编号匹配。
[0014] 在本发明一实施例中，所述门禁硬件主控制器工作流程包括：门禁主程序段、门锁 状态程序段、门禁报警程序段以及开锁程序段组成； 所述门禁硬件主控制器通电后，进入主程序段，循环检测门锁状态；当检测门锁处于开 启状态，则进入门锁状态程序段进行判断，当房门被异常开启，或正常开启且30秒未关闭门 锁，则进入报警程序段;报警程序段将上传门禁编号、门序列号以及门锁状态，除了在门禁 端通过报警蜂鸣器发出报警声，值班安保人员的移动接收端也发出报警音； 在主程序段还检测是否有门禁卡，如果检测到有门禁卡，检测门禁卡第18扇区的密钥B 是否正确，检测门禁卡第18扇区存储数据内容是否正确，否则进入报警程序段，通过前两项 校验后，进入开锁程序段;开锁程序段将门禁编号、门禁卡序列号上传至云安防中心，如果 云安防中心校验门禁编号、门禁卡序列号相互匹配，则控制所述门禁电磁锁，开启房门。
[0015] 在本发明一实施例中，所述实验室突发事件感知单元包括:一第二GPRS MODEM、一 第二电源稳压模块、一 MC68HC908GP32处理器以及分别与该MC68HC908GP32处理器相连的烟 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、热释电传 感器以及以摄像头;所述摄像头与一视频传感器相连;所述第二GPRS MODEM与所述云安防 中心通信;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;所述摄像 头采用GXT-Y101;第二GPRS MODEM采用GTM900。
[0016] 在本发明一实施例中，所述实验室突发事件感知器单元工作流程中包括:实验室 主程序段、实验室报警程序段、转发短信程序段、执行短信指令程序段以及撤环循环程序 段； 所述实验室突发事件感知器单元上电后，进入实验室主程序段，并循环检测各传感器 的状态;如果有新短信到达第二GPRS MODEM，则进入转发短信程序段，转发新短信至实验专 家的手移动接收端，包括:遥控感知器的短信指令以及话费短信;如果新短信中格式以及预 置的短信指令相同，且密码正确则进入执行短信指令程序段;如果短信指令为撤防短信，则 进入撤环循环程序段;如果短信指令为监听短信，所述实验室突发事件感知器单元通过第 二GPRS MODEM拨打实验室专家的手机号码，提供60秒的实验室环境