專利名稱：實驗室智能安防監(jiān)控報警裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的技術(shù)方案涉及響應(yīng)兩種以上不同的意外或異常情況的報警器，具體地說是實驗室智能安防監(jiān)控報警裝置。
背景技術(shù)：
隨著高等教育的發(fā)展，實踐教學(xué)在學(xué)校教育中的重要性日益明顯，實驗室的利用率隨之增大。實驗室安全事故主要是由硬件、軟件兩方面的問題造成的。硬件方面指的是實驗室基礎(chǔ)設(shè)施，軟件方面指的是管理人員對安全工作的認識。高校實驗室里有大量的儀器設(shè)備，并且實驗儀器設(shè)備的數(shù)量和種類都在不斷增加。隨著實驗室長時間及頻繁的使用，很難完全避免不可預(yù)料的火災(zāi)其他災(zāi)害的發(fā)生。如果一旦發(fā)生險情不能及時處理，會給師生
人員安全帶來危害和對給學(xué)校的財產(chǎn)帶來損失。目前，大多高校實驗室分散且管理人員不足，在管理上不能做到面面俱到，不能實現(xiàn)實時監(jiān)控，導(dǎo)致實驗室在安防監(jiān)控上存在漏洞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供實驗室智能安防監(jiān)控報警裝置，是一種基于GSM技術(shù)的實驗室智能安防監(jiān)控報警裝置，實現(xiàn)對實驗室溫度、煙霧和CO氣體環(huán)境信息，以及盜警安全信息的遠程監(jiān)控及險情報警，具有遠程控制和自動報警的功能，并通過手機短信的方式接收警報信息，克服了現(xiàn)今高校實驗室不能實現(xiàn)實時監(jiān)控，導(dǎo)致實驗室在安防監(jiān)控上存在漏洞的缺陷。本發(fā)明解決該技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是實驗室智能安防監(jiān)控報警裝置，是一種基于GSM技術(shù)的實驗室智能安防監(jiān)控報警裝置，包括由主控電路、信息采集模塊、報警模塊和遠程控制模塊四個部分，其中，主控電路由單片機及其設(shè)置的操作主程序、MAX232模塊、按鍵面板和液晶顯示屏構(gòu)成，信息采集模塊包括煙霧傳感器、CO傳感器、溫度傳感器和紅外傳感器，報警模塊由蜂鳴器和LED燈構(gòu)成，遠程控制模塊由含有GSM技術(shù)的SM300的手機模塊、語音控制器和K1、K2、K3和K4四路繼電器構(gòu)成；其中主控電路各構(gòu)成部件的連接方式是ΜΑΧ232的9、10引腳與單片機的PC3、PC4引腳連接，PC3、PC4引腳是單片機中斷口
O模擬串口，MAX232的12引腳與單片機的PC5引腳連接，PC5引腳是單片機中斷口 I模擬輸入串口，主控電路中的按鍵面板的8位數(shù)據(jù)線與單片機的PA 口連接、液晶顯示屏三根引腳E、R/W與D/Ι分別與單片機的PD0、PD1和PD2相連；其他各個各構(gòu)成部件的連接方式是信息采集模塊中的煙霧傳感器、CO傳感器、溫度傳感器和紅外傳感器分別與單片機的PB4、PB3、PD3和PB5引腳連接，報警模塊中的蜂鳴器和LED燈與四路繼電器中的繼電器Kl相連，遠程控制模塊中的手機模塊與MAX232的8、7引腳連接，語音控制器的TXD引腳與MAX232的13引腳連接，四路繼電器中的繼電器K2與實驗室總閘連接，另兩個繼電器K3、K4接口沒有連接電路，在必要的時候?qū)U展使用。上述實驗室智能安防監(jiān)控報警裝置，所述全部部件和連接電路都安置在一個盒箱內(nèi)，該盒箱外屏上的按鍵面板設(shè)置有O 9共十個數(shù)字按鍵和OK鍵、退出鍵、左移鍵、右移鍵、按鍵*和按鍵#六個功能選擇按鍵。上述實驗室智能安防監(jiān)控報警裝置，所述單片機中設(shè)置的操作主程序流程是啟動一程序初始化一液晶顯示屏菜單選擇一報警設(shè)置一信息采集一單片機判別一是否超過閾值？ N—返回信息采集；Y—發(fā)送警報短信、聲光報警和液晶顯示屏顯示一險情處理一返回信息采集。上述實驗室智能安防監(jiān)控報警裝置，所述單片機的型號為HT66F50，液晶顯示屏的型號為IXD12864，溫度傳感器型號為18b20，紅外傳感器型號為1838，語音控制器的型號為LD3322。上述實驗室智能安防監(jiān)控報警裝置,所述盒箱的尺寸為250mmX IOOmmX 80mm。上述實驗室智能安防監(jiān)控報警裝置通過手機模塊控制單片機的運行方式是所述手機模塊采用含有GSM技術(shù)的SIM300的手機模塊，并配置一張手機SIM卡，具有普通手機 發(fā)短信和通話的功能。HT66F50單片機循環(huán)檢測多路傳感器中的煙霧傳感器、CO傳感器、溫度傳感器18b20和紅外傳感器1838將收集到的環(huán)境信息，并進行處理，當(dāng)有數(shù)據(jù)超過閾值時，給預(yù)設(shè)的管理員手機號碼發(fā)送報警短信。當(dāng)管理員發(fā)送約定控制格式短信到配置的手機時，SIM300手機模塊接收此短信，然后將處理后的信息發(fā)給HT66F50單片機，由HT66F50單片機作進一步處理。另一方面，管理員在接收到險情報警短信并經(jīng)過確認后，通過手機發(fā)出語音命令傳送到語音控制器LD3322，語音控制器LD3322則發(fā)送特定命令到HT66F50單片機，HT66F50單片機根據(jù)處理的信息數(shù)據(jù)和收到的語音命令控制相應(yīng)的多路繼電器中的一路或幾路繼電器，相應(yīng)的繼電器將實現(xiàn)特定功能，包括開啟蜂鳴器和LED燈，切斷實驗室總閘，同時單片機處理后的實時信息將在晶顯示屏上顯示。上述實驗室智能安防監(jiān)控報警裝置，其中所涉及到元器件及其連接方式均是本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所熟知的，所用到的元器件都可以通過商購獲得。本發(fā)明的有益效果是與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于本發(fā)明實驗室智能安防監(jiān)控報警裝置提供一種基于GSM技術(shù)的實驗室智能安防系統(tǒng)，能對實驗室溫度、煙霧和CO氣體環(huán)境信息，以及盜警安全信息的遠程監(jiān)控及險情報警，在出現(xiàn)險情而有關(guān)人員又不能現(xiàn)場處理時，可通過給預(yù)置手機發(fā)送處置命令短信的方式，或者打電話語音控制的方式，及時采取措施。在無險情而又想要了解實驗室環(huán)境信息時，可通過發(fā)送約定控制格式短信的形式獲取，為此本發(fā)明實驗室智能安防監(jiān)控報警裝置可以實現(xiàn)實驗室的集中管理，有效節(jié)約人力資源，并能對實驗室進行更全面的監(jiān)控，由此完全克服了現(xiàn)今高校實驗室不能實現(xiàn)實時監(jiān)控，導(dǎo)致實驗室在安防監(jiān)控上存在漏洞以及由于實驗室管理人員不足及不能及時處理險情的管理疏漏的缺陷。下列實施例中進一步闡明了本發(fā)明突出的實質(zhì)性特點。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。圖I是本發(fā)明實驗室智能安防監(jiān)控報警裝置構(gòu)成示意框圖。圖2是本發(fā)明實驗室智能安防監(jiān)控報警裝置中各構(gòu)成部件的連接線路示意圖。圖3是本發(fā)明實驗室智能安防監(jiān)控報警裝置的外觀示意視圖。圖4是本發(fā)明實驗室智能安防監(jiān)控報警裝置的單片機中設(shè)置的操作主程序的流程圖。
圖中，I.液晶顯示屏，2a.煙霧傳感器插口，2b. CO傳感器插口，2c. 18b20型溫度傳感器插口，2d. 1838型紅外傳感器插口，3.數(shù)字按鍵1，4.數(shù)字按鍵2，5.數(shù)字按鍵3，6. OK鍵，7.數(shù)字按鍵4，8.數(shù)字按鍵5，9.數(shù)字按鍵6，10.左移鍵，11.數(shù)字按鍵7，12.數(shù)字按鍵8，13.數(shù)字按鍵9，14.右移鍵，15.按鍵*，16.數(shù)字按鍵0，17.按鍵#，18.退出鍵。
具體實施例方式圖I所示實施例表明，本發(fā)明的實驗室智能安防監(jiān)控報警裝置包括由主控電路、信息采集模塊、報警模塊和遠程控制模塊四個部分，其中，主控電路由單片機及其設(shè)置的操作主程序、MAX232模塊、按鍵面板和液晶顯示屏構(gòu)成，信息采集模塊為多路傳感器，包括有煙霧傳感器、CO傳感器、溫度傳感器和紅外傳感器，報警模塊由蜂鳴器和LED燈構(gòu)成，遠程控制模塊由含有GSM技術(shù)的SIM300的手機模塊、語音控制器和四路繼電器構(gòu)成；操作人員通過晶顯示屏并配合按鍵面板將需要的功能選擇信息輸入單片機，單片機將按此指令進行工作，多路傳感器中的煙霧傳感器、CO傳感器、溫度傳感器和紅外傳感器將收集到的環(huán)境信息輸入單片機，單片機循環(huán)檢測多路傳感器輸入的信息數(shù)據(jù)，并進行處理，當(dāng)有數(shù)據(jù)超過閾 值時給預(yù)設(shè)的管理員手機號碼發(fā)送報警短信，當(dāng)管理員發(fā)送約定控制格式短信到配置的手機時，手機模塊接收此短信，然后將處理后的信息通過MAX232模塊傳給單片機，由單片機作進一步處理，另一方面，管理員在接收到險情報警短信并經(jīng)過確認后，通過手機發(fā)出語音命令傳送到語音控制器，語音控制器則通過MAX232模塊發(fā)送特定命令到單片機，單片機根據(jù)處理的信息數(shù)據(jù)和收到的語音命令控制相應(yīng)的多路繼電器，相應(yīng)的繼電器將實現(xiàn)特定功能，其中一路繼電器將實現(xiàn)開啟報警模塊中的蜂鳴器和LED燈，另一路繼電器將實現(xiàn)切斷實驗室總閘，另有兩路繼電器的繼電器接口是在必要的時候擴展使用，同時單片機處理后的實時信息將在晶顯示屏上顯示。圖2所示本發(fā)明實驗室智能安防監(jiān)控報警裝置中各構(gòu)成部件的連接線路的實施例表明主控電路是本發(fā)明裝置的核心部分，HT66F50單片機采用精簡封裝方式，實際引腳個數(shù)低于預(yù)計，因此采用串行通信方式。其中4*4鍵盤形式的按鍵面板上的數(shù)字按鍵I (3)、數(shù)字按鍵2 (4)、數(shù)字按鍵3 (5)、OK鍵(6)、數(shù)字按鍵4 (7)、數(shù)字按鍵5 (8)、數(shù)字按鍵6 (9)、左移鍵(10)、數(shù)字按鍵7 (11)、數(shù)字按鍵8 (12)、數(shù)字按鍵9 (13)、右移鍵(14)、按鍵* (15)、數(shù)字按鍵O (16)、按鍵# (17)和退出鍵(18)的8位數(shù)據(jù)線與HT66F50單片機PAO PA 7 口相連。液晶顯示屏IXD12864的三根引腳E、R/W與D/Ι組成串行模式電路分別與HT66F50單片機的PD0、PD1和PD2相連。SM300手機模塊與MAX232的8、7引腳連接，MAX232的9、10引腳與HT66F50單片機的PC3、PC4引腳即單片機中斷口 O模擬串口引腳連接，從而實現(xiàn)串口通信，語音控制器LD3322的TXD引腳與MAX232的13引腳連接，MAX232的12引腳與HT66F50單片機的PC5引腳即單片機中斷口 I模擬輸入串口引腳連接，SIM300手機模塊與單片機之間通過MAX232連接，蜂鳴器LS和LED燈與繼電器(RELAYK) Kl相連，溫度傳感器18b20與HT66F50單片機的PD3相連，紅外傳感器1838與HT66F50單片機的PB5引腳相連，煙霧傳感器和CO傳感器都各通過I/O 口的一根數(shù)據(jù)線分別與HT66F50單片機的PB4和PB3引腳相連，繼電器(RELAYK) K2與實驗室總閘連接，剩余的繼電器(RELAYK)K3和繼電器(RELAYK) K4兩個繼電器接口作為擴展備用，報警模塊外的另一 LED燈連接至HT66F50單片機的VSS。
圖3所示實施例表明，本發(fā)明實驗室智能安防監(jiān)控報警裝置的外形為一盒箱，其尺寸為250mmX 100mmX 80mm。該盒箱的上面設(shè)有液晶顯示屏(I)和4*4鍵盤形式的按鍵面板，該按鍵面板上有數(shù)字按鍵I (3)、數(shù)字按鍵2 (4)、數(shù)字按鍵3 (5)、OK鍵(6)、數(shù)字按鍵
4(7)、數(shù)字按鍵5 (8)、數(shù)字按鍵6 (9)、左移鍵(10)、數(shù)字按鍵7 (11)、數(shù)字按鍵8 (12)、數(shù)字按鍵9 (13)、右移鍵(14)、按鍵* (15)、數(shù)字按鍵O (16)、按鍵# (17)和退出鍵(18)。在該盒箱的一側(cè)面設(shè)有煙霧傳感器插口(2a)、CO傳感器插口(2b)、18b20型溫度傳感器插口(2c)和1838型紅外傳感器插口(2d)。圖4所示實施例表明，本發(fā)明實驗室智能安防監(jiān)控報警裝置的單片機中設(shè)置的操作主程序流程是啟動一程序初始化一液晶顯示屏菜單選擇一報警設(shè)置一信息采集一單片機判別一是否超過閾值？ N—返回信息采集；Y—發(fā)送警報短信、聲光報警和液晶顯示屏顯不一險情處理一返回/[目息米集。以下所有實施例中所使用的實驗室智能安防監(jiān)控報警裝置均是按上述圖I、圖2、圖3和圖4所示實施例裝配成的實驗室智能安防監(jiān)控報警裝置。該裝置以HT66F50單片機·作為主控芯片，配合含有配置一張手機SM卡的GSM技術(shù)的SM300手機模塊、液晶顯示屏和按鍵面板輔助部件，實現(xiàn)對實驗室安防的智能監(jiān)控報警。所述按鍵面板采用掃描輸入方式，按鍵面板配合液晶顯示屏進行菜單操作，實現(xiàn)信息的查詢及相應(yīng)功能的設(shè)置，查詢當(dāng)前的信息及歷史警報信息，設(shè)置有用于接收警報短信的實驗室管理員的手機號碼，可實現(xiàn)實驗室的布防和撤防的操作。當(dāng)進行聲光報警時，蜂鳴器鳴叫并且LED彩燈閃爍。本實施例的HT66F50單片機使用外部時鐘，晶振頻率4MHz，晶振兩端分別于單片機HT66F50的0SC1、0SC2相連。下列所有實施例的單片機HT66F50其他功能主要使用的是單片機的普通I/O 口功能。實施例I在容易發(fā)生火災(zāi)的實驗室監(jiān)控報警火災(zāi)的發(fā)生。將HT66F50單片機開機后，液晶顯示屏IXD12864顯示開機畫面，并進行程序初始化，初始化完成后，進入待機畫面，當(dāng)鍵盤按鍵OK鍵(6)按下時，通過液晶顯示屏IXD12864顯示輸入密碼的人機界面，只有管理人員才能對設(shè)備進行設(shè)置，輸入正確密碼后，進入菜單選擇，菜單包括“用戶初始化”、“傳感器功能設(shè)置”、“繼電器功能設(shè)置”和“撥號”，選擇“用戶初始化”，管理員根據(jù)需求設(shè)置設(shè)備發(fā)送信息的管理員手機號，設(shè)定完成后設(shè)備將發(fā)送設(shè)定成功的信息到管理員手機上，已確認設(shè)置成功；選擇“傳感器功能設(shè)置”，開啟溫度傳感器18b20、煙霧傳感器和CO傳感器的功能。選擇“繼電器功能設(shè)置”，開啟繼電器K2的功能，繼電器Kl不能被設(shè)置始終處于開啟功能狀態(tài)；選擇“撥號”，可以給任意手機用戶撥打電話，可滿足日常需求和緊急情況下?lián)艽蚯缶入娫?；HT66F50單片機隨時對接收到的溫度傳感器18b20、煙霧傳感器和CO傳感器的數(shù)據(jù)進行循環(huán)采集并判別，監(jiān)控室內(nèi)危險參數(shù)。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，實驗室環(huán)境溫度、CO濃度以及煙霧濃度過高并達到一定閾值，繼電器Kl自動打開，啟動報警模塊，蜂鳴器鳴叫，LED燈閃爍，液晶顯示屏LCD12864顯示當(dāng)前數(shù)據(jù)信息，同時SM300手機模塊工作，預(yù)置的手機卡自動發(fā)送報警短信到設(shè)置的管理員手機，管理員在排除室內(nèi)有人抽煙等類似誤報的可能之后，確認火災(zāi)險情確實發(fā)生后，除了采取常規(guī)處置手段，如撥打119、立刻去現(xiàn)場處理等之外，通過遠程控制，向物聯(lián)網(wǎng)電話發(fā)送火警處置命令短信，或通過打電話的方式，語音控制繼電器K2關(guān)閉實驗室總閘，切斷實驗室的一切電源。
實施例2實驗室有人闖入的監(jiān)控報警。將HT66F50單片機開機后，液晶顯示屏IXD12864顯示開機畫面，并進行程序初始化，初始化完成后，進入待機畫面，當(dāng)鍵盤按鍵OK鍵(6)按下時，通過液晶顯示屏IXD12864顯示輸入密碼的人機界面，只有管理人員才能對設(shè)備進行設(shè)置，輸入正確密碼后，進入菜單選擇，菜單包括“用戶初始化”、“傳感器功能設(shè)置”、“繼電器功能設(shè)置”和“撥號”，選擇“用戶初始化”，管理員根據(jù)需求設(shè)置設(shè)備發(fā)送信息的管理員手機號，設(shè)定完成后設(shè)備將發(fā)送設(shè)定成功的信息到管理員手機上，已確認設(shè)置成功；選擇“傳感器功能設(shè)置”，開啟紅外傳感器1838的功能。選擇“繼電器功能設(shè)置”，開啟相應(yīng)繼電器K的功能，繼電器Kl不能被設(shè)置，始終處于開啟功能狀態(tài)；選擇“撥號”，可以給任意手機用戶撥打電話，可滿 足日常需求和緊急情況下?lián)艽蚯缶入娫?；HT66F50單片機隨時對接收到的紅外傳感器1838的數(shù)據(jù)進行循環(huán)采集并判別，當(dāng)實驗室有人闖入時，紅外傳感器1838將數(shù)據(jù)發(fā)送給HT66F50單片機，及時啟動報警裝置，蜂鳴器鳴叫，LED燈閃爍，同時SIM300手機模塊工作，預(yù)置手機卡自動發(fā)送報警短信到預(yù)設(shè)的管理員手機，并發(fā)送警報短信到管理員手機，及時采取處理措施。
權(quán)利要求
1.實驗室智能安防監(jiān)控報警裝置，其特征在于是一種基于GSM技術(shù)的實驗室智能安防監(jiān)控報警裝置，包括由主控電路、信息采集模塊、報警模塊和遠程控制模塊四個部分，其中，主控電路由單片機及其設(shè)置的操作主程序、MAX232模塊、按鍵面板和液晶顯示屏構(gòu)成， 信息采集模塊包括煙霧傳感器、CO傳感器、溫度傳感器和紅外傳感器，報警模塊由蜂鳴器和 LED燈構(gòu)成，遠程控制模塊由含有GSM技術(shù)的SIM300的手機模塊、語音控制器和Kl、K2、K3 和K4四路繼電器構(gòu)成；其中主控電路各構(gòu)成部件的連接方式是MAX232的9、10引腳與單片機的PC3、PC4引腳連接，PC3、PC4引腳是單片機中斷口 O模擬串口，MAX232的12引腳與單片機的PC5引腳連接，PC5引腳是單片機中斷口 I模擬輸入串口，主控電路中的按鍵面板的8位數(shù)據(jù)線與單片機的PA 口連接、液晶顯示屏三根引腳E、R/W與D/Ι分別與單片機的 PD0, PDl和PD2相連；其他各個各構(gòu)成部件的連接方式是信息采集模塊中的煙霧傳感器、 CO傳感器、溫度傳感器和紅外傳感器分別與單片機的PB4、PB3、PD3和PB5引腳連接，報警模塊中的蜂鳴器和LED燈與四路繼電器中的繼電器Kl相連，遠程控制模塊中的手機模塊與 MAX232的8、7引腳連接，語音控制器的TXD引腳與MAX232的13引腳連接，四路繼電器中的繼電器K2與實驗室總閘連接；另兩個繼電器K3和K4接口沒有連接電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述實驗室智能安防監(jiān)控報警裝置，其特征在于所述全部部件和連接電路都安置在一個盒箱內(nèi)，該盒箱外屏上的按鍵面板設(shè)置有O 9共十個數(shù)字按鍵和 OK鍵、退出鍵、左移鍵、右移鍵、按鍵*和按鍵#六個功能選擇按鍵。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述實驗室智能安防監(jiān)控報警裝置，其特征在于所述單片機中設(shè)置的操作主程序流程是啟動一程序初始化一液晶顯示屏菜單選擇一報警設(shè)置一信息采集 —單片機判別一是否超過閾值？ N—返回信息采集；Y—發(fā)送警報短信、聲光報警和液晶顯示屏顯示一險情處理一返回信息采集。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述實驗室智能安防監(jiān)控報警裝置，其特征在于所述單片機的型號為HT66F50，液晶顯示屏的型號為IXD12864，溫度傳感器型號為18b20，紅外傳感器型號為1838，語音控制器的型號為LD3322。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述實驗室智能安防監(jiān)控報警裝置，其特征在于所述盒箱的尺寸為 250mmX IOOmmX 80mm。
全文摘要
本發(fā)明實驗室智能安防監(jiān)控報警裝置，涉及響應(yīng)兩種以上不同的意外或異常情況的報警器，是一種基于GSM技術(shù)的實驗室智能安防監(jiān)控報警裝置，包括由主控電路、信息采集模塊、報警模塊和遠程控制模塊四個部分，其中，主控電路由單片機及其設(shè)置的操作主程序、MAX232模塊、按鍵面板和液晶顯示屏構(gòu)成，信息采集模塊包括煙霧傳感器、CO傳感器、溫度傳感器和紅外傳感器，報警模塊由蜂鳴器和LED燈構(gòu)成，遠程控制模塊由含有GSM技術(shù)的SIM300的手機模塊、語音控制器和K1、K2、K3和K4四路繼電器構(gòu)成，具有遠程控制和自動報警的功能，克服了現(xiàn)今高校實驗室不能實現(xiàn)實時監(jiān)控，導(dǎo)致實驗室在安防監(jiān)控上存在漏洞的缺陷。
文檔編號G08B19/00GK102930688SQ20121040546
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月23日
發(fā)明者李玲玲, 周賢, 張云龍, 顧訓(xùn)華, 景麗婷, 黃曉松 申請人:河北工業(yè)大學(xué)