朱國旺，徐巧年（通訊作者）

（武威職業(yè)學院 甘肅 武威 733000）

1 引言

隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，萬物互聯(lián)的時代即將到來，其最終目標是把人、數(shù)據(jù)和事物通過互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，這種新時代的理念將會帶來前所未有的發(fā)展機遇和挑戰(zhàn)?；诖?，本文充分研究了基于物聯(lián)網(wǎng)的校園實驗室安防預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)，為校園實驗室安全提供確切保障。

2 系統(tǒng)設(shè)計方案

2.1 設(shè)計要求

（1）兼容性優(yōu)良：基于物聯(lián)網(wǎng)的校園實驗室安防預(yù)警系統(tǒng)的移動終端對于安裝環(huán)境沒有要求，Android、IOS等平臺都可以通用使用。

（2）人機交互功能：要求系統(tǒng)能擁有比較完善的交互界面、交互輕松、界面簡單、方便簡潔、輕松上手。

（3）火焰預(yù)警控制功能：要求系統(tǒng)與室內(nèi)火警警報相連接，同時在接收到煙霧報警或者接收到預(yù)防火焰控制警報的時候，可以遠程的完成預(yù)警信息發(fā)送的功能。

（4）終端控制：要求系統(tǒng)可以遠距離、零失誤、無時差的接受實驗室控制信息并且完成對實驗室的開關(guān)控制。

（5）煙霧監(jiān)測功能：要求系統(tǒng)可以及時的監(jiān)測出煙霧或可燃氣體的濃度，是否達到監(jiān)測頂值，并自動完成遠程報警，與火焰預(yù)警控制功能相結(jié)合，完成自動化滅火。

（6）防盜功能：要求此項功能為安全系數(shù)最高，能夠及時的監(jiān)測出是否有人進入實驗室內(nèi)，如有人進入后自動完成報警觸發(fā)和用戶信息遠程發(fā)送[1]。

2.2 設(shè)計思路

在該系統(tǒng)設(shè)計中，選用開源的安卓系統(tǒng)作為操作系統(tǒng)，開源系統(tǒng)的應(yīng)用能夠極大程度上提高兼容性。本系統(tǒng)主要功能模塊包括主控、防盜、防火塊、煙霧檢測、報警和終端等。

主控模塊：其是整個校園實驗室安防預(yù)警系統(tǒng)的核心部分，它控制著整個系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。無線通信模塊中的ZIGBEE組件是無線通信的重要部分，通過GSM建立手機短信與主控模塊之間的通信，接收用戶在手機上發(fā)送的指令、上傳模塊的信息狀態(tài)。無線通信模塊是系統(tǒng)與用戶溝通的唯一橋梁。報警通知模塊是在遇到報警事件時及時的觸發(fā)自己的報警信息或用戶遠程開啟報警通知警告管理員。

防盜模塊：其主要是通過人體紅外檢測傳感器，在系統(tǒng)啟動的時候，如果有人在傳感器前移動或者貼近模塊時，人體紅外檢測傳感器會根據(jù)人物的接近，將信號傳送給單片機，并將通知發(fā)送到用戶的移動端中，同時會及時將有入侵的信息發(fā)送到報警模塊里，接著報警模塊接受信息后根據(jù)預(yù)設(shè)工作模式進行工作。防盜模塊中包括人體傳感器：將其放在窗戶、實驗室門前，如有人強迫入室會直接觸發(fā)警報。在日常生活中，還可以根據(jù)實際效果調(diào)整人體傳感器的角度、方向、距離，以實現(xiàn)更好的傳感效果。

煙霧檢測模塊：其是通過氣敏電阻傳感器在不同濃度的可燃氣體下電阻值的變化來監(jiān)測可燃氣體濃度。通過單片機讀取煙霧傳感器的高低電平并根據(jù)電平判斷是否有煙霧報警，當煙霧報警器監(jiān)測到煙霧報警時，將消息傳送到單片機，同時實驗室中的報警電路開始工作，提示實驗室中的教師和學生發(fā)生煙霧報警。

防火監(jiān)控模塊：其主要作用是火焰?zhèn)鞲衅鞅O(jiān)測到火焰信號時向主模塊發(fā)出報警信號，及時提醒管理員第一時間到達實驗室現(xiàn)場進行處理。

報警模塊：主要由三個模塊構(gòu)成，監(jiān)視模塊、控制模塊、遠程通信模塊，監(jiān)視模塊由外部設(shè)備的信號通過監(jiān)視模塊進入主體，開始監(jiān)視；控制模塊主要是控制外部設(shè)備的模塊；報警模塊里采用喇叭驅(qū)動完成內(nèi)部報警，同時通過主控模塊將報警信息通報給用戶，使用戶及時得知實驗室的報警信息。

遠程通信模塊：主要由GSM/GPRS模塊和單片機組成，主控模塊向GSM/GPRS模塊發(fā)送指令控制，GSM/GPRS模塊向用戶發(fā)出短信并接收來自用戶的控制短信。整個系統(tǒng)可以實現(xiàn)雙向通道，從而達到用戶可以利用互聯(lián)網(wǎng)遠程操控整個系統(tǒng)的目的。

終端模塊：該安防系統(tǒng)的終端模塊是由手機短信控制，這部分人機交互的核心，使其達到信息交互的效果，手機通過網(wǎng)絡(luò)和鏈接達到對每個模塊的狀態(tài)信息的查詢與監(jiān)控。終端模塊分為三個小部分：模塊狀態(tài)查詢，模塊控制，系統(tǒng)配置[2]。

3 系統(tǒng)運行流程

隨著當代科技網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展和人們居住環(huán)境條件的變化，促使著人們對校園實驗室安防的意識得到了進一步提升，實驗室安防預(yù)警監(jiān)控系統(tǒng)是由人力、信息、科技這三個方面組成的綜合安防監(jiān)控體系。

當用戶在進入移動端程序后，用戶首先需要登錄。身份信息的登錄能夠讓用戶與實驗室之間建立聯(lián)系，確保多個實驗室的預(yù)警系統(tǒng)的并發(fā)運行。手機移動端通過網(wǎng)絡(luò)對報警模塊進行實時監(jiān)控。用戶可隨時檢查各個監(jiān)測模塊的運行情況，以確保每個監(jiān)測模塊都處于正常的運行狀態(tài)中。設(shè)計中涉及的各種環(huán)境監(jiān)測模塊會持續(xù)監(jiān)測不同種類的實況信息，從而起到采集報警信息的作用。如果發(fā)現(xiàn)報警信息，用戶會通過手機短信的方式及時接收到預(yù)警系統(tǒng)的報警信息，便于用戶在第一時間根據(jù)報警信息采取各種的應(yīng)對措施。在報警模塊工作結(jié)束后，會再次進入戒備狀態(tài)[3]。

4 結(jié)論

保證安全是任何生產(chǎn)工作的基礎(chǔ)和前提，而基于物聯(lián)網(wǎng)的校園實驗室安防預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計，使校園實驗室的安全得到了切實保障。推進安防預(yù)警系統(tǒng)朝著自動化、智能化和人性化的方向發(fā)展，實現(xiàn)了管理人員對實驗室的實時監(jiān)控，此類物聯(lián)網(wǎng)安防系統(tǒng)的出現(xiàn)，不僅僅是技術(shù)上的革新，更為人們的生活帶來了保障。