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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的安全監(jiān)測(cè)預(yù)警控制系統(tǒng)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 本項(xiàng)目是基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的適合我國(guó)國(guó)情的智能化室內(nèi)災(zāi)情安全監(jiān)測(cè)預(yù)警空控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究。系統(tǒng)采用了先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、微處理器控制技術(shù)以及智能傳感數(shù)據(jù)采集技術(shù)，由一臺(tái)信息機(jī)與多個(gè)微處理控制器設(shè)備組成“主從式網(wǎng)狀”分布結(jié)構(gòu)，主要分為監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和預(yù)警系統(tǒng)兩大部分，另設(shè)應(yīng)急執(zhí)行控制機(jī)構(gòu)和移動(dòng)小車服務(wù)。本系統(tǒng)對(duì)環(huán)境安全、社會(huì)安定和經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著很重要的現(xiàn)實(shí)意義。
- 詳細(xì)介紹：
- 本系統(tǒng)是基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的適合我國(guó)國(guó)情的智能化室內(nèi)災(zāi)情安全監(jiān)測(cè)預(yù)警空控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究。系統(tǒng)采用了先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、微處理器控制技術(shù)以及智能傳感數(shù)據(jù)采集技術(shù)，由一臺(tái)信息機(jī)與多個(gè)微處理控制器設(shè)備組成“主從式網(wǎng)狀”分布結(jié)構(gòu)，主要分為監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和預(yù)警系統(tǒng)兩大部分，另設(shè)應(yīng)急執(zhí)行控制機(jī)構(gòu)和移動(dòng)小車服務(wù)。監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)主要包括傳感器網(wǎng)布設(shè)、信息采集、信息傳輸通信組網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用和設(shè)備設(shè)施配置等，實(shí)現(xiàn)環(huán)境信息的采集、處理和發(fā)送；安全預(yù)警系統(tǒng)主要包括微控制器C8051F120、微處理器ATmega16L、無(wú)線射頻nRF24L01A、語(yǔ)音報(bào)警和GSM短信、電話通知，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控指令發(fā)送和整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作。信息采集中心通過(guò)各種氣體和溫度等傳感器采集環(huán)境中氣體含量和溫度等信息，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)某一地點(diǎn)的環(huán)境信息。預(yù)警系統(tǒng)通過(guò)無(wú)線電技術(shù)傳輸所有網(wǎng)點(diǎn)的環(huán)境信息，準(zhǔn)確作出應(yīng)急預(yù)警,并通過(guò)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行快速處理，減小安全隱患，以緩和救援時(shí)間。本系統(tǒng)對(duì)環(huán)境安全、社會(huì)安定和經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著很重要的現(xiàn)實(shí)意義。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 設(shè)計(jì)目的： 目前，國(guó)內(nèi)外雖然擁有眾多各種各樣的監(jiān)測(cè)預(yù)警小系統(tǒng)，但是都存在一定的缺陷，就是監(jiān)測(cè)密度不夠、覆蓋面不全、預(yù)警服務(wù)難跟上，信息的共享未形成，管理缺乏綜合協(xié)調(diào)。因而建立一種覆蓋范圍廣、監(jiān)測(cè)密度強(qiáng)、有效管理和及時(shí)預(yù)警的安全監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)就顯得十分必要，對(duì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的安定有很大的現(xiàn)實(shí)意義。 基本思路： 本系統(tǒng)是以物聯(lián)網(wǎng)為技術(shù)平臺(tái)，以傳感器網(wǎng)絡(luò)和成熟的GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，研究開(kāi)發(fā)的一種主要應(yīng)對(duì)室內(nèi)環(huán)境安全的監(jiān)測(cè)預(yù)警和減災(zāi)執(zhí)行的智能化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。系統(tǒng)布設(shè)多個(gè)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)，采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過(guò)無(wú)線通信方式連接各個(gè)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)和總控中心形成監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以室內(nèi)環(huán)境因子為采集、分析對(duì)象，通過(guò)總控中心調(diào)用正常數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行對(duì)比分析和決策，進(jìn)行預(yù)警通知和控制相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，以減小安全隱患。 創(chuàng)新點(diǎn)： 1）采用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將所有傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)控制中心連上互聯(lián)網(wǎng)，形成網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)作管理。 2）在單片微處理器平臺(tái)上，通過(guò)GSM /GPRS網(wǎng)絡(luò)對(duì)災(zāi)情預(yù)警信息機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程通信控制，依據(jù)環(huán)境專家系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的智能監(jiān)測(cè)與自動(dòng)控制。 3）增置應(yīng)急移動(dòng)服務(wù)功能，自動(dòng)前往故障點(diǎn)啟動(dòng)相應(yīng)傳感器替代其運(yùn)作，以保證整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行，增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 技術(shù)關(guān)鍵： 運(yùn)用了單片微處理器控制技術(shù)、 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、無(wú)線通信自組網(wǎng)技術(shù)、GSM/GPRS遠(yuǎn)程通信技術(shù)等技術(shù)。 主要技術(shù)指標(biāo)： 系統(tǒng)控制精度、響應(yīng)時(shí)間、系統(tǒng)功耗，無(wú)線傳感器組網(wǎng)距離，傳感器檢測(cè)精度等。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 本智能化安全監(jiān)測(cè)預(yù)警控制系統(tǒng)將環(huán)境監(jiān)測(cè)與預(yù)警控制有機(jī)結(jié)合，采用物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)實(shí)施智能監(jiān)控，將所有傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)單片微處理器連成一個(gè)局域網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積可擴(kuò)大到整個(gè)國(guó)家甚至全球，使監(jiān)測(cè)信息高度共享，做到災(zāi)情及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)分析、及時(shí)預(yù)警、及時(shí)控制，形成一個(gè)快速應(yīng)急體系。依托成熟的GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)及時(shí)預(yù)警，也可通過(guò)無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)把環(huán)境參數(shù)傳送到計(jì)算機(jī)上，這樣就徹底擺脫了485總線以及CAN總線等有線方式與計(jì)算機(jī)的通訊距離困擾。系統(tǒng)增設(shè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，緊急情況下可以采取應(yīng)急措施，減小安全隱患。 本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)結(jié)合了我國(guó)的國(guó)情和生產(chǎn)要求，成本低廉、 運(yùn)行可靠，應(yīng)用具有廣闊的市場(chǎng)前景。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 2011年4月榮獲合肥學(xué)院第四屆挑戰(zhàn)杯競(jìng)賽二等獎(jiǎng) 2011年5月榮獲安徽省第四屆“合鍛股份”挑戰(zhàn)杯競(jìng)賽三等獎(jiǎng)
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 暫無(wú)
作品可展示的形式
- 模型、現(xiàn)場(chǎng)演示、圖片
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)： 本系統(tǒng)可依據(jù)環(huán)境特點(diǎn)，布設(shè)監(jiān)控預(yù)警點(diǎn)以及選擇監(jiān)控類型，結(jié)合移動(dòng)式檢測(cè)預(yù)警裝備替換非正常工作點(diǎn)。同時(shí)，總控中心通過(guò)無(wú)線通信技術(shù)接收所有網(wǎng)點(diǎn)的數(shù)字信息，調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)比，作出相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)警控制，如GSM短信發(fā)送、發(fā)送應(yīng)急小車行動(dòng)指令和真人語(yǔ)音報(bào)警等。另外，室外固定工作點(diǎn)可以依賴太陽(yáng)能供電，無(wú)需架設(shè)電網(wǎng)，還能保證工作點(diǎn)不受外圍電路供電的影響，達(dá)到綠色環(huán)保、節(jié)能減排的作用。系統(tǒng)整體環(huán)境控制精準(zhǔn)、功耗低、體積小、監(jiān)控范圍大、成本低、適應(yīng)能力強(qiáng)。 應(yīng)用場(chǎng)合和推廣前景： 本系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、噴涂包裝等工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)和家庭、商場(chǎng)、醫(yī)院、液化氣站、煤氣站、加油站等民用/商用場(chǎng)所，以及農(nóng)業(yè)溫室氣體檢測(cè)、沼氣分析和沼氣安全監(jiān)控和環(huán)保應(yīng)急事故、危險(xiǎn)品儲(chǔ)運(yùn)等方面。氣體災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)作為智能系統(tǒng)的一部分也將隨之發(fā)展，具有廣闊的市場(chǎng)前景。
同類課題研究水平概述
- 國(guó)外情況： 20世紀(jì)90年代后，計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字通信技術(shù)的日趨成熟，在美國(guó)、日本、德國(guó)這些發(fā)達(dá)國(guó)家，和火災(zāi)類有關(guān)的測(cè)報(bào)網(wǎng)絡(luò)的密度要比我國(guó)大很多。 就美國(guó)為例，美國(guó)幅員遼闊，其國(guó)土面積同我國(guó)相近，主要災(zāi)害為颶風(fēng)、地震、洪水、干旱等。美國(guó)對(duì)災(zāi)害的戰(zhàn)略主要是在于預(yù)防，并且下大力氣研究與災(zāi)害有關(guān)的一系列基礎(chǔ)理論問(wèn)題和社會(huì)行為，如：災(zāi)害預(yù)報(bào)、環(huán)境控制、災(zāi)情救治、災(zāi)后流行病防疫等等。美國(guó)的減災(zāi)系統(tǒng)工程有如下幾個(gè)重要特點(diǎn)： 1）重視對(duì)災(zāi)害的科學(xué)研究，特別是災(zāi)害發(fā)生的動(dòng)力學(xué)機(jī)制問(wèn)題的研究； 2）把人與自然災(zāi)害之間的關(guān)系放在突出位置上，十分重視人的生命價(jià)值；從制度上、法律上把防災(zāi)、減災(zāi)作為聯(lián)邦政府及州政府的一項(xiàng)日常任務(wù)確定下來(lái)，有十分明確的責(zé)任劃分； 3）建立全國(guó)范圍內(nèi)的災(zāi)害網(wǎng)絡(luò)，包括監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)、救災(zāi)、通訊等等，當(dāng)災(zāi)情發(fā)生時(shí)，各種服務(wù)系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入救災(zāi)狀態(tài)。特別重視防災(zāi)通訊系統(tǒng)的建設(shè)，并將其作為一項(xiàng)單獨(dú)的減災(zāi)工程加以建設(shè)，其通訊網(wǎng)絡(luò)從中央防災(zāi)機(jī)構(gòu)一直到居民區(qū)，形成了一個(gè)可以及時(shí)通報(bào)災(zāi)情，及時(shí) 進(jìn)行救災(zāi)工作的現(xiàn)代化防災(zāi)通訊系統(tǒng)。 國(guó)內(nèi)情況： 我國(guó)的智能化室內(nèi)安全監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)還處于從無(wú)到有的初級(jí)發(fā)展階段。近幾年來(lái)，在各大公司和媒體的強(qiáng)大概念宣傳攻勢(shì)下，我國(guó)智能監(jiān)測(cè)預(yù)警行業(yè)逐漸形成，可用的、接近現(xiàn)實(shí)需求的產(chǎn)品不斷增加，集成商、開(kāi)發(fā)商以及裝修公司己經(jīng)積累了很多經(jīng)驗(yàn)。但在室內(nèi)安全監(jiān)測(cè)預(yù)警這一方面我們還沒(méi)有達(dá)到理想的程度。從總體上看，最近二十多年來(lái)，我國(guó)室內(nèi)安全事故呈逐年上升的趨勢(shì)，主要表現(xiàn)在電器類火災(zāi)、建筑物火災(zāi)、石油和化工火災(zāi)等方面，而檢測(cè)手段基本上以傳統(tǒng)單一檢測(cè)為主。 目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于災(zāi)情的安全監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)研究比較成熟，但是在這經(jīng)濟(jì)越來(lái)越發(fā)達(dá)，生活越來(lái)越智能的條件下，傳統(tǒng)災(zāi)情監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)遠(yuǎn)滿足不了生產(chǎn)生活需要?？偟膩?lái)說(shuō)，安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的單項(xiàng)研究已經(jīng)很深很有成效，但是絕大多數(shù)都只是針對(duì)小環(huán)境，而且環(huán)境分散，很少有形成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。所以，安全監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)仍有著很廣泛的發(fā)展前景和研究?jī)r(jià)值，重要的是監(jiān)測(cè)更加準(zhǔn)確，控制更加及時(shí)，通知及時(shí)到位。
