基本信息
- 项目名称：
- 基于物联网技术的安全监测预警控制系统
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 本项目是基于物联网技术的适合我国国情的智能化室内灾情安全监测预警空控制系统的设计研究。系统采用了先进的物联网技术、微处理器控制技术以及智能传感数据采集技术，由一台信息机与多个微处理控制器设备组成“主从式网状”分布结构，主要分为监测系统和预警系统两大部分，另设应急执行控制机构和移动小车服务。本系统对环境安全、社会安定和经济发展有着很重要的现实意义。
- 详细介绍：
- 本系统是基于物联网技术的适合我国国情的智能化室内灾情安全监测预警空控制系统的设计研究。系统采用了先进的物联网技术、微处理器控制技术以及智能传感数据采集技术，由一台信息机与多个微处理控制器设备组成“主从式网状”分布结构，主要分为监测系统和预警系统两大部分，另设应急执行控制机构和移动小车服务。监测子系统主要包括传感器网布设、信息采集、信息传输通信组网、物联网技术应用和设备设施配置等，实现环境信息的采集、处理和发送；安全预警系统主要包括微控制器C8051F120、微处理器ATmega16L、无线射频nRF24L01A、语音报警和GSM短信、电话通知，实现监控指令发送和整个系统的运作。信息采集中心通过各种气体和温度等传感器采集环境中气体含量和温度等信息，实时监测某一地点的环境信息。预警系统通过无线电技术传输所有网点的环境信息，准确作出应急预警,并通过控制执行机构进行快速处理，减小安全隐患，以缓和救援时间。本系统对环境安全、社会安定和经济发展有着很重要的现实意义。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 设计目的： 目前，国内外虽然拥有众多各种各样的监测预警小系统，但是都存在一定的缺陷，就是监测密度不够、覆盖面不全、预警服务难跟上，信息的共享未形成，管理缺乏综合协调。因而建立一种覆盖范围广、监测密度强、有效管理和及时预警的安全监测预警系统就显得十分必要，对经济的发展和社会的安定有很大的现实意义。 基本思路： 本系统是以物联网为技术平台，以传感器网络和成熟的GSM/GPRS网络为基础，研究开发的一种主要应对室内环境安全的监测预警和减灾执行的智能化网络系统。系统布设多个监测节点，采用物联网技术，通过无线通信方式连接各个监测节点和总控中心形成监测网络。监测系统以室内环境因子为采集、分析对象，通过总控中心调用正常数据库进行对比分析和决策，进行预警通知和控制相应的执行机构动作，以减小安全隐患。 创新点： 1）采用了物联网技术，将所有传感器节点通过控制中心连上互联网，形成网络化运作管理。 2）在单片微处理器平台上，通过GSM /GPRS网络对灾情预警信息机进行远程通信控制，依据环境专家系统，实现整个系统的智能监测与自动控制。 3）增置应急移动服务功能，自动前往故障点启动相应传感器替代其运作，以保证整个网络的正常运行，增加系统的稳定性。 技术关键： 运用了单片微处理器控制技术、 物联网技术、无线通信自组网技术、GSM/GPRS远程通信技术等技术。 主要技术指标： 系统控制精度、响应时间、系统功耗，无线传感器组网距离，传感器检测精度等。
科学性、先进性
- 本智能化安全监测预警控制系统将环境监测与预警控制有机结合，采用物联网关键技术实施智能监控，将所有传感器节点通过单片微处理器连成一个局域网络，网络覆盖面积可扩大到整个国家甚至全球，使监测信息高度共享，做到灾情及时发现、及时分析、及时预警、及时控制，形成一个快速应急体系。依托成熟的GSM/GPRS网络平台及时预警，也可通过无线通讯网络把环境参数传送到计算机上，这样就彻底摆脱了485总线以及CAN总线等有线方式与计算机的通讯距离困扰。系统增设执行机构，紧急情况下可以采取应急措施，减小安全隐患。 本系统的设计结合了我国的国情和生产要求，成本低廉、 运行可靠，应用具有广阔的市场前景。
获奖情况及鉴定结果
- 2011年4月荣获合肥学院第四届挑战杯竞赛二等奖 2011年5月荣获安徽省第四届“合锻股份”挑战杯竞赛三等奖
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 暂无
作品可展示的形式
- 模型、现场演示、图片
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 技术特点和优势： 本系统可依据环境特点，布设监控预警点以及选择监控类型，结合移动式检测预警装备替换非正常工作点。同时，总控中心通过无线通信技术接收所有网点的数字信息，调用数据库对比，作出相应的应急预警控制，如GSM短信发送、发送应急小车行动指令和真人语音报警等。另外，室外固定工作点可以依赖太阳能供电，无需架设电网，还能保证工作点不受外围电路供电的影响，达到绿色环保、节能减排的作用。系统整体环境控制精准、功耗低、体积小、监控范围大、成本低、适应能力强。 应用场合和推广前景： 本系统可广泛应用于石油、化工、冶金、喷涂包装等工业现场和家庭、商场、医院、液化气站、煤气站、加油站等民用/商用场所，以及农业温室气体检测、沼气分析和沼气安全监控和环保应急事故、危险品储运等方面。气体灾害预警系统作为智能系统的一部分也将随之发展，具有广阔的市场前景。
同类课题研究水平概述
- 国外情况： 20世纪90年代后，计算机技术、数字通信技术的日趋成熟，在美国、日本、德国这些发达国家，和火灾类有关的测报网络的密度要比我国大很多。 就美国为例，美国幅员辽阔，其国土面积同我国相近，主要灾害为飓风、地震、洪水、干旱等。美国对灾害的战略主要是在于预防，并且下大力气研究与灾害有关的一系列基础理论问题和社会行为，如：灾害预报、环境控制、灾情救治、灾后流行病防疫等等。美国的减灾系统工程有如下几个重要特点： 1）重视对灾害的科学研究，特别是灾害发生的动力学机制问题的研究； 2）把人与自然灾害之间的关系放在突出位置上，十分重视人的生命价值；从制度上、法律上把防灾、减灾作为联邦政府及州政府的一项日常任务确定下来，有十分明确的责任划分； 3）建立全国范围内的灾害网络，包括监测、预报、救灾、通讯等等，当灾情发生时，各种服务系统自动进入救灾状态。特别重视防灾通讯系统的建设，并将其作为一项单独的减灾工程加以建设，其通讯网络从中央防灾机构一直到居民区，形成了一个可以及时通报灾情，及时 进行救灾工作的现代化防灾通讯系统。 国内情况： 我国的智能化室内安全监测预警系统还处于从无到有的初级发展阶段。近几年来，在各大公司和媒体的强大概念宣传攻势下，我国智能监测预警行业逐渐形成，可用的、接近现实需求的产品不断增加，集成商、开发商以及装修公司己经积累了很多经验。但在室内安全监测预警这一方面我们还没有达到理想的程度。从总体上看，最近二十多年来，我国室内安全事故呈逐年上升的趋势，主要表现在电器类火灾、建筑物火灾、石油和化工火灾等方面，而检测手段基本上以传统单一检测为主。 目前，国内外对于灾情的安全监测预警系统研究比较成熟，但是在这经济越来越发达，生活越来越智能的条件下，传统灾情监测预警系统远满足不了生产生活需要。总的来说，安全监测系统的单项研究已经很深很有成效，但是绝大多数都只是针对小环境，而且环境分散，很少有形成整个网络。所以，安全监测预警系统仍有着很广泛的发展前景和研究价值，重要的是监测更加准确，控制更加及时，通知及时到位。
