本實(shí)用新型屬于電子通訊設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種智能信息多級交互終端。

背景技術(shù)：

目前，很多公共場合的安全問題仍未解決，如商場、學(xué)校和辦公樓存在發(fā)生自然災(zāi)害和人為事故的可能性，如地震、火災(zāi)和恐怖襲擊，這些災(zāi)難將會使公共場所里的人員受到對人身安全和財(cái)產(chǎn)安全的威脅。為了保障人員的人身安全和財(cái)產(chǎn)安全，需要一種有更加智能、功能完善的設(shè)備對災(zāi)難進(jìn)行檢測以及當(dāng)災(zāi)難發(fā)生時幫助人們脫離危險(xiǎn)。

在公共場所中有大量信息交互終端和電子廣告屏，如果能將這些設(shè)備和救災(zāi)設(shè)備結(jié)合起來，利用其數(shù)量優(yōu)勢并加以改進(jìn)，一方面能減少建設(shè)的成本，另一方面使救災(zāi)系統(tǒng)覆蓋更加全面，功能更加完善，包括檢測、自救、搜救以及災(zāi)后調(diào)查等各個方面。

現(xiàn)在市面上已有一類火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，主要由傳感器、報(bào)警鈴、控制端組成，具有災(zāi)情檢測、報(bào)警的功能。但這類火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)存在需要改進(jìn)的地方：1、災(zāi)情發(fā)生后只能檢測到災(zāi)難的發(fā)生，但缺少對樓道內(nèi)情況的實(shí)時監(jiān)控，搜救人員無法在進(jìn)入事故現(xiàn)場前了解樓道內(nèi)的實(shí)時情況，為救援工作的的展開產(chǎn)生了巨大的阻礙，導(dǎo)致救援時間增加，造成更嚴(yán)重?fù)p失；2、缺少災(zāi)情自救輔助功能，無法讓被困人員與救災(zāi)人員進(jìn)行通訊，救災(zāi)人員無法了解被困人員具體位置和實(shí)際情況；3、檢測災(zāi)難的種類少，只能檢測火災(zāi)；4、現(xiàn)有煙霧傳感器會由于變化電流的流過而產(chǎn)生高頻的熱噪聲，容易受到干擾，檢測誤判概率大，易造成不必要的損失。

現(xiàn)在市面上已有一類智能信息交互終端，主要由控制器、通訊接口、用戶界面組成，具備聯(lián)網(wǎng)、實(shí)時通信、數(shù)據(jù)監(jiān)測、廣告發(fā)布的功能。但這類火災(zāi)報(bào)警器仍存在需要改進(jìn)的地方：1、不具備終端對其他終端的監(jiān)控功能，使用者無法了解其他終端的情況；2、不具備自動組網(wǎng)功能，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)故障時無法正常工作；3、缺少不間斷電源，當(dāng)電源被切斷時無法正常工作；4、缺少檢測災(zāi)情的傳感器，無法對救災(zāi)工作產(chǎn)生積極作用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型擬解決的技術(shù)問題是，提供一種智能信息多級交互終端。該交互終端能在增加多種關(guān)于災(zāi)難檢測的傳感器，包括氧濃度傳感、煙霧傳感、人體紅外傳感、溫度傳感、視覺傳感，增加了災(zāi)害監(jiān)測的種類(火災(zāi)，爆炸，毒氣，地震，人群騷亂)，提高了對災(zāi)害檢測的準(zhǔn)確度。同時對煙霧傳感器進(jìn)行了改進(jìn)，使其不容易受到干擾，穩(wěn)定性高，更加可靠。本實(shí)用新型結(jié)合了信息交互終端與救災(zāi)系統(tǒng)的優(yōu)勢，更適合于公共場所使用的設(shè)備，降低建設(shè)成本。

本實(shí)用新型解決所述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是：

一種智能信息多級交互終端，其特征在于該終端包括不間斷電源、嵌入式控制器、通信接口部分、用戶界面部分、檢測探頭部分、GPS定位模塊和Flash存儲器；所述不間斷電源與其他六個器件相連；所述嵌入式控制器分別與通信接口部分、用戶界面部分、檢測探頭部分、GPS定位模塊、Flash存儲器相連接；

所述通信接口部分包括以太網(wǎng)模塊、WIFI模塊和Zigbee物聯(lián)網(wǎng)模塊；所述以太網(wǎng)模塊、WIFI模塊和Zigbee物聯(lián)網(wǎng)模塊與嵌入式控制器相連；

所述用戶界面部分包括顯示屏、擴(kuò)音器、按鍵、麥克風(fēng)和USB存儲器接口；所述顯示屏、擴(kuò)音器、按鍵、麥克風(fēng)和USB存儲器接口與嵌入式控制器相連；

所述檢測探頭部分包括煙霧傳感器、氧氣濃度傳感器、溫度傳感器、人體紅外傳感器和視覺傳感器；所述煙霧傳感器、氧氣濃度傳感器、溫度傳感器、人體紅外傳感器和視覺傳感器與嵌入式控制器相連；

所述的嵌入式控制器為STM32單片機(jī)。

所述煙霧傳感器包括MQ-2煙霧檢測器、可調(diào)節(jié)電阻R1和LM358運(yùn)算放大器；其中，MQ-2煙霧檢測器的1管腳、2管腳、3管腳與不間斷電源相連接；MQ-2煙霧檢測器的4管腳、6管腳通過可調(diào)節(jié)電阻R1與電源地GND相連接；MQ-2煙霧檢測器的5管腳與電源地GND相連接；MQ-2煙霧檢測器的4管腳、6管腳通過電阻R2與LM358運(yùn)算放大器的3管腳相連接；LM358運(yùn)算放大器的3管腳通過電容C1與電源地GND相連接；LM358運(yùn)算放大器的1管腳與LM358運(yùn)算放大器的2管腳相連接，同時輸出信號從LM358運(yùn)算放大器的2管腳相連接；LM358運(yùn)算放大器的4管腳與電源地GND相連接；LM358運(yùn)算放大器的8管腳與不間斷電源相連接。

本實(shí)用新型有益效果是：

1)本實(shí)用新型智能信息多級交互終端通過通信接口部分將檢測探頭部分檢測到的數(shù)據(jù)與總控制端服務(wù)器和其他終端共享，并獲取其他終端的數(shù)據(jù)，通過嵌入式控制器進(jìn)行系統(tǒng)分析數(shù)據(jù)，進(jìn)行災(zāi)難的檢測和對被困人員的疏導(dǎo)；

2)本實(shí)用新型智能信息多級交互終端采用用戶界面部分，能和總控制端服務(wù)器以及其他終端進(jìn)行實(shí)時文字通訊、語音通信，能發(fā)生災(zāi)難時為被困人員發(fā)出求救信號，并與救援人員聯(lián)系；能夠查看自身終端以及其他終端的檢測數(shù)據(jù)情況，救援人員提供信息，幫助救援人員安全快捷地進(jìn)行施救；通過USB存儲器接口能讀寫存儲器，能將災(zāi)難發(fā)生時存儲在Flash存儲器的檢測數(shù)據(jù)讀出，實(shí)現(xiàn)“黑匣子”功能；

3)本實(shí)用新型智能信息多級交互終端采用檢測探頭部分包括煙霧傳感器、氧氣濃度傳感器、溫度傳感器、人體紅外傳感器、視覺傳感器，能夠?qū)崟r采集數(shù)據(jù)向總控制端服務(wù)器或通過Zigbee物聯(lián)網(wǎng)模塊其他終端發(fā)送傳輸檢測數(shù)據(jù)，增加檢測災(zāi)情的種類，包括火災(zāi)、爆炸、毒氣、地震、人群騷亂，提高對災(zāi)難的檢測精度；

4)本實(shí)用新型智能信息多級交互終端采用以太網(wǎng)模塊、WIFI模塊和Zigbee物聯(lián)網(wǎng)模塊三個模塊作為通信接口，能采用以太網(wǎng)模塊或WIFI模塊與總控制端服務(wù)器之間相進(jìn)行信息傳遞；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施故障，無法連接總控制端服務(wù)器時，能用Zigbee物聯(lián)網(wǎng)模塊自動與信號范圍內(nèi)的其他終端組網(wǎng)；三種通訊方式保障了災(zāi)難發(fā)生時能進(jìn)行正常通訊；

5)本實(shí)用新型智能信息多級交互終端采用不間斷電源，在發(fā)生災(zāi)情導(dǎo)致電源切斷時能正常工作；

6)本實(shí)用新型智能信息多級交互終端設(shè)計(jì)合理、使用方便、操作簡單；將傳統(tǒng)信息交互終端與救災(zāi)系統(tǒng)相結(jié)合，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，具有通信、廣告和救災(zāi)的功能，使其更適用于又發(fā)生災(zāi)難的共公共場所，降低公共場所建設(shè)成本，提高公共場所的安全系數(shù)。

7)本實(shí)用新型智能信息多級交互終端改進(jìn)傳統(tǒng)煙霧傳感器，在現(xiàn)有傳感器的基礎(chǔ)上，增加了電容C1和電阻R2，形成一個低通濾波器，降低煙霧傳感器高頻熱噪聲帶來的干擾，增強(qiáng)抗干擾能力，穩(wěn)定性高，可靠性強(qiáng)，不容易出現(xiàn)災(zāi)情誤判情況。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型智能信息多級交互終端主要器件的連接框圖；

圖2是本實(shí)用新型智能信息多級交互終端中用戶界面部分4和檢測探頭部分5的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型智能信息多級交互終端中煙霧傳感器51的電路原理圖；

其中，1-不間斷電源；2-嵌入式控制器；3-通信接口部分；4-用戶界面部分；5-檢測探頭部分；6-GPS定位模塊；7-Flash存儲器；31-以太網(wǎng)模塊；32-WIFI模塊；33-Zigbee物聯(lián)網(wǎng)模塊；41-顯示屏；42-擴(kuò)音器；43-按鍵；44-麥克風(fēng)；45-USB存儲器接口；51-煙霧傳感器；52-氧氣濃度傳感器；53-溫度傳感器；54-人體紅外傳感器；55-視覺傳感器；

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)施例及附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳述，但并不以此作為對本申請權(quán)利要求保護(hù)范圍的限定。

本實(shí)用新型智能信息多級交互終端，其特征在于該終端包括不間斷電源(UPS)1、嵌入式控制器2、通信接口部分3、用戶界面部分4、檢測探頭部分5、GPS定位模塊6和Flash存儲器7；所述不間斷電源1與其他六個器件相連，為整個終端供電；所述嵌入式控制器2分別與通信接口部分3、用戶界面部分4、檢測探頭部分5、GPS定位模塊6和Flash存儲器7相連；其中，嵌入式控制器2實(shí)現(xiàn)對通信接口部分3、用戶界面部分4、檢測探頭部分5、GPS定位模塊6和Flash存儲器7的控制功能；所述GPS定位模塊6實(shí)現(xiàn)確定終端所在位置的功能；所述Flash存儲器7實(shí)現(xiàn)儲存檢測數(shù)據(jù)的功能；

所述通信接口部分3包括以太網(wǎng)模塊31、WIFI模塊32和Zigbee物聯(lián)網(wǎng)模塊33，它們各自獨(dú)立，分別與嵌入式控制器2相連；所述以太網(wǎng)模塊31與嵌入式控制器2相連，實(shí)現(xiàn)通過有線連接的方式使終端與總控制端服務(wù)器通信的功能；所述WIFI模塊32與嵌入式控制器2相連，實(shí)現(xiàn)通過無線連接的方式使終端與總控制端服務(wù)器通信的功能；所述Zigbee物聯(lián)網(wǎng)模塊33與嵌入式控制器2相連，實(shí)現(xiàn)通過無線連接的方式使終端與終端通信的功能；

所述用戶界面部分4包括顯示屏41、擴(kuò)音器42、按鍵43、麥克風(fēng)44和USB存儲器接口45，它們各自獨(dú)立，分別與嵌入式控制器2相連；所述顯示屏41與嵌入式控制器2相連，實(shí)現(xiàn)向使用者顯示文字信息、圖片信息、視頻信息的功能；所述擴(kuò)音器42與嵌入式控制器2相連，實(shí)現(xiàn)向使用者播放聲音信息的功能；所述按鍵43與嵌入式控制器2相連，實(shí)現(xiàn)使用者輸入指令和信息的功能；所述麥克風(fēng)44與嵌入式控制器2相連，實(shí)現(xiàn)使用者錄入聲音的功能；所述USB存儲器接口45與嵌入式控制器2相連，實(shí)現(xiàn)讀取和存儲數(shù)據(jù)的功能；

所述檢測探頭部分5包括煙霧傳感器51、氧氣濃度傳感器52、溫度傳感器53、人體紅外傳感器54和視覺傳感器55，它們各自獨(dú)立，分別與嵌入式控制器2相連；所述煙霧傳感器51與嵌入式控制器2相連，實(shí)現(xiàn)檢測周圍環(huán)境煙霧濃度的功能；所述氧氣濃度傳感器52與嵌入式控制器2相連，實(shí)現(xiàn)檢測周圍環(huán)境氧氣濃度的功能；所述溫度傳感器53與嵌入式控制器2相連，實(shí)現(xiàn)檢測周圍環(huán)境溫度的功能；所述人體紅外傳感器54與嵌入式控制器2相連，實(shí)現(xiàn)檢測周圍環(huán)境靜止人體的功能；所述視覺傳感器55與嵌入式控制器2相連，實(shí)現(xiàn)檢測周圍環(huán)境圖像信息的功能。

所述煙霧傳感器的電路原理圖如圖3所示。該傳感器在現(xiàn)有傳感器的基礎(chǔ)上，增加了電容C1和電阻R2，形成一個低通濾波器，降低煙霧傳感器高頻熱噪聲帶來的干擾，使煙霧傳感器更加可靠穩(wěn)定。所述煙霧傳感器包括MQ-2煙霧檢測器、可調(diào)節(jié)電阻R1和LM358運(yùn)算放大器；其中，MQ-2煙霧檢測器的1管腳、2管腳、3管腳與電源+5V相連接；MQ-2煙霧檢測器的4管腳、6管腳通過可調(diào)節(jié)電阻R1與電源地GND相連接；MQ-2煙霧檢測器的5管腳也與電源地GND相連接；MQ-2煙霧檢測器的4管腳、6管腳還通過電阻R2與LM358運(yùn)算放大器的3管腳相連接；LM358運(yùn)算放大器的3管腳還通過電容C1與電源地GND相連接；LM358運(yùn)算放大器的1管腳與LM358運(yùn)算放大器的2管腳相連接，同時輸出信號從LM358運(yùn)算放大器的1管腳和2管腳相連接，并將輸出信號輸出到嵌入式控制器2(LM358運(yùn)算放大器的1,2管腳共同與輸出連接，輸出與STM32單片機(jī)的具有A/D轉(zhuǎn)換功能的引腳相連)；LM358運(yùn)算放大器的4管腳與電源地GND相連接；LM358運(yùn)算放大器的8管腳與電源+5V相連接；其中可調(diào)節(jié)電阻R1的阻值為10千歐，電阻R2的阻值為1千歐，電容C1的電容值為100微法；與MQ-2煙霧檢測器、LM358運(yùn)算放大器相連的+5V電源均由不間斷電源1提供。

所述煙霧傳感器的工作原理：當(dāng)MQ-2煙霧檢測元件檢測煙霧濃度時，MQ-2煙霧檢測元件的4管腳的電壓會隨著煙霧濃度的升高而升高；可調(diào)節(jié)電阻R1用于調(diào)節(jié)輸出的電壓大小；電阻R2與電容C1將因干擾產(chǎn)生的電壓波動消除；LM358運(yùn)算放大器用于放大檢測信號的輸出功率，并將輸出信號輸出到嵌入式控制器2，輸出電壓的范圍在0V至+5V之間，并且輸出電壓隨煙霧濃度的升高而升高。

本實(shí)用新型智能信息多級交互終端一種實(shí)施例所述嵌入式控制器2選用型號為STM32的單片機(jī)，所述以太網(wǎng)模塊31選用型號為W5500的以太網(wǎng)模塊，所述Zigbee物聯(lián)網(wǎng)模塊33選用型號為CC2530的Zigbee物聯(lián)網(wǎng)模塊，所述WIFI模塊32選用型號為ESP8266的WIFI模塊32，所述GPS定位模塊選用型號S1216為的GPS定位模塊。

本實(shí)用新型智能信息多級交互終端的安裝及使用方法是：

(1)本實(shí)用新型智能信息多級交互終端(以下稱“終端”)安裝在墻上，顯示屏41所在面朝外，高度距離地面1.3米至1.5米之間，使人能看到顯示屏和操作按鍵；不間斷電源1連接到220伏交流電，以太網(wǎng)模塊31通過連接到總控制端服務(wù)器，通過用戶界面部分4進(jìn)行對嵌入式控制器2設(shè)置；

(2)在未發(fā)生災(zāi)情，終端處于在線廣告牌工作狀態(tài)時，嵌入式控制器2通過以太網(wǎng)模塊31和WIFI模塊32接受總控制端服務(wù)器的數(shù)據(jù)，通過顯示屏41播放視頻，通過擴(kuò)音器42播放聲音，進(jìn)行廣告通知；

(3)在未發(fā)生災(zāi)情，終端處于離線廣告牌工作狀態(tài)時，嵌入式控制器2通過USB存儲器接口45讀取存儲器的數(shù)據(jù)，通過顯示屏41播放視頻，通過擴(kuò)音器42播放聲音，進(jìn)行廣告通知；

(4)在未發(fā)生災(zāi)情，終端處于信息多級通訊狀態(tài)時，人員能通過按鍵43輸入文字，通過麥克風(fēng)44錄入聲音，通過以太網(wǎng)模塊31和WIFI模塊32向總控制端服務(wù)器傳輸數(shù)據(jù)以及通過Zigbee物聯(lián)網(wǎng)模塊33與其他終端進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，并通過顯示屏41顯示文字，通過擴(kuò)音器42播放聲音，實(shí)現(xiàn)與使用其他終端的人員實(shí)現(xiàn)多級文字通訊和語音通訊。

(5)在未發(fā)生災(zāi)情，嵌入式控制器2通過煙霧傳感器51、氧氣濃度傳感器52、溫度傳感器53和視覺傳感器55讀取周圍環(huán)境煙霧濃度、氧氣濃度、溫度、圖像信息的數(shù)據(jù)，進(jìn)行系統(tǒng)分析是否發(fā)生災(zāi)情；當(dāng)發(fā)生災(zāi)情，嵌入式控制器2分析得出災(zāi)情發(fā)生時，系統(tǒng)進(jìn)入緊急工作狀態(tài)；

(6)在發(fā)生災(zāi)情，終端未檢測到災(zāi)情時，人通過按鍵43輸入災(zāi)情發(fā)生指令到嵌入式控制器2，使終端進(jìn)入緊急工作狀態(tài)；在發(fā)生災(zāi)情，終端未檢測到災(zāi)情時，嵌入式控制器2通過以太網(wǎng)模塊31和WIFI模塊32接受到總控制端服務(wù)器災(zāi)情發(fā)生指令，或通過Zigbee物聯(lián)網(wǎng)模塊33接收到其他終端的災(zāi)情發(fā)生指令，終端進(jìn)入緊急工作狀態(tài)；

(7)當(dāng)終端處于緊急工作狀態(tài)時，嵌入式控制器2通過以太網(wǎng)模塊31和WIFI模塊32向總控制端服務(wù)器發(fā)送災(zāi)情發(fā)生指令，并根據(jù)總控制端服務(wù)器的指令上傳煙霧傳感器51、氧氣濃度傳感器52、溫度傳感器53、人體紅外傳感器54和視覺傳感器55采集的數(shù)據(jù)；同時，嵌入式控制器2通過Zigbee物聯(lián)網(wǎng)模塊33與其他終端組網(wǎng)，向其他終端發(fā)送災(zāi)情發(fā)生指令，并根據(jù)其他終端的指令上傳煙霧傳感器51、氧氣濃度傳感器52、溫度傳感器53、人體紅外傳感器54和視覺傳感器55采集的數(shù)據(jù)；同時，嵌入式控制器2通過以太網(wǎng)模塊31和WIFI模塊32向總控制端服務(wù)器讀取數(shù)據(jù)或通過Zigbee物聯(lián)網(wǎng)模塊33向其他終端的讀取數(shù)據(jù)，進(jìn)行系統(tǒng)分析出逃生路線，通過顯示屏41顯示報(bào)警畫面和逃生路線，通過擴(kuò)音器42播放報(bào)警聲音，通知周圍人群緊急逃生；

(8)當(dāng)人員被困在災(zāi)難現(xiàn)場，被困人員通過按鍵43輸入求救指令到嵌入式控制器2，嵌入式控制器通過GPS定位模塊6讀取當(dāng)前位置信息，通過以太網(wǎng)模塊31和WIFI模塊32向總控制端服務(wù)器發(fā)送求救指令和位置信息，通過Zigbee物聯(lián)網(wǎng)模塊33向其他終端發(fā)送求救指令和位置信息；

(9)當(dāng)救災(zāi)人員進(jìn)入現(xiàn)場時，通過用戶界面部分4輸入救災(zāi)指令，獲取被困人員的位置信息和其他終端的數(shù)據(jù)，得知災(zāi)難現(xiàn)場情況進(jìn)行救災(zāi)；

(10)救災(zāi)人員與被困人員通過按鍵43輸入文字，通過麥克風(fēng)44錄入聲音，通過以太網(wǎng)模塊31和WIFI模塊32向總控制端服務(wù)器傳輸數(shù)據(jù)以及通過Zigbee物聯(lián)網(wǎng)模塊33與其他終端進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)文字通訊和語音通訊；

(11)當(dāng)處于工作狀態(tài)時，終端能將檢測數(shù)據(jù)儲存到和Flash存儲器7當(dāng)災(zāi)情結(jié)束后，調(diào)查人員通過USB存儲器接口45將Flash存儲器7的檢測數(shù)據(jù)存儲到外部的存儲器中，作為災(zāi)難調(diào)查材料，實(shí)現(xiàn)“黑匣子功能”。

本實(shí)用新型所涉及的元器件均可通過商購獲得。

本實(shí)用新型未述及之處適用于現(xiàn)有技術(shù)。

需要強(qiáng)調(diào)的是，本實(shí)用新型所述的實(shí)施例是說明性的，而不是限定性的，因此本實(shí)用新型包括并不限于具體實(shí)施方式中所述的實(shí)施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案得出的其他實(shí)施方式，同樣屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求保護(hù)的范圍。