有害氣體探測自動控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種有害氣體探測自動控制系統(tǒng)，它涉及物聯(lián)網(wǎng)及環(huán)境檢測技術(shù)領(lǐng)域。它包括數(shù)據(jù)采集終端、云端服務(wù)器和APP客戶端，數(shù)據(jù)采集終端由單個或多個多功能的有害氣體探測器組成，每個有害氣體探測器通過WiFi與家庭路由器連接，家庭路由器通過Internet網(wǎng)絡(luò)與云端服務(wù)器連接，云端服務(wù)器通過WiFi或者GPRS、3G、4G其中的一種移動通信網(wǎng)絡(luò)與用戶手機上的APP客戶端連接，APP客戶端通過WiFi或者GPRS、3G、4G其中的一種移動通信網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)采集終端連接。本實用新型功能性強，測量范圍廣，精度高，實現(xiàn)室內(nèi)有害氣體的智能化檢測和智慧化處理，穩(wěn)定可靠，實用性強，易于推廣使用。
【專利說明】
有害氣體探測自動控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及的是物聯(lián)網(wǎng)及環(huán)境檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及有害氣體探測自動控制系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]隨著環(huán)境污染的嚴(yán)重，空氣污染問題也逐步成為人們主要關(guān)注的話題，尤其是室內(nèi)的空氣污染問題，室內(nèi)環(huán)境是人們長期生活的區(qū)域，室內(nèi)的空氣污染問題常常影響著人們的身體健康，如何獲取室內(nèi)有害空氣相應(yīng)參數(shù)狀態(tài)，讓室內(nèi)空氣參數(shù)可視化，確保人身安全，以及實時調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣狀況，室內(nèi)有害氣體探測得到了越來越廣的應(yīng)用。
[0003]現(xiàn)在的室內(nèi)有害氣體探測自動控制系統(tǒng)，一般可分為兩種:(1)有線方式部署的有害氣體探測自動控制系統(tǒng):此類的系統(tǒng)一般采用485等工業(yè)總線，以集中型控制來實現(xiàn)其數(shù)據(jù)采集和控制信號，其部署復(fù)雜，繁瑣，施工難度大，成本高。
[0004](2)無線方式部署的有害氣體探測自動控制系統(tǒng):采用低功耗無線通信網(wǎng)絡(luò) (WiF1、Zigbee等)來實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集節(jié)點的部署，和網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，部署簡單;而且采用簡單的易操作的SmartConfig技術(shù)來簡化WiFi配置入網(wǎng)絡(luò)的方式。如市面上的海爾空氣盒子的系統(tǒng)， 其底層的采集設(shè)備都是無屏幕顯示的空氣檢測設(shè)備，通過led指示燈顏色表示空氣污染程度，通過手機app實時顯示空氣盒子采集的環(huán)境參數(shù)，但其只檢測PM2.5和V0C大類的空氣污染情況和溫、濕度，而且檢測的值顯示并不是很準(zhǔn)確，誤差有點大。
[0005]綜上，現(xiàn)有的技術(shù)中，系統(tǒng)基本上是單一檢測、單一預(yù)警、沒有一個基于有害氣體探測的綜合性的多元的系統(tǒng)，針對目前室內(nèi)空氣檢測難，檢測種類少，無法遠(yuǎn)程訪問等問題，設(shè)計一種有害氣體探測自動控制系統(tǒng)還是很有必要的?！緦嵱眯滦蛢?nèi)容】
[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)上存在的不足，本實用新型目的是在于提供一種有害氣體探測自動控制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，功能性強，測量范圍廣，精度高，實現(xiàn)室內(nèi)有害氣體的智能化檢測和智慧化處理，穩(wěn)定可靠，實用性強，易于推廣使用。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型是通過如下的技術(shù)方案來實現(xiàn):有害氣體探測自動控制系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集終端、云端服務(wù)器和APP客戶端，數(shù)據(jù)采集終端由單個或多個多功能的有害氣體探測器組成，每個有害氣體探測器通過WiFi與家庭路由器連接，家庭路由器通過Internet網(wǎng)絡(luò)與云端服務(wù)器連接，云端服務(wù)器通過WiFi或者GPRS、3G、4G其中的一種移動通信網(wǎng)絡(luò)與用戶手機上的APP客戶端連接，APP客戶端通過WiFi或者GPRS、3G、4G其中的一種移動通信網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)采集終端連接。
[0008]作為優(yōu)選，所述的有害氣體探測器內(nèi)安裝有甲醛氣體傳感器、溫濕度傳感器、空氣質(zhì)量傳感器、PM2.5傳感器、一氧化碳傳感器、可燃?xì)怏w傳感器、光照傳感器，在一個探測器中整合有七種環(huán)境檢測傳感器，測量范圍廣，功能更全面。
[0009]作為優(yōu)選，所述的APP客戶端由后臺管理系統(tǒng)、Web客戶端、Android APP客戶端和1S APP客戶端組成。
[0010]作為優(yōu)選，所述的云端服務(wù)器由通信服務(wù)器部分和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器部分組成，云端服務(wù)器包括Socket服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、服務(wù)器硬盤、HTTP服務(wù)器、FTP服務(wù)器和客戶端接口，云端服務(wù)器通過Socket服務(wù)器與有害氣體探測器連接并進行數(shù)據(jù)通信，Socket服務(wù)器將數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器將數(shù)據(jù)存儲到服務(wù)器存儲空間及服務(wù)器硬盤上，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器通過客戶端接口與后臺管理系統(tǒng)、Web客戶端、Android APP客戶端、1S APP客戶端連接，并進行數(shù)據(jù)通信。
[0011]本實用新型的有益效果:(1)功能性強，系統(tǒng)的采集設(shè)備集甲醛檢測儀、溫濕度計、 空氣質(zhì)量儀、PM2.5檢測儀、一氧化碳檢測儀、可燃?xì)怏w檢測儀、光強計的功能于一體，可實時同步地檢測室內(nèi)的一氧化碳，PM2.5、甲醛、甲烷、溫度、濕度和光照。[〇〇12](2)系統(tǒng)具有時尚的APP界面，和友好的用戶體驗和操作，使得室內(nèi)環(huán)境當(dāng)前情況一目了然，實用性強。[0〇13]⑶系統(tǒng)的使用，需要用配套的APP，即可通過APP界面，遠(yuǎn)程直觀查看家中空氣質(zhì)量的數(shù)值和當(dāng)前情況，簡單方便。
[0014](4)系統(tǒng)中，不僅可以24小時持續(xù)監(jiān)測室內(nèi)環(huán)境的變化，還可以對數(shù)據(jù)進行人性化的解讀，根據(jù)室內(nèi)環(huán)境的不同情況提示用戶在某時的環(huán)境改善建議。[〇〇15](5)系統(tǒng)使用WiFi的一鍵配置入網(wǎng)，方便的使用配套的手機APP來一鍵配置產(chǎn)品聯(lián)網(wǎng)，省卻了傳統(tǒng)AP配置WiFi產(chǎn)品入網(wǎng)的麻煩和繁瑣，更加人性化、便捷化。
[0016](6)系統(tǒng)中，手機APP和設(shè)備雙重提示，手機應(yīng)用具備報警推送功能，一旦室內(nèi)環(huán)境出現(xiàn)異常，配套的手機APP會第一時間讓您知曉?！靖綀D說明】
[0017]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】來詳細(xì)說明本實用新型；
[0018]圖1為本實用新型的系統(tǒng)拓?fù)鋱D；
[0019]圖2為本實用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0020]圖3為本實用新型的軟件系統(tǒng)架構(gòu)圖；[0021 ]圖4為本實用新型云端服務(wù)器的結(jié)構(gòu)框圖?！揪唧w實施方式】
[0022]為使本實用新型實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合【具體實施方式】，進一步闡述本實用新型。
[0023]參照圖1-4,本【具體實施方式】采用以下技術(shù)方案:有害氣體探測自動控制系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集終端1、云端服務(wù)器2和APP客戶端3,數(shù)據(jù)采集終端1由單個或多個多功能的有害氣體探測器11組成，每個有害氣體探測器11通過WiFi與家庭路由器4連接，家庭路由器4通過Internet網(wǎng)絡(luò)與云端服務(wù)器2連接，云端服務(wù)器2通過WiFi或者GPRS、3G、4G其中的一種移動通信網(wǎng)絡(luò)與用戶手機上的APP客戶端3連接，APP客戶端3通過WiFi或者GPRS、3G、4G其中的一種移動通信網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)采集終端1連接。[〇〇24] 本系統(tǒng)以TCP/IP協(xié)議為基礎(chǔ)通過WiFi家庭路由器4接入無線公用通信網(wǎng)絡(luò)，與云端服務(wù)器2聯(lián)網(wǎng)通信上傳數(shù)據(jù)，并保存數(shù)據(jù)到云存儲器上，然后手機app通過WiFi或者移動通信網(wǎng)絡(luò)(GPRS、3G、4G)和云端服務(wù)器通信，并獲取采集上傳的數(shù)據(jù)，方便用戶的查看和遠(yuǎn)程管理。[〇〇25]值得注意的是，所述的有害氣體探測器11內(nèi)安裝有甲醛氣體傳感器1101、溫濕度傳感器1102、空氣質(zhì)量傳感器1103、PM2.5傳感器1104、一氧化碳傳感器1105、可燃?xì)怏w傳感器1106、光照傳感器1107,可實時同步地檢測室內(nèi)的一氧化碳，PM2.5、甲醛、甲烷、溫度、濕度和光照，測量范圍更廣，功能更全面。[〇〇26]此外，所述的云端服務(wù)器2由通信服務(wù)器部分和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器部分組成，云端服務(wù)器硬件采用了戴爾R730 2U機架式服務(wù)器，軟件系統(tǒng)由Socket服務(wù)器201、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器 202、服務(wù)器硬盤203、HTTP服務(wù)器204、FTP服務(wù)器205和客戶端接口 206組成，云端服務(wù)器2通過Socket服務(wù)器201與有害氣體探測器11連接并進行數(shù)據(jù)通信，Socket服務(wù)器201將數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器202,數(shù)據(jù)庫服務(wù)器202將數(shù)據(jù)存儲到服務(wù)器存儲空間及服務(wù)器硬盤203 上，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器202通過客戶端接口 206與APP客戶端3連接，并進行數(shù)據(jù)通信，所述APP客戶端3由后臺管理系統(tǒng)301、1613客戶端302^11乜〇1(14??客戶端303和103 4??客戶端304組成。
[0027]本【具體實施方式】通過合理規(guī)劃，設(shè)計并構(gòu)建一個室內(nèi)有害氣體探測自動控制系統(tǒng)，采用無線方式部署的系統(tǒng)方案，用硬件設(shè)備一云端一智能手機APP的三角架構(gòu)來搭建有害氣體探測自動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)下接智能有害氣體探測器，上聯(lián)客戶端應(yīng)用的互通互聯(lián)，系統(tǒng)以檢測室內(nèi)有害有毒氣體的濃度，提供本地和遠(yuǎn)程實時預(yù)警和報警為目的，來實現(xiàn)室內(nèi)有害氣體的智能化檢測和智慧化處理，從而實現(xiàn)遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)顯示和遠(yuǎn)程控制。[〇〇28] 本【具體實施方式】是通過嵌入式開發(fā)、傳感器技術(shù)，PHP編程，WEB開發(fā)，Android和 i〇S應(yīng)用軟件開發(fā)等技術(shù)，以實現(xiàn)智能的物聯(lián)網(wǎng)硬件系統(tǒng)。系統(tǒng)由探測器、云端服務(wù)器、手機 app三部分構(gòu)成，其中有害氣體探測器11采用WiFi+M⑶的結(jié)構(gòu)設(shè)計，主MCU通過USART、SP1、 I2C、ADC等方式外接7種傳感器，并采用多任務(wù)機制同時采集7中傳感器的數(shù)據(jù)，并進行數(shù)據(jù)篩選和分析，對數(shù)據(jù)進行分級和報警信息分析，然后將數(shù)據(jù)整合為一個通信數(shù)據(jù)包，通過 WiFi實時上傳給服務(wù)器。[〇〇29]云端服務(wù)器系統(tǒng)由通信服務(wù)器部分和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器部分。云端服務(wù)器系統(tǒng)采用 PHP+MYSQL方式開發(fā)，服務(wù)器端開發(fā)架構(gòu)采用B/S架構(gòu)，服務(wù)器端平臺選擇目前主流的LNMP 服務(wù)器架構(gòu)。LNMP的優(yōu)勢在于:穩(wěn)定，高效率，可以實現(xiàn)集群部署，能承擔(dān)比較大的并發(fā)訪問量，也是目前很多網(wǎng)站或者服務(wù)性中大型網(wǎng)站采用的架構(gòu)，包含淘寶、騰訊等都采用這樣的服務(wù)器架構(gòu);B/S架構(gòu)應(yīng)用在本實用新型系統(tǒng)的后臺程序和與客戶端數(shù)據(jù)交換的接口部分， 客戶端程序使用接口與服務(wù)器端數(shù)據(jù)庫進行交換數(shù)據(jù)。
[0030]本【具體實施方式】云端軟件系統(tǒng)通過socket和底層設(shè)備有害氣體探測器進行通信， 傳輸采集數(shù)據(jù)和控制指令;使用php技術(shù)結(jié)合mysql來實現(xiàn)了云端服務(wù)器的核心數(shù)據(jù)處理和存儲，控制指令下發(fā)等功能，并封裝一個客戶端接口供后臺管理系統(tǒng)和手機客戶端應(yīng)用使用。通過這樣的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的快速上傳和遠(yuǎn)程查詢、空氣異常報警、遠(yuǎn)程控制關(guān)閉開啟報警等功能。[〇〇31]本【具體實施方式】的技術(shù)功能有:(1)云端后臺系統(tǒng):①系統(tǒng)內(nèi)置功能:系統(tǒng)設(shè)置:設(shè)置系統(tǒng)基本信息，查看系統(tǒng)運行環(huán)境的信息;數(shù)據(jù)備份:數(shù)據(jù)庫信息備份;郵件發(fā)送設(shè)置:發(fā)送郵件的信息設(shè)置，與發(fā)送郵件有關(guān);短信發(fā)送設(shè)置:短信發(fā)送相關(guān)設(shè)置，與發(fā)送短信有關(guān)。
[0032]②員工與操作員管理(人事管理)。[〇〇33]③會員管理(客戶端會員)。[〇〇34]④設(shè)備管理(銷售):管理設(shè)備銷售的情況，統(tǒng)計設(shè)備銷售數(shù)量的一個基本的CRM， 可以登記設(shè)備信息，可以查詢已銷售的設(shè)備[〇〇35]⑤設(shè)備管理(客戶注冊的):管理客戶端注冊的設(shè)備信息；可以查看每臺設(shè)備的配置信息，并且可以修改設(shè)備的信息;可以反注冊設(shè)備，也就是，取消某個設(shè)備注冊;可以遠(yuǎn)程設(shè)置設(shè)備的狀態(tài)(如果設(shè)備在線)；可以遠(yuǎn)程控制設(shè)備的采集方式等(如果設(shè)備在線)。[〇〇36]⑥采集數(shù)據(jù)管理:數(shù)據(jù)采集方式采用注冊設(shè)備定時發(fā)送數(shù)據(jù)的方式進行，通過接口，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳遞，數(shù)據(jù)格式采用標(biāo)準(zhǔn)的json數(shù)據(jù)格式。數(shù)據(jù)采集的管理，可以針對每一臺設(shè)備進行查看采集的數(shù)據(jù);可以針對某一項指標(biāo)進行查看數(shù)據(jù);有時間段統(tǒng)計的報表;有統(tǒng)計的圖標(biāo);可以查看每一條采集的數(shù)據(jù)。[〇〇37] ⑦消息推送。[〇〇38](2)手機端應(yīng)用功能:[〇〇39]①注冊和登陸/個人安全設(shè)置。[〇〇4〇] ②設(shè)備注冊:通過app設(shè)置設(shè)備的WIFI模塊連接WiFi后，設(shè)置設(shè)備連接internet進行身份驗證和注冊。并且綁定用戶手機。[0041 ]③設(shè)備連接:設(shè)備連接Internet，通過app設(shè)置設(shè)備的WIFI模塊連接WiFi后，設(shè)置自動連接internet，手機客戶端將顯示綁定設(shè)備是否連接Internet。[〇〇42]④設(shè)備注冊與配對:手機操作設(shè)備并與云端進行正版配對，也就是確定本設(shè)備序列號是否是本公司的產(chǎn)品，每個設(shè)備將綁定唯一的手機號碼，后期可以進行解綁的操作，某個設(shè)備綁定了某手機，將不能被其他手機綁定。[〇〇43]⑤設(shè)備設(shè)置:設(shè)置設(shè)備基本信息，設(shè)置設(shè)備采集信息。
[0044]⑥數(shù)據(jù)統(tǒng)計:包含數(shù)據(jù)的展示和統(tǒng)計(圖文)。
[0045]⑦室外天氣情況數(shù)據(jù):室外天氣數(shù)據(jù)是針對設(shè)備定位點的城市的天氣情況、 pm2.5、各種指數(shù)的展示，根據(jù)百度API天氣庫提供的接口，達(dá)到目的。
[0046]⑧第三方接入和信息分享，比如微博，微信，qq分享之類的。
[0047]本【具體實施方式】APP客戶端3的設(shè)計要求有:(1)網(wǎng)絡(luò)適用環(huán)境:①需要在符合國際標(biāo)準(zhǔn)、國標(biāo)的WiFi條件下使用；
[0048]②WiFi僅支持2.4G頻段網(wǎng)絡(luò)；
[0049]③適用于家庭環(huán)境，不建議在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中使用(公司、學(xué)校、展會等大型網(wǎng)絡(luò)環(huán)境)，不建議使用手機熱點的方式聯(lián)網(wǎng)；
[0050](2)系統(tǒng)要求:①1S APP軟件需要能夠支持主流版本1S 7及以上系統(tǒng)平臺。[〇〇51 ] ②針對Android APP軟件，需符合Android系統(tǒng)要求，APP軟件正常使用不需要進入 Android系統(tǒng)ROOT權(quán)限，Android APP軟件支持Android 4.0.3及以上操作系統(tǒng)平臺。[〇〇52] APP客戶端使用WiFi配置實現(xiàn)智能連接，使用WiFi的SmartConfig—鍵配網(wǎng)技術(shù)解決了無屏的設(shè)備，便捷連接路由器的WiFi熱點的問題，摒棄了傳統(tǒng)的AP軟路由配置模式的復(fù)雜繁瑣的流程，簡化為只需在手機app上輸入想要連接WiFi的密碼即可，一鍵連接的方式，操作簡化，提升了用戶體驗，降低了用戶操作難度。[〇〇53]本系統(tǒng)整合了七種環(huán)境檢測傳感器，測量范圍廣，精度高，支持WiFi連接，在此系統(tǒng)中，可以在配置底層有害氣體探測器連入網(wǎng)絡(luò)后，實時地在智能手機上的應(yīng)用獲取到設(shè)備采集的參數(shù)，系統(tǒng)底層設(shè)備數(shù)據(jù)可自動上傳云端，app可遠(yuǎn)程查詢數(shù)據(jù)，另外系統(tǒng)具有有害氣體濃度超標(biāo)預(yù)警信息推送和產(chǎn)品蜂鳴器變頻報警功能，功能全面，具有廣闊的市場應(yīng)用前景。[〇〇54]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【主權(quán)項】
1.有害氣體探測自動控制系統(tǒng)，其特征在于，包括數(shù)據(jù)采集終端(1)、云端服務(wù)器(2)和 APP客戶端(3)，數(shù)據(jù)采集終端(1)由單個或多個多功能的有害氣體探測器(11)組成，每個有 害氣體探測器(11)通過WiFi與家庭路由器(4)連接，家庭路由器(4)通過Internet網(wǎng)絡(luò)與云 端服務(wù)器(2)連接，云端服務(wù)器(2)通過WiFi或者GPRS、3G、4G其中的一種移動通信網(wǎng)絡(luò)與用 戶手機上的APP客戶端(3)連接，APP客戶端(3)通過WiFi或者GPRS、3G、4G其中的一種移動通 信網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)采集終端(1)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有害氣體探測自動控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的有害氣體探 測器(11)內(nèi)安裝有甲醛氣體傳感器(1101)、溫濕度傳感器(1102)、空氣質(zhì)量傳感器(1103)、 PM2.5傳感器(1104)、一氧化碳傳感器(1105)、可燃?xì)怏w傳感器(1106)、光照傳感器(1107)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有害氣體探測自動控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的APP客戶端 (3)由后臺管理系統(tǒng)(301)、Web客戶端(302)、Android APP客戶端(303)和1S APP客戶端 (304)組成。4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的有害氣體探測自動控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的云端服 務(wù)器(2)由通信服務(wù)器部分和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器部分組成，云端服務(wù)器(2)包括Socket服務(wù)器 (201)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器(202)、服務(wù)器硬盤(203)、HTTP服務(wù)器(204)、FTP服務(wù)器(205)和客戶 端接口(206)，云端服務(wù)器(2)通過Socket服務(wù)器(201)與有害氣體探測器(11)連接，Socket 服務(wù)器(201)接數(shù)據(jù)庫服務(wù)器(202)，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器(202)與服務(wù)器硬盤(203)連接，數(shù)據(jù)庫 服務(wù)器(202)通過客戶端接口(206)與后臺管理系統(tǒng)(301)、1613客戶端(302)^11(^〇1(1八?？ 客戶端(303)、i0S APP客戶端(304)連接。
【文檔編號】G08B21/12GK205596153SQ201620240322
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年3月28日
【發(fā)明人】晉寶生, 羅加勇
【申請人】北京東霖消防科技有限公司