有害气体探测自动控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种有害气体探测自动控制系统，它涉及物联网及环境检测技术领域。它包括数据采集终端、云端服务器和APP客户端，数据采集终端由单个或多个多功能的有害气体探测器组成，每个有害气体探测器通过WiFi与家庭路由器连接，家庭路由器通过Internet网络与云端服务器连接，云端服务器通过WiFi或者GPRS、3G、4G其中的一种移动通信网络与用户手机上的APP客户端连接，APP客户端通过WiFi或者GPRS、3G、4G其中的一种移动通信网络与数据采集终端连接。本实用新型功能性强，测量范围广，精度高，实现室内有害气体的智能化检测和智慧化处理，稳定可靠，实用性强，易于推广使用。
【专利说明】
有害气体探测自动控制系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及的是物联网及环境检测技术领域，具体涉及有害气体探测自动控制系统。【背景技术】
[0002]随着环境污染的严重，空气污染问题也逐步成为人们主要关注的话题，尤其是室内的空气污染问题，室内环境是人们长期生活的区域，室内的空气污染问题常常影响着人们的身体健康，如何获取室内有害空气相应参数状态，让室内空气参数可视化，确保人身安全，以及实时调节室内空气状况，室内有害气体探测得到了越来越广的应用。
[0003]现在的室内有害气体探测自动控制系统，一般可分为两种:(1)有线方式部署的有害气体探测自动控制系统:此类的系统一般采用485等工业总线，以集中型控制来实现其数据采集和控制信号，其部署复杂，繁琐，施工难度大，成本高。
[0004](2)无线方式部署的有害气体探测自动控制系统:采用低功耗无线通信网络 (WiF1、Zigbee等)来实现数据采集节点的部署，和网络构建，部署简单;而且采用简单的易操作的SmartConfig技术来简化WiFi配置入网络的方式。如市面上的海尔空气盒子的系统， 其底层的采集设备都是无屏幕显示的空气检测设备，通过led指示灯颜色表示空气污染程度，通过手机app实时显示空气盒子采集的环境参数，但其只检测PM2.5和V0C大类的空气污染情况和温、湿度，而且检测的值显示并不是很准确，误差有点大。
[0005]综上，现有的技术中，系统基本上是单一检测、单一预警、没有一个基于有害气体探测的综合性的多元的系统，针对目前室内空气检测难，检测种类少，无法远程访问等问题，设计一种有害气体探测自动控制系统还是很有必要的。【实用新型内容】
[0006]针对现有技术上存在的不足，本实用新型目的是在于提供一种有害气体探测自动控制系统，结构简单，设计合理，功能性强，测量范围广，精度高，实现室内有害气体的智能化检测和智慧化处理，稳定可靠，实用性强，易于推广使用。
[0007]为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现:有害气体探测自动控制系统，包括数据采集终端、云端服务器和APP客户端，数据采集终端由单个或多个多功能的有害气体探测器组成，每个有害气体探测器通过WiFi与家庭路由器连接，家庭路由器通过Internet网络与云端服务器连接，云端服务器通过WiFi或者GPRS、3G、4G其中的一种移动通信网络与用户手机上的APP客户端连接，APP客户端通过WiFi或者GPRS、3G、4G其中的一种移动通信网络与数据采集终端连接。
[0008]作为优选，所述的有害气体探测器内安装有甲醛气体传感器、温湿度传感器、空气质量传感器、PM2.5传感器、一氧化碳传感器、可燃气体传感器、光照传感器，在一个探测器中整合有七种环境检测传感器，测量范围广，功能更全面。
[0009]作为优选，所述的APP客户端由后台管理系统、Web客户端、Android APP客户端和1S APP客户端组成。
[0010]作为优选，所述的云端服务器由通信服务器部分和数据库服务器部分组成，云端服务器包括Socket服务器、数据库服务器、服务器硬盘、HTTP服务器、FTP服务器和客户端接口，云端服务器通过Socket服务器与有害气体探测器连接并进行数据通信，Socket服务器将数据存储到数据库服务器，数据库服务器将数据存储到服务器存储空间及服务器硬盘上，数据库服务器通过客户端接口与后台管理系统、Web客户端、Android APP客户端、1S APP客户端连接，并进行数据通信。
[0011]本实用新型的有益效果:(1)功能性强，系统的采集设备集甲醛检测仪、温湿度计、 空气质量仪、PM2.5检测仪、一氧化碳检测仪、可燃气体检测仪、光强计的功能于一体，可实时同步地检测室内的一氧化碳，PM2.5、甲醛、甲烷、温度、湿度和光照。[〇〇12](2)系统具有时尚的APP界面，和友好的用户体验和操作，使得室内环境当前情况一目了然，实用性强。[0〇13]⑶系统的使用，需要用配套的APP，即可通过APP界面，远程直观查看家中空气质量的数值和当前情况，简单方便。
[0014](4)系统中，不仅可以24小时持续监测室内环境的变化，还可以对数据进行人性化的解读，根据室内环境的不同情况提示用户在某时的环境改善建议。[〇〇15](5)系统使用WiFi的一键配置入网，方便的使用配套的手机APP来一键配置产品联网，省却了传统AP配置WiFi产品入网的麻烦和繁琐，更加人性化、便捷化。
[0016](6)系统中，手机APP和设备双重提示，手机应用具备报警推送功能，一旦室内环境出现异常，配套的手机APP会第一时间让您知晓。【附图说明】
[0017]下面结合附图和【具体实施方式】来详细说明本实用新型；
[0018]图1为本实用新型的系统拓扑图；
[0019]图2为本实用新型的系统结构图；
[0020]图3为本实用新型的软件系统架构图；[0021 ]图4为本实用新型云端服务器的结构框图。【具体实施方式】
[0022]为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合【具体实施方式】，进一步阐述本实用新型。
[0023]参照图1-4,本【具体实施方式】采用以下技术方案:有害气体探测自动控制系统，包括数据采集终端1、云端服务器2和APP客户端3,数据采集终端1由单个或多个多功能的有害气体探测器11组成，每个有害气体探测器11通过WiFi与家庭路由器4连接，家庭路由器4通过Internet网络与云端服务器2连接，云端服务器2通过WiFi或者GPRS、3G、4G其中的一种移动通信网络与用户手机上的APP客户端3连接，APP客户端3通过WiFi或者GPRS、3G、4G其中的一种移动通信网络与数据采集终端1连接。[〇〇24] 本系统以TCP/IP协议为基础通过WiFi家庭路由器4接入无线公用通信网络，与云端服务器2联网通信上传数据，并保存数据到云存储器上，然后手机app通过WiFi或者移动通信网络(GPRS、3G、4G)和云端服务器通信，并获取采集上传的数据，方便用户的查看和远程管理。[〇〇25]值得注意的是，所述的有害气体探测器11内安装有甲醛气体传感器1101、温湿度传感器1102、空气质量传感器1103、PM2.5传感器1104、一氧化碳传感器1105、可燃气体传感器1106、光照传感器1107,可实时同步地检测室内的一氧化碳，PM2.5、甲醛、甲烷、温度、湿度和光照，测量范围更广，功能更全面。[〇〇26]此外，所述的云端服务器2由通信服务器部分和数据库服务器部分组成，云端服务器硬件采用了戴尔R730 2U机架式服务器，软件系统由Socket服务器201、数据库服务器 202、服务器硬盘203、HTTP服务器204、FTP服务器205和客户端接口 206组成，云端服务器2通过Socket服务器201与有害气体探测器11连接并进行数据通信，Socket服务器201将数据存储到数据库服务器202,数据库服务器202将数据存储到服务器存储空间及服务器硬盘203 上，数据库服务器202通过客户端接口 206与APP客户端3连接，并进行数据通信，所述APP客户端3由后台管理系统301、1613客户端302^11乜〇1(14??客户端303和103 4??客户端304组成。
[0027]本【具体实施方式】通过合理规划，设计并构建一个室内有害气体探测自动控制系统，采用无线方式部署的系统方案，用硬件设备一云端一智能手机APP的三角架构来搭建有害气体探测自动控制系统，实现下接智能有害气体探测器，上联客户端应用的互通互联，系统以检测室内有害有毒气体的浓度，提供本地和远程实时预警和报警为目的，来实现室内有害气体的智能化检测和智慧化处理，从而实现远程的数据显示和远程控制。[〇〇28] 本【具体实施方式】是通过嵌入式开发、传感器技术，PHP编程，WEB开发，Android和 i〇S应用软件开发等技术，以实现智能的物联网硬件系统。系统由探测器、云端服务器、手机 app三部分构成，其中有害气体探测器11采用WiFi+M⑶的结构设计，主MCU通过USART、SP1、 I2C、ADC等方式外接7种传感器，并采用多任务机制同时采集7中传感器的数据，并进行数据筛选和分析，对数据进行分级和报警信息分析，然后将数据整合为一个通信数据包，通过 WiFi实时上传给服务器。[〇〇29]云端服务器系统由通信服务器部分和数据库服务器部分。云端服务器系统采用 PHP+MYSQL方式开发，服务器端开发架构采用B/S架构，服务器端平台选择目前主流的LNMP 服务器架构。LNMP的优势在于:稳定，高效率，可以实现集群部署，能承担比较大的并发访问量，也是目前很多网站或者服务性中大型网站采用的架构，包含淘宝、腾讯等都采用这样的服务器架构;B/S架构应用在本实用新型系统的后台程序和与客户端数据交换的接口部分， 客户端程序使用接口与服务器端数据库进行交换数据。
[0030]本【具体实施方式】云端软件系统通过socket和底层设备有害气体探测器进行通信， 传输采集数据和控制指令;使用php技术结合mysql来实现了云端服务器的核心数据处理和存储，控制指令下发等功能，并封装一个客户端接口供后台管理系统和手机客户端应用使用。通过这样的结构实现了数据的快速上传和远程查询、空气异常报警、远程控制关闭开启报警等功能。[〇〇31]本【具体实施方式】的技术功能有:(1)云端后台系统:①系统内置功能:系统设置:设置系统基本信息，查看系统运行环境的信息;数据备份:数据库信息备份;邮件发送设置:发送邮件的信息设置，与发送邮件有关;短信发送设置:短信发送相关设置，与发送短信有关。
[0032]②员工与操作员管理(人事管理)。[〇〇33]③会员管理(客户端会员)。[〇〇34]④设备管理(销售):管理设备销售的情况，统计设备销售数量的一个基本的CRM， 可以登记设备信息，可以查询已销售的设备[〇〇35]⑤设备管理(客户注册的):管理客户端注册的设备信息；可以查看每台设备的配置信息，并且可以修改设备的信息;可以反注册设备，也就是，取消某个设备注册;可以远程设置设备的状态(如果设备在线)；可以远程控制设备的采集方式等(如果设备在线)。[〇〇36]⑥采集数据管理:数据采集方式采用注册设备定时发送数据的方式进行，通过接口，实现数据的传递，数据格式采用标准的json数据格式。数据采集的管理，可以针对每一台设备进行查看采集的数据;可以针对某一项指标进行查看数据;有时间段统计的报表;有统计的图标;可以查看每一条采集的数据。[〇〇37] ⑦消息推送。[〇〇38](2)手机端应用功能:[〇〇39]①注册和登陆/个人安全设置。[〇〇4〇] ②设备注册:通过app设置设备的WIFI模块连接WiFi后，设置设备连接internet进行身份验证和注册。并且绑定用户手机。[0041 ]③设备连接:设备连接Internet，通过app设置设备的WIFI模块连接WiFi后，设置自动连接internet，手机客户端将显示绑定设备是否连接Internet。[〇〇42]④设备注册与配对:手机操作设备并与云端进行正版配对，也就是确定本设备序列号是否是本公司的产品，每个设备将绑定唯一的手机号码，后期可以进行解绑的操作，某个设备绑定了某手机，将不能被其他手机绑定。[〇〇43]⑤设备设置:设置设备基本信息，设置设备采集信息。
[0044]⑥数据统计:包含数据的展示和统计(图文)。
[0045]⑦室外天气情况数据:室外天气数据是针对设备定位点的城市的天气情况、 pm2.5、各种指数的展示，根据百度API天气库提供的接口，达到目的。
[0046]⑧第三方接入和信息分享，比如微博，微信，qq分享之类的。
[0047]本【具体实施方式】APP客户端3的设计要求有:(1)网络适用环境:①需要在符合国际标准、国标的WiFi条件下使用；
[0048]②WiFi仅支持2.4G频段网络；
[0049]③适用于家庭环境，不建议在复杂网络环境中使用(公司、学校、展会等大型网络环境)，不建议使用手机热点的方式联网；
[0050](2)系统要求:①1S APP软件需要能够支持主流版本1S 7及以上系统平台。[〇〇51 ] ②针对Android APP软件，需符合Android系统要求，APP软件正常使用不需要进入 Android系统ROOT权限，Android APP软件支持Android 4.0.3及以上操作系统平台。[〇〇52] APP客户端使用WiFi配置实现智能连接，使用WiFi的SmartConfig—键配网技术解决了无屏的设备，便捷连接路由器的WiFi热点的问题，摒弃了传统的AP软路由配置模式的复杂繁琐的流程，简化为只需在手机app上输入想要连接WiFi的密码即可，一键连接的方式，操作简化，提升了用户体验，降低了用户操作难度。[〇〇53]本系统整合了七种环境检测传感器，测量范围广，精度高，支持WiFi连接，在此系统中，可以在配置底层有害气体探测器连入网络后，实时地在智能手机上的应用获取到设备采集的参数，系统底层设备数据可自动上传云端，app可远程查询数据，另外系统具有有害气体浓度超标预警信息推送和产品蜂鸣器变频报警功能，功能全面，具有广阔的市场应用前景。[〇〇54]以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.有害气体探测自动控制系统，其特征在于，包括数据采集终端(1)、云端服务器(2)和 APP客户端(3)，数据采集终端(1)由单个或多个多功能的有害气体探测器(11)组成，每个有 害气体探测器(11)通过WiFi与家庭路由器(4)连接，家庭路由器(4)通过Internet网络与云 端服务器(2)连接，云端服务器(2)通过WiFi或者GPRS、3G、4G其中的一种移动通信网络与用 户手机上的APP客户端(3)连接，APP客户端(3)通过WiFi或者GPRS、3G、4G其中的一种移动通 信网络与数据采集终端(1)连接。2.根据权利要求1所述的有害气体探测自动控制系统，其特征在于，所述的有害气体探 测器(11)内安装有甲醛气体传感器(1101)、温湿度传感器(1102)、空气质量传感器(1103)、 PM2.5传感器(1104)、一氧化碳传感器(1105)、可燃气体传感器(1106)、光照传感器(1107)。3.根据权利要求1所述的有害气体探测自动控制系统，其特征在于，所述的APP客户端 (3)由后台管理系统(301)、Web客户端(302)、Android APP客户端(303)和1S APP客户端 (304)组成。4.根据权利要求1或3所述的有害气体探测自动控制系统，其特征在于，所述的云端服 务器(2)由通信服务器部分和数据库服务器部分组成，云端服务器(2)包括Socket服务器 (201)、数据库服务器(202)、服务器硬盘(203)、HTTP服务器(204)、FTP服务器(205)和客户 端接口(206)，云端服务器(2)通过Socket服务器(201)与有害气体探测器(11)连接，Socket 服务器(201)接数据库服务器(202)，数据库服务器(202)与服务器硬盘(203)连接，数据库 服务器(202)通过客户端接口(206)与后台管理系统(301)、1613客户端(302)^11(^〇1(1八?？ 客户端(303)、i0S APP客户端(304)连接。
【文档编号】G08B21/12GK205596153SQ201620240322
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年3月28日
【发明人】晋宝生, 罗加勇
【申请人】北京东霖消防科技有限公司