本发明涉及智能控制领域，具体涉及一种基于物联网的实验室智能控制系统。
背景技术：
随着传感技术、现代网络技术和人工智能等技术的发展和应用，物联网技术被誉为信息产业的第三次创新。物联网技术具有十分宽广的技术范畴和应用领域，它一方面利用了诸多现有技术，包括半导体技术、计算机技术、现代通信网络技术、甚至纳米技术、生物技术等各种高新技术、交叉技术；另一方面又具有自身独有的特点，能对物理世界进行信息获取、传输和处理，并将处理结果以服务的形式发布给用户。
目前，在国内较为多见的“物联网”定义为：物联网是指利用各种信息传感设备，如射频识别装置、红外传感器、全球定位系统、激光扫描等种种装置与互联网结合起来而形成了一个巨大网络，其目的就是使所有物品都与网络连接在一起，使得识别和管理更加方便。物联网把网络所实现的人与人之间的互联通过技术扩大到了所有事物之间的连通，不但使得现实世界的物品互为连通，而且实现了现实世界(物理空间)与虚拟世界(数字化信息空间)的互联，从而有效地支持人机交互、人与物品之间的交互、人与人之间的社会性交互。总之，物联网是一个物—物相连的互联网，成了新一代信息技术的重要组成部分。
而目前的物联网主要应用于生活家居、智能交通等方面，而在实验教学方面应用很少，运用物联网技术大大地可以提高整个教学质量和更好地确保实验室安全。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明提供了一种基于物联网的实验室智能控制系统，能够实现对实验室教学设备和环境控制的智能操作以及实验室安全的监控。
一种基于物联网的实验室智能控制系统，包括：平板电脑、无线路由器、教学计算机、摄像头、多路信号转换器、投影仪、led显示屏、空调、照明设备、驱动电机、报警装置、烟雾传感器、射频识别装置以及温湿度传感器；
所述驱动电机安装在窗帘的导轨上，且驱动电机上安装有信号接收装置；所述射频识别装置安装在窗户上，窗户被打开时会产生射频信号；
所述平板电脑将课程操作信息通过无线路由器发送给所述教学计算机；
所述平板电脑通过无线路由器将角度调整信息发送给所述摄像头，调整所述摄像头的拍摄方向；所述摄像头将拍摄的实验室视频信息通过无线路由器实时发送给所述平板电脑；
所述平板电脑将投影仪打开或关闭的控制信号通过所述无线路由器发送给多路信号转换器，多路信号转换器再转发给投影仪；
所述平板电脑将显示信息通过所述无线路由器发送给多路信号转换器，多路信号转换器再将显示信息发送给led显示屏；
所述平板电脑将空调的设置信息通过所述无线路由器发送给多路信号转换器，多路信号转换器再转发给空调；
所述平板电脑将照明设备打开或关闭的控制信号通过所述无线路由器发送给多路信号转换器，多路信号转换器再转发给照明设备；
所述平板电脑将正转或反转的控制信号通过所述无线路由器发送给多路信号转换器，多路信号转换器再转发给驱动电机；
所述烟雾传感器将检测到的烟雾浓度信息发送给多路信号转换器，所述多路信号转换器通过无线路由器将烟雾浓度信息发送给所述平板电脑；
所述窗户被打开时产生的射频信号发送给多路信号转换器，所述多路信号转换器通过无线路由器将射频信号发送给平板电脑；
所述平板电脑通过无线路由器将警报信息经过多路信号转换器发送给警报装置；
所述温湿度传感器将监测到的实验室的温度和湿度信息发送给多路信号转换器，所述多路信号转换器通过无线路由器将温度和湿度信息发送给平板电脑。
其中，所述摄像头通过无线或有线的方式与多路信号转换器的连接。
所述实验室智能控制系统进一步的包括温湿度显示器，所述温湿度传感器将监测到的实验室温度和湿度信息发送给所述温湿度显示器进行实时显示。
有益效果：
1、本发明基于实验室教学和实验室管理需要，运用物联网技术，设计了一套完整的智能控制系统，实现对实验室教学设备和环境控制的智能操作以及实验室安全的监控。
2、基于远程操作和红外的原理对教学计算机、投影仪进行控制，通过一个平板电脑这一移动设备来进行教学演示，能够提高教学效率；通过无线和红外的方式对led显示器、照明设备、空调、窗帘等实验室基本设备进行调控，便于实验室工作环境的调节；通过在窗户上安装射频信号装置、在实验室顶部安装烟雾传感器、温湿度传感器、温湿度显示器以及摄像头，实现实验室安全的有效监控，提高实验室的安全性。
3、本发明的摄像头通过无线或有线的方式与多路信号转换器相连，能够适用于不同型号的摄像头，增强整个系统的普适性。
附图说明
图1为实验室智能控制系统的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本发明提供了一种基于物联网的实验室智能控制系统，包括：平板电脑、无线路由器、教学计算机、摄像头、多路信号转换器、投影仪、led显示屏、空调、照明设备、驱动电机、烟雾传感器、射频识别装置、报警装置、温湿度传感器以及温湿度显示器；
驱动电机安装在窗帘的导轨上，驱动电机上安装有信号接收装置；射频识别装置安装在窗户上，窗户被打开时会产生射频信号；
平板电脑通过无线方式与所述无线路由器相连，负责发送控制信号和信息，以及接收射频信号和信息；无线路由器与教学计算机、摄像头以及多路信号转换器相连；多路信号转换器将控制信号转发给投影仪、照明设备和驱动电机，将信息转发给led显示屏、空调以及报警装置；多路信号转换器接收烟雾传感器和温湿度传感器的信息以及射频识别装置的射频信号；
整个实验室智能控制系统主要分为教学演示子系统、视频监控子系统、实验室基本设备控制子系统以及实验室安防子系统。
结合附图1，整个实验室智能控制系统各个子系统的工作方式如下：
1、基于红外和远程操作的教学演示子系统：
教学演示子系统主要包括投影仪和教学计算机。
(1)利用遥控器红外控制的原理，手持平板电脑通过无线路由器向多路信号器发送投影仪的打开或关闭的控制信号，经过多路信号器转换为红外信号发送给投影仪，从而实现对投影仪的打开或关闭的控制；
(2)利用远程控制的原理，手持平板电脑通过无线路由器远程控制教学计算机，老师在上课的过程中在任何位置都可以通过手持平板电脑控制教学计算机，给学生播放ppt、教学演示等。
2、基于无线路由器的视频监控子系统：
本子系统主要是实现对实验室的视频监控。多个摄像头通过网线或者无线路由器连接到固定的无线路由器上，无线路由器通过wi-fi连接到手持平板电脑上，手持平板电脑实时显示摄像头拍下的视频进行监控；并且手持平板电脑可以任意选择显示其中一个摄像头拍下的视频，也可以同时显示多个摄像头拍下的视频。除此以外，手持平板电脑还可以控制摄像头的转动，可以调节拍摄的角度。
3、实验室基本设备控制子系统：
实验室基本需要控制的设备包括：led显示、照明控制、空调、窗帘、温湿度等设备。
(1)led显示控制：手持平板电脑可以设置需要显示的内容，主要包括：课程名称、上课老师、上课时间等。手持平板电脑通过无线路由器，将需要显示的内容，经过多路信号转换器转换为红外信号发送给led显示设备实时显示。
(2)照明设备控制：手持平板电脑选择其中一个或多个照明设备的关闭或打开。手持平板电脑通过无线路由器将关闭或打开的控制信号，经过多路信号转换器转换为红外信号发送给照明设备，从而进行照明设备的开关控制；
(3)空调控制：手持平板电脑控制空调的工作模式，包括打开或关闭、制热或制冷、温度设置等方面。手持平板电脑通过无线路由器，将这些控制信号经过多路信号转换器转换为红外信号发送给空调进行相应工作模式的调控；
(4)窗帘控制：每个窗帘上都安装有驱动电机，驱动电机正转时打开窗帘，反转时关闭窗帘，驱动电机上安装有信号接收装置；手持平板电脑通过无线路由器，将电机的正转或反转控制信号经过多路信号转换器转换为红外信号发送给驱动电机的信号接收装置，从而实现对窗帘的打开或关闭；
(5)温湿度显示：在实验室的墙壁上安装温湿度传感器和温湿度显示设备，温湿度传感器将当前实验室的温度和湿度信息，发送给温湿度显示设备进行实时显示；同时将温度和湿度信息以红外信号的方式发送给多路信号转换器，多路信号转换器通过无线路由器将温度和湿度信息发送给手持平板电脑进行监测。
4、实验室安防子系统：
实验室的安防目前主要考虑到烟雾报警和在布防状态下有人进入的报警。
(1)烟雾报警：在实验室墙顶安装烟雾报警器，在烟雾报警器检测到一定浓度的烟味，会发出报警声，并且将烟雾浓度信息以红外信号的方式发送给多路信号转换器，然后通过无线路由器发送到手持平板电脑进行火灾判断，如果确定发生火灾及时采取灭火措施，如果没有发生火灾关闭报警声；
(2)布防设置：利用无线射频技术，在每个窗户安装射频识别装置，当窗户被打开时，会发出射频信号。当实验室没有工作时，所有窗户处于关闭状态，整个实验室智能控制系统开启布防模式。
如果有人打开窗户，射频信号发送给多路信号转换器，再经过无线路由器发送到手持平板电脑上；手持平板电脑接收到射频信号时，判断当前系统是否为布防模式，如果不是布防模式，不进行操作；如果是布防模式，则立即开启报警模式，通过无线路由器和多路信号转换器，将警报信号发送给报警装置，将照明设备打开信号发送给所有照明设备。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。