一种宿舍安全监控系统

1.本实用新型涉及安全监控领域，特别涉及一种宿舍安全监控系统。


背景技术：

2.随着现代科技的发展以及学生对改善校内生活质量的需求，大量智能设备，例如空调、风扇、洗衣机等逐步进入学生宿舍，不仅容易出现无人灯、无人空调等用电浪费的现象，而且这些大功率耗电设备还容易出现火灾等安全隐患。大部分院校虽然采取限电、限容量的办法禁止宿舍使用大功率电器，并配合人力巡查避免火灾情况，但实际上仍无法彻底解决这些用电安全问题。而除了这些用电安全问题，因其他原因造成的安全问题，比如踩踏、打架、口罩佩戴等也时有发生，采用现有的人力排查方式或者3g、4g网络监控方式均难以满足实时性、准确性的防控要求。随着5g的发展，物联网系统的应用越来越频繁，如何利用物联网来保障宿舍的安全变得非常重要，也非常有实际意义。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种宿舍安全监控系统，解决了宿舍安全防控对实时性、准确性的要求。
4.本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种宿舍安全监控系统，包括基于zigbee的无线传感器网络、嵌入式5g网关以及上位机，所述基于zigbee的无线传感器网络包括zigbee协调器节点以及与所述zigbee协调器节点连接的至少一个zigbee终端节点，所述至少一个zigbee终端节点分别连接图像采集模块、传感器模块和/或安防设备；所述zigbee协调器节点的输出端串口连接所述嵌入式5g网关，并通过所述嵌入式5g网关连接所述上位机；
5.所述图像采集模块用于采集宿舍楼中预设区域的视频和/或图像，并通过所述zigbee协调器节点发送至所述嵌入式5g网关；
6.所述传感器模块用于采集宿舍环境数据，并通过所述zigbee协调器节点发送至所述嵌入式5g网关；
7.所述嵌入式5g网关用于接收所述视频、图像和/或宿舍环境数据，并发送至上位机；以及用于接收所述上位机发送的控制指令，并通过所述zigbee协调器节点将所述控制指令发送至对应的安防设备，以控制所述安防设备的开启和关闭。
8.在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
9.进一步，所述基于zigbee的无线传感器网络还包括至少一个用于连接所述zigbee协调器节点和所述zigbee终端节点的路由器节点，所述路由器节点在每层宿舍楼均匀分布。
10.进一步，所述嵌入式5g网关包括arm板以及与所述arm板相连接的远程通信模块，所述远程通信模块至少包括5g网络模块。
11.进一步，所述远程通信模块还包括3g网络模块、4g网络模块、wifi模块以及lora模
块中的至少一个。
12.进一步，所述传感器模块包括火焰传感器、烟雾传感器以及温湿度传感器中至少一个；所述安防设备包括蜂鸣器和消防设备。
13.进一步，所述传感器模块包括设置在人员活动区域的红外传感器、设置在宿舍内的光线传感器以及用于检测插座回路电流的霍尔电流传感器；所述安防设备包括照明设备和智能电器。
14.本实用新型的有益效果是：本实用新型提供了一种宿舍安全监控系统，利用图像采集模块采集宿舍内图像数据、传感器模块采集宿舍环境数据，并利用基于zigbee的无线传感器网络将这些数据发送至嵌入式5g网关，再通过嵌入式5g网关发送给上位机，比如由移动终端和pc机组成的控制中心；同时通过嵌入式5g网关和该无线传感器网络将上位机发送的控制指令发送给对应的安防设备，从而通过传感器等采集的数据及时发现各种安全隐患，并通过对安防设备的控制对这些隐患进行排除，通过zigbee网络以及5g传输方式的结合，实现安全防控的实时性、准确性和有效性。
附图说明
15.图1为实施例1提供的一种宿舍安全监控系统的连接示意图。
具体实施方式
16.以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
17.图1是实施例1提供的一种宿舍安全监控系统的连接示意图，如图1所示，包括基于zigbee的无线传感器网络、嵌入式5g网关100以及上位机200，所述基于zigbee的无线传感器网络包括zigbee协调器节点300以及与所述zigbee协调器节点连接的至少一个zigbee终端节点400，所述至少一个zigbee终端节点400分别连接图像采集模块500、传感器模块600和/或安防设备700；所述zigbee协调器节点300的输出端串口连接所述嵌入式5g网关100，并通过所述嵌入式5g网关100连接所述上位机200。
18.具体来说，作为一种无线网路传输技术，zigbee以低功耗、低成本、通信时延短、网络容量大、传输数据可靠、安全性高等多方面优势，在短距离无线网路传输中占据越来越强的优势。而基于学校宿舍的面积、楼层分布以及人员密度，zigbee也非常适合用于宿舍安全监控系统中采集并传输各种传感器数据。
19.在基于zigbee的无线传感器网络中，zigbee协调器节点主要用于创建无线网络，分配zigbee终端节点的网络地址，然后向终端节点发送控制命令并接收来自终端节点采集的信息。zigbee协调器节点首先会进行应用层的初始化，然后初始化端口并打开全局中断。接着协调器节点初始化一个信道并建立一个zigbee网络，这时zigbee终端节点就可以通过认证加入到该网络中，并对所连接传感器采集的环境数据、图像数据等进行数据交换。
20.在实施例中，所述图像采集模块用于采集宿舍楼中预设区域的视频和/或图像，并通过所述zigbee协调器节点发送至所述嵌入式5g网关；
21.所述传感器模块用于采集宿舍环境数据，并通过所述zigbee协调器节点发送至所述嵌入式5g网关；
22.所述嵌入式5g网关用于接收所述视频、图像和/或宿舍环境数据，并发送至上位机；以及用于接收所述上位机发送的控制指令，并通过所述zigbee协调器节点将所述控制指令发送至对应的安防设备，以控制所述安防设备的开启和关闭。这样即可通过传感器、图像采集模块等采集的数据及时发现各种安全隐患，并通过对安防设备的控制对这些隐患进行排除，通过zigbee网络以及5g传输方式的结合，实现安全防控的实时性、准确性和有效性。
23.在一个优选实施例中，所述基于zigbee的无线传感器网络还包括至少一个用于连接所述zigbee协调器节点和所述zigbee终端节点的路由器节点，所述路由器节点在每层宿舍楼均匀分布。这时路由器节点起到数据信号中间传递作用，当终端节点与协调器之间的距离超出两者的通讯距离时，路由器节点可充当中继作用，进行数据的转发，从而使数据传输更加稳定。
24.在一个优选实施例中，所述5g网关包括arm板以及与所述arm板相连接的远程通信模块，所述远程通信模块至少包括5g网络模块。在其他优选实施例中所述远程通信模块还包括3g网络模块、4g网络模块、wifi模块以及lora模块中的至少一个。这样，可以在不同的网络环境下或者对所采集的不同类型数据采用对应的无线传输方式发送至上位机，比如视频图像数据可以通过5g发送至上位机，速度更快，而其他的传感器数据可以通过4g等方式发送给上位机，减轻对宿舍进行网络改造的成本。
25.一个具体实施例中所述无线传感器网络的zigbee芯片可以采用cc2530芯片，而嵌入式5g网关可以采用飞凌的fcu2302芯片，该fcu2302芯片采用64位四核arm 处理器ls1046a，并连接华为的5g芯片mh5000，同时cc2530芯片与处理器ls1046a通过串口连接，从而实现上述安全监控效果。
26.以下通过具体实施例对应用场景进行说明。比如一个具体实施例中，所述传感器模块包括火焰传感器、烟雾传感器以及温湿度传感器中至少一个；所述安防设备包括蜂鸣器和消防设备。通过火焰传感器采集宿舍区的明火数据、通过烟雾传感器采集宿舍区的烟雾数据以及通过温湿度传感器采集宿舍区的温度数据，然后通过摄像头采集宿舍区的视频或者图像数据，并通过zigbee以及5g网络将这些数据发送给上位机，比如控制中心，这样控制中心（cpu或者单片机）可以根据接收到数据判断是否发送火灾并生成对应的控制指令。或者监控人员看到控制中心的画面、数据等后直接输入控制指令。这些控制指令会通过该5g网络以及zigbee网络发送至对应的蜂鸣器以及消防设备，以在对应时刻自动打开蜂鸣器和消防设备，排除安全隐患。
27.另一个实施例中，所述传感器模块还包括设置在人员活动区域的红外传感器、设置在宿舍内的光线传感器以及用于检测插座回路电流的霍尔电流传感器，所述安防设备包括照明设备和智能电器。通过红外传感器检测宿舍区域人员活动的情况，通过光线传感器采集宿舍区域的光线情况，通过霍尔电流传感器采集房间的用电情况，并通过zigbee以及5g网络将这些数据发送给上位机，比如控制中心，这样控制中心（cpu或者单片机）可以根据接收到数据判断是否存在用电浪费或者危险用电的情况，并生成对应的控制指令。或者监控人员看到控制中心的数据等后直接输入控制指令。这些控制指令会通过该5g网络以及zigbee网络发送至对应的照明设备和智能电器等的控制器，以在没人时自动关闭用电设备，或者在危险用电时自动断电，避免出现安全事故。
28.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。