有害氣體探測自動控制系統的制作方法
【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，它涉及物聯網及環境檢測技術領域。它包括數據采集終端、云端服務器和APP客戶端，數據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網絡與云端服務器連接，云端服務器通過WiFi或者GPRS、3G、4G其中的一種移動通信網絡與用戶手機上的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絡與數據采集終端連接。本實用新型功能性強，測量范圍廣，精度高，實現室內有害氣體的智能化檢測和智慧化處理，穩定可靠，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
技術領域
[0001]本實用新型涉及的是物聯網及環境檢測技術領域，具體涉及有害氣體探測自動控制系統。【背景技術】
[0002]隨著環境污染的嚴重，空氣污染問題也逐步成為人們主要關注的話題，尤其是室內的空氣污染問題，室內環境是人們長期生活的區域，室內的空氣污染問題常常影響著人們的身體健康，如何獲取室內有害空氣相應參數狀態，讓室內空氣參數可視化，確保人身安全，以及實時調節室內空氣狀況，室內有害氣體探測得到了越來越廣的應用。
[0003]現在的室內有害氣體探測自動控制系統，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:此類的系統一般采用485等工業總線，以集中型控制來實現其數據采集和控制信號，其部署復雜，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:采用低功耗無線通信網絡 (WiF1、Zigbee等)來實現數據采集節點的部署，和網絡構建，部署簡單;而且采用簡單的易操作的SmartConfig技術來簡化WiFi配置入網絡的方式。如市面上的海爾空氣盒子的系統， 其底層的采集設備都是無屏幕顯示的空氣檢測設備，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境參數，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確，誤差有點大。
[0005]綜上，現有的技術中，系統基本上是單一檢測、單一預警、沒有一個基于有害氣體探測的綜合性的多元的系統，針對目前室內空氣檢測難，檢測種類少，無法遠程訪問等問題，設計一種有害氣體探測自動控制系統還是很有必要的。【實用新型內容】
[0006]針對現有技術上存在的不足，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，結構簡單，設計合理，功能性強，測量范圍廣，精度高，實現室內有害氣體的智能化檢測和智慧化處理，穩定可靠，實用性強，易于推廣使用。
[0007]為了實現上述目的，本實用新型是通過如下的技術方案來實現:有害氣體探測自動控制系統，包括數據采集終端、云端服務器和APP客戶端，數據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網絡與云端服務器連接，云端服務器通過WiFi或者GPRS、3G、4G其中的一種移動通信網絡與用戶手機上的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絡與數據采集終端連接。
[0008]作為優選，所述的有害氣體探測器內安裝有甲醛氣體傳感器、溫濕度傳感器、空氣質量傳感器、PM2.5傳感器、一氧化碳傳感器、可燃氣體傳感器、光照傳感器，在一個探測器中整合有七種環境檢測傳感器，測量范圍廣，功能更全面。
[0009]作為優選，所述的APP客戶端由后臺管理系統、Web客戶端、Android APP客戶端和1S APP客戶端組成。
[0010]作為優選，所述的云端服務器由通信服務器部分和數據庫服務器部分組成，云端服務器包括Socket服務器、數據庫服務器、服務器硬盤、HTTP服務器、FTP服務器和客戶端接口，云端服務器通過Socket服務器與有害氣體探測器連接并進行數據通信，Socket服務器將數據存儲到數據庫服務器，數據庫服務器將數據存儲到服務器存儲空間及服務器硬盤上，數據庫服務器通過客戶端接口與后臺管理系統、Web客戶端、Android APP客戶端、1S APP客戶端連接，并進行數據通信。
[0011]本實用新型的有益效果:(1)功能性強，系統的采集設備集甲醛檢測儀、溫濕度計、 空氣質量儀、PM2.5檢測儀、一氧化碳檢測儀、可燃氣體檢測儀、光強計的功能于一體，可實時同步地檢測室內的一氧化碳，PM2.5、甲醛、甲烷、溫度、濕度和光照。[〇〇12](2)系統具有時尚的APP界面，和友好的用戶體驗和操作，使得室內環境當前情況一目了然，實用性強。[0〇13]⑶系統的使用，需要用配套的APP，即可通過APP界面，遠程直觀查看家中空氣質量的數值和當前情況，簡單方便。
[0014](4)系統中，不僅可以24小時持續監測室內環境的變化，還可以對數據進行人性化的解讀，根據室內環境的不同情況提示用戶在某時的環境改善建議。[〇〇15](5)系統使用WiFi的一鍵配置入網，方便的使用配套的手機APP來一鍵配置產品聯網，省卻了傳統AP配置WiFi產品入網的麻煩和繁瑣，更加人性化、便捷化。
[0016](6)系統中，手機APP和設備雙重提示，手機應用具備報警推送功能，一旦室內環境出現異常，配套的手機APP會第一時間讓您知曉。【附圖說明】
[0017]下面結合附圖和【具體實施方式】來詳細說明本實用新型；
[0018]圖1為本實用新型的系統拓撲圖；
[0019]圖2為本實用新型的系統結構圖；
[0020]圖3為本實用新型的軟件系統架構圖；[0021 ]圖4為本實用新型云端服務器的結構框圖。【具體實施方式】
[0022]為使本實用新型實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合【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】采用以下技術方案:有害氣體探測自動控制系統，包括數據采集終端1、云端服務器2和APP客戶端3,數據采集終端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網絡與云端服務器2連接，云端服務器2通過WiFi或者GPRS、3G、4G其中的一種移動通信網絡與用戶手機上的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絡與數據采集終端1連接。[〇〇24] 本系統以TCP/IP協議為基礎通過WiFi家庭路由器4接入無線公用通信網絡，與云端服務器2聯網通信上傳數據，并保存數據到云存儲器上，然后手機app通過WiFi或者移動通信網絡(GPRS、3G、4G)和云端服務器通信，并獲取采集上傳的數據，方便用戶的查看和遠程管理。[〇〇25]值得注意的是，所述的有害氣體探測器11內安裝有甲醛氣體傳感器1101、溫濕度傳感器1102、空氣質量傳感器1103、PM2.5傳感器1104、一氧化碳傳感器1105、可燃氣體傳感器1106、光照傳感器1107,可實時同步地檢測室內的一氧化碳，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，所述的云端服務器2由通信服務器部分和數據庫服務器部分組成，云端服務器硬件采用了戴爾R730 2U機架式服務器，軟件系統由Socket服務器201、數據庫服務器 202、服務器硬盤203、HTTP服務器204、FTP服務器205和客戶端接口 206組成，云端服務器2通過Socket服務器201與有害氣體探測器11連接并進行數據通信，Socket服務器201將數據存儲到數據庫服務器202,數據庫服務器202將數據存儲到服務器存儲空間及服務器硬盤203 上，數據庫服務器202通過客戶端接口 206與APP客戶端3連接，并進行數據通信，所述APP客戶端3由后臺管理系統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】通過合理規劃，設計并構建一個室內有害氣體探測自動控制系統，采用無線方式部署的系統方案，用硬件設備一云端一智能手機APP的三角架構來搭建有害氣體探測自動控制系統，實現下接智能有害氣體探測器，上聯客戶端應用的互通互聯，系統以檢測室內有害有毒氣體的濃度，提供本地和遠程實時預警和報警為目的，來實現室內有害氣體的智能化檢測和智慧化處理，從而實現遠程的數據顯示和遠程控制。[〇〇28] 本【具體實施方式】是通過嵌入式開發、傳感器技術，PHP編程，WEB開發，Android和 i〇S應用軟件開發等技術，以實現智能的物聯網硬件系統。系統由探測器、云端服務器、手機 app三部分構成，其中有害氣體探測器11采用WiFi+M⑶的結構設計，主MCU通過USART、SP1、 I2C、ADC等方式外接7種傳感器，并采用多任務機制同時采集7中傳感器的數據，并進行數據篩選和分析，對數據進行分級和報警信息分析，然后將數據整合為一個通信數據包，通過 WiFi實時上傳給服務器。[〇〇29]云端服務器系統由通信服務器部分和數據庫服務器部分。云端服務器系統采用 PHP+MYSQL方式開發，服務器端開發架構采用B/S架構，服務器端平臺選擇目前主流的LNMP 服務器架構。LNMP的優勢在于:穩定，高效率，可以實現集群部署，能承擔比較大的并發訪問量，也是目前很多網站或者服務性中大型網站采用的架構，包含淘寶、騰訊等都采用這樣的服務器架構;B/S架構應用在本實用新型系統的后臺程序和與客戶端數據交換的接口部分， 客戶端程序使用接口與服務器端數據庫進行交換數據。
[0030]本【具體實施方式】云端軟件系統通過socket和底層設備有害氣體探測器進行通信， 傳輸采集數據和控制指令;使用php技術結合mysql來實現了云端服務器的核心數據處理和存儲，控制指令下發等功能，并封裝一個客戶端接口供后臺管理系統和手機客戶端應用使用。通過這樣的結構實現了數據的快速上傳和遠程查詢、空氣異常報警、遠程控制關閉開啟報警等功能。[〇〇31]本【具體實施方式】的技術功能有:(1)云端后臺系統:①系統內置功能:系統設置:設置系統基本信息，查看系統運行環境的信息;數據備份:數據庫信息備份;郵件發送設置:發送郵件的信息設置，與發送郵件有關;短信發送設置:短信發送相關設置，與發送短信有關。
[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設備管理(銷售):管理設備銷售的情況，統計設備銷售數量的一個基本的CRM， 可以登記設備信息，可以查詢已銷售的設備[〇〇35]⑤設備管理(客戶注冊的):管理客戶端注冊的設備信息；可以查看每臺設備的配置信息，并且可以修改設備的信息;可以反注冊設備，也就是，取消某個設備注冊;可以遠程設置設備的狀態(如果設備在線)；可以遠程控制設備的采集方式等(如果設備在線)。[〇〇36]⑥采集數據管理:數據采集方式采用注冊設備定時發送數據的方式進行，通過接口，實現數據的傳遞，數據格式采用標準的json數據格式。數據采集的管理，可以針對每一臺設備進行查看采集的數據;可以針對某一項指標進行查看數據;有時間段統計的報表;有統計的圖標;可以查看每一條采集的數據。[〇〇37] ⑦消息推送。[〇〇38](2)手機端應用功能:[〇〇39]①注冊和登陸/個人安全設置。[〇〇4〇] ②設備注冊:通過app設置設備的WIFI模塊連接WiFi后，設置設備連接internet進行身份驗證和注冊。并且綁定用戶手機。[0041 ]③設備連接:設備連接Internet，通過app設置設備的WIFI模塊連接WiFi后，設置自動連接internet，手機客戶端將顯示綁定設備是否連接Internet。[〇〇42]④設備注冊與配對:手機操作設備并與云端進行正版配對，也就是確定本設備序列號是否是本公司的產品，每個設備將綁定唯一的手機號碼，后期可以進行解綁的操作，某個設備綁定了某手機，將不能被其他手機綁定。[〇〇43]⑤設備設置:設置設備基本信息，設置設備采集信息。
[0044]⑥數據統計:包含數據的展示和統計(圖文)。
[0045]⑦室外天氣情況數據:室外天氣數據是針對設備定位點的城市的天氣情況、 pm2.5、各種指數的展示，根據百度API天氣庫提供的接口，達到目的。
[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的設計要求有:(1)網絡適用環境:①需要在符合國際標準、國標的WiFi條件下使用；
[0048]②WiFi僅支持2.4G頻段網絡；
[0049]③適用于家庭環境，不建議在復雜網絡環境中使用(公司、學校、展會等大型網絡環境)，不建議使用手機熱點的方式聯網；
[0050](2)系統要求:①1S APP軟件需要能夠支持主流版本1S 7及以上系統平臺。[〇〇51 ] ②針對Android APP軟件，需符合Android系統要求，APP軟件正常使用不需要進入 Android系統ROOT權限，Android APP軟件支持Android 4.0.3及以上操作系統平臺。[〇〇52] APP客戶端使用WiFi配置實現智能連接，使用WiFi的SmartConfig—鍵配網技術解決了無屏的設備，便捷連接路由器的WiFi熱點的問題，摒棄了傳統的AP軟路由配置模式的復雜繁瑣的流程，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]本系統整合了七種環境檢測傳感器，測量范圍廣，精度高，支持WiFi連接，在此系統中，可以在配置底層有害氣體探測器連入網絡后，實時地在智能手機上的應用獲取到設備采集的參數，系統底層設備數據可自動上傳云端，app可遠程查詢數據，另外系統具有有害氣體濃度超標預警信息推送和產品蜂鳴器變頻報警功能，功能全面，具有廣闊的市場應用前景。[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點。本行業的技術人員應該了解，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。本實用新型要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【主權項】
1.有害氣體探測自動控制系統，其特征在于，包括數據采集終端(1)、云端服務器(2)和 APP客戶端(3)，數據采集終端(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網絡與云 端服務器(2)連接，云端服務器(2)通過WiFi或者GPRS、3G、4G其中的一種移動通信網絡與用 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 信網絡與數據采集終端(1)連接。2.根據權利要求1所述的有害氣體探測自動控制系統，其特征在于，所述的有害氣體探 測器(11)內安裝有甲醛氣體傳感器(1101)、溫濕度傳感器(1102)、空氣質量傳感器(1103)、 PM2.5傳感器(1104)、一氧化碳傳感器(1105)、可燃氣體傳感器(1106)、光照傳感器(1107)。3.根據權利要求1所述的有害氣體探測自動控制系統，其特征在于，所述的APP客戶端 (3)由后臺管理系統(301)、Web客戶端(302)、Android APP客戶端(303)和1S APP客戶端 (304)組成。4.根據權利要求1或3所述的有害氣體探測自動控制系統，其特征在于，所述的云端服 務器(2)由通信服務器部分和數據庫服務器部分組成，云端服務器(2)包括Socket服務器 (201)、數據庫服務器(202)、服務器硬盤(203)、HTTP服務器(204)、FTP服務器(205)和客戶 端接口(206)，云端服務器(2)通過Socket服務器(201)與有害氣體探測器(11)連接，Socket 服務器(201)接數據庫服務器(202)，數據庫服務器(202)與服務器硬盤(203)連接，數據庫 服務器(202)通過客戶端接口(206)與后臺管理系統(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
【發明人】晉寶生, 羅加勇
【申請人】北京東霖消防科技有限公司