基于物联网的操场异常事件预警装置制造方法及图纸

一种基于物联网的操场异常事件预警装置，涉及物联网校园安全监测装置，所述装置包括数据采集终端、便携式监控终端和移动终端三部分；数据采集终端有主机、声音传感器、PM2.5传感器、温度传感器及烟雾传感器共用的采集探头、倾角传感器探头、风力及风向传感器、信号发射天线、基座及电源；主机有一个塔型的外壳，在主机外壳下部有电源凹槽；主机外壳上部有风力及风向传感器；主机外壳中部有凸起，分别是声音传感器、PM2.5传感器、温度传感器、烟雾传感器共用的采集探头，以及倾角传感器探头；主机顶部有信号发射天线；主机外壳内有北斗定位装置及振动传感器。本装置对学生户外活动进行实时监测，参与管理学生活动环境的安全性及适宜性。

【技术实现步骤摘要】
基于物联网的操场异常事件预警装置
本技术涉及物联网校园安全监测装置，具体涉及一种基于物联网的操场异常事件预警装置。
技术介绍
校园安全是目前全社会最重要的工作组成部分，直接关系到现阶段青少年学生的健康成长和安全生活，以及千家万户的家庭安全问题。在课间、举办大型活动等时间段内，学生集中进行户外活动，操场面积大、人员密集，一旦有异常发生，产生的后果不堪设想。因此，利用传感器及物联网技术对学生户外活动的场地—操场进行实时监测，确保学生活动环境的安全性及适宜性是十分有意义的。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种基于物联网的操场异常事件预警装置，该装置利用无线传感器网络向便携式监控终端传输采集到的信息，并在监控终端上进行分析处理，判断操场环境不够安全和适宜时，监控终端会发出报警信息给移动终端，提醒相关人员采取相应措施。本技术的一种技术方案：一种基于物联网的操场异常事件预警装置，包括数据采集终端、便携式监控终端和移动终端三部分。数据采集终端有主机、声音传感器、PM2.5传感器、温度传感器及烟雾传感器共用的采集探头、倾角传感器探头、风力及风向传感器、信号发射天线、基座及电源。主机有塔型的外壳，在主机外壳下部有电源凹槽；主机外壳上部有风力及风向传感器；主机外壳中部有凸起，分别是声音传感器、PM2.5传感器、温度传感器、烟雾传感器共用的采集探头，以及倾角传感器探头；主机顶部有信号发射天线；主机外壳内有北斗定位装置及振动传感器；主机外壳安装在基座上；数据采集终端负责将传感器采集到的各类数据进行转换处理并经过无线传感器网络节点发送到便携式监控终端，将若干数据采集终端分别布设在操场上的不同区域，并确保能够有效覆盖整个操场；数据采集终端与便携式监控终端通过无线模块进行通信，该无线通信模块由基于ZigeBee技术的无线传感器网络构成；无线通信模块由TI公司生产的支持IEEE802.15.4/ZigBee协议的CC2530芯片及提供相应支持的外围电路构成，该芯片支持CSMA/CA、数字化的接收信号强度指示RSSI/链路质量指示LQI和强大的DMA功能,，支持5种工作模式，能够很好地满足低功耗系统的要求；便携式监控终端的内部有一个微控制器，采用ARM微处理器STM32F407为主控制器，芯片内置FLASH存储器和SRAM高速存储器，并提供丰富的通信接口，包括3个I2C接口，3个SPI接口，4个USART，2个UART和2个CAN总线接口等，供电电压在1.8-3.6V，为典型的低功耗芯片；便携式监控终端的微处理器STM32F407与CC2530通信模块采用异步UART模式，通过USART0串行通信接口，无需进行电平转换，只需使用（RXD、TXD）2根线来实现ZigBee模块和单片机的通信；便携式监控终端除主控芯片外，还集成了SD卡、USB和RS232等模块，并为矩阵键盘、OLED液晶屏、报警装置提供了接口，用于显示操场环境信息及异常信息；移动终端由移动手机或平板电脑构成；便携式终端的微控制器对各传感器节点采集的数据进行融合分析处理，并实时监测，一旦发现环境不适宜户外活动，或者操场上发生异常时，立即启动报警装置，并通过GPRS网络发送短信到相关人员的移动终端上，以便其及时采取措施，预防或防止事故发生。本技术的优点与效果本技术所集成的传感器可进行分布式布局，这种布局具有非常良好的可扩展性，可以通过增加传感器来扩展系统；另外，采用支持IEEE802.15.4/ZigBee协议的CC2530芯片，有效降低能耗。附图说明图1为本技术的数据采集终端主机结构示意图；图2为本技术的系统结构示意图。图中附件：1为数据采集终端主机，2为声音传感器、PM2.5传感器、温度传感器及烟雾传感器共用的采集探头，3为信号发射天线，4为风力及风向传感器，5为倾角传感器探头，6为电源凹槽，7为基座，8为监控终端，9为移动终端。具体实施方式实施例见图1、图2，基于物联网的操场异常事件预警装置，包括数据采集终端、便携式监控终端和移动终端三部分。数据采集终端有主机1、声音传感器、PM2.5传感器、温度传感器及烟雾传感器共用的采集探头2、倾角传感器探头5、风力及风向传感器4、信号发射天线3、基座7及电源6。主机有一个塔型的外壳1，在主机外壳下部有1个电源凹槽6；主机外壳上部有1个风力及风向传感器4；主机外壳中部有2个凸起，分别是声音传感器、PM2.5传感器、温度传感器、烟雾传感器共用的采集探头2，以及倾角传感器探头5；主机顶部有1个信号发射天线3；主机外壳内有1个北斗定位装置及1个振动传感器；主机外壳安装在基座7上；数据采集终端负责将传感器采集到的各类数据进行转换处理并经过无线传感器网络节点发送到便携式监控终端8，将若干数据采集终端分别布设在操场上的不同区域，并确保能够有效覆盖整个操场；数据采集终端与便携式监控终端通过无线模块进行通信，该无线通信模块由基于ZigeBee技术的无线传感器网络构成；无线通信模块由TI公司生产的支持IEEE802.15.4/ZigBee协议的CC2530芯片及提供相应支持的外围电路构成，该芯片支持CSMA/CA、数字化的接收信号强度指示RSSI/链路质量指示LQI和强大的DMA功能,，支持5种工作模式，能够很好地满足低功耗系统的要求；便携式监控终端8的内部有一个微控制器，便携式监控终端采用ARM微处理器STM32F407为主控制器，芯片内置FLASH存储器和SRAM高速存储器，并提供丰富的通信接口，包括3个I2C接口，3个SPI接口，4个USART，2个UART和2个CAN总线接口等，供电电压在1.8-3.6V，为典型的低功耗芯片；便携式监控终端8的微处理器STM32F407与CC2530通信模块采用异步UART模式，通过USART0串行通信接口，无需进行电平转换，只需使用（RXD、TXD）2根线来实现ZigBee模块和单片机的通信；便携式监控终端8除主控芯片外，还集成了SD卡、USB和RS232等模块，并为矩阵键盘、OLED液晶屏、报警装置提供了接口，用于显示操场环境信息及异常信息；移动终端9由移动手机或平板电脑构成；便携式终端8的微控制器对各传感器节点采集的数据进行融合分析处理，并实时监测，一旦发现环境不适宜户外活动，或者操场上发生异常时，立即启动报警装置，并通过GPRS网络发送短信到相关人员的移动终端上，以便其及时采取措施，预防或防止事故发生。最后应说明的是：以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各种实施例所记载的技术方案进行修改，或者对于其中部分技术特征进行等同替换。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于物联网的操场异常事件预警装置，其特征在于，所述装置包括数据采集终端、便携式监控终端和移动终端三部分；数据采集终端有主机、声音传感器、PM2.5传感器、温度传感器及烟雾传感器共用的采集探头、倾角传感器探头、风力及风向传感器、信号发射天线、基座及电源；主机有一个塔型的外壳，在主机外壳下部有电源凹槽；主机外壳上部有风力及风向传感器；主机外壳中部有凸起，分别是声音传感器、PM2.5传感器、温度传感器、烟雾传感器共用的采集探头，以及倾角传感器探头；主机顶部有信号发射天线；主机外壳内有北斗定位装置及振动传感器；主机外壳安装在基座上。

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网的操场异常事件预警装置，其特征在于，所述装置包括数据采集终端、便携式监控终端和移动终端三部分；数据采集终端有主机、声音传感器、PM2.5传感器、温度传感器及烟雾传感器共用的采集探头、倾角传感器探头、风力及风向传感器、信号发射天线、基座及电源；主机有一个塔型的外壳，在主机外壳下部有电源凹槽；主机外壳上部有风力及风向传感器；主机外壳中部有凸起，分别是声音传感器、PM2.5传感器、温度传感器、烟雾传感器共用的采集探头，以及倾角传感器探头；主机顶部有信号发射天线；主机外壳内有北斗定位装置及振动传感器；主机外壳安...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐晓轩，王世泽，原忠虎，
申请(专利权)人：沈阳大学，
类型：新型
国别省市：辽宁,21