一种高中化学实验安全防护系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种高中化学实验安全防护系统，包括中央控制器、地址码提取单元、校医管控中心、消防警报单元，以及通过Zigbee网络相互连接的中央Zigbee控制设备和若干个分布控制节点，所述的中央控制器、地址码提取单元、校医管控中心、消防警报单元和中央Zigbee控制设备通过因特网连接；通过节点Zigbee设备的控制，可及时抽取危险气体，转换化学实验室内的空气，快速的指导师生撤离，同时第一时间通知消防部门，有效的控制气体扩散范围，该安全防护系统最大限度的减少师生受害，高效快速的处理危险气体泄漏事故，保障了师生的安全，提供了一个安全的学习环境。

A Safety Protection System and Method for High School Chemistry Experiments

The invention discloses a high school chemical experiment safety protection system, which includes a central controller, an address code extraction unit, a school medical management and control center, a fire alarm unit, a central Zigbee control device connected by a Zigbee network and several distributed control nodes. School Medical Management and Control Center, Fire Alarm Unit and Central Zigbee Control Equipment are connected through the Internet; Through the control of node Zigbee equipment, dangerous gases can be extracted in time, the air in chemical laboratory can be changed, teachers and students can be quickly guided to evacuate, and fire departments can be notified at the first time to effectively control the gas diffusion range. The safety protection system can minimize the harm of teachers and students, deal with dangerous gas leakage accidents efficiently and quickly, ensure the safety of teachers and students, and provide a safe learning environment.

【技术实现步骤摘要】
一种高中化学实验安全防护系统及方法
本专利技术涉及安全防护系统，具体涉及一种高中化学实验安全防护系统及方法。
技术介绍
化学是高中教学的必修课程，是重要的基础科学之一，是一门以实验为基础的学科。然而，目前的高中化学教学中，仍是以书本教学为主，教师通过口头讲解，结合书本的图片及文字帮助学生进行理解，而很少进行真正的化学实验，主要原因之一就是化学实验具有一定的危险性，进行真正的化学实验可能危及学生的人身安全。在现在的高中学化学试验中，存在一些涉及危险气体的化学反应，比如氢气、一氧化碳、一氧化氮、氯气等，这些气体存在易燃易爆以及吸入中毒的现象，在进行化学实验时师生人数较多，若有危险气体泄漏，需要及时有效的除去危险气体并及时进行疏散和救护工作，另外，气体扩散较快，需要及时的通知消防，便于快速的进行危险范围的控制。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高中化学实验安全防护系统，最大限度的减少师生受害，高效快速的处理危险气体泄漏事故，保障了师生的安全，提供了一个安全的学习环境。本专利技术提供的技术方案至少可以解决如下技术问题：1、如何快速的检测出危险气体并传输信息；2、如何快速的除去或稀释危险气体；3、如何对危险气体泄漏进行紧急处理。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种高中化学实验安全防护系统，包括中央控制器、地址码提取单元、校医管控中心、消防警报单元，以及通过Zigbee网络相互连接的中央Zigbee控制设备和若干个分布控制节点，所述的中央控制器、地址码提取单元、校医管控中心、消防警报单元和中央Zigbee控制设备通过因特网连接；所述的分布控制节点一一对应安装在每个化学实验室中；所述的分布控制节点包括气体检测仪、信息传输模块、信息确认模块、地址码存储模块、节点Zigbee设备、应急分类控制模块、气体抽取模块、门窗联动模块和空气转换模块；所述的息确认模块、地址码存储模块和应急分类控制模块均通过串口连接节点Zigbee设备；所述的气体检测仪，用于检测化学实验室中的气体成分数据，并将检测数据信息输出至信息传输模块；所述的信息传输模块，将获取的检测数据信息输出至信息确认模块；所述的信息确认模块包括信息比较模块和信息上传模块；信息比较模块内含气体安全数据库，气体安全数据库中储存有气体分类数据和气体指标数据，信息比较模块接收信息传输模块输出的检测数据信息，将检测数据信息首先与气体安全数据库中的气体分类数据进行比较，若比较结果为安全气体类数据，则终止防护系统开启，若比较结果为危险气体类数据，接着将检测数据信息与气体指标数据进行比较，并将危险气体比较信息输出至信息上传模块，信息上传模块将危险气体比较信息进行打包压缩成压缩包，压缩包以时间日期为名称进行命名，将压缩包输出至节点Zigbee设备；所述的地址码存储模块，用于存储本化学实验室中应急分类控制模块对应的地址码；所述的节点Zigbee设备，提供了数据传输的通道，连接中央Zigbee控制设备，同时，作为分布式处理节点，接收信息确认模块的压缩包进行解压，经过分析处理，发出控制指令到应急分类控制模块，同时获取地址码存储模块的地址码，将压缩包和地址码打包发送到中央Zigbee控制设备；所述的应急分类控制模块，接收节点Zigbee设备的控制指令，并输出控制指令到气体抽取模块、门窗联动模块和空气转换模块；所述的气体抽取模块，安装在化学实验台上方，根据应急分类控制模块输出的控制指令，采用真空抽取设备抽取实验台上方的空气；所述的门窗联动模块，安装在化学实验室门窗上，门窗联动模块上连接有门磁感应器，根据应急分类控制模块输出的控制指令，门磁感应器控制开启门窗；所述的空气转换模块，连接空气压缩器，空气压缩器安装在化学实验室外，空气压缩器与通气管的一端连接，通气管的另一端伸入化学实验室内，根据应急分类控制模块输出的控制指令，空气转换模块控制开启空气压缩器，将压缩的空气快速传输至化学实验室内。进一步，所述的中央Zigbee控制设备，提供了数据传输的通道，连接多个分布控制节点，获取各分布控制节点上传的数据，输出到中央控制器。进一步，所述的中央控制器，用于完成消防警报单元、校医管控中心和分布控制节点数据之间的交互，存储系统数据，并对整个系统进行管控.进一步，所述的地址码提取单元，从中央控制器输出的数据包中提取地址码，识别对应化学实验室中应急分类控制模块对应的位置，并将位置发送到校医管控中心和消防警报单元。进一步，所述的校医管控中心，根据化学实验室的位置，及时出动医护工作人员，处理医治危险气体吸入人员。进一步，所述的消防警报单元，包括消防控制模块、警报模块、语音播报模块、消防拨号模块和学校警卫中心；所述的消防控制模块，根据化学实验室的位置，发出警报控制指令到警报模块；警报模块，将接收的警报控制指令输出至语音播报模块、消防拨号模块和学校警卫中心；所述的语音播报模块，根据警报模块输出的警报控制指令，播放危险气体警报广播，指导师生撤离化学实验室；所述的消防拨号模块，根据警报模块输出的警报控制指令，拨打消防号码，提供危险气体信息及化学实验室的位置信息；所述的学校警卫中心，根据化学实验室的位置，及时出动警卫工作人员，协助师生撤离和消防人员的安全防护工作。进一步，该系统的防护步骤为：S1、气体检测仪检测出危险气体，检测数据信息通过信息比较模块依次与气体安全数据库中的气体分类数据和气体指标数据进行比较，并将危险气体比较信息输出至节点Zigbee设备；S2、节点Zigbee设备经过分析处理，发出控制指令到应急分类控制模块，控制气体抽取模块采用真空抽取设备抽取实验台上方的空气，控制门窗联动模块开启门窗，控制空气转换模块开启空气压缩器，将压缩的空气快速传输至化学实验室内，及时转换化学实验室内的空气；同时节点Zigbee设备获取化学实验室中应急分类控制模块对应的地址码；S3、通过获取的地址码，校医管控中心及时出动医护工作人员，处理医治危险气体吸入人员；同时警报模块发出警报控制指令，控制语音播报模块播放危险气体警报广播，控制消防拨号模块拨打消防号码，提供危险气体信息及化学实验室的位置信息；学校警卫中心，根据化学实验室的位置，及时出动警卫工作人员。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术在系统启动工作时，气体检测仪检测出危险气体，检测数据信息通过信息比较模块依次与气体安全数据库中的气体分类数据和气体指标数据进行比较，快速的检测出危险气体，并将危险气体比较信息输出至节点Zigbee设备，节点Zigbee设备经过分析处理，发出控制指令到应急分类控制模块；解决了快速的检测出危险气体并传输信息的问题；(2)控制气体抽取模块采用真空抽取设备抽取实验台上方的空气，及时除去危险气体，保护师生的安全，控制门窗联动模块开启门窗，及时疏通并稀释化学实验室的空气，同时便于师生的逃生，控制空气转换模块开启空气压缩器，将压缩的空气快速传输至化学实验室内，及时转换化学实验室内的空气；解决了快速的除去或稀释危险气体的问题；(3)Zigbee设备获取化学实验室中应急分类控制模块对应的地址码，通过获取的地址码，校医管控中心及时出动医护工作人员，处理医治危险气体吸入人员；同时警报模块发出警报控制指令，控制语音播报模块播放危险气体警报广播，指导师生撤离化学实验室，控制消本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高中化学实验安全防护系统，其特征在于：包括中央控制器、地址码提取单元、校医管控中心、消防警报单元，以及通过Zigbee网络相互连接的中央Zigbee控制设备和若干个分布控制节点，所述的中央控制器、地址码提取单元、校医管控中心、消防警报单元和中央Zigbee控制设备通过因特网连接；所述的分布控制节点一一对应安装在每个化学实验室中；所述的分布控制节点包括气体检测仪、信息传输模块、信息确认模块、地址码存储模块、节点Zigbee设备、应急分类控制模块、气体抽取模块、门窗联动模块和空气转换模块；所述的息确认模块、地址码存储模块和应急分类控制模块均通过串口连接节点Zigbee设备；所述的气体检测仪，用于检测化学实验室中的气体成分数据，并将检测数据信息输出至信息传输模块；所述的信息传输模块，将获取的检测数据信息输出至信息确认模块；所述的信息确认模块包括信息比较模块和信息上传模块；信息比较模块内含气体安全数据库，气体安全数据库中储存有气体分类数据和气体指标数据，信息比较模块接收信息传输模块输出的检测数据信息，将检测数据信息首先与气体安全数据库中的气体分类数据进行比较，若比较结果为安全气体类数据，则终止防护系统开启，若比较结果为危险气体类数据，接着将检测数据信息与气体指标数据进行比较，并将危险气体比较信息输出至信息上传模块，信息上传模块将危险气体比较信息进行打包压缩成压缩包，压缩包以时间日期为名称进行命名，将压缩包输出至节点Zigbee设备；所述的地址码存储模块，用于存储本化学实验室中应急分类控制模块对应的地址码；所述的节点Zigbee设备，提供了数据传输的通道，连接中央Zigbee控制设备，同时，作为分布式处理节点，接收信息确认模块的压缩包进行解压，经过分析处理，发出控制指令到应急分类控制模块，同时获取地址码存储模块的地址码，将压缩包和地址码打包发送到中央Zigbee控制设备；所述的应急分类控制模块，接收节点Zigbee设备的控制指令，并输出控制指令到气体抽取模块、门窗联动模块和空气转换模块；所述的气体抽取模块，安装在化学实验台上方，根据应急分类控制模块输出的控制指令，采用真空抽取设备抽取实验台上方的空气；所述的门窗联动模块，安装在化学实验室门窗上，门窗联动模块上连接有门磁感应器，根据应急分类控制模块输出的控制指令，门磁感应器控制开启门窗；所述的空气转换模块，连接空气压缩器，空气压缩器安装在化学实验室外，空气压缩器与通气管的一端连接，通气管的另一端伸入化学实验室内，根据应急分类控制模块输出的控制指令，空气转换模块控制开启空气压缩器，将压缩的空气快速传输至化学实验室内。...

【技术特征摘要】
1.一种高中化学实验安全防护系统，其特征在于：包括中央控制器、地址码提取单元、校医管控中心、消防警报单元，以及通过Zigbee网络相互连接的中央Zigbee控制设备和若干个分布控制节点，所述的中央控制器、地址码提取单元、校医管控中心、消防警报单元和中央Zigbee控制设备通过因特网连接；所述的分布控制节点一一对应安装在每个化学实验室中；所述的分布控制节点包括气体检测仪、信息传输模块、信息确认模块、地址码存储模块、节点Zigbee设备、应急分类控制模块、气体抽取模块、门窗联动模块和空气转换模块；所述的息确认模块、地址码存储模块和应急分类控制模块均通过串口连接节点Zigbee设备；所述的气体检测仪，用于检测化学实验室中的气体成分数据，并将检测数据信息输出至信息传输模块；所述的信息传输模块，将获取的检测数据信息输出至信息确认模块；所述的信息确认模块包括信息比较模块和信息上传模块；信息比较模块内含气体安全数据库，气体安全数据库中储存有气体分类数据和气体指标数据，信息比较模块接收信息传输模块输出的检测数据信息，将检测数据信息首先与气体安全数据库中的气体分类数据进行比较，若比较结果为安全气体类数据，则终止防护系统开启，若比较结果为危险气体类数据，接着将检测数据信息与气体指标数据进行比较，并将危险气体比较信息输出至信息上传模块，信息上传模块将危险气体比较信息进行打包压缩成压缩包，压缩包以时间日期为名称进行命名，将压缩包输出至节点Zigbee设备；所述的地址码存储模块，用于存储本化学实验室中应急分类控制模块对应的地址码；所述的节点Zigbee设备，提供了数据传输的通道，连接中央Zigbee控制设备，同时，作为分布式处理节点，接收信息确认模块的压缩包进行解压，经过分析处理，发出控制指令到应急分类控制模块，同时获取地址码存储模块的地址码，将压缩包和地址码打包发送到中央Zigbee控制设备；所述的应急分类控制模块，接收节点Zigbee设备的控制指令，并输出控制指令到气体抽取模块、门窗联动模块和空气转换模块；所述的气体抽取模块，安装在化学实验台上方，根据应急分类控制模块输出的控制指令，采用真空抽取设备抽取实验台上方的空气；所述的门窗联动模块，安装在化学实验室门窗上，门窗联动模块上连接有门磁感应器，根据应急分类控制模块输出的控制指令，门磁感应器控制开启门窗；所述的空气转换模块，连接空气压缩器，空气压缩器安装在化学实验室外，空气压缩器与通气管的一端连接，通气管的另一端伸入化学实验室内，根据应急分类控制模块输出的控制指令，空气转换模块控制开启空气压缩器，将压缩的空气快速传输至化学实验室内。2....

【专利技术属性】
技术研发人员：李钛航，
申请(专利权)人：重庆市渝北区发明创新服务协会，
类型：发明
国别省市：重庆,50