一种基于物联网的远距离校园宿舍环境监测系统技术方案

本发明专利技术要解决的技术问题是，提供一种基于物联网的远距离校园宿舍环境监测系统，能够实时采集出校园内学生宿舍的火灾、甲醛超标等环境信息，并据此分析宿舍的安全并报警。本发明专利技术采取了一种基于物联网的远距离校园宿舍环境监测系统的技术方案，如附图所示，具体包括以下步骤：(1)将各模块按原理图进行连接；(2)将BC26模块连接至PC端，通过串口助手发送AT指令，使BC26接入网络，可在云平台上查看设备是否已接入网络；(3)打开电源电路；(4)系统正常运行后，每隔1s将数据发送至基站，再将数据发送至云平台，并可在串口助手中查看数据发送成功后返回的数据。(5)打开云平台，当某一数据超标时系统启动报警系统。标时系统启动报警系统。标时系统启动报警系统。

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网的远距离校园宿舍环境监测系统


[0001]本专利技术涉及嵌入式单片机和物联网领域，具体是一种基于物联网的远距离校园宿舍环境监测系统。

技术介绍

[0002]我们需要专利技术一种基于物联网的远距离校园宿舍环境监测系统，能够实时采集出校园内学生宿舍的环境信息，并根据信息分析宿舍的安全情况，如出现火灾、甲醛超标等危险情况可以进行预警。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种基于物联网的远距离校园宿舍环境监测系统，能够实时的远距离监测校园宿舍内环境信息，并将数据通过NB
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IOT(窄带物联网)技术传送至云平台，并能够对发出的危险情况进行报警。其数据的传输通过基站将数据发送至云平台，从而实现远距离监控。NB
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IOT具有功耗低、覆盖面积大、成本低等优点。
[0004]本专利技术实现专利技术目的采用如下技术方案：
[0005]一种基于物联网的远距离校园宿舍环境监测系统。该系统分为四个层次：传感器数据采集层、远距离通信传输层、物联网云平台层和异常数据处理层。传感器数据采集层是利用传感器来采集校园宿舍内的环境信息，传感器包括甲醛传感器、烟雾传感器、PM2.5传感器、CO2传感器；远距离通信传输层则是利用NB
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IOT 技术来实现的，其可以把传感器采集到的数据发送至基站，然后利用基站将数据再发送至物联网云平台上；物联网云平台层则是将采集到数据实时的显示出来，并通过图表或表格的形式存储起来，可随时查看一天、一周、一个月等任意时间内校园宿舍内环境信息的变化情况，方便后期的数据处理与分析；异常数据处理层则是将采集到的环境数据与预设的数值进行对比，当超过预设值时，则视为异常信号，启动报警系统，利用硬件报警电路和云平台报警软件分别对宿舍人员和安保人员发出报警信号，并能够及时确定发出异常信号的宿舍的所在地。
[0006]该系统的硬件部分由五个模块组成：数据处理模块、传感器数据采集模块、报警模块、远距离通信传输模块和电源模块。
[0007]数据处理模块：该模块主要是由STM32L151嵌入式单片机、晶振电路、复位电路以及电源电路构成。
[0008]传感器数据采集模块：该模块包含甲醛传感器、烟雾传感器、PM2.5传感器、 CO2传感器，温湿度传感器等，该模块的工作原理是将采集到的模拟信号通过A/D 数模转换成数字信号，再发送至STM32L151芯片中。
[0009]报警模块：硬件报警电路包括声光报警器，当超过预设阈值时，启动声光报警器，发出刺耳的蜂鸣声，并快速闪烁红蓝相间信号指示灯，向所在宿舍人员发出报警。
[0010]远距离通信模块：远距离通信模块采用的是NB
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IOT技术，其实现采用的是 BC26芯片，与STM32L151的串口2进行连接，其使用mqtt协议与阿里云物联网平台进行通信。
[0011]该系统的软件部分在keil4上进行编写程序并编译，将编译好的.HEX文件烧录进STM32L151芯片中。
附图说明
[0012]图1是基于物联网的远距离校园宿舍环境监测系统框图。
[0013]图2是主程序流程图。
[0014]图3是读取传感器数据流程图。
[0015]图4是BC26模块工作流程图。
[0016]图5是云平台显示与存储数据图。
具体实施方式
[0017]以下通过具体实施例对本专利技术做进一步解释说明。
[0018](1)首先在keil4上进行编写相关程序代码，再将编写好的代码进行编译，编译无错后生成.HEX文件，烧录进STM32L151芯片中。
[0019](2)将各模块按原理图进行连接。
[0020](3)将BC26模块连接至PC端，打开串口助手，通过串口助手发送AT指令，使BC26接入网络，可在云平台上查看设备是否已接入网络。
[0021](4)打开电源电路，给系统上电，将电脑输入的5V电压转化为3.3V电压。并观察各模块是否能正常工作，指示灯是否亮起。
[0022](5)系统正常运行后，传感器会采集宿舍内的环境信息，每隔1s将数据发送至基站，再将数据发送至云平台，并可在串口助手中查看数据发送成功后返回的数据。
[0023](6)打开云平台进行数据的查看，观察数据的变化情况，当某一数据超标时系统启动报警系统，分别对宿舍人员和安保人员发出报警信号。
[0024](7)该实验数据来自某校园内利用本专利技术进行测量得到某一宿舍的环境信息，如图5所示为该地点某时刻环境数据。实验旨在能够实时采集出校园宿舍内的环境信息，并根据信息分析宿舍的安全情况。
[0025]综合上述附图对本专利技术的具体实施方式进行了详细的解释，但对于本专利技术来说不仅限于上述的方式，在所属
普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利技术宗旨的前提下做出各种变化，测量其他环境参数。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网的远距离校园宿舍环境监测系统及方法，其特征在于，包括：传感器数据采集模块、数据处理模块、远距离通信传输模块和报警模块；所述传感器数据采集模块用于实时采集校园宿舍内的环境信息；所述数据处理模块是利用嵌入式单片机对传感器采集到的数据进行处理；所述远距离通信传输模块是用于将传感器采集到的数据发送至阿里云物联网云平台上；所述报警模块是当传感器的数据超过预设阈值时分别对宿舍人员和安保人员发出报警信号。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述的传感器数据采集模块包含甲醛传感器、烟雾传感器、PM2.5传感器、CO2传感器等用于监测宿舍内的环境。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述的数据处理模块利用STM32嵌入式单片机作为微控制器，对采集到的的传感器数据进行处理，判断宿舍内环境是否异常，若超过危险阈值，则启动硬件模块的报警电路，对宿舍内人员进行报警。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述的远距离通信传输模块利用NB
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【专利技术属性】
技术研发人员：洪炎，聂雄，王智伟，苏静明，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：