一种制药实验室预警管理系统

摘要

本发明属于实验室安全监管技术领域，尤其为一种制药实验室预警管理系统，包括消防传感喷头组件、喷头驱动机构、摄像头、输水管路、消防系统、单片机、图像处理单元、显示模块、检测电路、报警模块、LED警示模块、无线通信模块、采集节点、网关和监控中心，消防传感喷头组件设置有三组，三组消防传感喷头组件分别沿实验室内室顶面X轴、Y轴以及处于X轴和Y轴夹角中线的中线轴布置。本发明能够全面采集实验室环境数据，并在火灾发生时与消防系统进行联动，自动进行消防灭火，使实验室安全监管更为智能化和全面化，实现及时预警；通过采集节点实时采集各实验室监测数据，并通过无线传输与以太网信息传输的方式经由监控中心进行远程数据监控。

说明书

技术领域

本发明涉及实验室安全监管技术领域，具体为一种制药实验室预警管理系统。

背景技术

实验室即进行试验的场所。实验室是科学的摇篮，是科学研究的基地，科技发展的源泉，对科技发展起着非常重要的作用。实验室按归属可分为三类：第一类是从属于大学或者是由大学代管的实验室；第二类实验室属于国家机构，有的甚至是国际机构；第三类实验室直接归属于工业企业部门，为工业技术的开发与研究服务。

为保证实验室运行安全，需要对实验室内环境温湿度、气体、粉尘等数据进行监测，同时需要防范实验室火灾的发生等。但现有的实验室监测预警管理系统功能过于单一，只能满足某一方面的需求，不能实现室内环境数据的全面监测，不能满足高安全性及可靠性安全监管需求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种制药实验室预警管理系统，解决了现有的实验室监测预警管理系统功能过于单一，只能满足某一方面的需求，不能实现室内环境数据的全面监测，不能满足高安全性及可靠性安全监管需求的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种制药实验室预警管理系统，包括消防传感喷头组件、喷头驱动机构、摄像头、输水管路、消防系统、单片机、图像处理单元、显示模块、检测电路、报警模块、LED警示模块、无线通信模块、采集节点、网关和监控中心，所述消防传感喷头组件设置有三组，三组消防传感喷头组件分别沿实验室内室顶面X轴、Y轴以及处于X轴和Y轴夹角中线的中线轴布置，三组消防传感喷头组件数量相等且构造一致，三组消防传感喷头组件呈圆形阵列分布且喷淋范围覆盖整个实验室内室，三组消防传感喷头组件分别通过一个与单片机电性连接的喷头驱动机构驱动并沿X轴、Y轴以及中线轴径向平面做旋转运动，所述消防传感喷头组件是由罩壳、喷头、感温探头、湿度传感器、气体传感器和粉尘传感器组成，所述喷头嵌装于罩壳内部，三组消防传感喷头组件中喷头通过输水支管与输水管路连接，所述输水管路与消防系统连接，各输水支管上均设有一个与单片机电性连接的电磁阀，所述感温探头和湿度传感器与气体传感器和粉尘传感器两两对应设置于喷头的左右两侧，所述感温探头、湿度传感器、气体传感器和粉尘传感器分别与单片机电性连接，所述感温探头、湿度传感器、气体传感器和粉尘传感器分别用于探测实验室的环境温度、湿度、有害气体及粉尘浓度，所述摄像头安装于实验室内室顶部，所述摄像头通过图像处理单元与单片机连接，所述摄像头用于采集实验室内图像信息并传输至图像处理单元进行图像处理，最后传输至单片机，所述显示模块、检测电路、报警模块和LED警示模块分别与单片机电性连接，所述显示模块用于显示探测到的传感数据以及采集到的图像信息，所述检测电路用于对感温探头、湿度传感器、气体传感器和粉尘传感器以及摄像头工作状态进行检测，所述报警模块用于当经感温探头、湿度传感器、气体传感器和粉尘传感器探测到的实验室内部环境温度、湿度、有害气体及粉尘浓度数据出现异常时进行报警，所述LED警示模块包括绿灯提醒模块和红灯提醒模块，绿灯提醒模块用于当检测电路检测到感温探头、湿度传感器、气体传感器、粉尘传感器或摄像头工作状态正常时常开，红灯提醒模块用于当检测电路检测到感温探头、湿度传感器、气体传感器、粉尘传感器或摄像头工作状态异常时进行红灯闪烁提醒，同时通过显示模块显示相关模块工作状态异常信息，所述单片机通过单片机与采集节点通信连接，所述采集节点用于采集各实验室内的现场数据，所述采集节点与网关无线双向通信，所述网关通过以太网与监控中心通信连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述喷头是由四个子喷淋头组成，四个子喷淋头呈方形阵列布置，四个子喷淋头通过连接头与输水支管螺纹连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述摄像头用于捕捉实验室内环境图像信息，所述感温探头与气体传感器同时检测到火灾发生时，通过摄像头捕捉实验室内着火点位置，并根据着火位置及区域大小确定需要启动的相应组的消防传感喷头组件。

作为本发明的一种优选技术方案，所述感温探头为PT100温度传感器。

作为本发明的一种优选技术方案，所述湿度传感器为SHT11湿度传感器。

作为本发明的一种优选技术方案，所述气体传感器为组合传感器，该组合传感器包括二氧化碳气体传感器、一氧化碳气体传感器、甲醛传感器、燃气传感器、臭氧传感器及氨气传感器。

作为本发明的一种优选技术方案，所述单片机为80C51单片机。

作为本发明的一种优选技术方案，所述无线通信模块采用WIFI模块或蓝牙模块。

与现有技术相比，本发明提供了一种制药实验室预警管理系统，具备以下有益效果：

1、该制药实验室预警管理系统，通过消防传感喷头组件与摄像头实时采集实验室的环境温度、湿度、有害气体、粉尘浓度及图像信息数据，并在出现数据异常时及时输出报警信号，配合消防系统的使用，在探测到火灾发生时自动进行消防灭火，使实验室安全监管更为智能化和全面化，实现及时预警。

2、该制药实验室预警管理系统，通过采集节点实时采集各实验室监测数据，并通过无线传输与以太网信息传输的方式经由监控中心进行远程数据监控，适用性更强。

3、该制药实验室预警管理系统，能够实时监测各传感器及摄像头工作状态，并在某一电路工作状态出现异常时及时输出LED预警信息，及时提醒工作人员进行处理，保证系统运行的可靠性。

附图说明

图1为本发明的系统原理框图；

图2为本发明中消防传感喷头组件的结构示意图；

图3为本发明中消防系统与消防传感喷头组件的连接结构示意图；

图4为本发明中消防传感喷头组件的简易布置示意图。

图中：1、消防传感喷头组件；101、罩壳；102、喷头；103、感温探头；104、湿度传感器；105、气体传感器；106、粉尘传感器；2、摄像头；3、输水管路；4、消防系统；5、单片机；6、图像处理单元；7、显示模块；8、检测电路；9、报警模块；10、LED警示模块；11、无线通信模块；12、采集节点；13、网关；14、监控中心；15、电磁阀。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

请参阅图1-4，本发明提供以下技术方案：一种制药实验室预警管理系统，包括消防传感喷头组件1、喷头驱动机构、摄像头2、输水管路3、消防系统4、单片机5、图像处理单元6、显示模块7、检测电路8、报警模块9、LED警示模块10、无线通信模块11、采集节点12、网关13和监控中心14，消防传感喷头组件1设置有三组，三组消防传感喷头组件1分别沿实验室内室顶面X轴、Y轴以及处于X轴和Y轴夹角中线的中线轴布置，三组消防传感喷头组件1数量相等且构造一致，三组消防传感喷头组件1呈圆形阵列分布且喷淋范围覆盖整个实验室内室，三组消防传感喷头组件1分别通过一个与单片机5电性连接的喷头驱动机构驱动并沿X轴、Y轴以及中线轴径向平面做旋转运动，消防传感喷头组件1是由罩壳101、喷头102、感温探头103、湿度传感器104、气体传感器105和粉尘传感器106组成，喷头102嵌装于罩壳101内部，三组消防传感喷头组件1中喷头102通过输水支管与输水管路3连接，输水管路3与消防系统4连接，各输水支管上均设有一个与单片机5电性连接的电磁阀15，感温探头103和湿度传感器104与气体传感器105和粉尘传感器106两两对应设置于喷头102的左右两侧，感温探头103、湿度传感器104、气体传感器105和粉尘传感器106分别与单片机5电性连接，感温探头103、湿度传感器104、气体传感器105和粉尘传感器106分别用于探测实验室的环境温度、湿度、有害气体及粉尘浓度，摄像头2安装于实验室内室顶部，摄像头2通过图像处理单元6与单片机5连接，摄像头2用于采集实验室内图像信息并传输至图像处理单元6进行图像处理，最后传输至单片机5，显示模块7、检测电路8、报警模块9和LED警示模块10分别与单片机5电性连接，显示模块7用于显示探测到的传感数据以及采集到的图像信息，检测电路8用于对感温探头103、湿度传感器104、气体传感器105和粉尘传感器106以及摄像头2工作状态进行检测，报警模块9用于当经感温探头103、湿度传感器104、气体传感器105和粉尘传感器106探测到的实验室内部环境温度、湿度、有害气体及粉尘浓度数据出现异常时进行报警，LED警示模块10包括绿灯提醒模块和红灯提醒模块，绿灯提醒模块用于当检测电路8检测到感温探头103、湿度传感器104、气体传感器105、粉尘传感器106或摄像头2工作状态正常时常开，红灯提醒模块用于当检测电路8检测到感温探头103、湿度传感器104、气体传感器105、粉尘传感器106或摄像头2工作状态异常时进行红灯闪烁提醒，同时通过显示模块7显示相关模块工作状态异常信息，单片机5通过单片机5与采集节点12通信连接，采集节点12用于采集各实验室内的现场数据，采集节点12与网关13无线双向通信，网关13通过以太网与监控中心14通信连接。

具体的，喷头102是由四个子喷淋头组成，四个子喷淋头呈方形阵列布置，四个子喷淋头通过连接头与输水支管螺纹连接。

具体的，摄像头2用于捕捉实验室内环境图像信息，感温探头103与气体传感器105同时检测到火灾发生时，通过摄像头2捕捉实验室内着火点位置，并根据着火位置及区域大小确定需要启动的相应组的消防传感喷头组件1。

具体的，感温探头103为PT100温度传感器。

本实施例中，通过PT100温度传感器实时监测实验室内部环境温度，当检测到的温度值大于预设值时，即通过单片机5控制报警模块9输出火灾报警信号。

具体的，湿度传感器104为SHT11湿度传感器。

本实施例中，通过SHT11湿度传感器104实时监测实验室内部环境湿度，当检测到的湿度值大于预设值时，即通过单片机5控制相应室内的电加热装置对室内空气进行加热，避免湿气过重。

具体的，气体传感器105为组合传感器，该组合传感器包括二氧化碳气体传感器、一氧化碳气体传感器、甲醛传感器、燃气传感器、臭氧传感器及氨气传感器。

具体的，单片机5为80C51单片机。

具体的，无线通信模块11采用WIFI模块或蓝牙模块。

本实施例中，通过WIFI模块或蓝牙模块将实验室探测参数传输至采集节点12，采集节点12采集多个实验室探测参数数据，实现多点数据采集及无线传输。

本发明的工作原理及使用流程：工作时，通过感温探头103和气体传感器105检测实验室内环境温度及二氧化碳、一氧化碳、甲醛、燃气等气体参数，当感温探头103与气体传感器105同时检测到火灾发生时，通过摄像头2捕捉实验室内着火点位置，并根据着火位置及区域大小确定需要启动的相应组的消防传感喷头组件1，通过单片机5控制喷头驱动机构驱动并沿X轴、Y轴或中线轴径向平面做旋转运动，根据各消防传感喷头组件1位置控制其需要旋转的角度，至消防传感喷头组件1中喷头102喷淋方向与着火点对应，打开电磁阀15，自动进行喷淋灭火操作，无需启动所有的消防传感喷头组件1，即可解决火灾问题，当着火区域处于预设最大阈值时，控制所有消防传感喷头组件1对应的电磁阀15开启，进行灭火操作，同时通过报警模块9进行报警；采集到的数据由显示模块7进行显示，同时通过检测电路8实时监测感温探头103、湿度传感器104、气体传感器105和粉尘传感器106以及摄像头2工作状态，当检测电路8检测到感温探头103、湿度传感器104、气体传感器105、粉尘传感器106或摄像头2工作状态正常时常开，当检测电路8检测到感温探头103、湿度传感器104、气体传感器105、粉尘传感器106或摄像头2工作状态异常时进行红灯闪烁提醒；

并将本地探测信息通过无线通信模块11传输至采集节点12，由采集节点12将采集到的各实验室数据传输至网关13，最后通过以太网将采集到的数据传输至监控中心14，实时远程数据监控，监控数据包括由摄像头2采集到的图像信息、由感温探头103、湿度传感器104、气体传感器105和粉尘传感器106探测到的实验室环境温度、湿度、有害气体及粉尘浓度数据。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。