CN103744357A - 一种实验室安全无线监控方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种实验室安全无线监控方法及系统，属于测控技术与仪器、检测技术与自动化装置领域。所述系统包括：至少一个室内安全无线监控节点，信息汇聚管理节点，至少一个便携式手持终端，以及实验室安全信息管理系统。每个室内安全无线监控节点能监控室内安全状态（如火情、有毒气体、异常声响等），采用便携式手持终端可保证实验室的安全，提醒安全责任人进行远程查看与控制，根据其发送的指令启动对应该室内安全无线监控节点的自动保护装置。可实现全天候在线监测室内安全信息，确保科研实验连续、安全进行，极大减轻实验室管理人员的劳动强度；可准确报告事故发生的地点和现场状况，可使事故造成的损失降至最低。

Description

一种实验室安全无线监控方法及系统

技术领域

本发明属于测控技术与仪器、检测技术与自动化装置领域，涉及一种实验室安全无线监控方法及系统。 

背景技术

高等学校、科研院所实验室安全关系到工作人员的人身安全能否得到保障，实验教学和科学研究能否顺利进行，国家财产能否免受损失，这对整个社会的安全和稳定都至关重要。随着我国高等教育事业的快速发展，办学规模不断扩大，学生人数不断增多，实验室的开放时间和使用效率也不断增加，因此实验室的安全管理显得越来越重要，特别是化学化工实验室的安全管理显得尤其重要。在新工艺、新能源、新材料的研究中，不可避免的需要一些危险的药品和设备。例如核物理实验室和某些新材料实验室需要使用辐射装置；生物工程实验室需要使用压力灭菌器；某些化学工艺实验室需要高压反应釜；还有的有机化学实验室经常要使用一些有机化学药品，有的化学药品可能易燃易爆，有的化学药品可能有剧毒等。 

目前，绝大多数高等学校、科研院所都是从健全实验室安全管理体制、药品和设备管理方法、实验人员安全培训等方面来对实验室的安全进行管理。在美国，高校实验室的安全管理工作通常由专门的机构和人员来承担。如麻省理工大学的安全管理体系名称为EHS(Environment Health Safety)管理系统，亚利桑那大学的危险管理与安全(RM&S)部门，也主要是从管理体制上对实验室安全进行管理。 

对于某些化学实验，常常需要连续一天或几天的时间才能完成。在这期间，若无人看管，一旦室内发生火灾或有毒气体泄漏，有可能没能及时发现而发生重大事故。如何实时监测实验室室内环境？如何确保教学实验或科研工作安全进行？如何及时获取险情报警信息？这已成为各高校实验室共同 关心的问题。但是现有技术中,其采用的管理体制只是从防患于未然的出发点对实验室的安全进行管理,而对于突发性的偶然事件,如何在短时间内进行有效的控制与处理,并未有系统的解决方案。 

发明内容

本申请所要解决的技术问题是提供一种实验室安全无线监控方法及装置，解决现有技术无法对实验室的突发性不安全事件进行及时有效的控制与处理的问题。 

为了解决上述问题，本申请公开了一种实验室安全无线监控方法及装置，包括: 

至少一个室内安全无线监控节点,信息汇聚管理节点,至少一个便携式手持终端,以及实验室安全信息管理系统; 

所述各个室内安全无线监控节点用于监控室内安全状态，并根据监控情况启动对应该室内安全无线监控节点的自动保护装置，或者，根据便携式手持终端或实验室安全信息管理系统的指令启动对应该室内安全无线监控节点的自动保护装置；所述监控室内安全状态包括：监测室内环境中的火情信息，和监测室内环境中的有毒气体信息，和监测室内环境中的异常声响信息； 

所述信息汇聚管理节点用于支持各个室内安全无线监控节点与对应的便携式手持终端通信,支持各个室内安全无线监控节点与实验室安全信息管理系统通信; 

所述实验室安全信息管理系统用于接收由信息汇聚管理节点转传的、室内安全无线监控节点的监控数据,并对监控数据进行处理、分析和存储； 

所述便携式手持终端用于接收由信息汇聚管理节点转传的、与该便携式手持终端对应的室内安全无线监控节点的监控数据，并远程控制对应该室内安全无线监控节点的自动保护装置。 

优选的，每个所述室内安全无线监控节点包括： 

中心管控单元、外部传感器、监视器，所述中心管控单元包括：控制器 模块、通信模块、第一供电模块和执行器接口模块； 

所述第一供电模块用于给控制器模块、通信模块、外部传感器、监视器和执行器接口模块供电； 

所述执行器接口模块连接控制器模块，外接自动保护装置； 

所述监视器连接控制器模块，用于将视频数据发送给控制器模块； 

所述外部传感器连接控制器模块，用于将监测数据发送给控制器模块； 

控制器模块分析接收到的监控数据，根据分析结果判断是否触发相应的自动保护装置，并通过室内安全无线监控节点的通信模块发送报警信息，所述报警信息包括视频数据和所述分析结果；以及根据便携式手持终端或实验室安全信息管理系统的指令触发相应的自动保护装置； 

所述通信模块连接控制器模块，所述通信模块用于与信息汇聚管理节点通信。 

优选的，所述外部传感器包括： 

温度传感器、烟雾传感器、火焰传感器、各种有毒气体传感器、异常声响传感器。 

优选的，所述中心管控单元还包括： 

第一内部传感器模块，所述第一内部传感器模块与控制器模块连接，用于对室内低温及湿度进行监控。 

优选的，所述信息汇聚管理节点包括: 

处理器模块、通信模块、第二供电模块； 

所述第二供电模块连接处理器模块和通信模块，用于给处理器模块、通信模块供电； 

所述通信模块连接处理器模块，用于承接室内安全无线监控节点与便携式手持终端、实验室安全信息管理系统进行通信； 

所述处理器模块用于根据各室内安全无线监控节点与各便携式手持终端的对应关系，将接收到的室内安全无线监控节点的监控数据发送至对应的便携式手持终端，以及将便携式手持终端的远程控制指令发送至对应的室内安全无线监控节点，或者将实验室安全信息管理系统的远程控制指令转发至 对应的室内安全无线监控节点。 

优选的，所述信息汇聚管理节点还包括：第二内部传感器模块，所述第二内部传感器模块与控制器模块连接，用于对室内低温及湿度进行监控。 

优选的，所述实验室安全信息管理系统包括： 

室内信息收发节点、PC上位机、服务器； 

所述室内信息收发节点用于接收信息汇聚管理节点转发的、室内安全无线监控节点的监控数据并将监控数据发送给服务器或者PC上位机，以及将PC上位机的指令发送给信息汇聚管理节点； 

所述服务器用于将室内信息收发节点接收到的监控数据进行存储，以及根据PC上位机的指令调用相应存储的数据； 

所述PC上位机用于提供展示以及管理界面，用于展示监控数据，并接收管理人员的操作指令。 

优选的，所述自动保护装置包括： 

灭火装置、通风装置、危险品隔离装置。 

本发明还公开了一种实验室安全无线监控方法，包括: 

当室内安全无线监控节点监测到火情信息时，分析所述火情信息并根据分析结果确定是否启动第一自动保护装置； 

当室内安全无线监控节点监测到有毒气体信息时，分析所述有毒气体信息并根据分析结果确定是否启动第二自动保护装置； 

当室内安全无线监控节点监测到异常声响信息时，分析所述异常声响信息并根据分析结果确定是否启动第三自动保护装置； 

在室内安全无线监控节点监测到上述信息时，通过信息汇聚管理节点将所述信息传输至实验室安全信息管理系统，以及与该室内安全无线监控节点对应的便携式手持终端； 

所述便携式手持终端接收室内安全责任人的操作对室内安全无线监控节点监控得到的视频数据进行展示，并根据室内安全责任人的操作通过信息汇聚管理节点发送指令至对应的室内安全无线监控节点控制各自动保护装置，以及根据室内安全责任人的操作向有关部门报警。 

与现有技术相比，本申请包括以下优点： 

首先，本发明采用智能测控技术、无线传感器网络技术和安全保护技术相结合的方法对实验室安全进行远程监控，可实现全天候在线监测室内安全信息，确保科研实验连续、安全进行，极大减轻实验室管理人员的劳动强度；可准确报告事故发生的地点和现场状况，以便采取相应的控制措施，并及时上报有关部门，使事故造成的损失降至最低。 

其次，本发明可实时监控实验室的安全状况，及时准确地获取险情信息，把火灾或毒气泄漏等险情抑制在萌芽状态。 

再次，本发明所研制的安全监测与报警系统具有防火、防毒气泄漏、防爆炸以及远程获取现场监测参数和图像信息的功能，能够有效地控制实验室的自动保护装置，尽最大程度地减少实验室公共财产的损失，尽可能避免实验室工作人员受到伤害。 

最后，本发明可应用于高等学校、科研院所、高职及专科学校的化学化工实验室（或危险品仓库），具有很好的应用前景和重大的经济效益。 

附图说明

图1是本申请一种实验室无线监控系统的结构示意图； 

图2是本申请中每个室内安全无线监控节点的总体功能结构； 

图3是本申请室内安全无线监控节点的结构图； 

图4是本申请信息汇聚管理节点的结构图； 

图5是本申请便携式手持终端结构图； 

图6是本申请实验室安全信息管理系统的结构图； 

图7是本申请一种实验室无线监控方法的优选的流程图； 

图8是本申请的室内安全判断算法流程图。 

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。 

参照图1，示出了本申请一种实验室无线监控系统的结构示意图,具体可以包括: 

至少一个室内安全无线监控节点,信息汇聚管理节点,至少一个便携式手持终端,以及实验室安全信息管理系统; 

所述各个室内安全无线监控节点用于监控室内安全状态，并根据监控情况启动对应该室内安全无线监控节点的自动保护装置，或者，根据便携式手持终端或实验室安全信息管理系统的指令启动对应该室内安全无线监控节点的自动保护装置；所述监控室内安全状态包括：监测室内环境中的火情信息，和监测室内环境中的有毒气体信息，和监测室内环境中的异常声响信息； 

所述信息汇聚管理节点用于支持各个室内安全无线监控节点与对应的便携式手持终端通信,支持各个室内安全无线监控节点与实验室安全信息管理系统通信; 

所述实验室安全信息管理系统用于接收由信息汇聚管理节点转传的、室内安全无线监控节点的监控数据,并对监控数据进行处理、分析和存储； 

所述便携式手持终端用于接收由信息汇聚管理节点转传的、与该便携式手持终端对应的室内安全无线监控节点的监控数据，并远程控制对应该室内安全无线监控节点的自动保护装置。 

即本申请实施例可在每个实验室中设置一个室内安全无线节点,比如图1中的室内安全无线节点（101～10n）分别对应n个实验室；然后可设置一个信息汇聚管理节点（201）；一个实验室安全信息管理系统（301），该实验室安全信息管理系统（301）是整个实验室无线监控系统的一个子系统，可以用于整体记录各室内安全无线节点的数据，进行备份、分析等操作。本申请还会设置有多个便携式手持终端，即图1中的m个便携式手持终端（401～40m），在本申请中，n个室内安全无线节点与m个便携式手持终端对应，其对应关系可以一对一，也可以多对一，即由一个便携式手持终端管 理一个室内安全无线节点，或者由一个便携式手持终端管理多个室内安全无线节点。其中： 

室内安全无线监控节点（101～10n），用于监测室内环境中的温度、烟雾和火焰，用于监测室内环境中的有毒气体（如一氧化碳、一氧化氮、硫化氢、二氧化硫、氯气，等），以及用于监测室内环境中的异常声响（如轻爆、爆炸、爆轰，等）； 

信息汇聚管理节点（201）是接收来自各实验室的监测信息，并将监测信息分别传输至实验室安全信息管理系统（即PC上位机）和便携式手持终端； 

实验室安全信息管理系统（301）是接收来自信息汇聚管理节点转传的各实验室的监测信息，对这些信息进行处理、分析和保存； 

便携式手持终端（401～40m）是接收来自信息汇聚管理节点转传的各实验室的监测信息，通过手持终端可监视实验室内状况，并可与室内安全无线监控节点（101～10n）进行通信，可实现远程监控实验室内的自动保护装置。 

其中，每个室内安全无线监控节点的总体功能结构大致如图2，以室内安全无线监控节点控制：火情监测以相应的自动保护装置，有毒气体监测以相应的自动保护装置，异常声响监测以及相应的自动保护装置，事故报警以及远程处理措施（比如发送警报信息给相应的便携式手持设备，接收远程控制指令启动自动保护装置）。 

其中： 

（1）传感器：用于检测室内环境中的温度、烟雾和火焰，用于检测室内环境中的有毒气体（如一氧化碳、一氧化氮、硫化氢、二氧化硫、氯气，等），以及用于检测室内环境中的异常声响（如轻爆、爆炸、爆轰，等）； 

（2）控制器模块：用于采集现场数据，并对其进行分析和判断，控制室内安全保护装置及报警器； 

（3）通信模块：将现场检测信息和图像信息传至实验室安全信息管理系统和便携式手持终端。并可将便携式手持终端和实验室安全信息管理系统指令或控制信息传至室内安全无线监控节点。 

每个室内安全无线监控节点会监控室内安全状态（如上述的火情、有毒气体、异常声响等），并可在本节点内对监控数据进行初步分析，以启动对应该室内安全无线监控节点的自动保护装置；或者将监控数据发送给实验室安全信息管理系统，或者对应的便携式手持终端，提醒安全责任人进行远程查看与控制，根据其发送的指令启动对应该室内安全无线监控节点的自动保护装置。 

在本申请中，由于实际中，每个室内安全无线监控节点是由某个便携式手持终端负责，那么如何将室内安全无线监控节点的监控数据统一、有效而简便的发送给相应便携式手持终端，本申请采用信息汇聚管理节点统一处理，在信息汇聚管理节点中可建立室内安全无线监控节点与便携式手持终端的对应关系表，当其针对接收到的每个室内安全无线监控节点的监控数据，可根据上述对应关系表，将监控数据转发至相应的便携式手持终端，也可将便携式手持终端的远程控制指令转发到相应的室内安全无线监控节点。另外，信息汇聚管理节点还可将监控数据转发给实验室安全信息管理系统。 

优选的，如图3每个所述室内安全无线监控节点包括： 

中心管控单元510、外部传感器520、监视器530，还包括各种自动保护装置551～55n，所述中心管控单元510包括：控制器模块511、通信模块512、第一供电模块513和执行器接口模块514； 

其中，中心管控单元510中的各个模块通过电路板连接。 

所述第一供电模块513用于给控制器模块511、通信模块512、外部传感器520、监视器530、自动保护装置551～55n和执行器接口模块514供电； 

所述执行器接口模块514连接控制器模块511，外接自动保护装置551～55n；可根据控制器模块511的指令控制不同的自动保护装置。 

所述监视器530连接控制器模块511，用于将视频数据发送给控制器模块511； 

所述外部传感器520连接控制器模块511，用于将监测数据发送给控制器模块511； 

控制器模块511分析接收到的监控数据，根据分析结果判断是否触发相 应的自动保护装置，并通过室内安全无线监控节点的通信模块发送报警信息，信息发送至信息汇聚管理节点，所述报警信息包括视频数据和所述分析结果；以及根据便携式手持终端或实验室安全信息管理系统的指令触发相应的自动保护装置； 

所述通信模块512连接控制器模块511，用于与信息汇聚管理节点通信。 

当然还包括键盘、显示器（或液晶触模屏）等硬件设备。 

本发明的室内安全无线监控节点还包括电源切断模块，根据控制器模块的指令断开室内用电设备电源。 

在本发明中，室内安全无线监控节点的控制器模块可对监控数据进行分析，当判断监控数据出现问题（比如温度超过阈值，声响超过阈值，有毒气体超过阈值等等），则通过通信模块将监控数据发送给信息汇聚管理节点，并且可将监视器的监控视频也发送给信息汇聚管理节点。 

在本发明实施例中，如果各个传感器中均使用统一标准的模数转换器，那么其具有一致性的数字信号可以直接发至控制器模块进行处理；如果传感器没有模数转换器，则需要在中心管控单元中增加模数转换器，将各种传感器的各种信号转换为统一标准的数字信号，再将统一标准的数字信号发给控制器模块处理；如果各种传感器中本身的模数转换器标准不一，则需要在中心管控单元中增加信号转换单元，将各种标准的数字信号转换为统一标准的数字信号，再将统一标准的数字信号发给控制器模块处理。 

由于室内布置有若干个传感器，所以各传感器的信号首先传至室内节点；多个室内节点的信息传至信息汇聚管理节点，然后再由信息汇集管理节点传至便携式手持终端或实验室安全信息管理系统。因此本发明可以通过室内节点、信息汇聚管理节点、以及信息管理系统和手持终端三级架构的方式，可以及时有效的控制实验室的安全。 

在本发明实施例中，外部传感器与中心管控单元分开，可以将中心管控单元放置于室内更加安全的角落，避免事故发生时直接将中心管控单元直接破坏。比如高温传感器就与中心管控单元分开，外置于室内的某个监测点，那么比如高温传感器监测到高温，然后传输给中心管控单元的控制器模块， 这样就避免了高温直接将中心管控单元的电路板烧坏而不能工作等情况。 

在本申请实施例中，所述外部传感器包括： 

温度传感器、烟雾传感器、火焰传感器、各种有毒气体传感器、异常声响传感器。其中温度传感器、烟雾传感器、火焰传感器可用于火情监控。 

优选的，所述中心管控单元还包括： 

第一内部传感器模块，所述第一内部传感器模块与控制器模块连接，用于对室内低温及湿度进行监控。 

在本发明实施例中，可在中心管控单元的电路板再添加第一内部传感器模块，该传感器可监测通常的环境情况，比如中心管控单元附近的室温和湿度等，并判断是否对中心管控单元的工作有影响,比如当室内温度接近额定值，中心管控单元将开始降低运行效率,则发出报警信息,提示对应的便携式手持终端或者实验室安全信息管理系统该节点即将无法进行控制。 

优选的，参照图4，所述信息汇聚管理节点包括: 

处理器模块610、通信模块620、第二供电模块630； 

所述第二供电模块630连接处理器模块610和通信模块620，用于给处理器模块、通信模块供电； 

所述通信模块620连接处理器模块610，用于承接室内安全无线监控节点与便携式手持终端、实验室安全信息管理系统进行通信； 

所述处理器模块610用于根据各室内安全无线监控节点与各便携式手持终端的对应关系，将接收到的室内安全无线监控节点的监控数据发送至对应的便携式手持终端，以及将便携式手持终端的远程控制指令发送至对应的室内安全无线监控节点，或者将实验室安全信息管理系统的远程控制指令转发至对应的室内安全无线监控节点。 

如前所述信息汇聚管理节点用于支持各室内安全无线监控节点与对应的便携式手持终端进行通信，将各室内安全无线监控节点的监控数据发送给对应的便携式手持终端，室内全责任人可通过其持有的便携式手持终端查看对应室内的视频情况，也可远程控制对应节点自动保护装置。在本申请实施例中，如果摄像头无法全部监控到室内的状况，可通过手持终端控制摄像头 的角度，或者可以切换不同摄像头的画面。 

优选的，所述信息汇聚管理节点还包括：第二内部传感器模块640，所述第二内部传感器模块与控制器模块连接，用于对室内低温及湿度进行监控。由第二供电模块给其供电。 

可在信息汇聚管理节点的电路板再添加第二内部传感器模块，该传感器可监测通常的环境情况，比如信息汇聚管理节点附近的室温和湿度等，并判断是否对信息汇聚管理节点的工作有影响,比如当温度开始影响信息汇聚管理节点的运行效率,则可发出报警信息,提示灾情已经蔓延到信息汇聚管理节点所在位置。 

其中，如图5所示的是本发明提供的便携式手持终端结构图，说明如下： 

便携式手持终端包括有：处理器模块、通信模块、供电模块、液晶显示屏、按键键盘或触模键盘，或者触摸屏等。通过通信模块获取室内检测信息和图像信息，基于判断算法分析检测信息，确定事故类型，远程控制相应的安全保护装置。通过查看事故现场图像，及时上报事故发生地点和现场状况。 

图5所示的实线是表示现场无线监控节点传至便携式手持终端的信息，虚线是表示由便携式手持终端发出至室内安全无线监控节点的控制信息，或表示由便携式手持终端发至现场的事故类型报警信息。 

优选的，如图6，所述实验室安全信息管理系统包括： 

室内信息收发节点710、PC上位机720、服务器730； 

所述室内信息收发节点710用于接收信息汇聚管理节点转发的、室内安全无线监控节点的监控数据并将监控数据发送给服务器730或者PC上位机720，以及将PC上位机720的指令发送给信息汇聚管理节点； 

所述服务器730用于将室内信息收发节点接收到的监控数据进行存储，以及根据PC上位机720的指令调用相应存储的数据； 

所述PC上位机720用于提供展示以及管理界面，用于展示监控数据，并接收管理人员的操作指令。 

在本发明中室内信息收发节点也称之为网关，它主要由处理器模块、通信模块和节点供电模块组成，与PC连接，其主要功能用于数据接收和发送。 

在本发明实施例中在PC上位机中设置了一套管理软件，用于提供展示以及管理界面，用于展示监控数据，并接收管理人员的操作指令。 

本发明实施例的实验室安全信息管理系统目的之一是为了进行备份和分析，因为便携式手持终端无法长期存储所有节点的数据，所以为了分析事故原因，和对远程控制进行备份，则设计了实验室安全信息管理系统接收来自信息汇聚管理节点转传的各实验室的检测信息，对这些信息进行处理、分析和保存。 

另外，在本申请实施例中，在节点中还会设置自动保护装置，在本发明实施例中，自动保护装置包括灭火装置、通风装置、危险品隔离装置。 

本申请还公开了一种实验室无线监控方法，具体可以包括: 

步骤810，当室内安全无线监控节点监测到火情信息时，分析所述火情信息并根据分析结果确定是否启动第一自动保护装置； 

步骤820，当室内安全无线监控节点监测到有毒气体信息时，分析所述有毒气体信息并根据分析结果确定是否启动第二自动保护装置； 

步骤830，当室内安全无线监控节点监测到异常声响信息时，分析所述异常声响信息并根据分析结果确定是否启动第三自动保护装置； 

步骤840，在室内安全无线监控节点监测到上述信息时，通过信息汇聚管理节点将所述信息传输至实验室安全信息管理系统，以及与该室内安全无线监控节点对应的便携式手持终端； 

步骤850，所述便携式手持终端接收室内安全责任人的操作对室内安全无线监控节点监控得到的视频数据进行展示，并根据室内安全责任人的操作通过信息汇聚管理节点发送指令至对应的室内安全无线监控节点控制各自动保护装置，以及根据室内安全责任人的操作向有关部门报警。 

在本申请中，当室内安全线监控节点进入工作状态后，即可同时或者先后进行步骤810至830，步骤810至830的顺序可以任意调换，不对其加以限制。 

进一步的，参照图7，其进一步示出了本发明的一种实验室无线监控方法的流程图： 

S1：判断是否检测有烟雾或火焰信息？如果有，则开启灭火装置；如果没有，则进行下一步判断； 

S2：判断是否检测到有毒气体信息？如果有，则开启通风装置；如果没有，则进行下一步判断； 

S3：判断是否检测到有爆炸声响信息？如果有，则开启危险品隔离装置；如果没有，则返回执行步骤S1； 

S4：通过判断算法确认后，由室内安全无线监控节点控制灭火装置，该灭火装置包括高压水、灭火剂，等； 

S5：通过判断算法确认后，由室内安全无线监控节点控制通风装置，该通风装置包括抽风机、通风橱，等； 

S6：通过判断算法确认后，由室内安全无线监控节点控制危险品隔离装置，该隔离装置包括阻燃材料、隔爆材料，等； 

S7：当发生事故时，现场检测信息和图像将传至便携式手持终端和实验室安全信息管理系统，以便及时报警、有效处理事故以及事故原因分析； 

S8：断开室内用电设备电源，避免引发其它事故； 

S9：发出报警信号，以便室内（或周边）人员及时撤离； 

S10：当接收到实验室报警信号时，迅速查看数字信息和图像； 

S11：通过报警信息可确定事故地点，并查看事故现场图像，以确定远程控制方案； 

S12：通过远程操作灭火装置（通风装置或隔离装置），使事故造成的损失减少至最小； 

S13：及时联系消防、安保等有关部门，报告事故发生地点和有关现场情况。 

如图8，其所示的是本发明的室内安全判断算法流程图，为了确保节点控制器准确判断，提出了室内安全判断算法，其具体步骤说明如下： 

P1：判断是否检测有烟雾？如果有，则进行P2判断；如果没有，则进行P6判断； 

P2：判断是否检测有火焰？如果有，则进行P3判断；如果没有，接 通P0报警，转至P1判断； 

P3：判断易熔线是否已烧断？如果已烧断，转至P4操作；如果没有烧断，接通P0报警，转至P1判断； 

P4：断开室内用电设备电源，转至P5操作； 

P5：开启灭火装置，同时将现场信息和图像发至手持终端； 

P6：判断G1是否检测到有毒气体？如果有，则进行P7判断；如果没有，则进行P9判断； 

P7：判断G2是否检测到有毒气体？如果有，则进行P8操作；如果没有，接通P0报警，转至P1判断； 

P8：开启通风装置，同时将现场信息和图像发至手持终端； 

P9：判断是否检测到爆炸声响？如果有，则进行P10操作；如果没有，转至P1判断； 

P10：判断检测线是否已断？如果已断，则进行P11操作；如果没有断，接通P0报警，转至P1判断； 

P11：断开室内用电设备电源，转至P12操作； 

P12：开启危险品隔离装置，同时将现场信息和图像发至手持终端； 

P0：接通报警装置，如音响报警、语音提示报警，等。 

当然本实施例中的判断火情状况相关的步骤、判断毒气相关的步骤、与判断异常声响相关的步骤处于同一层级，可以任意调换。 

本申请的特点包括： 

（1）在线检测实验室（特别是化学化工实验室、危险品仓库等）火情（如高温、烟雾和火焰，等）信息、有毒气体（如一氧化碳、一氧化氮、硫化氢、二氧化硫、氯气，等）泄漏信息以及异常声响（如轻爆、爆炸、爆轰，等）信息； 

（2）实验室内安装有不同事故发生时的保护装置，可通过室内安全无线监控节点控制器进行自动控制，也可通过便携式手持终端实现远程控制，尽可能使火灾、毒气泄漏、爆炸等险情抑制在初始阶段（或萌芽状态）； 

（3）室内安全无线监控节点可将故事现场检测信息和图像传至实验室 安全负责人手持终端，通过查看事故现场图像，确定远程控制方案；及时联系消防、安保等有关部门，准确报告事故发生地点和现场的实际情况。 

本发明可以通过室内节点、信息汇聚管理节点、以及信息管理系统和手持终端三级架构的方式，可以及时有效的控制实验室的安全。并且采用智能测控技术、无线传感器网络技术和安全保护技术相结合的方法对实验室安全进行远程监控，可实现全天候在线监测室内安全信息，确保科研实验连续、安全进行，极大减轻实验室管理人员的劳动强度；可准确报告事故发生的地点和现场状况，以便采取相应的控制措施，并及时上报有关部门，使事故造成的损失降至最低；可实时监控实验室的安全状况，及时准确地获取险情信息，把火灾或毒气泄漏等险情抑制在萌芽状态；本发明所研制的安全监测与报警系统具有防火、防毒气泄漏、防爆炸以及远程获取现场监测参数和图像信息的功能，能够有效地控制实验室的自动保护装置，尽最大程度地减少实验室公共财产的损失，尽可能避免实验室工作人员受到伤害。 

需要说明的是，对于上述方法实施例而言，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。 

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。 

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。 

以上对本申请所提供的一种实验室安全无线监控系统和方法，进行了详 细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。 

Claims (9)

1.一种实验室安全无线监控系统，其特征在于，包括:

至少一个室内安全无线监控节点，信息汇聚管理节点，至少一个便携式手持终端，以及实验室安全信息管理系统;

所述各个室内安全无线监控节点用于监控室内安全状态，并根据监控情况启动对应该室内安全无线监控节点的自动保护装置，或者，根据便携式手持终端或实验室安全信息管理系统的指令启动对应该室内安全无线监控节点的自动保护装置；所述监控室内安全状态包括：监测室内环境中的火情信息，和监测室内环境中的有毒气体信息，和监测室内环境中的异常声响信息；

所述信息汇聚管理节点用于支持各个室内安全无线监控节点与对应的便携式手持终端通信，支持各个室内安全无线监控节点与实验室安全信息管理系统通信;

所述实验室安全信息管理系统用于接收由信息汇聚管理节点转传的、室内安全无线监控节点的监控数据，并对监控数据进行处理、分析和存储；

所述便携式手持终端用于接收由信息汇聚管理节点转传的、与该便携式手持终端对应的室内安全无线监控节点的监控数据，并远程控制对应该室内安全无线监控节点的自动保护装置。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，每个所述室内安全无线监控节点包括：

中心管控单元、外部传感器、监视器，所述中心管控单元包括：控制器模块、通信模块、第一供电模块和执行器接口模块；

所述第一供电模块用于给控制器模块、通信模块、外部传感器、监视器和执行器接口模块供电；

所述执行器接口模块连接控制器模块，外接自动保护装置；

所述监视器连接控制器模块，用于将视频数据发送给控制器模块；

所述外部传感器连接控制器模块，用于将监测数据发送给控制器模块；

控制器模块分析接收到的监控数据，根据分析结果判断是否触发相应的自动保护装置，并通过室内安全无线监控节点的通信模块发送报警信息，所述报警信息包括视频数据和所述分析结果；以及根据便携式手持终端或实验室安全信息管理系统的指令触发相应的自动保护装置；

所述通信模块连接控制器模块，所述通信模块用于与信息汇聚管理节点通信。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述外部传感器包括：

温度传感器、烟雾传感器、火焰传感器、各种有毒气体传感器、异常声响传感器。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述中心管控单元还包括：

第一内部传感器模块，所述第一内部传感器模块与控制器模块连接，用于对室内低温及湿度进行监控。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信息汇聚管理节点包括:

处理器模块、通信模块、第二供电模块；

所述第二供电模块连接处理器模块和通信模块，用于给处理器模块、通信模块供电；

所述通信模块连接处理器模块，用于承接室内安全无线监控节点与便携式手持终端、实验室安全信息管理系统进行通信；

所述处理器模块用于根据各室内安全无线监控节点与各便携式手持终端的对应关系，将接收到的室内安全无线监控节点的监控数据发送至对应的便携式手持终端，以及将便携式手持终端的远程控制指令发送至对应的室内安全无线监控节点，或者将实验室安全信息管理系统的远程控制指令转发至对应的室内安全无线监控节点。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述信息汇聚管理节点还包括：第二内部传感器模块，所述第二内部传感器模块与控制器模块连接，用于对室内低温及湿度进行监控。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述实验室安全信息管理系统包括：

室内信息收发节点、PC上位机、服务器；

所述室内信息收发节点用于接收信息汇聚管理节点转发的、室内安全无线监控节点的监控数据并将监控数据发送给服务器或者PC上位机，以及将PC上位机的指令发送给信息汇聚管理节点；

所述服务器用于将室内信息收发节点接收到的监控数据进行存储，以及根据PC上位机的指令调用相应存储的数据；

所述PC上位机用于提供展示以及管理界面，用于展示监控数据，并接收管理人员的操作指令。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述自动保护装置包括：

灭火装置、通风装置、危险品隔离装置。

9.一种实验室安全无线监控方法，其特征在于，包括:

当室内安全无线监控节点监测到火情信息时，分析所述火情信息并根据分析结果确定是否启动第一自动保护装置；

当室内安全无线监控节点监测到有毒气体信息时，分析所述有毒气体信息并根据分析结果确定是否启动第二自动保护装置；

当室内安全无线监控节点监测到异常声响信息时，分析所述异常声响信息并根据分析结果确定是否启动第三自动保护装置；

在室内安全无线监控节点监测到上述信息时，通过信息汇聚管理节点将所述信息传输至实验室安全信息管理系统，以及与该室内安全无线监控节点对应的便携式手持终端；

所述便携式手持终端接收室内安全责任人的操作对室内安全无线监控节点监控得到的视频数据进行展示，并根据室内安全责任人的操作通过信息汇聚管理节点发送指令至对应的室内安全无线监控节点控制各自动保护装置，以及根据室内安全责任人的操作向有关部门报警。

Images