基于机智云物联网平台的实验室智能安防报警系统

随着物联网应用技术的发展，安防产品的智能化逐渐得到人们的关注。为了更好的保障人们的生命财产安全，本文设计并研发一套适用于实验室的智能安防报警系统，实时监测实验室内的环境状况，从而及时有效防止实验室安全事故的发生。 

实验室安全监控的智能安防报警系统，通过指纹和按键密码的方式，同时实现智能开锁。显示屏以触控的方式切换显示用户操作界面，以及摄像头采集到的实时监控画面。

通过HC-12模块实现火灾检测系统与主控制器之间的无线通讯，通过SIM7600CE模块与用户实现双向短信通讯，同时利用WiFi无线通讯，将采集到的数据上传至机智云物联网云平台，实现用户能够通过手机观测室内环境数据，进一步提高了人机交互的功能。 

 

 

 系统整体设计

 

实验室智能安防报警系统主要包括火灾检测、安防检测以及通讯报警三个部分，系统的整体结构框图如图所示。

在通讯报警模块设计中，以STM32F429IGT6芯片作为整个系统的主控制器，与用户之间需要通过WiFi无线模块进行无线通讯。各传感器采集到的数据，在主控制器接收后，通过WiFi无线通讯模块上传到第三方平台，即机智云物联网云平台。用户可以通过手机实时查看实验室内的环境数据。

 

 

云平台应用设计

 

云平台介绍

为了能通过云端互联网控制本文所设计的设备，需要连接远程服务器平台，从而将数据发送到设备，本设计选用的是机智云这个服务器平台。 

 

在个人或企业的硬件开发过程中，如果需要用到服务器平台，机智云平台不失为一款极佳的选择。平台具备非常专业、安全、开放的开发优势，从产品注册、创建、开发、调试、发布几个步骤，将智能硬件接入，具有周期服务的特点，其接入流程如图所示。 

机智云平台的云端服务是开放式的，便于开发者使用。设备通过互联网接入机智云服务器，将手机或电脑连接到服务器，并上传数据。再将数据发送到智能安防报警系统的设备，从而实现控制的功能。 

 

云平台程序设计

采用 ESP8266 模块进行设备与互联网之间的通信，需要提前烧写机智云官方固件GAgent。通过在官网上进行数据配置后，使用机智云手机端APP对 ESP8266模块进行网络配置。

在成功连接互联网后，控制该模块将本地数据上传至机智云服务器，再由服务器下发数据到手机 APP，方便用户进行实时的数据观测，具体的程序流程图如图所示。

运行机智云物联网云平台，首先就需要在ESP8266模块上烧写机智云的GAgent固件，这样才能用上机智云服务器。

◆ 通过登录机智云的官网进行产品功能的开发，运用机智云的代码生成工具，生成使用 MCU 的代码包。

◆ 在 MCU的开发平台对代码进行移植修改，就可以让 ESP8266 设备通过互联网连接机智云的服务器进行设备数据的转发。

◆ 用户的手机端下载机智云的 APP，与设备进行配对，配对成功后，用户使用手机就能够通过互联网，对室内的环境状况进行实时的远程数据观测。 

 

WiFi无线通讯模块 

主控制器通过WiFi无线通讯模块与互联网相连接，将各个传感器采集到的数据上传至互联网。采用机智云平台作为第三方平台，用户可以下载机智云APP，通过手机观测实验室内环境的实时状况。在使用机智云APP 时，需要先连接室内的WiFi，如图所示。 

在通过机智云平台进行系统与互联网的连接之前，需要在官网中创建设备并进行数据配置。因此，在连接好WiFi时，就会出现提前创建好的设备名称，如图所示。

点击设备名称，进入数据显示界面。在该界面中，能够观测到火灾检测系统中各个传感器传来的数据，一旦触发报警，在该界面中也会出现提示信息，手机 APP的观测界面如图所示。 

与此同时，火灾检测系统中各传感器采集到的数据，也显示在触控显示屏的用户操作界面上，如图所示。 

通过同一时刻，用户手机 APP 的显示界面，与触控显示屏的用户操作界面显示的数据保持一致，不仅说明了上传至云平台的数据的有效性，更验证了数据传输的实时性。通过测试验证，证明了本文设计的实验室智能安防报警系统能够实现与互联网之间的数据传输功能。

 

系统整体实物图

 

 

系统总结

 

本次设计的实验室智能安防报警系统与传统的安防系统相比较，更便携、更实用、更智能，能够实时监测实验室的环境状况和安防情况，并具备自动报警功能。

系统通过WiFi模块将传感器采集到的数据发送到互联网，用户也可以通过机智云的手机客户端实时观测实验室内的环境数据。在系统工作过程中，一旦出现主电源断电的情况，系统将无缝隙切换至备用电源供电，保证系统持续稳定的工作。