[发明专利]化学实验室环境无线监控系统

说明书

技术领域

本发明涉及嵌入式系统、无线传感网、物联网领域，具体涉及环境数据量化、传感数据整合、UDP网络协议、TCP/IP网络协议的综合应用于化学实验室环境无线监控系统。

背景技术

在化学实验中，经常由于要控制化学反应的时间、效率，因此需要将实验室的温度、湿度、光照度等一些指标保持在一定可控的范围内。现有的化学实验室管理方式大多为，实验人员在室内放置传统的温度计、湿度计、光照计等，对实验室的环境进行检测。如若需要长时间地监控实验室的环境数据，实验人员就需要不停地查看实验室内的传感器。这样的过程往往费时费力。

Wi-Fi作为目前市场上较为流行的无线传输方式，由于其穿透能力强、速度快、信号稳定、覆盖率高、健康安全等特点，Wi-Fi也已然成为了目前无线通信中主流的一种数据传输方式。

Wi-Fi基于不同的传输协议也有多种多样的传输方式和模式。典型的包括：UDP、TCP等。而采用Wi-Fi模式无线传输的硬件、软件设置，又可根据不同的项目角色需求设置成：UDP模式、TCPClient模式、TCPServer模式等。

并且，Wi-Fi方式不仅能完成点对点的数据无线传输，更能利用无线接入点（AP，AccessPoint）进行组网。

拓扑（Topology）是多个组件之间的物理或逻辑关系。目前有线网络的拓扑结构有五种，分别是总线（Bus）、环状，星型（Star）、树状（Tree）、和网状，而在无线网络之中，则只有星型和网状两种网络拓扑。星形拓扑是目前最流行的无线网络拓扑，和有线网络一样，这种架构必须有中央计算机或AP，相当于有限网络的集线器或交换机。信号由来源计算机出发，经过中央计算机或AP后，转送到网络中的其他计算机。

在Wi-Fi信号强度方面，Wi-Fi信号的衰减主要由两部分构成，第一是自由空间的距离衰减，第二是透过各种材料传播时发生的衰减。

自由空间距离衰减的公式为：Ld（dB）=92.4+20log（L）+20log（f）——式2.3.1

其中，Ld为自由空间衰减量，单位为dB；L为收发端之间的距离，单位为KM；f为发射工作频率，单位为GHZ。

以下是一些建筑材料衰减损耗的经验数据：

混凝土：13—18dB；空心砌砖墙：4—6dB；简易石膏板墙：3—5dB；普通玻璃门窗：2—4dB；镀膜玻璃门窗12—15dB；木门：3—5dB；金属板房及门：12—15dB。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供的一种化学实验室环境无线监控系统，该系统弥补市场上缺少实验室环境无线监控的现状，实现科研人员能够远程、无线、精确了解实验室内环境数据。

本发明的目的是这样实现的：

一种化学实验室环境无线监控系统，特点是该系统包括：电源模块、微控制单元模块、传感器组、Wi-Fi通信模块、串口通信模块及TFT液晶屏模块，所述电源模块与微控制单元模块、传感器组、Wi-Fi通信模块、串口通信模块及TFT液晶屏模块连接，为微控制单元模块、传感器组、Wi-Fi通信模块、串口通信模块及TFT液晶屏模块提供工作电压；所述微控制单元模块与电源模块、传感器组、Wi-Fi通信模块、串口通信模块及TFT液晶屏模块连接，其中，传感器组与微控制单元模块连接，用于向微控制单元模块提供实时环境监控数据；Wi-Fi通信模块与微控制单元模块连接，用于接收微控制单元模块提供的数据，并发送Wi-FiUDP数据；串口通信模块与微控制单元模块连接，用于向PC机发送有线信息，并接收PC发送的有线传输指令；TFT液晶屏模块与微控制单元模块连接，用于实时显示当前的环境监控数据以及工作数据。

所述传感器组包括：

温湿度传感器，用于检测环境中的温度、湿度；

光照度传感器，用于检测环境中的光照度；

人体红外热释电传感器，用于检测环境中是否存在人类活动；

有害气体浓度传感器，用于检测环境中有害气体浓度；

各传感器之间互相独立，各自连接至微控制单元模块。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

⑴、本发明提供了实验人员更加全面了解实验室温度、湿度、光照度、有害气体浓度、检测环境中是否存在人类活动信息的设备。

⑵、本发明提供了实验人员能够在远程更加方便、快捷地使用Wi-Fi查看实验室内环境数据的设备。

附图说明

图1为本发明结构框图；

图2为本发明工作流程图；

图3为本发明使用状态示意图。

具体实施方式