一種基于51單片機的嵌入式室內(nèi)環(huán)境網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種基于51單片機的嵌入式室內(nèi)環(huán)境網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，尤其涉及一種基于51單片機和物聯(lián)網(wǎng)公共服務(wù)平臺的網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)環(huán)境遠程監(jiān)控系統(tǒng)，屬于室內(nèi)環(huán)境監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在信息技術(shù)快速發(fā)展的背景下，計算機網(wǎng)絡(luò)機房、數(shù)據(jù)中心、電力配電室等室內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)量迅猛增長。對于大型的網(wǎng)絡(luò)機房和數(shù)據(jù)中心，需要專門收入大量資金建設(shè)專門的環(huán)境網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，專人值守進行運維管理。而對于中小型企事業(yè)單位的機房、配電室等室內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施，往往受限于建設(shè)成本等因素，難以建設(shè)專門的室內(nèi)環(huán)境網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，通常采用有人值守或定期巡查的方式進行運維管理，消耗大量的人力與物力。當(dāng)出現(xiàn)入侵、煙火、水淹、斷電等環(huán)境緊急事件時，往往得不到及時處理，易造成事故，甚至產(chǎn)生嚴重的經(jīng)濟損失。因此，針對中小型網(wǎng)絡(luò)機房、數(shù)據(jù)中心和電力配電室等室內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施，如何構(gòu)建相應(yīng)的環(huán)境網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)中小型室內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施的智能監(jiān)控與遠程管理，改變傳統(tǒng)的監(jiān)控與運維管理方式，避免造成嚴重損失，成為運維管理人員亟待解決的問題。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中，主要通過監(jiān)測主機采集各類環(huán)境監(jiān)測傳感器的數(shù)據(jù)，上傳至后臺服務(wù)器進行數(shù)據(jù)處理、存儲、查詢與報警，這種方式下，除設(shè)計開發(fā)監(jiān)測主機外，還需要構(gòu)建專門的后臺服務(wù)器及服務(wù)軟件，在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的同時，也加大的成本投入。此外，報警方式通常后臺服務(wù)軟件提示報警或通過手機短信方式報警，當(dāng)無人值守或短信網(wǎng)絡(luò)阻塞時，報警信息的及時性存在一定的不確定性，可能帶來故障處理的延誤，甚至造成事故。
[0004]隨著內(nèi)置TCP/IP硬件協(xié)議棧網(wǎng)絡(luò)芯片的出現(xiàn)，使51單片機嵌入式裝置具有以太網(wǎng)接口并且接入互聯(lián)網(wǎng)成為可能。同時，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅猛發(fā)展，國內(nèi)出現(xiàn)了多個物聯(lián)網(wǎng)公共服務(wù)平臺，如YEELINK、樂聯(lián)網(wǎng)、傳感云、OneNet等，這些物聯(lián)網(wǎng)公共服務(wù)平臺通常能夠提供傳感數(shù)據(jù)的上傳接口、數(shù)據(jù)云存儲、數(shù)據(jù)展示、以及短信、微信、微博或電子郵件報警等公共服務(wù)功能。以上相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，使各類中小型網(wǎng)絡(luò)機房、數(shù)據(jù)中心和電力配電室等室內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)建低成本、智能化的嵌入式網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)提供了可能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，面向中小型計算機網(wǎng)絡(luò)機房、數(shù)據(jù)中心和電力配電室等室內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施環(huán)境監(jiān)控需求，提供一種低成本、易操作的嵌入式室內(nèi)環(huán)境網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)。
[0006]本實用新型采用如下技術(shù)方案:
[0007]一種基于51單片機的嵌入式室內(nèi)環(huán)境網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，包括:
[0008]開關(guān)量傳感器，可以是但不限于紅外傳感器、煙感傳感器、溫感傳感器、水浸傳感器、明火傳感器、市電傳感器等，用以采集需要監(jiān)測的室內(nèi)環(huán)境參量，與光電隔離單元和光電隔離繼電器單元相連接。
[0009]光電隔離單元，由光耦和輔助電路構(gòu)成，與開關(guān)量傳感器、51單片機GP10端口相連接，用以開關(guān)量傳感器輸出端與51單片機GP10端之間的隔離。
[0010]數(shù)字溫濕度傳感器，可以但不限于一線總線式數(shù)字溫度傳感器、數(shù)字濕度傳感器或數(shù)字溫濕度傳感器，用以采集室內(nèi)溫度、濕度環(huán)境參量，與51單片機GP10端口相連接。[0011 ] 智能設(shè)備或儀表，可以但不限于具有RS232或RS485通信接口的UPS、電力儀表、氧含量檢測儀、SF6泄漏檢測儀等，用以采集室內(nèi)環(huán)境指定的監(jiān)測參量；與RS485轉(zhuǎn)TTL單元相連接。
[0012]RS485轉(zhuǎn)TTL單元，由RS485轉(zhuǎn)TTL信號轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成，用以將RS485信號轉(zhuǎn)換成TTL信號，與51單片機UART端口相連接。
[0013]51單片機單元，與光電隔離單元、數(shù)字溫濕度傳感器、RS485轉(zhuǎn)TTL單元、網(wǎng)絡(luò)接口單元、光電隔離繼電器單元相連接。
[0014]電話語音報警單元，與光電隔離繼電器單元相連接，同時連接至外部電話網(wǎng)，用以當(dāng)開關(guān)量傳感器變位和指定監(jiān)測參量超限時，通過電話網(wǎng)進行電話語音報警。
[0015]光電隔離繼電器單元，由光耦和交直流繼電器及輔助電路構(gòu)成，與開關(guān)量傳感器、51單片機GP10端口以及電話語音報警單元相連接，同時連接至外部控制設(shè)備，用以驅(qū)動指定監(jiān)測參量變位和超限時電話語音報警以及外部設(shè)備控制。
[0016]外部控制設(shè)備，可以但不限于照明開關(guān)、排風(fēng)扇開關(guān)、空調(diào)開關(guān)、電力斷路器等，用于執(zhí)行完成指定的開關(guān)控制操作。
[0017]網(wǎng)絡(luò)接口單元，由具有SPI接口及內(nèi)置TCP/IP協(xié)議棧的網(wǎng)絡(luò)接口芯片和輔助電路構(gòu)成，與51單片機SPI端口相連接，同時連接至外部互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)公共服務(wù)平臺。
[0018]互聯(lián)網(wǎng)及物聯(lián)網(wǎng)公共服務(wù)平臺，可以但不限于是YEELINK、樂聯(lián)網(wǎng)、傳感云、OneNet等，用以上傳監(jiān)測參量數(shù)據(jù)的接收、存儲、展示以及短信、微信、微博或電子郵件報警。
[0019]監(jiān)控終端，可以但不限于是能夠連接互聯(lián)網(wǎng)的PC、智能手機或平板電腦，與互聯(lián)網(wǎng)及物聯(lián)網(wǎng)公共服務(wù)平臺相連接后，能夠通過WEB或APP操作接收報警信息以及完成監(jiān)測參量數(shù)據(jù)的查詢、管理與指定設(shè)備的遠程控制操作。
[0020]本實用新型的有益效果是:
[0021](1)采用電話語音報警和通過物聯(lián)網(wǎng)公共服務(wù)平臺觸發(fā)短信、微信、微博或電子郵件報警相結(jié)合的技術(shù)手段，報警形式互為補充和備份，有效避免了單一報警方式的不足；
[0022](2)支持PC、智能手機或平板電腦等監(jiān)控終端，使運維管理人員能夠隨時隨地掌握室內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施的運行情況，實現(xiàn)室內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施環(huán)境的無縫監(jiān)控和無人值守；
[0023]( 3 )通過連接物聯(lián)網(wǎng)公共服務(wù)平臺，實現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的云存儲，在節(jié)省自建后臺系統(tǒng)投入成本的同時，也能夠充分利用物聯(lián)網(wǎng)公共服務(wù)平臺提供的安全可靠的服務(wù)功能；
[0024](4)采用51單片機為核心和帶硬件TCP/IP協(xié)議棧的網(wǎng)絡(luò)芯片為網(wǎng)絡(luò)接口，無需操作系統(tǒng)支持，監(jiān)控軟件直接固化于51單片機中，啟動迅速，不會感染病毒；
[0025](5)成本低、結(jié)構(gòu)簡單、易于操作，能夠有效降低室內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)實施的難度和復(fù)雜度，并有效降低建設(shè)成本，能夠廣泛應(yīng)用于中小型室內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施的環(huán)境監(jiān)控場合。
[0026]【附圖說明】:
[0027]圖1是本實用新型系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖2是本實用新型的實施例系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]【具體實施方式】:
[0030]下面以一個電力配電室環(huán)境監(jiān)控為實施例，對本實用新型作進一步說明。
[0031]如圖2所示，本實用新型實施例系統(tǒng)包括3個溫?zé)煾袀鞲衅鳌?個紅外傳感器、4個水浸傳感器、1個市電傳感器、2個一線總線式數(shù)字溫濕度傳感器、1個具有RS485通信接口和通信功能的UPS、12路光電隔離單元、1路RS485轉(zhuǎn)TTL電路單元、51單片機IAP15W4K61S4、20路光電隔離繼電器單元、16防區(qū)電話語音報警單元、2路照明控制開關(guān)、2路排風(fēng)扇控制開關(guān)、W5500網(wǎng)絡(luò)接口單元、YEELINK物聯(lián)網(wǎng)公共服務(wù)平臺以及PC、智能手機或平板電腦監(jiān)控終端。
[0032]12個開關(guān)量傳感器信號復(fù)用分離為兩組信號，一組信號經(jīng)12路光電隔離單元進行隔離后與51單片機IAP15W4K61S4的12個GP10輸入端口相連接，用以51單片機IAP15W4K61S4采集溫?zé)煾小⒓t外、水浸和市電報警開關(guān)量傳感信號；另一組信號經(jīng)20路光電隔離繼電器單元后連接至16防區(qū)電話語音報