[发明专利]一种面向实验室安全的智能终端控制系统

权利要求书

1.一种面向实验室安全的智能终端控制系统，其特征在于，该终端系统为基于ARM处理器进行设计，根据按需服务的原则，集中式的服务器控制和精确的多传感器数据采样的智能终端控制系统；所述的控制系统包括ARM-CortexM3为内核的主控芯片模块，以及分别与主控芯片模块连接的射频读卡模块、高精度时钟模块、串口通讯模块、温湿度模块、液晶显示模块、无线WIFI模块、LED和蜂鸣器模块、存储模块、交流电压采样器模块和电流互感器模块、以及继电器模块。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的主控芯片模块为ARM-CortexM3为内核的STM32F103ZET6主控芯片模块，用于协调各模块有序稳定的工作，为整个控制系统的控制中心和计算中心，所有的控制指令由主控芯片模块发出，协调各个模块按照设定的时序执行不同的任务，并接收来自各个模块的数据并做出实时响应。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的射频读卡模块为RC522射频读卡模块，用于识别用户的刷卡行为，通过非接触式射频识别技术读取刷卡过程中卡内数据，其中卡内数据中的用户卡号信息是唯一鉴别用户身份的信息，一旦产生卡号失败，所述的控制系统将直接停止本次运行。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的高精度时钟模块为DS3231高精度时钟模块，用于在使用过程中与远端服务器保持时钟同步，一方面用于显示时间信息，直观地提示用户；另外一方面在与远端服务器完成时钟同步之后，所述的控制系统定时采集受控设备在运行过程中的参数，将这些参数连同时间数据一同发送到远端服务器。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的串口通讯模块，用于和上位机进行本地通讯以此完成初始参数配置和实时日志同步跟踪；

所述的温湿度模块为DHT11温湿度模块，用于采样受控设备和所述的控制系统所处环境温湿度数据；

所述的液晶显示模块为LCD1602液晶显示模块，用于设定的关键信息显示；

所述的无线WIFI模块为ESP8266无线WIFI模块，用于在执行任务期间，和远端服务器建立TCP连接，来进行实时传输数据并接受远端服务器的指令控制；

所述的LED和蜂鸣器模块，用于设定警告信息的反馈。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的存储模块为AT24C128存储模块，用于存储所述的控制系统设定的关键参数信息，包括用户卡号、终端ID、采样数据阈值、远端服务器网络地址、连接路由器或者无线AP的账号密码和数据存入时间信息。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的交流电压采样器模块和电流互感器模块，用于监控由所述的控制系统所控制的设备的用电情况，并在使用过程中实时检测受控设备的电压和电流值。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的继电器模块，用于驱动受控设备的供电系统，作为一个开关作用。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的按需服务的原则，集中式的服务器控制和精确的多传感器数据采样的智能终端控制系统，其面向于实验室环境，并用于具体设备使用的安全和环境温湿度监控，具体包括：

(1)采用非接触式射频识别技术，能够有效识别并判定使用者身份，根据不同的用户授权，完成相应的系统授权操作；

(2)采用设定的终端盒设计方案，面向于具体实验仪器，将监控粒度细化到以设备为单位，

(3)采用网络可靠的TCP通讯形式，用于有效保证本系统与远端服务器之间的实时数据传输和控制命令的执行，建立可靠的连接保障机制，应对连接异常的情况；

(4)系统设置并兼容多种传感器，包括交流电压电流传感器和环境温湿度传感器，用于智能化监控挂接在终端盒上的设备使用情况及所处环境情况。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的系统具体工作过程如下：

步骤1：各功能模块初始化；

步骤2：感应探测范围内的用户刷卡行为，并显示信息；

步骤3：与远程服务器建立TCP连接，发送刷卡数据和终端ID，查询此用户是否存在操作权限，并显示信息；

步骤4：授权设置本次任务的参数信息，开启受控端设备供电电源，并显示信息；

步骤5：实时监控并采样受控端设备的电力负载情况，包括电压值、电流值以及所处环境温湿度值，并显示信息；

步骤6：实时向远程服务器反馈监控信息和终端运行信息，并接收远端服务器的控制指令进行实时的终端控制反馈；

步骤7：实时判断采样数据是否大于设定警戒值，应对突发状况，做紧急控制处理自动切换受控设备的供电电源，并发送异常报告；

步骤8：满足任务结束条件，转为步骤9，否则转为步骤5；

步骤9：本次任务执行完成，终端系统重新恢复到步骤2。