基于物联网的深紫外线智能消杀系统

基于物联网的深紫外线智能消杀系统

马勤凤,李淑宏,崔元丽

山东协和学院 商学院 山东济南 250109

摘要：深紫外线智能消杀系统通过摄像头感知消杀范围是否有活物，并将此数据上传至云服务器，如若没有人和牲畜即活物，则云服务器经过内网穿透将消杀指令下发给深紫外线灯，完成细菌消杀的自动化；反之，则不进行消杀等待消杀的合适时间。通过系统的前端，用户可自定义消杀任务、场景联动，完成细菌消杀的智能化。系统运行结果表明，所设计的深紫外线智能消杀系统部署简单，智能便捷，经济环保。

关键词：细菌消杀、物联网、摄像头

一、概述

（一）细菌消杀概述

细菌的危害主要是影响牲畜生命健康，常见的疾病有：致病性大肠杆菌病、空肠弯曲菌病、布氏杆菌病、沙门氏菌病等，每年我国牲畜的细菌感染病发例中占比为30%-40%，病死率为5%-10%。加之2020年新型冠状病毒在全世界爆发，根据我国国家卫生健康委员会印发的《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案（试行第五版）》中声明“冠状病毒对紫外线和热敏感”，紫外线是有效灭杀病毒、细菌的可靠手段。在新冠肺炎疫情影响下，全国医疗机构及其他公共场所需大范围，长时间，高频次消毒，消毒产品需求量骤升。同时，养殖户对养殖场的消毒意识提高，也催生了对消杀产品的巨大需求。

养殖场传统的人工消杀灭菌方式已满足不了市场的需求，目前市场上也有一些半自动化灭菌产品，如莱邵思紫外线灯，改善了市面上养殖场人工灭菌所具有的功能单一的缺陷。虽说其可基本满足对于细菌消杀的半自动化，但仍需耗费人力物力维护设备，在使用过程中仍存在种种问题。利用半自动化的消毒车对养殖场的环境进行消毒，虽然可以保证消杀有效，但没有达到真正的绿色无害。例如：莱邵思紫外线灯，虽然能实现细菌消杀的自动化，但每次仍需要人工进行控制，无法真正实现持续、智能、科学消杀。

（二）深紫外线智能消杀系统

市面上已有的消杀系统，均能利用现代的科技实现半自动化或自动化，但仍然存在明显短板与缺陷。而只有深紫外灯同时具备节约能源、即开即用、节省空间、免除维护、无毒无害、寿命长、无刺激性气味等优异特性。相比于其它杀菌消毒方式，深紫外灯具有明显的技术优势。因此本文基于物联网概念，设计实现了一套深紫外线智能消杀系统。本系统实现自动化、智能化的同时，完善了目前产品所存在的缺陷。

1.设备精致易清洁，灭杀效率高、效果好。系统中的智能监测模块，通过监测是否有人和牲畜的存在，进行实时、准确、高效的灭菌，有效避免了灭菌环境及其他因素导致的灭菌效率低的问题。

2.远程监测，第一时间掌握终端数据。智能消杀系统可自动运行，也可运用手机端的小程序进行控制作业，可随时启动制动消杀系统，节省人力的消耗。

3.采用编程控制开关，在人和牲畜没有到达的地方，自动启动一定时间的杀菌程序，节约了资源，避免了浪费。

二、系统的构建

深紫外线智能消杀系统基于物联网理念构建，主要运行逻辑为：当摄像头监测到人和牲畜不在消杀范围内，消杀系统就自动启动消杀任务；也可以人工设定周期性、定时性消杀任务，进行智能消杀。当摄像头检测到有人和牲畜存在时，则不会启动消杀任务。该系统实现了养殖场的自动化消杀，对牲畜养殖行业有重要的意义，为下一步工作的开展奠定了基础。

系统由软件和硬件部分组成，软件部分主要有基于电信云的自定义API网关和管理后台，前端访问用小数据、APP、Web前端等。硬件部分主要有深紫外线智能消杀灯和摄像头。

（一）深紫外线智能消杀系统

深紫外线智能消杀系统可由用户自定义设置消杀时间，实现消杀灭菌的自动化和周期化。深紫外线智能消杀系统的作用主要是实现消杀场景的联动化、智能化。即通过摄像头检测人和牲畜是否在消杀范围内，如若不在消杀范围内深紫外线灯，深紫外线灯自动启动消杀，进行自动化灭菌消杀；反之，则不进行消杀。

深紫外线智能消杀系统只需上报检测到的信息数据，并给其配置一张物联网卡，用于向云服务器上报数据，物联网卡每月有30M流量。摄像头检测到没有人和牲畜时就发送HTTP请求到云服务中的API网关。主控芯片采用嵌入式硬件实现实时操作，达到科学化、智能化消杀。

（二）云服务

深紫外线智能消杀系统的软件部分主要由云服务器、前端程序组成。采用天翼云主机，在其上用ThinkPHP部署API服务：向前对接前端小程序的请求，向后转发命令给消杀深紫外线灯。

同时在云主机上部署的服务还有frps内网穿透服务。通过云主机的frps和设备网关上的frpc服务，使得我们可以在远端连接配置部署在外地的每一台网关设备，为后续的运维和管理提供网络基础。

面向客户，则采用uniapp编写前端小程序，提供类似于腾讯连连的小程序使得客户可以方便快捷地管理设备、设置消杀任务查看设备情况等。

深紫外线智能消杀系统的数据主要包括：设备信息即每台交叉设备编号和分配的frp端口号等、任务信息即任务运行时间、警报信息即消杀设备下线和日志信息等。

数据存储在数据库中，云端使用MySQL数据库存储所有数据，同时每台消杀设备使用sqlite存储本台设备数据。使得本地sqlite数据和云端MySQL数据有同步机制。

三、部署使用

深紫外线智能销售系统部署主要为：云服务器及数据库服务器运行在天翼云中，深紫外线智能消杀系统与摄像头由工作人员在安装现场安放，用户可以通过APP小程序或Web管理后台访问设备。深紫外线智能消杀系统的安装使用流程简要分为四个步骤：

（一）由工作人员现场安装设备；

（二）小程序扫描系统二维码添加注册设备；

（三）工作人员将会给设备配网，用户只需注册即可在小程序端使用设备；

（四）根据用户需求，因地制宜给设备下发任务，接受用户的反馈及时维护设备。

四、结语

本文设计实现了一个基于物联网的深紫外线智能消杀系统，首先对细菌消杀行业进行概述，重点介绍了细菌消杀系统构建当中硬件部分的运作流程，简要介绍了云服务和访问前端，然后，给出系统部署过程，简略列出现场安装硬件设备步骤。

深紫外线智能消杀系统较好的实现了养殖场细菌消杀的自动化，智能化。新版本的系统还在优化改进当中，优化的思路主要有：改造产品形态使深紫外线灯趋于小型化，便于一步移动化；自己研发设计摄像头，以降低产品成本；软件系统重构升级等。

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