当前在我国高等院校,各类实验室是开展学术科研、培养专业人才的主要阵地,承担着越来越重要的责任。但是近年来接连发生的实验室安全事故对高校师生造成了严重的人身和财产危害,也引起了社会对于高校实验室安全问题的关注。传统实验室的安全保障主要依靠管理制度以及人工巡查的方式,存在因主观原因及人为疏忽造成的安全隐患问题。本论文针对实验室安防问题,利用现代物联网技术对信息感知、传输、处理有效而便利的特点,面向微电子专业实验室的具体需求设计并实现了一套实验室智能安全防护系统,提升实验室主动安全防护能力。论文首先针对微电子工艺实验室,分析了其安全管理现状和缺陷,提出了系统的功能需求和非功能需求,功能上主要关注实验室环境和人员行为的监控,在此基础上,进行系统整体设计,总体架构分为硬件部分和软件部分。其次,在硬件设计方面,基于现代物联网基础架构,重点解决信息感知层的传感器网络设计,并选用ZigBee技术来组建无线通信网络,采集并传输数据。基于需求,我们选用温湿度传感器、烟雾传感器以及网络摄像头采集环境数据和人员行为数据。然后,基于设计的硬件架构,完成软件的设计与实现。数据网关软件利用ZigBee协议栈对无线网络的协调器、路由器和终端节点进行开发,设计并实现了数据采集和传输模块。服务器端软件利用PyQt5框架进行开发,设计并实现了数据接收和展示模块;并设计相关算法进行环境数据分析、人员行为跟踪识别、异常状态检测及报警等,完成数据处理模块和安防报警模块的设计与实现。最后,针对最终实现的系统,采用黑盒测试的方法,对系统功能和性能进行测试。经测试,本系统能够实现对实验室环境信息、人员行为信息的实时采集和展示,并能够智能处理信息,检测异常状态并发出告警信息。系统操作简便,响应迅速,具有良好的操作性,符合系统的设计需求,在提高实验室主动安全性方面具有较好的实用价值和应用前景。