一种基于物联网的灾害检测数据通信系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于物联网的灾害检测数据通信系统，包括现场数据采集和处理子系统、GPRS数传子系统和远程监测服务端，其中现场数据采集和处理子系统，包含压缩处理模块，以及一个以上的检测探头、摄像头，检测探头、摄像头获取所在位置的相应数据、图像，压缩处理模块首先对采集到的数据、图像的模拟信号转换成数字信号，然后进行压缩处理成数据包，最后将数据包发送至GPRS数传子系统；GPRS数传子系统，包含信源编码模块和信道编码模块，信源编码模块和信道编码模块对数据包进行编码，调整格式后载入彩信或短信包中，发送给远程监测服务端。本实用新型专利技术的系统，利用物联网的优势能同时监控多个监测点，降低了人力成本。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网的灾害检测数据通信系统
本技术涉及灾害检测领域，特别涉及一种基于物联网的灾害检测数据通信系 统。
技术介绍
随着工艺技术的不断更新，新设备、新材料、新型催化剂及高效节能设备越来越多 地被用于石油化工生产中，使得石油化工装置的规模越来越大，自动化程度越来越高，而且 石油化工生产大都在高温、高压、低温或负压等条件下进行，涉及的易燃易爆物质多，极易 发生各种火灾、爆炸、泄露、烟雾等事故。上述火灾、爆炸、泄露、烟雾等事故现场有以下特 点：①爆炸性火灾现场多，生产装置破坏严重。石油化工生产中所采用的设备以压力容器 为多，且工艺流程中各个设备互相串通，一旦某一设备发生爆炸，由于冲击波、碎片冲击、震 荡作用易产生连锁效应，极易迅速波及相邻设备而导致系统性的连锁式爆炸。②现场勘验 面积大，事故涉及的设备多由于石化装置规模具有占地面积广、空间体积大，工艺流程长的 特点，使用设备的种类和数量相当多，如某厂年产30万吨乙烯装置含有裂解炉、加热炉、反 应器、换热器、塔、槽、泵、压缩机等设备500多台，管道上千根，还有各种仪表等。因此，发生 火灾或爆炸后，火势蔓延扩大进一步加大了火灾后现场勘验的范围。③生产工艺过程复杂， 分析排查事故起因难。比如石油化工典型工艺单元有加热、分馏、精馏、裂化、裂解、聚合、萃 取、冷却、分离等，一个生产过程包括其中若干个工艺单元及大量的操作环节和控制参数， 为排查事故起因带来较大难度。④引火源多。石油化工生产使用的动力能源较多，如炼化 厂的常减压装置、加氢裂化装置、乙烯裂解装置等具有火源、电源、热源交织使用的特点，它 们可以直接成为火灾爆炸的引发源。同时，静电、电气火花、临时动火、撞击摩擦火花都是引 起火灾爆炸的火源。 在石油化工生产中，安全隐患的排查目前主要依赖于人工巡视、排查，通过人工对 各种测量仪表的观测与检查，来排除隐患，需要投入大量的人力，而且当事故发生时，人员 不能很快地知晓相关情况，也无法对其做出针对性的处理。 而在日常生活领域，这种情况也要引起足够重视，如千家万户的煤气管道、火灾、 烟雾检测等，基本上没有一个统一的平台来进行监管，当火灾等灾害发生在深夜人们熟睡 时，即使家中安装有火灾报警装置，人察觉时火势常常已经很大，而在火势非常大时才会引 起周围人的注意，然后报警，延误了灭火的宝贵时间。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于物联网的灾害 检测数据通信系统。 本技术的目的通过以下的技术方案实现： -种基于物联网的灾害检测数据通信系统，包括 现场数据采集和处理子系统，包含压缩处理模块，以及一个以上的检测探头、摄像 头，检测探头、摄像头获取所在位置的相应数据、图像，压缩处理模块首先对采集到的数据、 图像的模拟信号转换成数字信号，然后进行压缩处理成数据包，最后将数据包发送至GPRS 数传子系统； GPRS数传子系统，包含信源编码模块和信道编码模块，信源编码模块和信道编码 模块对数据包进行编码，调整格式后载入彩信或短信包中，发送给远程监测服务端； 远程监测服务端，接收GPRS数传子系统发送的数据包，并对数据包进行解码、分 析、处理，并发出指令通过GPRS数传子系统传输给现场数据采集和处理子系统，控制下一 步的动作。 所述的GPRS数传子系统，采用TCP协议进行通信。由于TCP协议对于丢包采用反 馈重传的机制，所以在理想的网络状况下，这种结构是可靠的。 所述的GPRS数传子系统，采用UDP协议进行通信，信道编码模块采用LT喷泉码对 数据包进行编码。当GPRS网络拥挤，或者无线信道恶劣的时候，一方面丢包概率高、数据包 的传输时延大，另一方面反馈重传机制所占用的信道资源会恶化这种情况；此时，通信系统 的性能会变得很差。而本技术采用的技术方案：一方面利用了 UDP协议数据包传输时 延小，数据包的效率高的优点，另一方面利用喷泉码的编码方法弥补了 UDP协议可靠性差 的缺点。这种结构使得通信系统的有效性和可靠性同时得到保证。 所述的检测探头根据需要而设置，为压力传感器、温度传感器、烟雾探测器、气体 浓度探测器的一种以上。 所述的基于物联网的灾害检测数据通信系统，还包括移动终端，GPRS数传子系统 同时将数据发送至移动终端，移动终端为智能手机或PDA。 本技术与现有技术相比，具有如下优点和有益效果： 1、依托物联网，一人在远程检测服务端就可以实时对多个监测点进行立体监测， 包括各个监测点的各种数据、图像、地理位置等，能建立起石油化工生产企业安全的生产环 境和与之相匹配运行的安全监控体系，统一对各个监测点监控，减少了人力成本，且出现异 常情况，能迅速响应。 2、所有监测点的监测项数据、地理位置数据、图像数据均存储在远程监测服务端， 为石油化工关键生产装置中重大危险源辨识与火灾、爆炸、泄露、烟雾等事故调查反演分析 提供最科学和最直接及最有效的技术手段。 【附图说明】 图1为本技术所述的一种基于物联网的灾害检测数据通信系统的结构示意 图； 图2为图1所述系统的压缩处理模块的处理流程图； 图3为图1所述系统的彩信组装方式示意图； 图4为图1所述系统的无连接循环服务器的示意图； 图5为图1所述系统的面向连接并发服务器的示意图； 图6为图1所述系统的应用进程、Socket、网络协议找及0S的之间关系不意图； 图7为图1所述系统的套接字调用流程图； 图8为图1所述系统的自适配通信环境ACE的主要框架图； 图9为图1所述系统的图像文件通过GPRS模块的发送流程图； 图10为图1所述系统的喷泉编码的包删除信道机制图； 图11为图1所述系统的数字喷泉码的编译码过程示意图； 图12为图1所述系统的基于物联网的灾害检测数据通信系统的数据传输过程示 意图； 图13为图1所述系统的采用联合度分布的LT码译码成功概率图。 【具体实施方式】 下面结合实施例及附图对本技术作进一步详细的描述，但本技术的实施 方式不限于此。 如图1，一种基于物联网的灾害检测数据通信系统，包括 现场数据采集和处理子系统，包含压缩处理模块，以及一个以上的检测探头、摄像 头，检测探头、摄像头获取所在位置的相应数据、图像，压缩处理模块首先对采集到的数据、 图像的模拟信号转换成数字信号，然后进行压缩处理成数据包，最后将数据包发送至GPRS 数传子系统；所述的检测探头根据需要而设置，为压力传感器、温度传感器、烟雾探测器、气 体浓度探测器的一种以上；其中摄像头使用的是带有0V511芯片的V2000摄像头，Linux系 统自带了 0V511的驱动程序，所以无需另外安装驱动，只需在编译内核时加载进去，在视频 流中提取图像帧，形成拍摄图像；发送端对外提供一个USB接口，接0V511摄像头，视频图像 都由此接口传送到嵌入式中央处理代码，并抓取图像放在配置路径。GPRS Modem接口采取 USB接口，外接GPRS网络，用于将已经编辑好带有图像的MMS图像由此口发送至中央MMS彩 信接收系统；同时，本接口还负责接收来自远程监测服务端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于物联网的灾害检测数据通信系统，其特征在于：包括现场数据采集和处理子系统，包含压缩处理模块，以及一个以上的检测探头、摄像头，检测探头、摄像头获取所在位置的相应数据、图像，压缩处理模块首先对采集到的数据、图像的模拟信号转换成数字信号，然后进行压缩处理成数据包，最后将数据包发送至GPRS数传子系统；GPRS数传子系统，包含信源编码模块和信道编码模块，信源编码模块和信道编码模块对数据包进行编码，调整格式后载入彩信或短信包中，发送给远程监测服务端；远程监测服务端，接收GPRS数传子系统发送的数据包，并对数据包进行解码、分析、处理，并发出指令通过GPRS数传子系统传输给现场数据采集和处理子系统，控制下一步的动作。

【技术特征摘要】
1. 一种基于物联网的灾害检测数据通信系统，其特征在于：包括 现场数据采集和处理子系统，包含压缩处理模块，以及一个以上的检测探头、摄像头， 检测探头、摄像头获取所在位置的相应数据、图像，压缩处理模块首先对采集到的数据、图 像的模拟信号转换成数字信号，然后进行压缩处理成数据包，最后将数据包发送至GPRS数 传子系统； GPRS数传子系统，包含信源编码模块和信道编码模块，信源编码模块和信道编码模块 对数据包进行编码，调整格式后载入彩信或短信包中，发送给远程监测服务端； 远程监测服务端，接收GPRS数传子系统发送的数据包，并对数据包进行解码、分析、处 理，并发出指令通过GPRS数传子系统传输给现场数据采集和处理子系统，控制下一步的动 作。2. 根...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖南峰，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：广东;44