本实用新型专利技术公开了一种融合RFID和气体传感器网定位与信息采集系统。其包括气体传感器（11‑2），气体传感器节点（11‑1），ZigBee模块（14）,路由器（2），协调器（3），PC机（13），惯性导航模块（9），WiFi通信传输模块（12），激光扫描装置（4），超声波避障仪（5），电机驱动模块（6），电源模块（7），RFID读写器（8），主控制器（10），RFID电子标签（1）其利用RFID与ZigBee相结合来达成气体传感器网的精准定位并实现全自动小车巡检和紧急情况时给出处理意见，实时监测、有效降低事故发生的概率，在出现泄漏时及时精确的找到泄露源并及时处理。
A positioning and information acquisition system integrating RFID and gas sensor network
【技术实现步骤摘要】
一种融合RFID和气体传感器网定位与信息采集系统
本技术涉及一种融合RFID和气体传感器网定位与信息采集系统，适用于化工厂，学校化学危险品存储室对泄露源的精准定位并实现全自动小车导航巡检和正确处理紧急情况。
技术介绍
本技术的研究基于我国每年危险化学品事故数量和危险不断上升,化工厂所在地区受到严重安全威胁,检测手段滞后,严重影响了社会的建设的背景需求下展开。危险化学品作为特殊的商品,极大地改善了人们的生活,但由于危险化学品都具有易燃，易爆有毒,有害或有腐蚀危险特性,从其生产到使用,储存,运输和经营过程中，如果控制不当极易发生事故,如火灾或爆炸,人员中毒或伤亡,污染生态环境，随着化学工业的发展，涉及到的危险化学品的种类和数量显著增加，危险化学品的易燃易爆性，反应性和毒性本身就决定了事故的多发性和严重性,多数危险化学品对人体有害，由于设备密封不严，人员操作失误或处理不当因素,容易发生泄漏事故可直接导致人员急性或墁性中毒甚至死亡，生态环境也会受到严重污染，近几十年,各地危险化学品泄漏，各地危险化学品泄漏、爆炸恶性事故的发生反映了我国依然严峻的危险化学品安全管理形势，危险化学品的安全管理事关人民群众的生命财产安全和人类共同的生存环境，加强管理迫在眉睫、势在必行，而且随着科技的进步的技术的发展，无人巡检在各个方面的优势都渐渐凸显出来，这种监测方式不需要巡检人员进入到监测区域，同时具有较强的实时性和准确性，避免了一些安全性的问题，节省了人力和物力，未来的监测方式势必会向无人巡检和机器人巡检过渡，此类监测方式也一定会在将来得到更大的发展。本技术的应用正是基于这样的背景，利用危险化学品管理领域的新兴技术RFID与ZigBee相结合来达成气体传感器网的精准定位并实现全自动小车导航巡检和在紧急情况时给出最正确的处理意见，提高危险化学品管理的工作效率，实时监测、收集并分析数据，保证危险化学品的安全和质量，有效降低事故发生的概率，在出现泄漏时及时精确的找到泄露源并及时处理，大大提高了人员的安全指数，并且节省了人力和物力。
技术实现思路
本技术是为了解决在复杂环境里的工厂或化学危险品存储室发生危险气体泄漏并无法精确地找到泄漏源和无法及时处理而导致的人员安全问题，提出的一种融合RFID和气体传感器网定位与信息采集系统。一种融合RFID和气体传感器网定位与信息采集系统，其包括气体传感器(11-2)，气体传感器节点(11-1)，ZigBee模块(14),路由器(2)，协调器(3)，PC机(13)，惯性导航模块(9)，WiFi通信传输模块(12)，激光扫描装置(4)，超声波避障仪(5)，电机驱动模块(6)，电源模块(7)，RFID读写器(8)，主控制器(10)，RFID电子标签(1)(人员安全须知，紧急泄漏源处理办法，化学危险品含量浓度，具体的位置信息)，所述气体传感器节点(11-1)要分散在存储化学危险品的房间中便于定位泄露的化学危险品的具体位置；所述路由器(2)安装在大量分布的气体传感器节点(11-1)之间便于数据的传输，所述协调器(3)安在距各个路由器(2)长度相似的位置，所述PC机(13)按在值班人员的办公室中，以便及时发现危险并处理危机情况。所述RFID读写器(8)，气体传感器(11-2)，主控制器(10)，电源模块(7)，电机驱动模块(6)，WiFi通信传输模块(12)，激光扫描装置(4)，超声波避障仪(5)都要装在小车上，所述遍布房间的多个气体传感器节点(11-1)感应到有危险气体泄露，并将数据打包通过ZigBee模块(14)传输给路由器(2)，所述路由器(2)将信息传输给协调器(3)，协调器(3)将数据上传给PC机(13)，所述PC机(13)利用数据，通过ZigBee定位算法进行计算，得出粗略的位置坐标，并利用惯性导航系统根据定位进行计算，并将所得数据(速度，加速度，距离)通过WiFi通信传输模块(12)传给小车上的惯性导航模块(9)，对小车进行导航，通过所述主控制器(10)控制电源模块(7)对电机驱动模块(6)供电，小车向定位位置移动，所述超声波避障仪(5)和激光扫描装置(4)可以使小车避开周边的障碍物，体现小车的适应环境能力，使小车到达指定位置。所述随着小车在定位区域的移动，利用小车上的气体传感器(11-2)依次对定位区域里的化学危险品进行感应，主控制器(10)记录各个危险品附近的气体浓度数据，同时RFID读写器(8)也根据小车的移动依次扫描定位内的RFID电子标签(1)，并记录各个粘贴在化学危险品上的RFID电子标签(1)的内容，将所有数据通过整合，打包通过WiFi通信传输模块(12)传输给PC机(13)，并通过PC机(13)对各个危险品附近的危险气体浓度数据进行比对，并得出某个危险品附近危险气体浓度最高，即可以识别为泄露源(因为危险气体在一直泄漏，所以判定泄露源附近的危险气体浓度最高)，并通过识别对应泄露源的RFID电子标签(1)中的信息可知人员安全须知、紧急泄漏源处理办法、化学危险品含量浓度、具体精确的位置信息，这样可为处理人员争取到时间和最正确的处理方式。与已有技术相比，本技术的优点体现在。1.采用ZigBee模块(14)用于温度数据的传输，传输距离远，易于组网，功耗较低，并且成本低廉。2.采用低频RFID读写器(8)，能快速扫描小范围的电子标签，可以有效提高工作效率和准确率，便于工作人员后续处理。3.采用RFID电子标签(1)，其作用在于能将人员安全须知、紧急泄漏源处理办法、化学危险品含量浓度、具体精确的位置信息提前存储在标签里，并在RFID读写器(8)扫描电子标签的时候即可直接传输到PC机(13)上便于后续的及时处理，并让RFID电子标签(1)贴在每个容易泄露的化学危险品包装上。4.采用ZigBee定位算法实现对泄露源的精准定位，而且成本低廉，定位效果好，抗干扰性强。5.采用了惯性导航系统，这可以实现无人自动巡检，提高了人员的工作效率和安全指数。6.采用了激光扫描装置(4)和超声波避障仪(5)，这样就可以应用于复杂的工厂环境，增加了产品的适应性。7.采用了无人自动巡检小车具有较强的实时性和准确性，避免了一些安全性的问题，节省了人力和物力。附图说明图1为本技术所述一种融合RFID和气体传感器网定位与信息采集系统的流程图。图2为本技术所述一种融合RFID和气体传感器网定位与信息采集系统的传感器节点分布图。图3为本技术所述一种融合RFID和气体传感器网定位与信息采集系统小车结构图。具体实施方式本技术的实施例参考图1、图2和图3所示一种融合RFID和气体传感器网定位与信息采集系统，其包括气体传感器节点(11-1)，气体传感器(11-2)，ZigBee模块(14),路由器(2)，协调器(3)，PC机(13)，惯性导航模块(9)，WiFi通信传输模块(12)，激光扫描装置(4)，超声波避障仪(5)，电机驱动模块(6)，电源模块(7)，RFID读写器(8)，主控制器(10)，RFID电子标签(1)(人员安全须知，紧急泄漏源处理办法，化学危险品含量浓度，具体的位置信息)，所述气体传感器节点(11-1)要分散在存储化学危险品的房间中，便于定位泄露的化学危险品粗略位置；所述路由本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种融合RFID和气体传感器网定位与信息采集系统，其特征在于：气体传感器（11‑2），气体传感器节点（11‑1），ZigBee模块（14）,路由器（2），协调器（3），PC机（13），惯性导航模块（9），WiFi通信传输模块（12），激光扫描装置（4），超声波避障仪（5），电机驱动模块（6），电源模块（7），RFID读写器（8），主控制器（10），RFID电子标签（1），所述RFID电子标签（1）是用来存储信息的，所述气体传感器节点（11‑1）是用来采集气体数据的，所述路由器（2）是将气体传感器节点（11‑1）收集的数据传给协调器（3），所述路由器（2）安装在化学药品室内部便于数据的传输，所述协调器（3）是将数据上传给PC机（13），所述PC机（13）进行数据分析和发送指令；所述协调器（3）安在距各个路由器（2）长度相似的位置，所述PC机（13）安在值班人员的办公室中，以便及时发现危险并处理危机情况；所述惯性导航模块（9）是通过PC机（13）所计算出的数据对小车进行导航，所述WiFi通信传输模块（12）用于传输数据，所述电源模块（7）用于电机驱动模块（6）的供电，所述超声波避障仪（5）和激光扫描装置（4）是小车用来对周边的障碍物进行有效避障的，所述电机驱动模块（6）是给小车提供动力的，所述RFID读写器（8）是用来读取定位内的RFID电子标签（1），所述主控制器（10）是用来操控小车系统的。...
【技术特征摘要】
1.一种融合RFID和气体传感器网定位与信息采集系统，其特征在于：气体传感器（11-2），气体传感器节点（11-1），ZigBee模块（14）,路由器（2），协调器（3），PC机（13），惯性导航模块（9），WiFi通信传输模块（12），激光扫描装置（4），超声波避障仪（5），电机驱动模块（6），电源模块（7），RFID读写器（8），主控制器（10），RFID电子标签（1），所述RFID电子标签（1）是用来存储信息的，所述气体传感器节点（11-1）是用来采集气体数据的，所述路由器（2）是将气体传感器节点（11-1）收集的数据传给协调器（3），所述路由器（2）安装在化学药品室内部便于数据的传输，所述协调器（3）是将数据上传给PC机（13），所述PC机（13）进行数据分析和发送指令；所述协调器（3）安在距各个路由器（2）长度相似的位置，所述PC机（13）安在值班人员的办公室中，以便及时发现危险并处理危机情况；所述惯性导航模块（9）是通过PC机（13）所计算出的数据对小车进行导航，所述WiFi通信传输模块（12）用于传输数据，所述电源模块（7）用于电机驱动模块（6）的供电，所述超声波避障仪（5）和激光扫描装置（4）是小车用来对周边的障碍物进行有效避障的，所述电机驱动模块（6）是给小车提供动力的，所述RFID读写器（8）是用来读取定位内的RFID电子标签（1），所述主控制器（10）是...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏彤，施云波，冯侨华，牛昊东，王建超，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：新型
国别省市：黑龙江,23
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