一种工厂危险气体智能监测系统技术方案

本发明专利技术提供了一种工厂危险气体智能监测系统，其包括监测模块、数据传输模块、监控模块和报警模块；所述监测模块包括无线传感器节点，所述无线传感器节点用于监测工厂内的危险气体的浓度数据，并将所述浓度数据发送到数据传输模块；所述数据传输模块用于将所述浓度数据传输至监控模块；所述监控模块用于根据所述浓度数据判断是否发生危险气体泄漏，若是，则将发生泄漏的气体的类型和泄漏的位置发送至报警模块；所述报警模块用于在预先设置的工厂三维模型中显示气体泄漏的位置以及发生泄漏的气体的类型，并向工作人员发出报警提示。本发明专利技术与传统的有线监测的方式相比，具有位置调整灵活，维护方便的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种工厂危险气体智能监测系统
本专利技术涉及监测领域，尤其涉及一种工厂危险气体智能监测系统。
技术介绍
危险气体，指的是一些易燃易、易爆或者是有毒的气体，工业生产中经常会用到各种危险气体。现有技术中，对危险气体的监测一般是通过有线的传感器来进行监测，当需要调整传感器的位置时，非常的不方便。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术的目的在于提供一种工厂危险气体智能监测系统，其包括监测模块、数据传输模块、监控模块和报警模块；所述监测模块包括无线传感器节点，所述无线传感器节点用于监测工厂内的危险气体的浓度数据，并将所述浓度数据发送到数据传输模块；所述数据传输模块用于将所述浓度数据传输至监控模块；所述监控模块用于根据所述浓度数据判断是否发生危险气体泄漏，若是，则将发生泄漏的气体的类型和泄漏的位置发送至报警模块；所述报警模块用于在预先设置的工厂三维模型中显示气体泄漏的位置以及发生泄漏的气体的类型，并向工作人员发出报警提示。优选地，所述数据传输模块包括汇聚节点，所述汇聚节点用于将来自无线传感器节点的危险气体浓度数据通过有线传输或无线传输的方式传输至监控模块。优选地，所述监控模块包括接收单元，判断单元和存储单元；所述接收单元用于接收来自数据传输模块的危险气体的浓度数据；所述判断单元用于根据所述浓度数据和设定的危险气体浓度阈值判断是否发生危险气体泄漏，得到判断结果；所述存储单元用于存储所述判断结果。优选地，所述报警模块包括报警单元和显示单元，所述报警单元用于通过警示音和警示灯光向工厂内的人员提示发生了危险气体泄漏；所述显示单元用于在预先设置的工厂三维模型中显示气体泄漏的位置以及发生泄漏的气体的类型。优选地，所述无线传感器节点包括一氧化碳浓度传感器、氢气浓度传感器、甲烷浓度传感器和乙烯浓度传感器中的一种或多种。优选地，所述无线传感器节点还包括ZigBee通信装置、无线蜂窝网络通信装置、WiFi通信装置中的一种或多种。优选地，根据所述浓度数据和设定的危险气体浓度阈值判断是否发生危险气体泄漏，得到判断结果，包括：若所述浓度数据大于设定的危险气体浓度阈值，则判断结果为发生了危险气体泄漏；若所述浓度数据小于设定的危险气体浓度阈值，则判断结果为没有发生危险气体泄漏。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术通过设置无线传感器节点来对工厂内的危险气体进行监测，与传统的有线监测的方式相比，具有位置调整灵活，维护方便的优点。附图说明利用附图对本专利技术作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本专利技术的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。图1，为本专利技术一种工厂危险气体智能监测系统的一种示例性实施例图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。本专利技术提供了一种工厂危险气体智能监测系统，其包括监测模块1、数据传输模块2、监控模块3和报警模块4；所述监测模块1包括无线传感器节点，所述无线传感器节点用于监测工厂内的危险气体的浓度数据，并将所述浓度数据发送到数据传输模块2；所述数据传输模块2用于将所述浓度数据传输至监控模块3；所述监控模块3用于根据所述浓度数据判断是否发生危险气体泄漏，若是，则将发生泄漏的气体的类型和泄漏的位置发送至报警模块4；所述报警模块4用于在预先设置的工厂三维模型中显示气体泄漏的位置以及发生泄漏的气体的类型，并向工作人员发出报警提示。浓度数据中包括无线传感器节点的位置信息，以方便在监测到发生危险气体泄漏时，准确地对泄漏位置进行定位。在一种实施例中，所述数据传输模块2包括汇聚节点，所述汇聚节点用于将来自无线传感器节点的危险气体浓度数据通过有线传输或无线传输的方式传输至监控模块3。在一种实施例中，所述汇聚节点还用于对无线传感器节点按轮次进行分类，将无线传感器节点分为簇头节点和成员节点，并将分类结果通过广播的方式通知各个无线传感器节点。在一种实施例中，所述成员节点用于监测工厂内的危险气体的浓度数据，并发送至簇头节点，所述簇头节点用于将所述浓度数据传输至汇聚节点。在一种实施例中，汇聚节点通过如下方式对无线传感器节点进行分类：汇聚节点向无线传感器节点广播分簇指令，并接收来自各个无线传感器节点的状态数据；根据所述状态数据计算每个无线传感器节点的分簇指数；式中，rand表示汇聚节点生成的随机数，numof表示当前的分簇轮数，Eres(c)表示无线传感器节点c的当前剩余能量，Ein(c)表示无线传感器节点c的初始能量，d(c)表示无线传感器节点c和汇聚节点之间的距离；将各个无线传感器节点的分簇指数从大到小进行排序，将排名靠前的前numofcw(r)个分簇指数对应的无线传感器节点作为簇头节点。传统的分簇协议，往往没有考虑节点的能量以及位置关系，分簇后容易使得无线传感器网络的存活时间缩短的问题，本申请在分簇指数的计算时考虑了无线传感器节点的剩余能量以及无线传感器节点和汇聚节点之间的距离等因素，实现了无线传感器网络中无线传感器节点能量的均衡消耗，有效地保护了无线传感器网络的工作时长。在一种实施例中，每一轮的簇头数量numofcw(r)通过如下方式进行计算：式中，numofh表示上一轮的簇头节点的总数，Eh表示信号传播损耗系数，length表示浓度数据的平均长度，Ea表示无线传感器节点接收单位长度数据的平均能量消耗，Eb表示无线传感器节点发送单位长度数据的平均能量消耗，S表示所有无线传感器节点的覆盖范围，distma表示上一轮的簇头节点与汇聚节点之间的最远距离，distmi表示上一轮的簇头节点与汇聚节点之间的最近距离。通过为不同的轮次设置不同的簇头数量的方式，能够根据实际的能量消耗情况自适应地地确定每一轮中簇头节点的总数，有利于避免由于簇头节点过多缩短无线传感器网络的工作寿命。同时还考虑了上一轮的簇头节点的总数对下一轮的影响，以及数据的平均长度以及发送数据时的平均消耗等因素，有利于确定一个合理的簇头数量。在一种实施方式中，监控模块3还用于采用时间间隔T对成员节点的监测准确度进行检测，若检测不通过，则通知相关工作人员对成员节点进行维修处理：监测准确度检测通过如下方式进行：对于成员节点，根据其已经采集的危险气体的浓度数据，预测其下一次采集的危险气体的浓度数据：ycn+1＝a×xn+(1-a)(ycn+bn)bn＝e(xn-xn-1)+(1-e)bn-1式中，ycn+1表示对第n+1次采集的危险气体的浓度数据的预测值，a表示设定的调节系数，xn表示第n次采集的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工厂危险气体智能监测系统，其特征在于，其包括监测模块、数据传输模块、监控模块和报警模块；/n所述监测模块包括无线传感器节点，所述无线传感器节点用于监测工厂内的危险气体的浓度数据，并将所述浓度数据发送到数据传输模块；/n所述数据传输模块用于将所述浓度数据传输至监控模块；/n所述监控模块用于根据所述浓度数据判断是否发生危险气体泄漏，若是，则将发生泄漏的气体的类型和泄漏的位置发送至报警模块；/n所述报警模块用于在预先设置的工厂三维模型中显示气体泄漏的位置以及发生泄漏的气体的类型，并向工作人员发出报警提示。/n

【技术特征摘要】
1.一种工厂危险气体智能监测系统，其特征在于，其包括监测模块、数据传输模块、监控模块和报警模块；
所述监测模块包括无线传感器节点，所述无线传感器节点用于监测工厂内的危险气体的浓度数据，并将所述浓度数据发送到数据传输模块；
所述数据传输模块用于将所述浓度数据传输至监控模块；
所述监控模块用于根据所述浓度数据判断是否发生危险气体泄漏，若是，则将发生泄漏的气体的类型和泄漏的位置发送至报警模块；
所述报警模块用于在预先设置的工厂三维模型中显示气体泄漏的位置以及发生泄漏的气体的类型，并向工作人员发出报警提示。


2.根据权利要求1所述的一种工厂危险气体智能监测系统，其特征在于，所述数据传输模块包括汇聚节点，所述汇聚节点用于将来自无线传感器节点的危险气体浓度数据通过有线传输或无线传输的方式传输至监控模块。


3.根据权利要求1所述的一种工厂危险气体智能监测系统，其特征在于，所述监控模块包括接收单元，判断单元和存储单元；
所述接收单元用于接收来自数据传输模块的危险气体的浓度数据；
所述判断单元用于根据所述浓度数据和设定的危险气体浓度阈值判断是否发生危险气体泄漏，得到判断结果；

【专利技术属性】
技术研发人员：王林旭，蒋中华，
申请(专利权)人：国佳云为常州信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32