基于WSN的石化含硫装置员工跟踪监控系统制造方法及图纸

一种基于WSN的石化含硫装置员工跟踪监控系统，含硫装置监控区域被划分为多个监控小区(2)，每个监控小区(2)部署多个传感器节点(1)及安置一个这些传感器节点(1)的汇聚节点(6)，汇聚节点(6)通过网关节点(4)与厂内计算机网络(5)连接；并设置可对所处位置的H2S浓度进行采集而通过传感器节点(1)的无线通信模块进行定位和传送信息的便携式硫化氢检测仪。本实用新型专利技术可以集中监视现场的硫化氢浓度和工作人员的位置、安全情况，可有效地防止硫化氢中毒事故的发生。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及ー种用于石化生产的现场监测装置，具体说是ー种基于WSN的石化含硫装置员エ跟踪监控系统。
技术介绍
在石化エ业中，硫是石油中最主要、含量最大的非烃元素，硫化氢(H2S)存在于石油开采、炼制加工的各个环节，是石化企业最重要的化学毒物。H2S在石化行业发生中毒的可能性和普遍性远高于其它行业。随着石油企业加工进ロ高含硫原油的増加，H2S中毒的防治成为企业搞好职业安全卫生的重要课题。面对H2S危害，监测エ厂生产过程含硫物的状 况，是直接減少エ厂损失和确保安全生产的重要措施。常用的硫化氢检测方法有I、化学法即通过现场的采样，然后将采样到的样本在实验室中进行測定，也有现场进行測定的；这种方法的优点是測量精度高；但是这种方法測定程序繁琐、得到数据不及时，有时还会给测定人员带来危险等缺点。2、电子直接測定法采用半导体气体传感器，具有測定迅速、利于现场使用、具有报警等丰富功能等优点；但测定误差较大，价格昂贵。在电子测定法中，国内外传统网络监控采用固定式H2S检测系统。固定式H2S检测系统中H2S气体智能探測器拾取环境中H2S浓度信息，转换成电信号，并利用连接的现场总线将信息传递出去。系统通过实时在线测量，获得生产过程的H2S浓度曲线。但由于监测终端和主控终端采用有线通信，通信严重依赖基础设施。同时，在设计中受到布线限制，布线、改线工程量大，线路容易损坏，网中节点不可移动。特别是当要把相距较远的节点联接起来时，敷设专用通信线路的布线施工难度大、费用高、耗时长，对正在迅速扩大的连网需求形成严重的瓶颈阻塞。WSN是由大量具有无线通信能力、体积小、能源受限传感器节点组成的无线网络。将WSN应用于石化企业装置的监控，可通过大量分布于不同监控区域的不同类型传感器节点，解决在高危险环境下人工方式现场测量有害生化气体浓度的困难，同时克服有线通信中系统庞大、安装困难等难题，有利于提高有害气体监测的可信度和效率。在石油化工行业的生产流程中，许多装置都会产生ニ氧化硫，所以实时在线监测生产过程中含硫物的状况及对员エ进行跟踪监控，对搞好安全生产、确保工人生命安全具有重要的社会意义和现实意义。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种可在线监测生产过程中含硫物的状况及对员エ进行跟踪监控的基于WSN的石化含硫装置员エ跟踪监控系统。本技术提供的基于WSN的石化含硫装置员エ跟踪监控系统，含硫装置监控区域被划分为多个监控小区，每个监控小区部署多个传感器节点及安置ー个这些传感器节点的汇聚节点，汇聚节点通过网关节点与厂内计算机网络连接；并设置可对所处位置的H2S浓度进行采集而通过传感器节点的无线通信模块进行定位和传送信息的便携式硫化氢检测仪。每个监控小区的3 5个相邻或相近的传感器节点中有一用来汇集监测数据的盟主节点。便携式硫化氢检测仪由CC2431主控电路、电源电路、温湿度传感电路、硫化氢检测电路、液晶显示电路和报警电路组成。本技术具有如下优点该便携式硫化氢检测仪可以作为网络中的ー个节点，可以佩戴在现场工作人员的 身上作为移动目标，既可以完成常规硫化氢检测仪表的功能，完成硫化氢浓度、温湿度的采集、显示、报警；而且还具有无线通信功能，将采集到硫化氢浓度、温湿度、位置等信息通过无线传感器网络与厂内计算机网络连接，实现上位监控中心远程监控，集中监视现场的硫化氢浓度和工作人员的位置、安全情况，有效地防止了硫化氢中毒事故的发生。附图说明图I是本技术的结构示意图；图2是本技术的便携式硫化氢检测仪的电路原理图。具体实施方式參照图I和图2，本技术提供的基于WSN的石化含硫装置员エ跟踪监控系统，含硫装置监控区域被划分为多个监控小区2，每个监控小区2部署多个传感器节点I及安置一个这些传感器节点的汇聚节点6,汇聚节点6通过网关节点4与厂内计算机网络5连接；并设置可对所处位置的H2S浓度进行采集而通过传感器节点I的无线通信模块进行定位和传送信息的便携式硫化氢检测仪。上述中，每个监控小区的3 5个相邻或相近的传感器节点中有一用来汇集监测数据的盟主节点3。便携式硫化氢检测仪由CC2431主控电路、电源电路、温湿度传感电路、硫化氢检测电路、液晶显示电路和报警电路组成。上述中，便携式硫化氢检测仪的硫化氢浓度正常检测范围为O 50ppm ;报警设定值为lOppm，当检测到环境中的硫化氢浓度超限时，发出报警提示；液晶显示电路能够实时显示环境的硫化氢浓度和温湿度，当检测到环境中硫化氢浓度超限时可以给出提不。CC2431主控电路是整个便携式硫化氢检测仪的核心，主要是对传感器传输来的信号行进采集，并进行处理和编码，然后通过无线通信发送出去。整个ZigBee协议栈的功能也要由节点模块的软硬件来实现，例如数据的接收、发送，协议栈各层功能实现。此外，CC2431内部带有定位引擎，不需要附件其他的硬件就可以实现设计所需的点位功能。本技术由于采用了据集成度很高的CC2431芯片，其芯片内部已经集成了 A/D、处理器、RAM、ROM和ー个性能优越的射频2. 4GHz收发器，只需加上由电池供电的电源模块、复位、时钟模块、天线就可以形成节点模块；电路实现起来比较简单，可靠性強。硫化氢检测电路采用常规的检测电路，温湿度传感电路采用常规的电路。本技术中的便携式硫化氢检测仪作为网络中的一个盲节点，能够将检测到的硫化氢浓度发送出去，而且还能够利用自身的定位引擎判断自己的位置信息，并将自己的位置信息发送出去。因此，在监控室内，监护人员不仅可以清楚地知道现场工作人员所在位置，而且还可以知道该位置的硫化氢浓度。上位机监控软件设置硫化氢超限报警功能，给出超限提示，一旦发现现场硫化氢浓度超限时，监控人员可以责令现场操作人员撤离。即使是发生了事故，通过系统也能够清楚地知道，现场操作人员发生事故的大概位置，了解现场的环境信息，为救护赢取时间，提供必要的信息。当工作人员携带便携式硫化氢检测仪进入装置区域执行任务时，工作人员通过便携式硫化氢检测仪实时了解所处位置的H2S浓度及温湿度等情况，为工作人员是否深入装置执行任务提供依据，当所处位置的H2S浓度达到危险临界状态时便携式节点报警，提醒エ作人员立刻撤离现场。对已经进入装置检修和维护的人员，WSN节点接收移动目标的RF信号，通过接收到RF信号强度进行定位和跟踪，预测工作人员位置和行进方向，通过汇聚节点传送到网关节点，网关节点与厂内Intranet连接,实现上位监控中心远程监控。WSN节点之间使用2. 4GHZ频段无线传输信息，网关节点与上位监控中心主机通过标准RS-422串行 连接。PC上位监控主机通过收集网关节点的相关信息，实时监测员エ现场作业及安全生产情况，及时控制和消除事故隐患，实现对现场装置的有效控制与管理。一旦发生泄漏安全事故，监控管理人员能够立即从监控计算机上查询事故现场的人员位置分布情况、被困人员数量、遇险人员安全撤退路线及救援人员的安全行进路线等信息，解决很多仅靠工作人员经验无法解决的问题，保证抢险救灾和安全救护工作的高效运作，为石化安全生产管理提供可靠技术保障。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于WSN的石化含硫装置员エ跟踪监控系统，其特征在于，含硫装置监控区域被划分为多个监控小区(2)，每个监控小区(2)部署多个传感器节点(I)及安置ー个这些传感器节点(I)的汇聚节点(6)，汇聚节点(6)通过网关节点(4)与厂内计算机网络(5)连接；并设置可对所处位置的H2S浓度进行采集而通过传感器节点(I)的无线通信模块进行定位和传送信息的便携式硫化氢检...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘美，方湃盛，冼永文，吴明远，万亚养，
申请(专利权)人：广东石油化工学院，
类型：实用新型
国别省市：