【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及儀表遠程監(jiān)控系統(tǒng)，尤其涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的用于化工可燃氣體檢測的遠程監(jiān)控系統(tǒng)及方法。
技術(shù)介紹
1、隨著全球工業(yè)化的深入推進，化工行業(yè)的規(guī)模和復(fù)雜性不斷增加。在化工生產(chǎn)過程中，各種可燃氣體的使用和產(chǎn)生已成為常態(tài)，如甲烷、氫氣、乙烯等。這些可燃氣體具有高度的易燃、易爆特性，一旦在生產(chǎn)或儲存過程中發(fā)生泄漏，可能導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸等重大安全事故，危及人員生命安全并造成巨大的財產(chǎn)損失。因此，對這些可燃氣體進行實時、有效的監(jiān)測和控制，已成為保障化工企業(yè)安全生產(chǎn)的關(guān)鍵。然而，傳統(tǒng)的氣體檢測方法主要依賴于固定式或手持式檢測儀器，需要人工定期巡檢，存在實時性差、監(jiān)測范圍有限、人為因素影響大等問題，難以及時、準(zhǔn)確地獲取現(xiàn)場氣體濃度的動態(tài)變化。
2、此外，化工廠的生產(chǎn)環(huán)境通常極為復(fù)雜，廠區(qū)面積大，設(shè)備密集，存在大量的金屬結(jié)構(gòu)、管道和障礙物，這些因素都會對無線信號的傳播造成干擾，導(dǎo)致信號衰減、覆蓋不足等問題。現(xiàn)有的通信技術(shù)如wi-fi、zigbee等，在這種環(huán)境下難以實現(xiàn)穩(wěn)定的長距離數(shù)據(jù)傳輸，無法滿足可燃氣體監(jiān)測對實時性、可靠性和覆蓋范圍的要求。同時，數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院屯暾砸彩潜仨毧紤]的重要因素，尤其是在涉及安全生產(chǎn)的領(lǐng)域。數(shù)據(jù)泄露或被篡改可能導(dǎo)致錯誤的決策，進一步增加安全風(fēng)險。因此，迫切需要一種適用于復(fù)雜工業(yè)環(huán)境、能夠可靠傳輸數(shù)據(jù)的通信技術(shù)，以及一種能夠?qū)扇細怏w濃度進行實時監(jiān)測和預(yù)警的遠程監(jiān)控系統(tǒng)，以提高化工企業(yè)的安全管理水平，防范安全事故的發(fā)生。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技
2、本專利技術(shù)提供如下技術(shù)方案：
3、一種基于物聯(lián)網(wǎng)的用于化工可燃氣體檢測的遠程監(jiān)控系統(tǒng)，包括檢測終端、服務(wù)器和客戶端；所述檢測終端由若干氣體檢測儀表組成，安裝在化工廠的不同位置，每個氣體檢測儀表專用于檢測甲烷、氫氣等可燃氣體，配備適用于危險環(huán)境的防爆外殼；所述檢測終端采用融合nb-iot和lorawan技術(shù)的混合通信模塊，以確保在復(fù)雜工業(yè)環(huán)境中的可靠數(shù)據(jù)傳輸；所述氣體檢測儀表內(nèi)置嵌入式微處理器，實施特定的數(shù)據(jù)濾波和異常檢測算法，提高氣體濃度測量的準(zhǔn)確性和可靠性，并將處理后的數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器。
4、進一步地，所述氣體檢測儀表的通信模塊采用自適應(yīng)通信策略，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)條件、信號強度和數(shù)據(jù)優(yōu)先級，在nb-iot和lorawan之間選擇最佳通信方式，優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屎涂煽啃浴?/p>
5、進一步地，所述嵌入式微處理器實施卡爾曼濾波算法，對原始氣體濃度數(shù)據(jù)進行處理，減少噪聲，提高測量精度。
6、進一步地，所述氣體檢測儀表包括本地數(shù)據(jù)存儲模塊，在網(wǎng)絡(luò)中斷時臨時存儲數(shù)據(jù)，并在網(wǎng)絡(luò)連接恢復(fù)后自動上傳存儲的數(shù)據(jù)。
7、進一步地，所述服務(wù)器包括基于機器學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)分析模塊，利用歷史氣體濃度數(shù)據(jù)建立預(yù)測模型，提前預(yù)警潛在的氣體泄漏。
8、進一步地，所述服務(wù)器使用安全通信協(xié)議，采用端到端加密技術(shù)，確保檢測終端和服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)傳輸安全。
9、進一步地，當(dāng)氣體濃度超過預(yù)設(shè)的安全閾值時，系統(tǒng)自動向客戶端發(fā)送報警通知，并觸發(fā)自動安全程序，啟動通風(fēng)系統(tǒng)或關(guān)閉設(shè)備。
10、進一步地，所述客戶端包括報警模塊，能夠接收報警通知，并通過移動應(yīng)用程序和網(wǎng)頁瀏覽器實時向用戶顯示報警信息，用戶可通過客戶端確認(rèn)并響應(yīng)報警。
11、進一步地，系統(tǒng)包括冗余機制，多個檢測終端監(jiān)測重疊區(qū)域，提高對氣體泄漏檢測的容錯能力和可靠性。
12、一種基于物聯(lián)網(wǎng)的用于化工可燃氣體檢測的遠程監(jiān)控方法，所述方法包括以下步驟：
13、s1：在化工廠的不同位置安裝若干氣體檢測儀表，每個儀表檢測甲烷、氫氣等可燃氣體，配備防爆外殼；配置通信模塊，采用融合nb-iot和lorawan技術(shù)；
14、s2：氣體檢測儀表采集氣體濃度數(shù)據(jù)，使用嵌入式微處理器實施數(shù)據(jù)濾波和異常檢測算法，并自適應(yīng)地選擇最佳通信技術(shù)，將數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器；
15、s3：服務(wù)器通過mosquitto消息代理服務(wù)器接收數(shù)據(jù)，處理并存儲到mysql數(shù)據(jù)庫中，使用機器學(xué)習(xí)算法進行實時數(shù)據(jù)分析，預(yù)測潛在的氣體泄漏；
16、s4：服務(wù)器通過nginx反向代理服務(wù)器將氣體濃度數(shù)據(jù)和分析結(jié)果傳輸至客戶端；客戶端通過移動應(yīng)用程序和網(wǎng)頁瀏覽器向用戶顯示數(shù)據(jù)，并提供實時報警和通知；
17、s5：當(dāng)氣體濃度超過預(yù)設(shè)的安全閾值時，系統(tǒng)自動向客戶端發(fā)送報警通知，并觸發(fā)自動安全程序；用戶可通過客戶端確認(rèn)并響應(yīng)報警。
18、本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于：
19、針對化工廠復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境，本專利技術(shù)采用融合nb-iot和lorawan的混合通信技術(shù)，配合自適應(yīng)通信策略，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)條件、信號強度和數(shù)據(jù)優(yōu)先級，動態(tài)選擇最佳通信方式，顯著提高了可燃氣體檢測的實時性和數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕磺度胧轿⑻幚砥鲗嵤┛柭鼮V波算法，對采集的氣體濃度數(shù)據(jù)進行處理，降低噪聲，提高測量精度；服務(wù)器端引入基于機器學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)分析模塊，利用歷史氣體濃度數(shù)據(jù)建立預(yù)測模型，實現(xiàn)對潛在氣體泄漏的提前預(yù)警，為安全管理提供了有力的數(shù)據(jù)支撐；系統(tǒng)采用端到端加密技術(shù)，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩裕⒕邆淙哂鄼C制，通過多個檢測終端監(jiān)測重疊區(qū)域，提升了氣體泄漏檢測的容錯能力和可靠性。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護點】
1.一種基于物聯(lián)網(wǎng)的用于化工可燃氣體檢測的遠程監(jiān)控系統(tǒng)，包括檢測終端、服務(wù)器和客戶端，其特征在于：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述氣體檢測儀表的通信模塊采用自適應(yīng)通信策略，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)條件、信號強度和數(shù)據(jù)優(yōu)先級，在NB-IoT和LoRaWAN之間選擇最佳通信方式，優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屎涂煽啃浴?/p>
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述嵌入式微處理器實施卡爾曼濾波算法，對原始氣體濃度數(shù)據(jù)進行處理，減少噪聲，提高測量精度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述氣體檢測儀表包括本地數(shù)據(jù)存儲模塊，在網(wǎng)絡(luò)中斷時臨時存儲數(shù)據(jù)，并在網(wǎng)絡(luò)連接恢復(fù)后自動上傳存儲的數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述服務(wù)器包括基于機器學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)分析模塊，利用歷史氣體濃度數(shù)據(jù)建立預(yù)測模型，提前預(yù)警潛在的氣體泄漏。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述服務(wù)器使用安全通信協(xié)議，采用端到端加密技術(shù)，確保檢測終端和服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)傳輸安全。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)氣體濃度超過預(yù)設(shè)
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述客戶端包括報警模塊，能夠接收報警通知，并通過移動應(yīng)用程序和網(wǎng)頁瀏覽器實時向用戶顯示報警消息，用戶可通過客戶端確認(rèn)并響應(yīng)報警。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，系統(tǒng)包括冗余機制，多個檢測終端監(jiān)測重疊區(qū)域，提高對氣體泄漏檢測的容錯能力和可靠性。
10.一種基于物聯(lián)網(wǎng)的用于化工可燃氣體檢測的遠程監(jiān)控方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1至9中任一項所述的系統(tǒng)，所述方法包括以下步驟：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于物聯(lián)網(wǎng)的用于化工可燃氣體檢測的遠程監(jiān)控系統(tǒng)，包括檢測終端、服務(wù)器和客戶端，其特征在于：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述氣體檢測儀表的通信模塊采用自適應(yīng)通信策略，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)條件、信號強度和數(shù)據(jù)優(yōu)先級，在nb-iot和lorawan之間選擇最佳通信方式，優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屎涂煽啃浴?/p>
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述嵌入式微處理器實施卡爾曼濾波算法，對原始氣體濃度數(shù)據(jù)進行處理，減少噪聲，提高測量精度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述氣體檢測儀表包括本地數(shù)據(jù)存儲模塊，在網(wǎng)絡(luò)中斷時臨時存儲數(shù)據(jù)，并在網(wǎng)絡(luò)連接恢復(fù)后自動上傳存儲的數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述服務(wù)器包括基于機器學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)分析模塊，利用歷史氣體濃度數(shù)據(jù)建立預(yù)測模型，提前預(yù)警潛在的氣體泄漏...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：饒賓期，劉回歸，閆義，張琰，盧錫龍，朱峰，
申請(專利權(quán))人：中國計量大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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