[发明专利]基于物联网的城市工业气体安全智能监测系统及监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种城市工业气体安全智能监测系统及检测方法。

背景技术

物联网(The Internet of things)是新一代信息技术的重要组成部分，它是在原有的互联网基础上综合应用计算机网络技术、通信技术、传感技术构成的“万物互联”的庞大网络。

云计算(cloud computing)是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式，通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。它可以通过网络按需的扩展所需资源，系统减少软硬件成本。

无线传感器网络(Wireless Sensor Networks，简称WSN)，是计算、通信和传感器这三项技术相结合的产物，无线传感器网络通常运行在人无法接近的恶劣甚至危险的远程环境中。

现场总线(Field Bus)技术是一种集计算机技术、通信技术、集成电路技术及智能控制技术于一身的控制技术，根据国际电工委员会的IEC61158标准的定义，其为现场设备与控制设备之间实行双向、串行、多节点通信的通信网络。

专家系统(Expert System)是利用人类专家推理的计算机模型来处理现实世界中来处理需要专家做出解释的复杂问题，知识库和推理机是专家系统的核心。在线故障诊断(On-Line Fault Diagnosis)、气体蔓延趋势判断、最佳事故处理措施选取等都可利用知识库和相应的推理机制作出判断和裁决。

工业气体的检测对城市安全有十分重要的意义。现有的工业气体安全监控平台多是区域性的，独立性的，缺乏从整个城市的环境、气象、公共资源等角度综合分析和管理工业气体安全。

现有的物联网终端的数目在不断增多，这对物联网终端的工作可靠性提出了较高的要求，实际应用中物联网终端也常常出现故障，快速分析故障来源和类型，并提出检修方案有着重要的意义。

现有工业气体监控系统多设有远程监控中心，能够完成实时报警等功能，但是软硬件资源较少，功能单一，无法满足多角度分析、综合规划的需要。

现有工业可燃/有毒气体检测仪器有多种，按照实现功能的方式可分为：便携式或固定式气体检测仪、气体检测变送器、总线型气体检测报警系统、无线型气体检测系统。它们都有各自的应用范围。但在实际工业现场中，单一使用气体变送器/总线型气体检测报警器或者无线型气体检测系统不能兼顾设备成本、运营成本和复杂工业环境。

传统可燃/有毒气体探测器多采用催化燃烧型传感器获取气体浓度信息，该传感器的优点是成本低、输出线性度好，缺点是寿命短；为保证精度，每半年需要标定一次；使用前需要先预热几分钟然后才能正常工作，功耗大。这些特点使得催化燃烧型气体传感器在总线型气体探测系统中仍有存在的价值，而在无线型气体探测系统应用中存在着致命的缺点。

发明内容

本发明是为了解决现有采用区域性、独立性的气体监测系统由于其监测覆盖面小导致无法实现对城市工业气体安全进行整体监测、监测可靠性差的问题，从而提供一种基于物联网的城市工业气体安全智能监测系统及监测方法。

基于物联网的城市工业气体安全智能监测系统，它包括M个局域气体检测子网、远程监控平台和云计算平台，

每个局域气体检测子网中均包括一个无线通信基站和N个无线气体检测终端，N个无线气体检测终端用于检测该局域气体检测子网所在地区的气体浓度；N个无线气体检测终端均与该局域气体检测子网中的无线通信基站无线通信；

每个局域气体检测子网中的无线通信基站均通过以太网与远程监控平台实现数据交互；

远程监控平台和云计算平台通过以太网实现数据交互；

M为正整数；N为正整数。

它还包括GPS系统，所述GPS系统中有N个GPS终端，每个GPS终端与一个无线气体检测终端固定连接在一起，GPS系统的监控平台通过以太网与远程监控平台实现数据交互。

它还包括城市视频监控系统，城市视频监控系统的N个监控终端分别用于拍摄N个无线气体检测终端所在区域的视频信息，城市视频监控系统的监控平台通过以太网与远程监控平台实现数据交互。

它还包括事故模拟系统，所述事故模拟系统用于对城市工业气体事故进行模拟，所述事故模拟系统通过以太网与远程监控平台实现数据交互。

事故模拟系统是利用模式仿真技术、GIS技术和即时气象信息实现的。

无线气体检测终端为现场总线型气体浓度探测器或基于Zigbee技术的气体探测器。

基于上述系统的城市工业气体安全智能监测方法，它由以下步骤实现：