[发明专利]一种天然气移动监控系统

权利要求书

1.一种天然气移动监控系统，用户可以利用手机上的应用对室内、厨房等地的天然气应用场所进行实时的监控；由于二氧化碳的浓度会导致天然气爆炸上下限的变化；因此，手机会根据实地采集的二氧化碳数据动态的调整爆炸预警的阈值；而室内粉尘浓度过高会导致静电的产生，引发爆炸；所以对室内粉尘浓度也需要实时监控，当粉尘浓度过高时，手机会通过推送的方式告诉用户，用户可以通过手机控制室内的风机进行通风，或者打开门窗，将爆炸的危险程度降至最低；

其特征在于：天然气移动监控系统，包括有电源模块、可燃气体探头、二氧化碳传感器、温湿度传感器、粉尘浓度传感器、测控模块、智能网关、服务器和移动端；

其中，二氧化碳传感器、温湿度传感器、粉尘浓度传感器组成传感器组，该传感器组与可燃气体探头连接，测控模块与传感器组连接；测控模块与服务器连接，移动端通过智能网关与服务器交互；

所述电源模块用于提供电路中测控模块与可燃气体探头工作所需的直流电源；电源模块由开关电源转换芯片、线性调压器以及稳压滤波电路组成；

所述测控模块用于接收可燃气体探头处设置的传感器组数据，并将其上传至服务器数据库中；并从网关处通过RS-485接口接收其数字量输入，转换成开关量输出信号以控制继电器、开关；采用标准Modbus—RTU通讯协议，便于计算机编程；与此同时，该模块配有8路模拟量输入，能够通过有线与可燃气体探头连接。

2.根据权利要求1所述的一种天然气移动监控系统，其特征在于：所述智能网关用于接收和上传传感器组数据，并接收服务器传来的控制指令，下发至测控模块，进而控制测控模块内的继电器开关。

3.根据权利要求1所述的一种天然气移动监控系统，其特征在于：智能网关采用英特尔ATOM平台处理器，1G系统内存，与同类型ARM处理器平台网关相比具有很强的数据处理能力；采用fedora的Linux开源操作系统，并提供USB，Wi-Fi接入方式。

4.根据权利要求1所述的一种天然气移动监控系统，其特征在于：所述移动端用于数据显示、报警，通过发出控制指令与测控模块进行通讯。

5.根据权利要求1所述的一种天然气移动监控系统，其特征在于：所述服务器用于存储数据和提供接口，并根据算法确定不同传感器对应的各自权重，将数据进行加权平均后获得比单传感器精度更高的数据估算。

6.根据权利要求1所述的一种天然气移动监控系统，其特征在于：整个天然气移动监控系统大致可分为底层、中间件和上层应用三个大部分；底层包括硬件设备，测控模块和网关；中间件部分为服务器，上层应用为移动端；

底层部分的功能是能够实时针对用气环境内的相关参数进行监测并上传，监测过程具体如下：

在室内不同位置安装同类型的传感器4个于室内的不同位置，同类型的传感器连接zigbee子节点并将数据传至总节点，总节点通过usb与网关相连，将数据传入网关；电源模块给测控模块和可燃气体探头供电，可燃气体探头布置在天然气管道附近，通过有线与测控模块连接，测控模块将数据通过rs-485传递给网关；测控模块中15、16、17、18接口分别对应内置的两个继电器，接口分别连接风机和阀门；

服务器与网关之间的数据传输分为上行和下行两种，上行时，网关将采集的所有数据传输给服务器，服务器将数据转换为JSON格式，并存于数据库内；下行时，服务器接收手机发来的控制指令，并传输将其传递至底层网关处，进而控制风机阀门；在系统使用之前服务器为手机提供数据请求接口和历史数据请求接口；

手机通过http请求的方式获取数据库内的数据，在手机内，首先根据采集的二氧化碳浓度计算此时的天然气爆炸上下限如公式1、公式2，本方法将上下限关系带入直角坐标系中并求出函数关系式来达到自动修改报警阈值的功能；事先系统会对每个布置的探头进行标号，当系统中某个可燃气体探头探测到天然气浓度在提升并达到阈值下限时，手机会推送报警并显示探头对应的标号；此时用户需要做的就是点手机当中的开关来关闭阀门和打开风机进行通风并检查出现异常数据探头附近的管道或利用手机第一时间联系相关部门进行维修；

Y＝-0.54X+15(0≤X＜13.86)(1)

Y＝0.18X+5(0≤X＜13.86)(2)。