[发明专利]一种基于物联网的虚拟多通道安全监测系统及其监测方法

权利要求书

1.一种基于物联网的虚拟多通道安全监测系统，其特征在于，包括换能元件、数据采集器、A/D转换器、路由器或具DHCP功能的三层交换机以及网络层模块；所述路由器一侧连接A/D转换器；所述A/D转换器一侧连接有数据采集器；所述数据采集器一侧连接有换能元件；所述网络层模块包括物联网技术架构的局域网系统，实验室的现场设施由所述局域网系统连接远程监测中心；所述远程监测中心包括路由器或三层交换机，虚拟多通道模块，物理通道以及服务器模块；所述服务器模块包括监测中心服务器；所述虚拟多通道模块包括虚拟多通道器；所述虚拟多通道器连接有多个物理通道；所述路由器或三层交换机连接虚拟多通道器；所述多个物理通道一侧连接有监测中心服务器；所述监测中心服务器与路由器或三层交换机采用人机交互方式进行数据传输，反馈与控制。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的虚拟多通道安全监测系统，其特征在于，所述物理通道为硬件组成的真实仪器，或为运行虚拟仪器软件的计算机；所述物理通道包含三种类型：一,真实仪器架构的某一类型传感器专用通道；二，真实仪器架构的兼容数种传感器的集成通道；三，虚拟仪器实现的各类传感器的通用通道。

3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的虚拟多通道安全监测系统，其特征在于，所述换能元件部署于实验室内，所述路由器或具DHCP功能的三层交换机给每个换能元件分配IP，换能元件信号携带其IP，经网路传输至监测中心服务器。

4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的虚拟多通道安全监测系统，其特征在于，所述换能元件为气体、温湿度或烟雾传感器。

5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的虚拟多通道安全监测系统，其特征在于，所述虚拟多通道模块还包括换能器信号传输控制装置和换能器信号存储器；所述换能器信号传输控制装置，按照各信号到达时间的先后，依次且逐批地将数据传输至物理通道，每批含α个数据，1≤α≤β，β为搭载所述虚拟仪器通用通道的计算机的处理器核心总数；换能器信号全部存入所述换能器信号存储器。

6.一种基于物联网的虚拟多通道安全监测方法，其特征在于，包含以下监测步骤：

步骤一：对于N个测量现场之中的任意一间实验室，各换能器可单独设置测量间隔，单次测量值为P次采样均值，路由器给各换能器分配IP地址；该实验室有多通道信号采集器，统一采集各换能器测量信号；信号采集器输出模拟信号给A/D转换器转为数字信号；最后由路由器，将携带换能器IP地址数字信号以及其他信号传输到网路层；

步骤二：网路层将携带换能器IP地址数字信号以及其他信号传输至远程监测中心，由交换机接收；

步骤三：远程监测中心，交换机将携带换能器IP地址数字信号以及其他信号分流，其他信号直接交给服务器等设备处理，携带换能器IP地址的数字信号全部分流至所述虚拟多通道模块，所述多通道模块先将数据存储在其内部存储器，再依次逐批交给物理通道处理，最后携带IP地址的测量结果交给服务器，服务器和网路层根据IP地址，将结果传回给对应实验室的对应换能器的显示设备；

步骤四：在一个时间段内，所有测量数据都会保存在远程的服务器上，供各实验室的有权限人员访问和调用。

7.根据权利要求1所述的一种基于物联网的虚拟多通道安全监测方法，其特征在于，所述步骤一中换能器采用无损采样及时均采样方法，以获得无损的、瞬时稳定的测量性能。

8.根据权利要求7所述的一种基于物联网的虚拟多通道安全监测方法，其特征在于，所述无损采样具体为基于奈奎斯特–香农采样定理的无损采样方法；所述时均采样具体为根据吉布斯系综理论，以连续多次采样的算术平均值来近似所测现场的系综平均值。