[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

说明书

本发明公开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，其至少包括：多个不同监测地点的现场部署含A/D转换器及数据采集器设施；一个远程监测中心；连接现场和监测中心的网路层。上述本发明的一种虚拟多通道安全监测系统，在不同地点的多个传感换能元件共享远程物理通道，大幅度减少了高性能传感器的使用，技术经济显著优于现有同类系统，单一现场安监系统成本被极大降低。

技术领域

本发明涉及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，属于传感器技术、物联网技术和安全监测技术领域。

背景技术

伴随高速物联网发展与人工智能的兴起，一幅现代信息化社会的蓝图越发清晰：家庭、办公室、工厂、实验室等各场所的设备设施，都将是一个巨型网络的智能化终端。传感器作为信息产业的重要神经触角，是上述技术革命和信息社会的三大基础之一，我国在内的世界领先国家，目前都大力布局传感技术产业。从全球来看：一方面，尽管我国的感器研发制造水平已有长足进步，但与顶尖国家的差距仍然明显；另一方面，在传感器市场规模上，美日德三国占据全球70％的市场份额，而中国仅占～10％,即我国的传感器人均消费规模仅为上述三国的～1/25。

从我国内部看：2018年，传感器产业分布情况如下，华东传感器企业占全国的～60％，珠三角占～15.5％，京津地区占～16％，中西部广大地区仅占～8.5％。

上述传感器发展好坏与区域经济水平密切相关，清楚地揭示了一个事实：就我国而言，技术经济因素是高性能传感器发展和广泛应用的唯一主要的障碍。对于安全监测系统，如实验室安全监测必然希望采用高性能的传感器设备。而所述传感器的技术经济因素，除指其本身价格高昂外，也包括传感精度及精度长期可靠性这两方面，上述三点是严重的系统性问题。

以超声流量传感器为例，由于从壁面到充分湍流区中间的过渡区域，不存在线性流速分布区，因此现有超声流量传感器精度可靠性缺乏理论依据；而仪器寿命依赖的长期精度可靠性，一项耗时三年的跟踪实验表明，雨水明渠流量的超声传感器长期测量错误率达68％(指误差5％),可预期寿命仅三年。因此，发展一种高性能且低成本的传感器技术，是解决上述传感器技术经济缺陷的根本性解决方案。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供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，从而能够实现在不同地点的多个传感换能元件共享远程物理通道，减少大量传感器的使用，极大降低了生产成本。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于物联网的虚拟多通道安全监测系统，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。

进一步的，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。

进一步的，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。

进一步的，所述换能元件为气体、温湿度或烟雾传感器。