一種氣體監控、預警和分析系統的製作方法

2023-12-10 10:22:57

一種氣體監控、預警和分析系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種氣體監控、預警和分析系統，包括採集層、預警層和分析與應用層。採集層由採集器組成，採集器包括控制器、聲光報警器、存儲器、傳感器和通訊模塊。預警層由預警主機組成，預警主機包括核心主機、通訊模塊、聲光報警器、簡訊模塊、伺服器通訊模塊和存儲器，預警主機的通訊模塊與採集器的通訊模塊實現通訊。分析與應用層由中心伺服器組成，中心伺服器的通訊模塊與預警主機的伺服器通訊模塊實現通訊。
【專利說明】一種氣體監控、預警和分析系統【技術領域】[0001]本發明涉及有毒害氣體的監控、預警和數據信息處理系統。【背景技術】[0002]在煤礦、金屬礦等容易產生有毒害氣體的礦石在開採過程中都會用到一種預警系 統，用以實時跟蹤並預警有毒害氣體是否突出並帶來危險性，以避免事故發生時造成的重 大人員傷亡和財產損失。[0003]現有的預警系統通常由幾個部分組成:數據採集系統部分、數據傳輸部分和實時 數據的跟蹤分析中心，其中實時數據的跟蹤分析中心有兩個，為監控中心伺服器和遠程專 家分析中心伺服器。數據採集系統設置於礦井作業區內主要擔負實時數據採集，當發現數 據發生突然變化時，實現就地報警任務；採集後的實時數據通過金屬電纜和環網光纖傳輸 到設置於地面上的煤礦現場的監控中心伺服器，該伺服器上安裝著有毒害氣體突出實時跟 蹤分析專家診斷系統軟體模塊，該軟體模塊完成數據的處理、歸納、分析、判斷、預警、建立 專家資料庫、輸出各種報表、發出各種提示等功能；通過Intenet網絡將實時數據傳輸到遠 程專家分析中心伺服器，該伺服器可以在技術上發現現場實時跟蹤分析軟體的不足，及時 修改並對現場分析、處理提供技術支持。該預警系統雖然能有效地監控並預警，但仍然存在 一些技術問題，例如:[0004]1、數據採集系統的採集端所使用的傳感器在使用一定的時間後它的靈敏度會降 低或失效，表現形式為:誤報或不報；同時實時數據的跟蹤分析中心所保存的數據也相續 成為錯誤或者失效的無意義數據。[0005]2、監控中心伺服器通過有線傳輸得到數據採集系統的數據，若通訊線路出現問題 或者被損壞，該伺服器就無法得到數據而因此失效。[0006]3、所有報警信息都需要由監控中心伺服器來處理，可能會出現通知不及時或不通 知等況，這樣使得外部人員在不知情的情況下進入危險區域。
【發明內容】
[0007]本發明的目的在於提供一種更加安全穩定的多鐘有毒害氣體監控、預警和分析系 統。為實現本發明目的而採用的技術方案為一個三層系統，該三層系統分別為:[0008]採集層由採集器(11)組成，採集器(11)包括控制器、聲光報警器、存儲器、傳感器 和通訊模塊。[0009]預警層由預警主機(12)組成，預警主機(12)包括核心主機、通訊模塊、聲光報警 器、簡訊模塊、伺服器通訊模塊和存儲器，預警主機(12)的通訊模塊與採集器(11)的通訊 模塊實現通訊。[0010]分析與應用層由中心伺服器(14)組成，中心伺服器(14)的通訊模塊與預警主機(12)的伺服器通訊模塊實現通訊。[0011]為使相關人員能更加直接地了解相關數據，在預警主機上還設置有顯示器，將採集器反饋的數據顯示在顯示器上。
[0012]採集器是單體氣體採集器或多種氣體採集器。單氣體採集器是只能採集空氣中一種氣體的濃度值(例如氧氣，但不限於氧氣。可根據應用環境或者區域進行更換傳感器)。多氣體採集器則是同一時間可對空氣中的多種氣體的濃度含量進行識別(可同時採集2至5種)。
[0013]三層之間的分布和連接關係為:採集器設置於作業區，通過採集器和預警主機內的傳感器通訊模塊與預警主機通訊，根據應用環境判斷通訊方式。預警主機設置於容易監管、並且當警報發生時容易引起人們注意的位置，通過伺服器通訊模塊將數據上傳至中心伺服器。中心伺服器用於接收所有預警主機的數據、以及報警信息，所以對信息傳輸的流量要求較大，所以一般放於電信提供商的機房。中心伺服器與預警主機可形成一對多的結構，預警主機與採集器也可形成一對多的結構。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為採集器模塊圖。
[0015]圖2為預警主機模塊圖。
[0016]圖3為該多種有毒害氣體監控、預警和分析系統的連接示意圖。
[0017]圖4為該多種有毒害氣體監控、預警和分析系統的工作流程圖。
[0018]圖5為採集器工作流程圖。
[0019]如圖3中所示，11是第一層的採集器、12是第二層的預警主機、14是第三層的中心伺服器。
【具體實施方式】
[0020]本發明採用的技術方案為一個三層系統，該三層系統分別為:
[0021]採集層，該層主要由採集器組成。如圖1所示，採集器包括採集器(11)包括控制器、聲光報警器、存儲器、傳感器和通訊模塊。傳感器採集所處環境氣體數據，採集器核心控制器獲取傳感器反饋數據並比較是否超標，若超標則控制聲光報警器報警，若未超標則控制聲光報警器關閉；採集器對氣體濃度值的採集後把相應數據存儲在存儲器中，如果接收到預警主機的反饋指令，採集器就會立刻把存儲器中最新的數據反饋給預警主機。
[0022]預警層，該層主要由預警主機組成。如圖2所示，預警主機包括核心主機、通訊模塊、聲光報警器、簡訊模塊、伺服器通訊模塊和存儲器，預警主機(12)的通訊模塊與採集器
(11)的通訊模塊實現通訊。核心主機通過通訊模塊與採集器通訊，將收到的數據顯示在顯示器中。預警主機是可以設置所檢測氣體的安全值範圍(也可以稱之為指標)；當預警主機接收到的數據在指標外時，核心主機就會控制聲光警報器立刻開始警報並通過簡訊模塊發送簡訊通知相關人員；當反饋回來的數據在指標內時警報就會自動解除，或者點擊預警主機顯示器上的「關閉警報」;倘若關閉警報後採集器所反饋回來的數據依舊在指標外、並超過10分鐘(默認10分鐘、根據情況可自定義修改)警報器則會自動再啟動，停止步驟與上述一致。預警主機會把得到的數據暫時存到存儲器中，在達到指定時間間隔後會啟動上傳功能，通過伺服器通訊模塊把存儲器中的數據上傳至中心伺服器中進行保存。若出現異常則會跳過「時間間隔」這一步驟將數據上傳至中心伺服器。[0023]分析與應用層，該層是由中心伺服器組成，中心伺服器主要功能為:存儲預警主機 上傳的數據、分析與處理預警主機上傳的數據、向相關人員發送預警信息和向分析與應用 提供相應的數據。[0024]採集器是單體氣體採集器或多種氣體採集器。單氣體採集器是只能採集空氣中一 種氣體的濃度值(例如氧氣，但不限於氧氣。可根據應用環境或者區域進行更換傳感器)。多 氣體採集器則是同一時間可對空氣中的多種氣體的濃度含量進行識別(可同時採集2至5 種)。[0025]如圖3所示，採集器設置於作業區，通過通訊模塊實現與預警主機通訊。預警主機 設置於容易監管、並且當警報發生時容易引起人們注意的位置，通過伺服器通訊模塊將數 據上傳至中心伺服器。中心伺服器用於接收所有預警主機的數據、以及報警信息，所以對信 息傳輸的流量要求較大，所以一般放於電信提供商的機房。中心伺服器與預警主機可形成 一對多的結構，預警主機與採集器也可形成一對多的結構。[0026]傳感器採集所處環境氣體數據，採集器控制器獲取傳感器反饋數據並比較是否超 標，若超標則控制聲光報警器報警，若未超標則控制聲光報警器關閉。預警主機I秒/次(默 認I秒可根據應用環境或者要求進行調整)通過採集器和預警主機內的傳感器通訊模塊向 採集器發出數據指令，採集器收到指令後將存在採集器內的存儲器中的最新數據反饋給預 警主機，若預警主機未收到反饋數據，即表明這一過程出現故障，需要及時維修或更換。預 警主機收到反饋數據後，當該數據在安全值範圍內時，間隔I分鐘後(默認I分鐘、可根據應 用環境或者要求進行調整)將數據存儲到存儲器中並結束，在10分鐘後(默認10分鐘/次， 可根據應用環境或者要求進行調整)後將存儲數據發送至中心伺服器；該數據不在安全值 範圍內並達到報警條件時，由預警主機內的核心主機啟動警報線程，控制聲光報警器發出 警報提示，同時生成警告簡訊通過簡訊模塊發送給相關人員(可編輯接收人員)。發送成功 後存儲警報與警告簡訊記錄並立刻發送給中心伺服器，發送失敗後將警告簡訊交給中心服 務器，由中心伺服器發給相關人員(可編輯接收人員)，發送成功後存儲警報與警告簡訊記 錄。中心伺服器收到預警主機上傳的數據後，存儲預警主機上傳的數據、分析與處理預警主 機上傳的數據、向相關人員發送預警信息和向分析與應用提供相應的數據。
【權利要求】
1.一種氣體監控、預警和分析系統，其特徵在於:由採集層、預警層和分析與應用層組成； 採集層由採集器(11)組成，採集器(11)包括控制器、聲光報警器、存儲器、傳感器和通訊模塊； 預警層由預警主機(12)組成，預警主機(12)包括核心主機、通訊模塊、聲光報警器、簡訊模塊、伺服器通訊模塊和存儲器，預警主機(12)的通訊模塊與採集器(11)的通訊模塊實現通訊； 分析與應用層由中心伺服器(14)組成，中心伺服器(14)的通訊模塊與預警主機(12)的伺服器通訊模塊實現通訊。
2.如權利要求1所述一種氣體監控、預警和分析系統，其特徵在於:所述預警主機(12)還包括顯示器。
3.如權利要求1所述一種氣體監控、預警和分析系統，其特徵在於:所述採集器(11)為單體氣體採集器或多種氣體採集器。
4.如權利要求1所述一種氣體監控、預警和分析系統，其特徵在於:所述預警主機(12)與採集器(11)為一對多結構。
5.如權利要求1所述一種氣體監控、預警和分析系統，其特徵在於:所述中心伺服器(14)與預警主機(12)為一對多結構。
【文檔編號】G01N33/00GK203414453SQ201320448400
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年7月25日 優先權日:2013年7月25日
【發明者】王康 申請人:王康