CN106940548B - 一种物联网智能化除尘设备管控系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种物联网智能化除尘设备管控系统，尤其涉及易燃易爆粉尘的除尘设备系统及生产过程中的安全防爆、火花探测、自动启闭、自动隔爆、泄爆等的智能化管控系统，该系统包括除尘设备系统、数据传感监测系统、智能自控系统、网关通信系统和后端数据处理平台，数据传感监测系统包括若干个传感监测模块和监测终端，智能自控系统包括控制终端和继电器，传感监测模块通过ZigBee网络连接监测终端，监测终端通过移动通信网络连接智能网关，控制终端通过继电器连接除尘设备的控制开关，并通过移动通信网络连接智能网关，智能网关通过以太网网络连接后端数据处理平台。该系统能够实现密闭环境下的除尘设备的物联网化智能自动管控。

Description

一种物联网智能化除尘设备管控系统

技术领域

本发明涉及一种除尘设备管控系统，具体地说是涉及一种基于物联网的智能化除尘设备管控系统。

背景技术

近几年，由于工厂生产环境内的除尘设备未能实现良好的除尘效果，以致爆发各种规模不一的火灾、爆炸等生产安全事故。事故发生的原因在于在设备及管道等密闭环境下，粉尘、有害或易燃易爆气体达到一定浓度易产生爆炸，并且在浓度较轻的情况下，易对该环境下工作的人员身体健康造成损害。另外，就当前情况而言，无法解决密闭环境下除尘设备开启的准确时间，如果长时间除尘设备处于长期开启状态，容易造成资源浪费，并在一定程度上也缩短了除尘设备的使用寿命。因此，对于设备、管道等密闭环境下的除尘设备进行低成本的、智能化的高效便捷的且信息化管控以实时改善密闭环境是非常必要的。

物联网是新一代信息技术，顾名思义，物联网就是物物相连的互连网，其包含两层意思：其一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；其二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信，也就是物物相息。因此，物联网的定义是：通过感知、识别的信息传感设备，按约定的协议，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。因此，采用物联网来实现密闭环境下除尘设备的智能化管控可以实现除尘设备的智能自动化、信息化的除尘操作，可有效保证生产环境内的安全生产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种物联网智能化除尘设备管控系统，通过该系统可对安全生产领域的密闭环境中的易燃易爆的粉尘和各种危化品进行自动监测和自动控制，并根据监测数据和综合情况对除尘设备实现智能自动化、信息化的各项除尘控制，使用操作方便，并可实现高效、低成本的设备在线维护，有效保障系统设备的正常、健康、安全运行。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为，一种物联网智能化除尘设备管控系统，包括除尘设备系统、数据传感监测系统、智能自控系统、网关通信系统和后端数据处理平台，所述除尘设备系统包括若干个除尘节点，在除尘节点上设置除尘设备，所述数据传感监测系统包括若干个传感监测点和监测终端，所有传感监测点上设有传感监测模块，所述传感监测模块包括粉尘浓度监测模块、VOC监测模块、静电传感模块、PM2.5监测模块、火警传感监测模块、温湿度监测模块、前后压差监测模块、水流量水速传感模块、液位监测控制模块、水压力监测模块、空气压力与风速传感模块、氢气浓度监测控制模块、隔爆监测模块、防雷监测模块和噪声监测模块，所有传感监测模块上均设有供电电源、微控制器和ZigBee无线模块，所述供电电源为传感监测模块提供电源，所述ZigBee无线模块与微控制器相连。所述粉尘浓度监测模块采用粉尘传感器，所述VOC监测模块采用VOC传感器，所述静电传感模块采用静电传感器，所述PM2.5监测模块采用PM2.5传感器，所述火警传感监测模块采用红外温度传感器，所述温湿度监测模块采用温湿度传感器，所述水流量水速传感模块采用水流传感器，所述空气压力与风速传感模块采用风速传感器和压力传感器，所述氢气浓度监测控制模块采用氢气传感器，所述液位监测控制模块采用液位计；所述粉尘传感器、VOC传感器、静电传感器、PM2.5传感器、红外温度传感器、温湿度传感器、水流传感器、风速传感器、压力传感器、氢气传感器和液位计与相应传感监测模块的微控制器均采用信号线缆相连；所述网关通信系统包括智能网关、ZigBee网络、移动通信网络和以太网网络，所述智能自控系统包括控制终端和继电器，所述传感监测模块通过ZigBee网络连接监测终端，所述监测终端通过移动通信网络连接智能网关，所述控制终端一方面通过继电器连接除尘设备的控制开关，另一方面通过移动通信网络连接智能网关，所述智能网关通过以太网网络连接后端数据处理平台。

作为本发明的一种改进，所述监测终端包括电源模块、监测主控板、ZigBee收发模块和移动通信模块，所述电源模块为监测终端提供电源，所述ZigBee收发模块和移动通信模块均与监测主控板相连，所述传感监测模块的ZigBee无线模块与ZigBee收发模块进行无线通信连接；所述控制终端包括电源模块、控制主控板、继电器控制模块、移动通信模块和触摸显示屏，所述电源模块为控制终端提供电源，所述继电器控制模块的输入端与控制主控板相连，所述移动通信模块通过URAT接口连接控制主控板，所述继电器控制模块的输出端连接继电器，所述触摸显示屏作为控制终端的人机交互接口，与控制主控板相连；所述监测主控板和控制主控板均通过移动通信模块与智能网关进行无线数据交互。

作为本发明的一种改进，所述后端数据处理平台包括基于WEB的远程管控平台、智能移动终端和终端服务器，所述远程管控平台采用PC计算机或计算机工作站，所述智能移动终端采用手机和/或掌上电脑，所述终端服务器包括HBase分布式数据库服务器和WEB服务器；所述远程管控平台和智能移动终端上设有包括政府监管部门权限、使用单位权限和生产单位权限的前台页面。

作为本发明的一种改进，所述移动通信网络采用GPRS网络、GSM网络、3G网络或4G网络中的任意一种，相对应的，所述移动通信模块采用GPRS模块、GSM模块、3G通信模块或4G通信模块中的任一种；所述智能网关包括DSP主控板、以太网接口模块、移动通信网络模块，所述以太网接口模块和移动通信网络模块均与DSP主控板相连，所述监测主控板和控制主控板均通过移动通信模块与智能网关的移动通信模块进行无线数据传输，所述DSP主控板通过以太网接口模块与终端服务器进行数据交互。

作为本发明的一种改进，所述除尘设备包括风机除尘设备、水喷淋除尘设备和除静电设备中的任意一种或以上的组合，所述风机除尘设备、水喷淋除尘设备和除静电设备的控制开关均与继电器相连；所述风机除尘设备、水喷淋除尘设备和除静电设备的设备本身及其管道上均设有传感监测点，并且设置在管道上传感监测点的传感监测模块采用插件式的方式安装。

作为本发明的一种改进，所述除尘节点上设置的除尘设备以及传感监测点上设置的传感监测模块均具有唯一的编号，从而可对每个除尘节点和传感监测点上的所有除尘设备以及传感监测模块进行精确的定位控制，所述监测主控板能够对各传感监测模块和监测终端的心跳进行实时监测，所述控制主控板能够对除尘设备和控制终端的心跳进行实时监测，并将监测所得的心跳数据发送给后端数据处理平台。

通过上述除尘设备管控系统对除尘设备进行智能化除尘管控的方法，在除尘节点上按照除尘需求安装对应的除尘设备，同时在传感监测点上按照监测需求安装相应的传感监测模块，并将所有传感监测模块接入监测终端，将所有除尘设备的控制开关通过继电器接入控制终端，然后将监测终端和控制终端通过智能网关接入后端数据处理平台；

通过后端数据处理平台分别向监测终端和控制终端发送预设的系统运行参数，监测主控板和控制主控板分别加载系统运行参数及终端服务器IP地址后，监测主控板开启所有传感监测模块进行传感数据监测，并将监测所得传感数据通过ZigBee网络传输给监测主控板，传感数据经监测主控板处理后通过智能网关传输给控制主控板，在控制主控板接收到监测主控板发送来的超标的传感数据后，控制主控板根据预设的控制指令向继电器控制模块发送控制信号，继电器控制模块根据控制信号产生高低电位信号控制继电器的开关，继而对除尘设备进行开关控制启动相对应的除尘功能；

另外，所述监测主控板通过智能网关向后端数据处理平台传送传感数据和各传感监测模块及监测终端的心跳信息，所述控制主控板通过智能网关向后端数据处理平台传送控制状态数据和除尘设备及控制终端的心跳信息，后端数据处理平台在接收到监测主控板和控制主控板发送来的数据后进行归类存储，以供不同权限的前台页面调用；

当所述传感监测模块在设定时间内未检测到任何传感数据时，则监测主控板和控制主控板将关闭电源模块，并工作于低功耗休眠状态，当休眠时间达到预设的时间后，监测主控板和控制主控板重新进入工作状态，无论监测主控板和控制主控板是处于低功耗休眠状态还是处于工作状态，监测主控板和控制主控板始终开启心跳信息的监测功能；

所述后端数据处理平台在接收到控制主控板发送来的异常控制状态数据时，后端数据处理平台将发出控制异常告警信息至使用单位权限的前台页面，并提示人工干预进行手动操作除尘设备，操作人员通过触摸显示屏操作进入手动操作模式后，控制主控板将自动切断智能控制模式而进入手动模式。

作为本发明的一种改进，所述具有政府监管部门权限的前台页面调用传感数据，实现对高风险企业的有效监管，防治爆炸事故发生，所述具有使用单位权限的前台页面调用传感数据和控制状态数据，实现现场管控除尘设备的运行情况，所述具有生产单位权限的前台页面调用心跳信息，实现对系统设备的高效、低成本在线维护，有效保障设备的正常、健康、安全运行。

相对于现有技术，本发明的优点如下，1)该管控系统的整体结构设计巧妙合理，易于搭建实现及使用，制造成本较低，且自动化、智能化程度高，同时也便于对现有密闭环境中的除尘设备进行“物联网”化改造；2)通过该系统的数据传感监测系统实时定点监测传感监测点位的传感数据，并在传感数据超标后实时通过智能自控系统智能化启动对应除尘节点的除尘设备进行除尘操作，以保证密闭环境内的安全生产；3)在该系统的网关通信系统同时使用ZigBee网络、移动通信网络和以太网网络来分别实现数据传感监测系统各传感监测模块与监测终端间的数据通信、数据传感监测系统与智能自控系统间的数据通信、数据传感监测系统与后端数据处理平台间的数据通信以及智能自控系统与后端数据处理平台间的数据通信，充分利用了无线通信与有线通信各自的优势，在有效确保了整个系统数据交互的稳定性、可靠性及时效性的同时，也大大降低了系统的建设成本；4)在该系统中，同时对数据传感监测系统的传感数据、智能自控系统的控制状态数据以及所有系统设备的心跳信息进行实时监测，并通过将后端数据处理平台的前台页面设置为包含政府监管部门权限、使用单位权限和生产单位权限这三种权限分配，并让具有政府监管部门权限的前台页面调用传感数据，实现对高风险企业的有效监管，防治爆炸事故发生，所述具有使用单位权限的前台页面调用传感数据和控制状态数据，实现现场管控除尘设备的运行情况，所述具有生产单位权限的前台页面调用心跳信息，实现对系统设备的高效、低成本在线维护，有效保障系统设备的正常、健康、安全运行。

附图说明

图1为本发明系统的结构示意图。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解和认识，下面结合附图对本发明作进一步描述和介绍。

实施例1：如图1所示，一种物联网智能化除尘设备管控系统，尤其是涉及易燃易爆粉尘的除尘设备系统及生产过程中的安全防爆、火花探测、自动灭火、自动报警、自动启闭、自动注入惰性气体、自动隔爆及泄爆等的智能化管控系统，主要包括除尘设备的启动、关闭时间顺序控制装置以及现场环境实时在线监测传感装置，其中，具体包括除尘设备系统、数据传感监测系统、智能自控系统、网关通信系统和后端数据处理平台，所述除尘设备系统包括若干个除尘节点，在除尘节点上设置除尘设备，所述数据传感监测系统包括若干个传感监测点和监测终端，所有传感监测点上设有传感监测模块，所述网关通信系统包括智能网关、ZigBee网络、移动通信网络和以太网网络，所述智能自控系统包括控制终端和继电器，所述传感监测模块通过ZigBee网络连接监测终端，所述监测终端通过移动通信网络连接智能网关，所述控制终端一方面通过继电器连接除尘设备的控制开关，另一方面通过移动通信网络连接智能网关，所述智能网关通过以太网网络连接后端数据处理平台。其中，所述传感监测模块包括粉尘浓度监测模块、VOC监测模块、静电传感模块、PM2.5监测模块、火警传感监测模块、温湿度监测模块、前后压差监测模块、水流量水速传感模块、液位监测控制模块、水压力监测模块、空气压力与风速传感模块、氢气浓度监测控制模块、隔爆监测模块、防雷监测模块和噪声监测模块，所有传感监测模块上均设有供电电源、微控制器和ZigBee无线模块，所述供电电源为传感监测模块提供电源，为了便于安装及简化布线，采用可充电电池作为供电电源为各个传感监测模块提供电源。所述ZigBee无线模块与微控制器相连，所述粉尘浓度监测模块采用粉尘传感器，所述VOC监测模块采用VOC传感器，所述静电传感模块采用静电传感器，所述PM2.5监测模块采用PM2.5传感器，所述火警传感监测模块采用红外温度传感器，所述温湿度监测模块采用温湿度传感器，所述水流量水速传感模块采用水流传感器，所述空气压力与风速传感模块采用风速传感器和压力传感器，所述氢气浓度监测控制模块采用氢气传感器，所述液位监测控制模块采用液位计。所述粉尘传感器、VOC传感器、静电传感器、PM2.5传感器、红外温度传感器、温湿度传感器、水流传感器、风速传感器、压力传感器、氢气传感器和液位计与相应传感监测模块的微控制器均采用信号线缆相连。微控制器接收传感器采集的传感数据，并进行A/D转换及滤波后通过ZigBee无线模块传送出去。此外，微控制器还实时监测各传感器的心跳信息(工作状态信息)，并且也通过ZigBee无线模块随经处理后的传感数据一起传送出去。所有传感监测模块是协同工作的关系，并始终处于联动监测的工作状态，针对铝镁粉尘混合的生产环境，特别是在受热的情况下，当铝镁粉尘的浓度达到一定值时就会发生爆炸，因此在监测过程中，既要采用粉尘浓度监测模块监测铝镁粉尘的浓度，又要采用静电传感模块、火警传感监测模块监测静电火花和明火同时采用温湿度监测模块监测室内温度，以防止发生爆炸。另外，在当监测到的粉尘浓度数据或粉尘浓度、明火情况及温度等组合数据超标时，相应除尘节点上的除尘设备通过控制终端进行联动启动进行收尘，并在收尘的风道内，通过空气压力与风速传感模块进行管道内空气压力的监测，防止空气压力过大，且粉尘浓度大而导致管道内粉尘爆炸。此外，所有传感监测模块监测数据的警戒值可根据不同的使用环境通过后端数据处理平台进行预设，从而能在一定程度上提高系统的通用性。整个管控系统的结构设计巧妙合理，易于构建及使用，同时也便于对现有密闭环境中的除尘设备进行“物联网”化改造，整个系统的自动化、智能化程度高，可完全实现无人监管状态下的高效、稳定、低成本的室内密闭环境的除尘操作，有效保障安全生产。

实施例2：如图1所示，作为本发明的一种改进，所述监测终端包括电源模块、监测主控板、ZigBee收发模块和移动通信模块，所述电源模块为监测终端提供电源，所述ZigBee收发模块通过SPI接口与监测主控板相连，所述移动通信模块通过URAT接口与监测主控板相连，所述传感监测模块的ZigBee无线模块与ZigBee收发模块通过ZigBee网络进行无线通信连接。所述监测主控板通过ZigBee收发模块接收来自传感监测模块的传感数据及传感器的心跳信息，并对传感数据进行分析与判断，对传感器的心跳信息进行打包处理，最后通过移动通信模块传送出去。所述控制终端包括电源模块、控制主控板、继电器控制模块、移动通信模块和触摸显示屏，所述电源模块为控制终端提供电源，所述继电器控制模块的输入端与控制主控板相连，所述移动通信模块通过URAT接口连接控制主控板，所述继电器控制模块的输出端连接继电器，所述触摸显示屏作为控制终端的人机交互接口，与控制主控板相连。所述监测主控板和控制主控板均通过移动通信模块与智能网关进行无线数据交互。控制主控板通过移动通信模块接收来自智能网关传送来的监测主控板发送来的超标的传感数据，控制主控板对传送来的超标的传感数据进行分析，并根据预设的控制指令向继电器控制模块发送控制信号，继电器控制模块根据控制信号产生高低电位信号控制继电器的开关，继而对除尘设备进行开关控制启动相对应的除尘功能。另外，控制主控板也通过移动通信模块向智能网关发送控制状态数据和除尘设备及控制终端的心跳信息，从而向后端数据处理平台反馈控制主控板的当前控制状态以及控制主控板所监测到的除尘设备及控制终端的心跳信息(运行状态信息)。其余结构和优点与实施例1完全相同。

实施例3：如图1所示，作为本发明的一种改进，所述后端数据处理平台包括基于WEB的远程管控平台、智能移动终端和终端服务器，所述远程管控平台采用PC计算机或计算机工作站，所述智能移动终端采用手机和/或掌上电脑，所述终端服务器包括HBase分布式数据库服务器和WEB服务器，所述HBase分布式数据库服务器连接WEB服务器，所述远程管控平台和和智能移动终端均连接WEB服务器，所述HBase分布式数据库服务器通过防火墙连接智能网关。所述远程管控平台和智能移动终端上设有包括政府监管部门权限、使用单位权限和生产单位权限的前台页面，这样政府监管部门的人员通过具有政府监管部门权限的前台页面进行行政管理，从而可对其监管区域内的所有企业进行有效监管，以防治爆炸事故的发生。使用该系统的企业的设备管理人员及安全生产管理人员通过具有使用单位权限的前台页面实时监控系统设备的运行情况，并在发出控制异常告警信息时采用人工干预的方式进行现场管控设备的运行状况。系统设备的生产企业的设备运维保障部门通过具有生产单位权限的前台页面对系统设备的心跳信息(运行状态信息)进行监控，并当系统设备出现故障时，发出报警信息提示进行设备维护，从而保障整个系统设备的正常、健康运行，并能够实现高效、低成本的系统设备在线维护和售后保障。其余结构和优点与实施例2完全相同。

实施例4：如图1所示，作为本发明的一种改进，所述移动通信网络采用GPRS网络、GSM网络、3G网络或4G网络中的任意一种，相对应的，所述移动通信模块采用GPRS模块、GSM模块、3G通信模块或4G通信模块中的任一种；所述智能网关包括DSP主控板、以太网接口模块、移动通信网络模块，所述以太网接口模块和移动通信网络模块均与DSP主控板相连，所述监测主控板和控制主控板均通过移动通信模块与智能网关的移动通信模块进行无线数据传输，所述DSP主控板通过以太网接口模块与终端服务器进行数据交互。其余结构和优点与实施例3完全相同。

实施例5：如图1所示，作为本发明的一种改进，所述除尘设备包括风机除尘设备、水喷淋除尘设备和除静电设备中的任意一种或以上的组合，所述风机除尘设备、水喷淋除尘设备和除静电设备的控制开关均与继电器相连；所述风机除尘设备、水喷淋除尘设备和除静电设备的设备本身及其管道上均设有传感监测点，为了确保整个管控系统的工作可靠性，所有传感监测模块的自身需要具备防爆的功能，并且考虑到通用性，让整个除尘设备管控系统适用于抛光作业时产生的铝镁粉尘、食品及饲料加工生产时产生的颗粒粉尘，设置在管道上传感监测点的传感监测模块采用插件式的方式安装，这样不仅便于安装，也便于更换不同监测范围的传感器。另外，在风机除尘设备上还设有防雷装置，从而使得风机除尘设备自身具备防雷的功能。在实际应用中，与上述除尘设备相配套使用的辅助执行装置有自动泄爆装置、自动联锁关停装置、自动声光报警装置、自动抑爆装置、自动火花探测装置、自动灭火装置、自动隔爆装置、自动注入惰性气体的装置等，这些辅助执行装置也通过继电器连接控制终端，并接受控制终端的智能化管控。通过上述辅助执行装置与除尘设备的配套使用，可迅速、高效地实现密闭环境下的除尘、隔离防爆等安全隐患消除，有效改善了密闭环境的环境质量，保证了密闭环境下的生产工作的安全顺利开展，同时也大大降低了密闭生产环境对工作人员的身体健康所带来的损害。在使用时，也通过控制主控板对辅助执行装置的心跳信息进行实时监测，并反馈至后端数据处理平台。其余结构和优点与实施例4完全相同。

实施例6：如图1所示，作为本发明的一种改进，所述除尘节点上设置的除尘设备以及传感监测点上设置的传感监测模块均具有唯一的编号，从而可对每个除尘节点和传感监测点上的所有除尘设备以及传感监测模块进行精确的定位控制，所述监测主控板能够对各传感监测模块和监测终端的心跳进行实时监测，所述控制主控板能够对除尘设备和控制终端的心跳进行实时监测，并将监测所得的心跳数据发送给后端数据处理平台。其余结构和优点与实施例5完全相同。

通过上述除尘设备管控系统对除尘设备进行智能化除尘管控的方法，在除尘节点上按照除尘需求安装对应的除尘设备，同时在传感监测点上按照监测需求安装相应的传感监测模块，并将所有传感监测模块接入监测终端，将所有除尘设备的控制开关通过继电器接入控制终端，然后将监测终端和控制终端通过智能网关接入后端数据处理平台。

通过后端数据处理平台分别向监测终端和控制终端发送预设的系统运行参数，监测主控板和控制主控板分别加载系统运行参数及终端服务器IP地址后，监测主控板开启所有传感监测模块进行传感数据监测，并将监测所得传感数据通过ZigBee网络传输给监测主控板，传感数据经监测主控板处理后通过智能网关传输给控制主控板，在控制主控板接收到监测主控板发送来的超标的传感数据后，控制主控板根据预设的控制指令向继电器控制模块发送控制信号，继电器控制模块根据控制信号产生高低电位信号控制继电器的开关，继而对除尘设备进行开关控制启动相对应的除尘功能。

另外，所述监测主控板通过智能网关向后端数据处理平台传送传感数据和各传感监测模块及监测终端的心跳信息，所述控制主控板通过智能网关向后端数据处理平台传送控制状态数据和除尘设备及控制终端的心跳信息，后端数据处理平台在接收到监测主控板和控制主控板发送来的数据后进行归类存储，以供不同权限的前台页面调用。通过监测各传感监测模块及监测终端、除尘设备及控制终端的心跳信息，是为了确认管控系统的所有设备是否处于一种待机状态，且设备是否能够正常运行，该心跳信息实际就是专有的通信协议中的报文，如果未监测到心跳信息则就证明设备需要重新启动或设备存在故障。

具体的，所述具有政府监管部门权限的前台页面调用传感数据，实现对高风险企业的有效监管，防治爆炸事故发生，所述具有使用单位权限的前台页面调用传感数据和控制状态数据，实现现场管控除尘设备的运行情况，所述具有生产单位权限的前台页面调用心跳信息，实现对系统设备的高效、低成本在线维护，有效保障设备的正常、健康、安全运行。

当所述传感监测模块在设定时间内未检测到任何传感数据时，则监测主控板和控制主控板将关闭电源模块，并工作于低功耗休眠状态，当休眠时间达到预设的时间后，监测主控板和控制主控板重新进入工作状态，无论监测主控板和控制主控板是处于低功耗休眠状态还是处于工作状态，监测主控板和控制主控板始终开启心跳信息的监测功能。

所述后端数据处理平台在接收到控制主控板发送来的异常控制状态数据时，后端数据处理平台将发出控制异常告警信息至使用单位权限的前台页面，并提示人工干预进行手动操作除尘设备，操作人员通过触摸显示屏操作进入手动操作模式后，控制主控板将自动切断智能控制模式而进入手动模式。

本发明所提出的物联网智能化除尘设备管控系统适用于国家安全监管局印发的关于工贸行业重点可燃性粉尘目录中的金属制品加工、农副产品加工、木制、纸制品加工、纺织品加工、橡胶和塑料制品加工、冶金、有色、建材行业煤粉制备及其他所有粉尘生产环境的自动化、智能化除尘控制，具备良好的通用性、适用性、实用性和安全可靠性。

本发明还可以将实施例2、3、4、5、6所述技术特征中的至少一个与实施例1组合形成新的实施方式。

需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。在权利要求中，单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种物联网智能化除尘设备管控系统，其特征在于：包括除尘设备系统、数据传感监测系统、智能自控系统、网关通信系统和后端数据处理平台，所述除尘设备系统包括若干个除尘节点，在除尘节点上设置除尘设备，所述数据传感监测系统包括若干个传感监测点和监测终端，所有传感监测点上设有传感监测模块，所述传感监测模块包括粉尘浓度监测模块、VOC监测模块、静电传感模块、PM2.5监测模块、火警传感监测模块、温湿度监测模块、前后压差监测模块、水流量水速传感模块、液位监测控制模块、水压力监测模块、空气压力与风速传感模块、氢气浓度监测控制模块、隔爆监测模块、防雷监测模块和噪声监测模块，所有传感监测模块上均设有供电电源、微控制器和ZigBee无线模块，所述供电电源为传感监测模块提供电源，所述ZigBee无线模块与微控制器相连；所述粉尘浓度监测模块采用粉尘传感器，所述VOC监测模块采用VOC传感器，所述静电传感模块采用静电传感器，所述火警传感监测模块采用红外温度传感器，所述温湿度监测模块采用温湿度传感器，所述水流量水速传感模块采用水流传感器，所述空气压力与风速传感模块采用风速传感器和压力传感器，所述氢气浓度监测控制模块采用氢气传感器，所述液位监测控制模块采用液位计；所述粉尘传感器、VOC传感器、静电传感器、红外温度传感器、温湿度传感器、水流传感器、风速传感器、压力传感器、氢气传感器和液位计与相应传感监测模块的微控制器均采用信号线缆相连；所述网关通信系统包括智能网关、ZigBee网络、移动通信网络和以太网网络，所述智能自控系统包括控制终端和继电器，所述传感监测模块通过ZigBee网络连接监测终端，所述监测终端通过移动通信网络连接智能网关，所述控制终端一方面通过继电器连接除尘设备的控制开关，另一方面通过移动通信网络连接智能网关，所述智能网关通过以太网网络连接后端数据处理平台。

2.如权利要求1所述的一种物联网智能化除尘设备管控系统，其特征在于，所述监测终端包括电源模块、监测主控板、ZigBee收发模块和移动通信模块，所述电源模块为监测终端提供电源，所述ZigBee收发模块和移动通信模块均与监测主控板相连，所述传感监测模块的ZigBee无线模块与ZigBee收发模块进行无线通信连接；所述控制终端包括电源模块、控制主控板、继电器控制模块、移动通信模块和触摸显示屏，所述电源模块为控制终端提供电源，所述继电器控制模块的输入端与控制主控板相连，所述移动通信模块通过URAT接口连接控制主控板，所述继电器控制模块的输出端连接继电器，所述触摸显示屏作为控制终端的人机交互接口，与控制主控板相连；所述监测主控板和控制主控板均通过移动通信模块与智能网关进行无线数据交互。

3.如权利要求2所述的一种物联网智能化除尘设备管控系统，其特征在于，所述后端数据处理平台包括基于WEB的远程管控平台、智能移动终端和终端服务器，所述远程管控平台采用PC计算机或计算机工作站，所述智能移动终端采用手机和/或掌上电脑，所述终端服务器包括HBase分布式数据库服务器和WEB服务器；所述远程管控平台和智能移动终端上设有包括政府监管部门权限、使用单位权限和生产单位权限的前台页面。

4.如权利要求3所述的一种物联网智能化除尘设备管控系统，其特征在于，所述移动通信网络采用GPRS网络、GSM网络、3G网络或4G网络中的任意一种，相对应的，所述移动通信模块采用GPRS模块、GSM模块、3G通信模块或4G通信模块中的任一种；所述智能网关包括DSP主控板、以太网接口模块、移动通信网络模块，所述以太网接口模块和移动通信网络模块均与DSP主控板相连，所述监测主控板和控制主控板均通过移动通信模块与智能网关的移动通信模块进行无线数据传输，所述DSP主控板通过以太网接口模块与终端服务器进行数据交互。

5.如权利要求4所述的一种物联网智能化除尘设备管控系统，其特征在于，所述除尘设备包括风机除尘设备、水喷淋除尘设备和除静电设备中的任意一种或以上的组合，所述风机除尘设备、水喷淋除尘设备和除静电设备的控制开关均与继电器相连；所述风机除尘设备、水喷淋除尘设备和除静电设备的设备本身及其管道上均设有传感监测点，并且设置在管道上传感监测点的传感监测模块采用插件式的方式安装。

6.如权利要求5所述的一种物联网智能化除尘设备管控系统，其特征在于，所述除尘节点上设置的除尘设备以及传感监测点上设置的传感监测模块均具有唯一的编号，从而可对每个除尘节点和传感监测点上的所有除尘设备以及传感监测模块进行精确的定位控制，所述监测主控板能够对各传感监测模块和监测终端的心跳进行实时监测，所述控制主控板能够对除尘设备和控制终端的心跳进行实时监测，并将监测所得的心跳数据发送给后端数据处理平台。

7.如权利要求6所述的一种物联网智能化除尘设备管控系统，其特征在于，通过所述除尘设备管控系统对除尘设备进行智能化除尘管控的方法，在除尘节点上按照除尘需求安装对应的除尘设备，同时在传感监测点上按照监测需求安装相应的传感监测模块，并将所有传感监测模块接入监测终端，将所有除尘设备的控制开关通过继电器接入控制终端，然后将监测终端和控制终端通过智能网关接入后端数据处理平台；

通过后端数据处理平台分别向监测终端和控制终端发送预设的系统运行参数，监测主控板和控制主控板分别加载系统运行参数及终端服务器IP地址后，监测主控板开启所有传感监测模块进行传感数据监测，并将监测所得传感数据通过ZigBee网络传输给监测主控板，传感数据经监测主控板处理后通过智能网关传输给控制主控板，在控制主控板接收到监测主控板发送来的超标的传感数据后，控制主控板根据预设的控制指令向继电器控制模块发送控制信号，继电器控制模块根据控制信号产生高低电位信号控制继电器的开关，继而对除尘设备进行开关控制启动相对应的除尘功能；

另外，所述监测主控板通过智能网关向后端数据处理平台传送传感数据和各传感监测模块及监测终端的心跳信息，所述控制主控板通过智能网关向后端数据处理平台传送控制状态数据和除尘设备及控制终端的心跳信息，后端数据处理平台在接收到监测主控板和控制主控板发送来的数据后进行归类存储，以供不同权限的前台页面调用；

当所述传感监测模块在设定时间内未检测到任何传感数据时，则监测主控板和控制主控板将关闭电源模块，并工作于低功耗休眠状态，当休眠时间达到预设的时间后，监测主控板和控制主控板重新进入工作状态，无论监测主控板和控制主控板是处于低功耗休眠状态还是处于工作状态，监测主控板和控制主控板始终开启心跳信息的监测功能；

所述后端数据处理平台在接收到控制主控板发送来的异常控制状态数据时，后端数据处理平台将发出控制异常告警信息至使用单位权限的前台页面，并提示人工干预进行手动操作除尘设备，操作人员通过触摸显示屏操作进入手动操作模式后，控制主控板将自动切断智能控制模式而进入手动模式。

8.如权利要求7所述的一种物联网智能化除尘设备管控系统，其特征在于，所述具有政府监管部门权限的前台页面调用传感数据，所述具有使用单位权限的前台页面调用传感数据和控制状态数据，所述具有生产单位权限的前台页面调用心跳信息。