CN108303934A - 基于云架构的粉尘浓度测控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于云架构的粉尘浓度测控系统，包括前端数据采集与控制子系统、数据传输网络子系统、后台管理子系统、和客户端应用子系统，所述的前端数据采集与控制子系统包括测控主机、测控分机、传感器终端以及除尘报警设备，所述的数据传输网络子系统综合利用Zigbee模块、LoRa无线模块、以及4G模块实现数据的无线远距离传输，所述的后台管理子系统包括云主机、云服务器和数据库，所述的云服务器对采集的数据自动分析并根据分析结果自动发送调节现场控制设备的指令，并将监控数据及处理结果反馈到客户端应用子系统。本发明与现有技术相比的优点在于：智能化和自动化程度高，可以远程控制和数据传输，数据分析能力好。
Description
技术领域
本发明涉及粉尘浓度测控系统技术领域，具体是指基于云架构的粉尘浓度测控系统。
背景技术
在工业过程中接触粉尘的工作很多，如：采矿业、冶金业、机械铸造业以及水泥、面粉等生产工业，若防尘、除尘措施不完善，就有可能造成我国最常见、危害最严重的一类职业病：尘肺病，可燃性的粉尘积聚到一定程度，甚至可能发生爆炸，粉尘浓度过高具有很大的危害，职业性粉尘病侵蚀工人健康，粉尘爆炸事故更是造成人身伤亡和社会财产的重大损失，因此，应用于工厂的粉尘浓度测控系统具有很大的需求性和可行性。
发明内容
本发明的目的是克服以上的技术缺陷，提供具有安全预警，智能化和自动化程度高，可以远程控制和数据传输，数据分析能力好的基于云架构的粉尘浓度测控系统。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：基于云架构的粉尘浓度测控系统，包括前端数据采集与控制子系统、数据传输网络子系统、后台管理子系统、和客户端应用子系统，所述的前端数据采集与控制子系统包括测控主机、测控分机、传感器终端以及除尘报警设备，所述的数据传输网络子系统综合利用Zigbee模块、LoRa无线模块、以及4G模块实现数据的无线远距离传输，所述的传感器终端和除尘报警设备通过ZigBee模块与测控分机实现数据传输，所述的测控分机通过LoRa无线模块与测控主机相连实现数据的采集，所述的测控主机通过4G模块向后台管理子系统上传数据，所述的后台管理子系统包括云主机、云服务器和数据库，所述的云服务器对采集的数据自动分析并根据分析结果自动发送调节现场控制设备的指令，也为跨平台用户提供客户端接入服务，及时响应授权用户的监控需求，并将监控数据及处理结果反馈到客户端应用子系统，所述的传感器终端包括粉尘传感器终端和温湿度传感器终端，所述的粉尘传感器终端将粉尘传感器采集到的数据通过计算分析，实时监控粉尘浓度是否达到预警值，并做出是否报警的判断，所述的客户端应用子系统接收来自云服务器处理后现场粉尘浓度和温湿度等数据信息，然后控制中心将传回的数据转换并与设定值进行比较。
本发明与现有技术相比的优点在于：本发明可以实时工作，实时数据采集迅速、稳定，传输速度快，通过传输网络迅速及时地掌握现场的实时状况，有较高的时间分辨率，所采用的各项模块都是低功耗的节能模块，并且部分装置可自动转换工作状态，根据现场状况的不同进行工作状态的调节，在保证数据的高效与稳定传输前提下，最大程度的节省能源，通过对收集到的各项数据进行分析处理，对现场可智能化的处理，实现事故预警及事故发生的紧急处理。
作为改进，所述的温湿度传感器终端采用的传感器是SHT11传感器，所述的SHT11传感器由多个传感器模块组成的单片全校准数字输出相当温度和湿度的传感器。
作为改进，所述的粉尘传感器终端和温湿度传感器终端传感器与测控分机的通信组成是由CC2530芯片为核心处理器。
作为改进，所述的除尘报警设备包括声光报警器、水雾喷射器和抽风机。
作为改进，所述的测控主机内部核心芯片包括两个串口，一个串口接HC-12芯片，用于处理多传感器汇聚的现场数据和经过云服务器发来的测控指令，另一个串口接4G模块，用于将现场数据上传至云服务器，并接受云服务器发来的测控指令。
作为改进，所述的客户端应用子系统为跨平台用户提供接入系统的客户端软件，提供实时监控、历史数据查询、数据分析、异常情况报警等综合服务功能。
附图说明
图1是本发明基于云架构的粉尘浓度测控系统的系统结构示意图。
图2是本发明基于云架构的粉尘浓度测控系统的粉尘传感器终端的粉尘检测算法示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
基于云架构的粉尘浓度测控系统，包括前端数据采集与控制子系统、数据传输网络子系统、后台管理子系统、和客户端应用子系统，所述的前端数据采集与控制子系统包括测控主机、测控分机、传感器终端以及除尘报警设备，所述的数据传输网络子系统综合利用Zigbee模块、LoRa无线模块、以及4G模块实现数据的无线远距离，所述的传感器终端和除尘报警设备通过ZigBee模块与测控分机实现数据传输，所述的测控分机通过LoRa无线模块与测控主机相连实现数据的采集，所述的测控主机通过4G模块向后台管理子系统上传数据，所述的后台管理子系统包括云主机、云服务器和数据库，所述的云服务器对采集的数据自动分析并根据分析结果自动发送调节现场控制设备的指令，也为跨平台用户提供客户端接入服务，及时响应授权用户的监控需求，并将监控数据及处理结果反馈到客户端应用子系统，所述的传感器终端包括粉尘传感器终端和温湿度传感器终端，所述的粉尘传感器终端将粉尘传感器采集到的数据通过计算分析，实时监控粉尘浓度是否达到预警值，并做出是否报警的判断，所述的客户端应用子系统接收来自云服务器处理后现场粉尘浓度和温湿度等数据信息，然后控制中心将传回的数据转换并与设定值进行比较。
所述的温湿度传感器终端采用的传感器是SHT11传感器，所述的SHT11传感器由多个传感器模块组成的单片全校准数字输出相当温度和湿度的传感器。
所述的粉尘传感器终端和温湿度传感器终端传感器与测控分机的通信组成是以CC2530芯片为核心处理器。
所述的除尘报警设备包括声光报警器、水雾喷射器和抽风机。
所述的测控主机内部核心芯片包括两个串口，一个串口接HC-12芯片，用于处理多传感器汇聚的现场数据和经过云服务器发来的测控指令，另一个串口接4G模块，用于将现场数据上传至云服务器，并接受云服务器发来的测控指令。
所述的客户端应用子系统为跨平台用户提供接入系统的客户端软件，提供实时监控、历史数据查询、数据分析、异常情况报警等综合服务功能。
本发明在具体实施时，用户可在任何地方访问客户端应用子系统的网页并观察现场环境变化，授权用户可以在各处随时接入后台管理云服务器，实现对其所关注现场的综合管理，并且不仅为用户提供了现代化的远程管理手段，甚至允许用户在“离线”状态下管理现场，有利于进一步降低管理成本、提高管理效率，使用多种通信协议，构造一个无线远距离传输等融合的综合性网络，根据Zigbee协议构成现场数据快速及远距离传输网络，后利用LoRa无线模块实现测控分机与测控主机之间的远距离传输，在云服务器与测控主机之间运用4G模块，整个网络根据现场模拟进行合理设计，采用多传感器融合技术，大量收集现场各处的粉尘浓度及温湿度等数据，为后续的数据处理更好的准确的进行提供基础，并且实现数据的互补与完善，使得信息的能够及时处理。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.基于云架构的粉尘浓度测控系统，其特征在于：包括前端数据采集与控制子系统、数据传输网络子系统、后台管理子系统、和客户端应用子系统，所述的前端数据采集与控制子系统包括测控主机、测控分机、传感器终端以及除尘报警设备，所述的数据传输网络子系统综合利用Zigbee模块、LoRa无线模块、以及4G模块实现数据的无线远距离传输，所述的传感器终端和除尘报警设备通过ZigBee模块与测控分机实现数据传输，所述的测控分机通过LoRa无线模块与测控主机相连实现数据的采集，所述的测控主机通过4G模块向后台管理子系统上传数据，所述的后台管理子系统包括云主机、云服务器和数据库，所述的云服务器对采集的数据自动分析并根据分析结果自动发送调节现场控制设备的指令，也为跨平台用户提供客户端接入服务，及时响应授权用户的监控需求，并将监控数据及处理结果反馈到客户端应用子系统，所述的传感器终端包括粉尘传感器终端和温湿度传感器终端，所述的粉尘传感器终端将粉尘传感器采集到的数据通过计算分析，实时监控粉尘浓度是否达到预警值，并做出是否报警的判断，所述的客户端应用子系统接收来自云服务器处理后现场粉尘浓度和温湿度等数据信息，然后控制中心将传回的数据转换并与设定值进行比较。
2.根据权利要求1所述的基于云架构的粉尘浓度测控系统，其特征在于：所述的温湿度传感器终端采用的传感器是SHT11传感器，所述的SHT11传感器由多个传感器模块组成的单片全校准数字输出相当温度和湿度的传感器。
3.根据权利要求1所述的基于云架构的粉尘浓度测控系统，其特征在于：所述的粉尘传感器终端和温湿度传感器终端传感器与测控分机的通信组成是由CC2530芯片为核心处理器。
4.根据权利要求1所述的基于云架构的粉尘浓度测控系统，其特征在于：所述的除尘报警设备包括声光报警器、水雾喷射器和抽风机。
5.根据权利要求1所述的基于云架构的粉尘浓度测控系统，其特征在于：所述的测控主机内部核心芯片包括两个串口，一个串口接HC-12芯片，用于处理多传感器汇聚的现场数据和经过云服务器发来的测控指令，另一个串口接4G模块，用于将现场数据上传至云服务器，并接受云服务器发来的测控指令。
6.根据权利要求1所述的基于云架构的粉尘浓度测控系统，其特征在于：所述的客户端应用子系统为跨平台用户提供接入系统的客户端软件，提供实时监控、历史数据查询、数据分析、异常情况报警等综合服务功能。
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