CN109387604B - 一种气体传感器远程监测方法及其系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及传感器监测技术领域，公开了一种气体传感器远程监测方法及其系统，其中方法基于多个气体传感器以及至少一个远程主机，远程主机与气体传感器均信号连接，包括：远程主机等周期地获取气体传感器生成的检测数值；设置第一低阈值，当检测数值低于第一低阈值时，进行报警；设置第一高阈值，当检测数值高于第一高阈值时，进行报警，第一低阈值低于第一高阈值；设置与远程主机进行无线电连接的远程终端，远程主实时将获取的检测数值压缩后发送给远程终端；维保人员手持远程终端无需移动就能获知所有气体传感器的检测数值，降低了维保人员的工作强度，提高了工作效率。

Description

一种气体传感器远程监测方法及其系统
技术领域
本发明涉及传感器监测技术领域，更具体地说，它涉及一种气体传感器远程监测方法及其系统。
背景技术
气体传感器是一种将某种目标气体体积分数转化成对应电信号的转换器。气体传感器具有探测头，探测头通过气体样品进行调理，通常包括滤除杂质和干扰气体以提高测量准确度。
在燃气检测领域会大量使用到气体传感器，燃气检测现场需要维保人员进行现场巡视大量的气体传感器以读取现场的数据或者对其它传感器进行检修
但是由于现场的面积大，气体传感器的数量多，维保人员现场巡视的工作量大，可能出现维保人员巡视完现场后，一开始巡视而得的数据就已超过最佳采纳时间的情况，需要维保人员再次巡视，因此数据的可用度较低、巡视效率低下。
发明内容
针对现有的现有维保人员巡视大量传感器后获得数据的可用度较低、巡视效率低下的技术问题，本发明目的一在于提供一种气体传感器远程监测方法，其具有采集的数据可用度高，巡视效率高的优点，本发明目的二在于提供一种气体传感器远程监测系统，其具有数据时效性好、降低维保人员工作量的优点。
为实现上述目的一，本发明提供了如下技术方案：
一种气体传感器远程监测方法，基于多个气体传感器以及至少一个远程主机，所述远程主机与所有所述气体传感器均信号连接，包括如下步骤：
所述远程主机等周期地获取所述气体传感器生成的检测数值；
设置第一低阈值，当所述检测数值低于所述第一低阈值时，进行报警；
设置第一高阈值，当所述检测数值高于所述第一高阈值时，进行报警，所述第一低阈值低于所述第一高阈值；
设置与所述远程主机进行无线电连接的远程终端，所述远程主实时将获取的检测数值压缩后发送给所述远程终端。
通过上述技术方案，使用远程主机采集所有气体传感器的检测数值并将检测数值压缩后发送给远程终端供维保人员巡视，维保人员手持远程终端无需移动就能获知所有气体传感器的检测数值，降低了维保人员的工作强度，提高了工作效率，同时检测数值具有很高的时效性，采集的数据可用度高，远程主机内还设置有第一低阈值与第一高阈值，从而能够对检测数值进行判断报警，更好地提高了维保人员的巡视效率。
进一步的，还包括：
所述远程主机实时记录所述气体传感器的检测数值；
计算同一所述气体传感器的检测数值随时间推移的变化斜率，若变化斜率大于预先设定的报警斜率，进行报错。
通过上述技术方案，使用变化斜率的突变来进行报错，避免由于气体传感器自身损坏后的错误读数形成误报警，报警斜率作为气体传感器数值变化斜率参考值，从而对气体传感器进行自身损坏的界定。
进一步的，还包括：
设置第二低阈值与预先设定的试错时间，所述第二低阈值低于所述第一低阈值，当所述检测数值位于所述第二低阈值与所述第一低阈值之间，且持续时间长于预先设定的试错时间时，进行试错提示；
设置第二高阈值，所述第二高阈值高于所述第一高阈值，当所述检测数值位于所述第二高阈值与所述第一高阈值之间，且持续时间长于预先设定的试错时间时，进行试错提示。
通过上述技术方案，若检测数值在预先设定的试错时间内持续维持在第二低阈值与第一低阈值之间或者维持在第二高阈值与第一高阈值之间，则代表气体传感器老化，需要进行试错提示更换，对气体传感器的使用情况进行提前预警试错，让维保人员及时更换对应的气体传感器，使保证气体传感器的检测效果。
进一步的，还包括：
沿位置顺序读取多个气体传感器的检测数值，按位置顺序形成位置数据链；
取位置数据链中的一个检测数值，计算其它检测数值的平均值，若该检测数值与平均值的差值绝对值大于预先设定的报错值，则进行报错。
通过上述技术方案，若一个气体传感器的检测数值发生变化，则使用过其周围气体传感器的检测数值作为参考，目标气体泄漏扩散后会影响到周围的气体传感器，若只有该气体传感器的检测数值发生变化，则代表该气体传感器发生受损，需要及时更换，对气体传感器的使用情况进行提前预警试错，让维保人员及时更换对应的气体传感器，使保证气体传感器的检测效果。
进一步的，还包括：
设定初段时间，取所有气体传感器在安装后初段时间内的检测数值平均值为初段平均值；
设定终段时间，取所有气体传感器在最近的终段时间内的检测数值平均值为终段平均值；
若初段平均值与终段平均值的差值绝对值大于预先设定的检修值，则进行检修更换。
通过上述技术方案，经过长时间的使用后，同一批安装的气体传感器生成的检测数值会发生集体偏移，若集体偏移的数值大于预先设定的检修值，则代表该批气体传感器老化情况达到更换的标准，需要进行大批量的更换，对气体传感器的使用情况进行提前预警试错，让维保人员提前进行元器件准备，保证了气体传感器的更换工作有序进行，避免出现气体传感器数量不足的情况。
为实现上述目的二，本发明提供了如下技术方案：
一种气体传感器远程监测系统，包括：
多个气体传感器，用于检测空气中目标气体的含量，生成代表目标气体含量的检测数值；
远程主机，与所有气体传感器均信号连接，用于读取每个气体传感器生成的检测数值；
远程终端，与所述远程主机无线电连接，用于与所述远程主机进行数据传输；
所述远程主机内运行有如下模块：
第一阈值模块，用于设置第一低阈值与第一高阈值，所述第一低阈值低于所述第一高阈值；
比较报警模块，用于判断当所述检测数值低于所述第一低阈值时，或者，判断当所述检测数值高于所述第一高阈值时，则向远程终端发出报警信号；
设置远程模块，用于将所述远程主机获取的检测数值压缩后实时发送给所述远程终端。
进一步的，所述远程主机内还运行有如下模块：
实时记录模块，用于实时记录所述气体传感器的检测数值；
计算报错模块，用于计算同一所述气体传感器的检测数值随时间推移的变化斜率，若变化斜率大于预先设定的报警斜率，则向远程终端发出报错信号。
进一步的，所述远程主机内还运行有如下模块：
第二设置模块，用于设置第二低阈值、第二高阈值以及预先设定的试错时间，所述第二低阈值低于所述第一低阈值，所述第二高阈值高于所述第一高阈值，
试错提示模块，用于判断当所述检测数值位于所述第二低阈值与所述第一低阈值之间，或者，当所述检测数值位于所述第二高阈值与所述第一高阈值之间，且持续时间长于预先设定的试错时间时，则向远程终端发出试错提示信号。
进一步的，所述远程主机内还运行有如下模块：
顺序读取模块，用于沿位置顺序读取多个气体传感器的检测数值，按位置顺序形成位置数据链；
取值报错模块，用于取位置数据链中的一个检测数值，计算其它检测数值的平均值，若该检测数值与平均值的差值绝对值大于预先设定的报错值，则向远程终端发出报错信号。
进一步的，所述远程主机内还运行有如下模块：
设定时间模块，用于设定初段时间与设定终段时间；
确定取值模块，用于取所有气体传感器在安装后初段时间内的检测数值平均值为初段平均值，取所有气体传感器在最近的终段时间内的检测数值平均值为终段平均值；
确定检修模块，用于判断若初段平均值与终段平均值的差值绝对值大于预先设定的检修值，则向远程终端发出代表检修更换的检修信号。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：使用远程主机采集所有气体传感器的检测数值并将检测数值压缩后发送给远程终端供维保人员巡视，维保人员手持远程终端无需移动就能获知所有气体传感器的检测数值；同时，还能通过第二低阈值、第一低阈值、第一高阈值、第二高阈值进行试错提示，让维保人员及时更换对应的气体传感器；通过变化斜率与多个检测数值的平均值对气体传感器进行自身损坏的界定，对气体传感器的使用情况进行提前预警试错，降低了维保人员的工作强度，提高了工作效率。
附图说明
图1为本发明实施例一的方法流程图；
图2为本发明实施例一计算变化斜率的方法流程图；
图3为本发明实施例一设置第二低阈值与第二高阈值的方法流程图；
图4为本发明实施例一比较其它检测数值平均值的方法流程图；
图5为本发明实施例一比较检修值的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。
实施例一
一种气体传感器远程监测方法，基于多个气体传感器以及至少一个远程主机，远程主机与所有气体传感器均信号连接。多个气体传感器呈矩阵分布或者直线分布，气体传感器采用型号为UC-KT-2010C型的可燃气体探测器，它用于检测甲烷，远程主机使用单片机及其现有技术中常用的外围电路，单片机可采用STM32系列单片机或者飞思卡尔K60系列单片机。远程主机与气体传感器通过RS485或者CAN总线进行通信连接，远程主机可读取气体传感器生成的检测数值。
方法包括如下步骤：
如图1所示，远程主机等周期地获取气体传感器生成的检测数值；等周期的时长为维保人员预先设定在远程主机内，例如0.01ms读取一次或者0.1ms读取一次。
设置第一低阈值，当检测数值低于第一低阈值时，进行报警。设置第一高阈值，当检测数值高于第一高阈值时，进行报警。第一低阈值低于第一高阈值。当检测数值位于第一低阈值与第一高阈值之间时，代表气体传感器周围的气体符合正常气体的标准。若检测数值低于第一低阈值，则代表环境气体中混入有其它无法被检测的气体，若检测数值高于第一高阈值，则代表环境气体中发生泄漏。
设置与远程主机进行无线电连接的远程终端，远程终端可采用单片机为控制核心且电连接有SIM卡模块的终端，或者是手机。远程主实时将获取的检测数值压缩后发送给远程终端。远程终端可采用基于Android系统或者IOS系统的智能手机或者平板电脑，远程主机电连接有SIM卡模块可以使用GPRS网络消耗流量与远程终端进行数据通讯。
在其它一些情况下，如图2所示，还包括：
远程主机实时记录气体传感器的检测数值；
计算同一气体传感器的检测数值随时间推移的变化斜率，若变化斜率大于预先设定的报警斜率，进行报错。使用变化斜率的突变来进行报错，避免由于气体传感器自身损坏后的错误读数形成误报警，报警斜率作为气体传感器数值变化斜率参考值，从而对气体传感器进行自身损坏的界定。变化斜率过大时，代表该气体传感器所处环境中的甲烷浓度产生了凸变幅度，而空气中的甲烷浓度的变化会有一个最大的增长幅度，若凸变幅度大于最大的增长幅度，则代表该气体传感器自身损坏，需要更换。避免误报警而让维保人员启动用于降低甲烷浓度的吹风设备，降低维护难度与能源消耗。远程主机上信号连接有报错显示灯，若远程主机进行报错，远程主机会控制报错显示灯等周期地亮灭循环，直至工作人员操作远程主机让其停止报错。
在其它一些情况下，如图3所示，还包括：
设置第二低阈值与预先设定的试错时间，第二低阈值低于第一低阈值，当检测数值位于第二低阈值与第一低阈值之间，且持续时间长于预先设定的试错时间时，进行试错提示。远程主机上信号连接有试错显示灯，若远程主机进行试错提示，远程主机会控制试错显示灯等周期地亮灭循环，直至工作人员操作远程主机让其停止试错提示。
设置第二高阈值，第二高阈值高于第一高阈值，当检测数值位于第二高阈值与第一高阈值之间，且持续时间长于预先设定的试错时间时，进行试错提示。若检测数值在预先设定的试错时间内持续维持在第二低阈值与第一低阈值之间或者维持在第二高阈值与第一高阈值之间，则代表气体传感器老化而如果让检测数值在长时间内审查一个数值比较高却不会报警的检测数值，需要进行试错提示更换，对气体传感器的使用情况进行提前预警试错，让维保人员及时更换对应的气体传感器，使保证气体传感器的检测效果。
在其它一些情况下，如图4所示，还包括：
沿位置顺序读取多个气体传感器的检测数值，按位置顺序形成位置数据链。
取位置数据链中的一个检测数值，计算其它检测数值的平均值，若该检测数值与平均值的差值绝对值大于预先设定的报错值，则进行报错。若一个气体传感器的检测数值发生变化，则使用过其周围气体传感器的检测数值作为参考，目标气体泄漏扩散后会影响到周围的气体传感器，若只有该气体传感器的检测数值发生变化，则代表该气体传感器发生受损，需要及时更换，对气体传感器的使用情况进行提前预警试错，让维保人员及时更换对应的气体传感器，使保证气体传感器的检测效果。能最有效率化地安排气体传感器的集体更换安装操作。
在其它一些情况下，如图5所示，还包括：
设定初段时间，取所有气体传感器在安装后初段时间内的检测数值平均值为初段平均值；
设定终段时间，取所有气体传感器在最近的终段时间内的检测数值平均值为终段平均值；
若初段平均值与终段平均值的差值绝对值大于预先设定的检修值，远程主机进行报错提示以提示工作人员对相应气体传感器进行检修更换。经过长时间的使用后，同一批安装的气体传感器生成的检测数值会发生集体偏移，若集体偏移的数值大于预先设定的检修值，则代表该批气体传感器老化情况达到更换的标准，需要进行大批量的更换，对气体传感器的使用情况进行提前预警试错，让维保人员提前进行元器件准备，保证了气体传感器的更换工作有序进行，避免出现气体传感器数量不足的情况，方便维保人员的安装工作。
气体传感器远程监测方法的工作效果为：使用远程主机采集所有气体传感器的检测数值并将检测数值压缩后发送给远程终端供维保人员巡视，维保人员手持远程终端无需移动就能获知所有气体传感器的检测数值。同时，还能通过第二低阈值、第一低阈值、第一高阈值、第二高阈值进行试错提示，让维保人员及时更换对应的气体传感器。计算变化斜率与多个检测数值的平均值对气体传感器进行自身损坏的界定，对气体传感器的使用情况进行提前预警试错，降低了维保人员的工作强度，提高了工作效率。
实施例二
一种气体传感器远程监测系统，包括：
多个气体传感器，用于检测空气中目标气体的含量，生成代表目标气体含量的检测数值；
远程主机，与所有气体传感器均信号连接，用于读取每个气体传感器生成的检测数值；
远程终端，与远程主机无线电连接，用于与远程主机进行数据传输；
远程主机内运行有如下使用代码的模块：
第一阈值模块，用于设置第一低阈值与第一高阈值，第一低阈值低于第一高阈值。第一阈值模块使用的是远程主机内的赋值存储代码，在远程主机中定义并赋值第一个不变量为第一低阈值，定义并赋值第二个不变量为第一高阈值。
比较报警模块，用于判断当检测数值低于第一低阈值时，或者，判断当检测数值高于第一高阈值时，则向远程终端发出报警信号。比较报警模块使用的是远程主机内置的比较数值大小程序，来比较两个数值的大小。
设置远程模块，用于将远程主机获取的检测数值压缩后实时发送给远程终端。远程主机与远程终端通过无线电连接，而压缩检测数值则为远程主机使用压缩算法例如Deflate算法将多个气体传感器的检测数值通过无线发送给远程终端。
实时记录模块，用于实时记录气体传感器的检测数值。实时记录模块则为远程主机中读取检测数值后在远程主机的存储芯片中保存检测数值。
计算报错模块，用于计算同一气体传感器的检测数值随时间推移的变化斜率，若变化斜率大于预先设定的报警斜率，则向远程终端发出报错信号。在远程主机中定义并赋值第三个不变量为报警斜率。
第二设置模块，用于设置第二低阈值、第二高阈值以及预先设定的试错时间，第二低阈值低于第一低阈值，第二高阈值高于第一高阈值。在远程主机中定义并赋值第四个不变量为第二低阈值，定义并赋值第五个不变量为第二高阈值，定义并赋值第六个不变量为试错时间。
试错提示模块，用于判断当检测数值位于第二低阈值与第一低阈值之间，或者，当检测数值位于第二高阈值与第一高阈值之间，且持续时间长于预先设定的试错时间时，则向远程终端发出试错提示信号。
顺序读取模块，用于沿位置顺序读取多个气体传感器的检测数值，按位置顺序形成位置数据链。
取值报错模块，用于取位置数据链中的一个检测数值，计算其它检测数值的平均值，若该检测数值与平均值的差值绝对值大于预先设定的报错值，则向远程终端发出报错信号。在远程主机中定义并赋值第七个不变量为报错值。
设定时间模块，用于设定初段时间与设定终段时间，在远程主机中定义并赋值第八个不变量为初段时间，定义并赋值第九个不变量为终段时间。
确定取值模块，用于取所有气体传感器在安装后初段时间内的检测数值平均值为初段平均值，取所有气体传感器在最近的终段时间内的检测数值平均值为终段平均值。
确定检修模块，用于判断若初段平均值与终段平均值的差值绝对值大于预先设定的检修值，则向远程终端发出代表检修更换的检修信号。在远程主机中定义并赋值第十个不变量为检修值。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。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前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种气体传感器远程监测方法，其特征在于，基于多个气体传感器以及至少一个远程主机，所述远程主机与所有所述气体传感器均信号连接，包括如下步骤：
所述远程主机等周期地获取所述气体传感器生成的检测数值；
设置第一低阈值，当所述检测数值低于所述第一低阈值时，进行报警；
设置第一高阈值，当所述检测数值高于所述第一高阈值时，进行报警，所述第一低阈值低于所述第一高阈值；
设置与所述远程主机进行无线电连接的远程终端，所述远程主机 实时将获取的检测数值压缩后发送给所述远程终端；
还包括：
设置第二低阈值与预先设定的试错时间，所述第二低阈值低于所述第一低阈值，当所述检测数值位于所述第二低阈值与所述第一低阈值之间，且持续时间长于预先设定的试错时间时，进行试错提示；
设置第二高阈值，所述第二高阈值高于所述第一高阈值，当所述检测数值位于所述第二高阈值与所述第一高阈值之间，且持续时间长于预先设定的试错时间时，进行试错提示。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
所述远程主机实时记录所述气体传感器的检测数值；
计算同一所述气体传感器的检测数值随时间推移的变化斜率，若变化斜率大于预先设定的报警斜率，进行报错。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
沿位置顺序读取多个气体传感器的检测数值，按位置顺序形成位置数据链；
取位置数据链中的一个检测数值，计算其它检测数值的平均值，若该检测数值与平均值的差值绝对值大于预先设定的报错值，则进行报错。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
设定初段时间，取所有气体传感器在安装后初段时间内的检测数值平均值为初段平均值；
设定终段时间，取所有气体传感器在最近的终段时间内的检测数值平均值为终段平均值；
若初段平均值与终段平均值的差值绝对值大于预先设定的检修值，则进行检修更换。
5.一种气体传感器远程监测系统，其特征在于，包括：
多个气体传感器，用于检测空气中目标气体的含量，生成代表目标气体含量的检测数值；
远程主机，与所有气体传感器均信号连接，用于读取每个气体传感器生成的检测数值；
远程终端，与所述远程主机无线电连接，用于与所述远程主机进行数据传输；
所述远程主机内运行有如下模块：
第一阈值模块，用于设置第一低阈值与第一高阈值，所述第一低阈值低于所述第一高阈值；
比较报警模块，用于判断当所述检测数值低于所述第一低阈值时，或者，判断当所述检测数值高于所述第一高阈值时，则向远程终端发出报警信号；
设置远程模块，用于将所述远程主机获取的检测数值压缩后实时发送给所述远程终端；
所述远程主机内还运行有如下模块：
第二设置模块，用于设置第二低阈值、第二高阈值以及预先设定的试错时间，所述第二低阈值低于所述第一低阈值，所述第二高阈值高于所述第一高阈值，
试错提示模块，用于判断当所述检测数值位于所述第二低阈值与所述第一低阈值之间，或者，当所述检测数值位于所述第二高阈值与所述第一高阈值之间，且持续时间长于预先设定的试错时间时，则向远程终端发出试错提示信号。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述远程主机内还运行有如下模块：
实时记录模块，用于实时记录所述气体传感器的检测数值；
计算报错模块，用于计算同一所述气体传感器的检测数值随时间推移的变化斜率，若变化斜率大于预先设定的报警斜率，则向远程终端发出报错信号。
7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述远程主机内还运行有如下模块：
顺序读取模块，用于沿位置顺序读取多个气体传感器的检测数值，按位置顺序形成位置数据链；
取值报错模块，用于取位置数据链中的一个检测数值，计算其它检测数值的平均值，若该检测数值与平均值的差值绝对值大于预先设定的报错值，则向远程终端发出报错信号。
8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述远程主机内还运行有如下模块：
设定时间模块，用于设定初段时间与设定终段时间；
确定取值模块，用于取所有气体传感器在安装后初段时间内的检测数值平均值为初段平均值，取所有气体传感器在最近的终段时间内的检测数值平均值为终段平均值；
确定检修模块，用于判断若初段平均值与终段平均值的差值绝对值大于预先设定的检修值，则向远程终端发出代表检修更换的检修信号。
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