CN110056855B - 锅炉故障监测方法及系统、计算机存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供了锅炉故障监测方法及系统、计算机存储介质，其中该方法包括：服务器接收由无线传感器网络发送的锅炉运行的各种传感数据；所述服务器对传感数据进行异常分析处理；若存在异常的传感数据，所述服务器向预先确定的用户终端输出报警信息；所述服务器接收由所述用户终端发送的指令，并根据所述指令向所述锅炉对应的控制器发送异常控制信号，以使所述控制器执行所述异常控制信号对应的操作。

Description

锅炉故障监测方法及系统、计算机存储介质

技术领域

本发明涉及锅炉故障监测技术领域，具体涉及锅炉故障监测方法及系统、计算机存储介质。

背景技术

锅炉的安全需要长期重视与管控。相关技术中，通常由人为在岗对锅炉进行查看，在感觉到危险时通过锅炉对应的控制器来进行关闭操作，然而在使用过程中，人员可能不能24小时在岗，也可能注意力不集中，或者操作失误，存在风险。

发明内容

针对上述问题，本发明提供锅炉故障监测方法及系统、计算机存储介质。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

本发明第一方面提供了一种锅炉故障监测方法，该方法包括：

服务器接收由无线传感器网络发送的锅炉运行的各种传感数据；

所述服务器对传感数据进行异常分析处理；

若存在异常的传感数据，所述服务器向预先确定的用户终端输出报警信息；

所述服务器接收由所述用户终端发送的指令，并根据所述指令向所述锅炉对应的控制器发送异常控制信号，以使所述控制器执行所述异常控制信号对应的操作；

其中，所述无线传感器网络包括传感器节点和汇聚节点，所述传感器节点用于采集所监测锅炉位置的传感数据，所述汇聚节点汇聚各传感器节点的传感数据并发送至该服务器。

本实施例通过无线传感器网络对锅炉进行监测，并通过服务器对监测的数据进行分析，以将分析结果发送至用户，实现了对锅炉的智能监测，本实施例能够根据用户的指令驱动被监测锅炉对应的控制器执行相应的操作，无需人员在岗对锅炉进行控制，极大程度上实现锅炉运行过程中的自动监控和实时安全管控，降低了锅炉故障率。

本发明第二方面提供了一种锅炉故障监测系统，所述系统包括无线传感器网络、服务器和用户终端，所述服务器与锅炉对应的控制器通信连接，所述无线传感器网络、服务器和用户终端用于执行如上所述的锅炉故障监测方法的步骤。

本发明第三方面提供了一种计算机存储介质，该计算机存储介质包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上所述的锅炉故障监测方法的步骤。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是本发明一个示例性实施例的锅炉故障监测方法的流程示意图；

图2是本发明一个示例性实施例的锅炉故障监测系统的结构示意框图。

附图标记：

无线传感器网络1、服务器2、用户终端3。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

参见图1，本发明第一方面实施例提供了一种锅炉故障监测方法，该方法包括：

S01服务器接收由无线传感器网络发送的锅炉运行的各种传感数据；

S02所述服务器对传感数据进行异常分析处理；

S03若存在异常的传感数据，所述服务器向预先确定的用户终端输出报警信息；

S04所述服务器接收由所述用户终端发送的指令，并根据所述指令向所述锅炉对应的控制器发送异常控制信号，以使所述控制器执行所述异常控制信号对应的操作；

其中，所述无线传感器网络包括传感器节点和汇聚节点，所述传感器节点用于采集所监测锅炉位置的传感数据，所述汇聚节点汇聚各传感器节点的传感数据并发送至该服务器。

本实施例通过无线传感器网络对锅炉进行监测，并通过服务器对监测的数据进行分析，以将分析结果发送至用户，实现了对锅炉的智能监测，本实施例能够根据用户的指令驱动被监测锅炉对应的控制器执行相应的操作，无需人员在岗对锅炉进行控制，极大程度上实现锅炉运行过程中的自动监控和实时安全管控，降低了锅炉故障率。

如图2所示，本发明第二方面提供了一种锅炉故障监测系统，所述系统包括无线传感器网络1、服务器2和用户终端3，所述服务器2与锅炉对应的控制器通信连接，所述无线传感器网络1、服务器2和用户终端3用于执行如上所述的锅炉故障监测方法的步骤。

本发明第三方面提供了一种计算机存储介质，该计算机存储介质包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上所述的锅炉故障监测方法的步骤。

在上述的锅炉故障监测方法及系统、计算机存储介质中，所述服务器对传感数据进行异常分析处理，包括：

所述服务器按照下列修正公式对传感数据进行修正处理：

式中，为传感器节点i在设定时间段采集的第)个传感数据，表示对进行修正后的传感数据，为传感器节点i在设定时间段采集的第k个传感数据，n_i为传感器节点i在设定时间段采集的传感数据数量，为预设的与传感器节点i对应的传感数据标准值；为判断取值函数，当时，当时，当时，

所述服务器对修正后的传感数据进行异常判定，若修正后的传感数据超出对应预设的阈值范围，所述服务器判定该传感数据为异常数据。

由于传感器会受到外界环境的影响，传感器节点采集的数据往往精度不高。本实施例通过设定传感器节点对应的传感数据标准值，结合传感数据标准值与传感器节点实际采集的数据之间的差异确定对应的修正系数，从而实现对传感数据的修正，本实施例能够进一步提高传感器节点采集的传感数据的精度，进而有利于提高对数据异常判定的精度确，使得对锅炉的监测更加精确。

在上述的锅炉故障监测方法及系统、计算机存储介质中，设传感器节点可调节的通信距离范围为[H_min,H_max]，初始时，所述汇聚节点向各传感器节点广播hello消息，所述hello消息包括汇聚节点的位置信息，所述传感器节点根据所述hello消息向汇聚节点进行反馈，反馈的信息包括传感器节点的位置，所述传感器节点根据所述反馈的信息确定到其距离小于H_min的传感器节点，计算初始的直接通信距离阈值并广播至各传感器节点：

式中，H_T(0)表示初始的直接通信距离阈值，D_i.o为到汇聚节点的距离小于H_min的第i个传感器节点，为到汇聚节点的距离小于H_min的传感器节点数量；

每隔一个设定周期，所述汇聚节点按照下列公式更新所述直接通信距离阈值，并将更新的直接通信距离阈值广播至各传感器节点：

式中，H_T(y+1)为汇聚节点在第y+1个周期更新的直接通信距离阈值，H_T(y)为汇聚节点在第y个周期更新的直接通信距离阈值，E_avg(H_T(y)，H_max]为与汇聚节点的距离在(H_T(y)，H_max]范围内的传感器节点的平均能量，E_avg(0，H_T(y)]为与汇聚节点的距离在(0，H_T(y)范围内的传感器节点的平均能量，E_avg(0，H_max]为与汇聚节点的距离在(0，H_max]范围内的传感器节点的平均能量；

在数据传输过程中，传感器节点到汇聚节点的距离小于当前的直接通信距离阈值时，所述传感器节点直接与汇聚节点通信；传感器节点到汇聚节点的距离不小于当前的直接通信距离阈值时，所述传感器节点在邻近传感器节点中选择一个作为下一跳节点，与该下一跳节点直接通信；

其中，当直接通信距离阈值的更新次数达到设定的次数阈值，或者更新的直接通信距离阈值超出[H_min，H_max]范围时，停止直接通信距离阈值的更新。

本实施例中，各传感器节点根据自身到汇聚节点的距离确定直接或者间接的方式与汇聚节点通信，提高了传感器节点路由的灵活性。根据传感器节点的实际部署情况确定直接通信距离阈值，使得直接通信距离阈值的设定更贴近实际情况。其中，根据到汇聚节点距离小于H_min的传感器节点计算初始的直接通信距离阈值，有利于保障初始时数据通信的可靠性；根据直接通信距离阈值的更新公式可知，当与汇聚节点较近的传感器节点的平均能量小于与汇聚节点较远的传感器节点的平均能量时，直接通信距离阈值将增大，此时使得更多的传感器节点加入到与汇聚节点直接通信，有利于降低与汇聚节点更近的传感器节点的负载，减少能量空洞现象出现的几率；在与汇聚节点较近的传感器节点的平均能量大于与汇聚节点较远的传感器节点的平均能量时，直接通信距离阈值将减少，有利于平衡汇聚节点周边的传感器节点能量，从而延长无线传感器网络的生命周期，提高锅炉监测的稳定性。

在一种能够实现的方式中，所述的邻近传感器节点为与传感器节点距离小于当前的直接通信距离阈值的其他传感器节点。

在另一种能够实现的方式中，所述的邻近传感器节点为位于传感器节点通信范围内的其他传感器节点。

在一种能够实现的方式中，传感器节点选择下一跳节点时，具体执行：

(1)传感器节点向各邻近传感器节点发送请求信息，所述邻近传感器节点接收到所述请求信息后，判断自身是否满足下列条件，若满足，所述邻近传感器节点向所述传感器节点发送响应消息：

式中，E_a为邻近传感器节点a的当前剩余能量，D_ab为邻近传感器节点a与其第b个上一跳节点的距离，E_o为预设的基于距离的单位数据协助传输能耗，δ为预设的权重系数；

(2)所述传感器节点选择最先接收到的响应消息对应的邻近传感器节点作为下一跳节点。

本实施例传感器节点选择下一跳节点时，向各邻近传感器节点发送请求信息，所述邻近传感器节点接收到所述请求信息后，判断自身是否有足够的能量协助该传感器节点发送数据，在有能力时才向所述传感器节点发送响应消息，有利于在保障环境数据可靠传输至汇聚节点的前提下，尽可能地平衡各传感器节点的负载，从而均衡传感器节点的能量，提升无线传感器网络的性能。本实施例相应提供了判断条件，方法简单便捷。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将系统的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的系统和终端的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解应当理解，可以以硬件、软件、固件、中间件、代码或其任何恰当组合来实现这里描述的实施例。对于硬件实现，处理器可以在一个或多个下列单元中实现：专用集成电路、数字信号处理器、数字信号处理系统、可编程逻辑器件、现场可编程门阵列、处理器、控制器、微控制器、微处理器、设计用于实现这里所描述功能的其他电子单元或其组合。对于软件实现，实施例的部分或全部流程可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成。实现时，可以将上述程序存储在计算机可读介质中或作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质。计算机可读介质可以包括但不限于随机存取存储器、只读内存镜像、带电可擦可编程只读存储器或其他光盘存储、磁盘存储介质或者其他磁存储系统、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (4)

1.锅炉故障监测方法，其特征是，该方法包括：

服务器接收由无线传感器网络发送的锅炉运行的各种传感数据；

所述服务器对传感数据进行异常分析处理；

若存在异常的传感数据，所述服务器向预先确定的用户终端输出报警信息；

所述服务器接收由所述用户终端发送的指令，并根据所述指令向所述锅炉对应的控制器发送异常控制信号，以使所述控制器执行所述异常控制信号对应的操作；

其中，所述无线传感器网络包括传感器节点和汇聚节点，所述传感器节点用于采集所监测锅炉位置的传感数据，所述汇聚节点汇聚各传感器节点的传感数据并发送至该服务器；

所述服务器对传感数据进行异常分析处理，包括：

所述服务器按照下列修正公式对传感数据进行修正处理：

式中，为传感器节点i在设定时间段采集的第j个传感数据，表示对进行修正后的传感数据，为传感器节点i在设定时间段采集的第k个传感数据，n_i为传感器节点i在设定时间段采集的传感数据数量，为预设的与传感器节点i对应的传感数据标准值；为判断取值函数，当时，当时，当时，

2.根据权利要求1所述的锅炉故障监测方法，其特征是，所述服务器对传感数据进行异常分析处理，还包括：

所述服务器对修正后的传感数据进行异常判定，若修正后的传感数据超出对应预设的阈值范围，所述服务器判定该传感数据为异常数据。

3.锅炉故障监测系统，其特征是，所述系统包括无线传感器网络、服务器和用户终端，所述服务器与锅炉对应的控制器通信连接，所述无线传感器网络、服务器和用户终端用于执行如权利要求1或2所述的锅炉故障监测方法的步骤。

4.一种计算机存储介质，其特征是，该计算机存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1或2所述的锅炉故障监测方法的步骤。