CN111122790A - 一种基于物联网技术的井下有毒气体监测装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种基于物联网技术的井下有毒气体监测装置，它包括监测平台，所述监测平台分别通过GPRS信号与数据采集传输模块和报警装置模块连接，所述监测平台内设有数据库模块，该数据库模块分别连接一张图展示模块、数据采集模块、监测站点配置模块、报警信息发布模块、数据查询与统计模块和报警信息管理模块，所述数据传输模块内设有无线传输模块，该无线传输模块通过无线网络与低功耗测控终端相连接，本发明可以实时查看井下有毒气体含量，在毒气含量超标时及时进行报警，减少了人工巡查成本高和风险感知不及时的弊端，便于管理人员及时对超标情况进行处理，减少井下毒害气体浓度，能够有效预防安全事故的发生，保障了人民生命财产安全。

Description

一种基于物联网技术的井下有毒气体监测装置及方法

技术领域

本发明涉及的是一种基于物联网技术的井下有毒气体监测系统，属于物联网技术应用下的窨井安全监控领域，尤其是井下有毒气体监测。

背景技术

随着城市化的不断推进，地下管网错综复杂，窨井作为地下管网的重要节点，对于地下管网的勘测、维护至关重要。由于其长期处于封闭状态，井内污染物发酵及管网泄露产生的可燃性气体及有毒气体不断聚集，给社会及人民群众安全带来了巨大的隐患。近几年，由于井内可燃气性爆炸和井下有毒气体造成的安全事故也层出不穷，最主要的原因就是对井下有毒气体的认知不足。传统的井下有毒气体主要依靠人工方式进行检查，工作任务重，且存在漏检和不检现象，对井下有毒气体超标情况不能及时进行感知。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种基于物联网技术，实现实时监测井下有毒气体，在有毒气体超标时，及时感知并进行报警，减少人工检查的成本及感知不及时的弊端，便于管理人员及时对超标情况进行处理，减少井下毒害气体浓度，防止窨井安全事故发生的井下有毒气体监测系统，本发明的目的是通过如下技术方案来实现的：一种基于物联网技术的井下有毒气体监测装置，它包括监测平台，所述监测平台分别通过GPRS信号与数据采集传输模块和报警装置模块连接，所述监测平台内设有数据库模块，该数据库模块分别连接一张图展示模块、数据采集模块、监测站点配置模块、报警信息发布模块、数据查询与统计模块和报警信息管理模块，所述数据传输模块内设有无线传输模块，该无线传输模块通过无线网络与低功耗测控终端相连接，所述低功耗测控终端分别连接可燃气体检测模块、硫化氢气体检测模块、一氧化碳气体检测模块和二氧化硫检测模块，并且低功耗测控终端通过外接电源供电工作，所述报警装置模块通过网络新号连接报警控制器，该报警控制器控制声光报警器。

作为优选：所述数据库模块，用于存储系统所述监测设备的记录以及支撑系统运行的表格；所述一张图展示模块，用于在地图行展示监测站点的位置分布及监测数据信息，不同的设备类型采用不同的图标展示在地图上，所述数据采集模块，用于接收采集的有毒气体含量，并在地图上标注显示，并提供以图表方式查看实时数据和历史曲线的功能；所述监测站点配置模块，用于新增、删除和更新监测站点，并可以远程进行报警参数设置；所述报警信息发布模块，用于在检测到有毒气体超标时，第一时间将报警信息发送给管理人员及报警装置模块，便于及时感知，并进行报警信息的处理；所述数据查询与统计分析模块用于提供历史数据查询功能，可以根据时间、监测站点等参数查询历史数据，并能够根据一定周期或自定义形式导出监测数据的统计报表；所述报警管理模块，用于对报警信息进行记录，可以根据时间、监测站点等参数统计报警次数，辅助管理人员排查重要隐患点、分析报警原因并采取相应措施进行整改。

作为优选：所述低功耗测控终端模块，用于接收并处理可燃气体检测模块、硫化氢气体检测模块、一氧化碳气体监测模块和二氧化硫检测模块发送的数据；所述可燃气体检测模块，用于检测可燃气体（甲烷）的含量；所述硫化氢气体检测模块，用于检测硫化氢气体的含量；

所述一氧化碳气体检测模块，用于检测一氧化碳气体的含量；所述二氧化硫气体检测模块，用于检测二氧化硫气体的含量；所述无线通讯传输模块，用于可燃气体检测模块、硫化氢气体检测模块、一氧化碳气体监测模块和二氧化硫检测模块的采集信息数据发送到监测平台；所述电源模块，用于为数据采集传输模块终端设备供电。

作为优选：所述报警控制器模块，用于接收报警信号并控制报警装置进行报警；所述声光报警器模块，用于进行报警提示，在接收报警信息后，报警灯闪烁提示，音频提示器发出警报通知。

本发明一种基于物联网技术的井下有毒气体监测装置的使用方法为：

A．将数据采集传输终端安装在窨井中，可燃性气体检测模块、硫化氢气体检测模块、一氧化碳气体检测模块和二氧化硫气体检测模块被分别安装在井下采集信号，并集成在低功耗测控终端内；采集到的信号数据传输到低功耗测控终端，低功耗测控终端将信号通过无线传输模块发送到监测平台，所述数据采集传输模块终端设备采用电池供电，。

B．监测平台中的数据采集模块接收到数据采集传输模块发送来的数据后，将数据存储到数据库模块中，并在一张图展示模块中将监测站点位置及监测数据展示给用户，所述的监测站点配置用于添加、删除或更新监测点，并可以对监测点报警参数进行配置；所述的报警信息发布模块，用于将报警信息及时发送给管理人员及报警装置模块；所述的数据查询与统计分析模块用于提供对历史监测数据的查询和统计，可以按照用户要求自定义形成相关统计报表；所述报警信息管理模块，用于对监测站点报警信息进行统计，辅助排查重要隐患点和分析报警原因，并采取相应措施进行整改，预防安全事故发生。

C监测平台在感知报警信息后，发送信号给报警装置中的报警控制器，通过报警控制器控制报声光报警器进行灯光闪烁和音频告警提示。

本发明的有益效果是：可以实时查看井下有毒气体含量，在毒气含量超标时及时进行报警，减少了人工巡查成本高和风险感知不及时的弊端，便于管理人员及时对超标情况进行处理，减少井下毒害气体浓度，能够有效预防安全事故的发生，保障了人民生命财产安全。

附图说明

图1为本发明井下有毒气体监测系统的组成框图；

图2为监测平台的组成框图;

图3为数据采集传输终端的组成框图;

图4为报警装置模块的组成框图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作详细介绍：图1所示，本发明所述的一种基于物联网的井下有毒气体监测系统，它包括监测平台100和通过4G无线通讯传输200的数据采集传输模块300和通过网络信号传输400的报警装置模块500。

图2所示，所述的监测平台100包括数据库模块101、一张图展示模块102、数据采集模块103、监测站点配置模块104、报警信息发布模块105、数据查询与统计模块106和报警信息管理模块107。

图3所示，所述的数据采集传输模块300包括低功耗测控终端模块301、无线通讯传输模块302、可燃气体检测模块303、硫化氢气体检测模块304、一氧化碳气体检测模块305、二氧化硫检测模块306和电源307。

图4所示，所述报警装置500包括报警控制器501和声光报警器502。

设置在窨井内的数据采集传输模块300，由可燃气体检测模块303、硫化氢气体检测模块304、一氧化碳气体检测模块305和二氧化硫检测模块306采集相关数据信号，并发送给低功耗测控终端301，由该低功耗测控终端301通过无线通讯模块302经GPRS将有毒气体含量监测信号数据发送至监测平台100，并由监测平台100中的数据采集模块103接收后存储到相连的数据库模块101，与数据库模块101相连的预警信息发布模块105读取到数据库模块101的有毒气体含量数据后，与标准报警阈值进行对比，在有毒气体含量超标后，发送报警信号到管理员及报警装置模块500，由报警控制器501接收信号并控制声光报警器502进行灯光闪烁和音频告警提示。

本发明所述的监测平台100中：

所述数据库模块101，用于存储所述监测设备的记录以及支撑系统运行的表格；

所述一张图展示模块102，用于在地图上展示监测站点的位置及实时监测数据，不同的设备类型采用不同的图标展示在地图上。

所述数据采集模块103，用于接收采集的有毒气体含量，并在地图上标注显示，并提供以图表方式查看实时数据和历史曲线的功能；

所述监测站点配置模块104，用于新增、删除和更新监测站点，并可以远程进行报警参数设置；

所述报警信息发布模块105，用于在检测到有毒气体超标时，第一时间将报警信息发送给管理人员及报警装置模块，便于及时感知，并进行报警信息的处理；

所述数据查询与统计分析模块106，用于提供历史数据查询功能，可以根据时间、监测站点等参数查询历史数据，并能够根据一定周期或自定义形式导出监测数据的统计报表；

所述报警信息管理模块107，用于对报警信息进行记录，可以根据时间、监测站点等参数统计报警次数，辅助管理人员排查重要隐患点、分析报警原因并采取相应措施进行整改。

本发明所述的数据采集传输模块300中：

所述的数据采集传输模块300包括低功耗测控终端模块301、无线通讯传输模块302、可燃气体检测模块303、硫化氢气体检测模块304、一氧化碳气体检测模块305、二氧化硫检测模块306和电源307，其中：

所述低功耗测控终端模块301，用于接收并处理可燃气体检测模块303、硫化氢气体检测模块304、一氧化碳气体监测模块305和二氧化硫检测模块306发送的数据；

所述可燃气体检测模块303，用于检测可燃气体（甲烷）的含量；

所述硫化氢气体检测模块304，用于检测硫化氢气体的含量；

所述一氧化碳气体检测模块305，用于检测一氧化碳气体的含量；

所述二氧化硫气体检测模块306，用于检测二氧化硫气体的含量。

所述无线通讯传输模块302，用于将可燃气体检测模块303、硫化氢气体检测模块304、一氧化碳气体监测模块305和二氧化硫检测模块306的采集信息数据发送到监测平台；

所述电源模块307，用于为数据采集传输模块300终端设备供电。

本发明所述的报警装置模块500中：

所述报警控制器模块501，用于接收报警信号并控制声光报警器502进行报警；

所述声光报警器502，用于进行报警提示，在接收报警信息后，报警灯闪烁提示，音频提示器发出警报通知。

本发明的具体的实施例中，数据采集传输终端300安装在窨井中，可燃性气体检测模块303、硫化氢气体检测模块304、一氧化碳气体检测模块305和二氧化硫气体检测模块306被安装在井下采集信号，并集成在低功耗测控终端301；采集到的信号数据传输到低功耗测控终端301，低功耗测控终端301将信号通过无线传输模块302发送到监测平台100，本发明所述数据采集传输模块300终端设备采用电池307供电，便于设备进行后期维护。

监测平台中100的数据采集模块103接收到数据采集传输模块300发送来的数据后，将数据存储到数据库模块101中，并在一张图展示模块102中将监测站点位置及监测数据展示给用户。所述的监测站点配置104用于添加、删除或更新监测点，并可以对监测点报警参数进行配置；所述的报警信息发布模块105，用于将报警信息及时发送给管理人员及报警装置模块500；所述的数据查询与统计分析模块106用于提供对历史监测数据的查询和统计，可以按照用户要求自定义形成相关统计报表；所述报警信息管理模块107，用于对监测站点报警信息进行统计，辅助排查重要隐患点和分析报警原因，并采取相应措施进行整改，预防安全事故发生。

监测平台100在感知报警信息后，发送信号给报警装置中500的报警控制器501，通过报警控制器501控制报声光报警器502进行灯光闪烁和音频告警提示。

Claims (5)

1.一种基于物联网技术的井下有毒气体监测装置，它包括监测平台，其特征在于所述监测平台分别通过GPRS信号与数据采集传输模块和报警装置模块连接，所述监测平台内设有数据库模块，该数据库模块分别连接一张图展示模块、数据采集模块、监测站点配置模块、报警信息发布模块、数据查询与统计模块和报警信息管理模块，所述数据传输模块内设有无线传输模块，该无线传输模块通过无线网络与低功耗测控终端相连接，所述低功耗测控终端分别连接可燃气体检测模块、硫化氢气体检测模块、一氧化碳气体检测模块和二氧化硫检测模块，并且低功耗测控终端通过外接电源供电工作，所述报警装置模块通过网络新号连接报警控制器，该报警控制器控制声光报警器。

2.根据权利要求1所述的基于物联网技术的井下有毒气体监测装置，其特征在于所述数据库模块，用于存储系统所述监测设备的记录以及支撑系统运行的表格；所述一张图展示模块，用于在地图行展示监测站点的位置分布及监测数据信息，不同的设备类型采用不同的图标展示在地图上，所述数据采集模块，用于接收采集的有毒气体含量，并在地图上标注显示，并提供以图表方式查看实时数据和历史曲线的功能；所述监测站点配置模块，用于新增、删除和更新监测站点，并可以远程进行报警参数设置；所述报警信息发布模块，用于在检测到有毒气体超标时，第一时间将报警信息发送给管理人员及报警装置模块，便于及时感知，并进行报警信息的处理；所述数据查询与统计分析模块用于提供历史数据查询功能，可以根据时间、监测站点等参数查询历史数据，并能够根据一定周期或自定义形式导出监测数据的统计报表；所述报警管理模块，用于对报警信息进行记录，可以根据时间、监测站点等参数统计报警次数，辅助管理人员排查重要隐患点、分析报警原因并采取相应措施进行整改。

3.根据权利要求1所述的基于物联网技术的井下有毒气体监测装置，其特征在于所述低功耗测控终端模块，用于接收并处理可燃气体检测模块、硫化氢气体检测模块、一氧化碳气体监测模块和二氧化硫检测模块发送的数据；所述可燃气体检测模块，用于检测可燃气体（甲烷）的含量；所述硫化氢气体检测模块，用于检测硫化氢气体的含量；

所述一氧化碳气体检测模块，用于检测一氧化碳气体的含量；所述二氧化硫气体检测模块，用于检测二氧化硫气体的含量；所述无线通讯传输模块，用于可燃气体检测模块、硫化氢气体检测模块、一氧化碳气体监测模块和二氧化硫检测模块的采集信息数据发送到监测平台；所述电源模块，用于为数据采集传输模块终端设备供电。

4.根据权利要求1所述的基于物联网技术的井下有毒气体监测装置，其特征在于所述报警控制器模块，用于接收报警信号并控制报警装置进行报警；所述声光报警器模块，用于进行报警提示，在接收报警信息后，报警灯闪烁提示，音频提示器发出警报通知。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的基于物联网技术的井下有毒气体监测装置的使用方法为：

A．将数据采集传输终端安装在窨井中，可燃性气体检测模块、硫化氢气体检测模块、一氧化碳气体检测模块和二氧化硫气体检测模块被分别安装在井下采集信号，并集成在低功耗测控终端内；采集到的信号数据传输到低功耗测控终端，低功耗测控终端将信号通过无线传输模块发送到监测平台，所述数据采集传输模块终端设备采用电池供电;

B．监测平台中的数据采集模块接收到数据采集传输模块发送来的数据后，将数据存储到数据库模块中，并在一张图展示模块中将监测站点位置及监测数据展示给用户，所述的监测站点配置用于添加、删除或更新监测点，并可以对监测点报警参数进行配置；所述的报警信息发布模块，用于将报警信息及时发送给管理人员及报警装置模块；所述的数据查询与统计分析模块用于提供对历史监测数据的查询和统计，可以按照用户要求自定义形成相关统计报表；所述报警信息管理模块，用于对监测站点报警信息进行统计，辅助排查重要隐患点和分析报警原因，并采取相应措施进行整改，预防安全事故发生;

C监测平台在感知报警信息后，发送信号给报警装置中的报警控制器，通过报警控制器控制报声光报警器进行灯光闪烁和音频告警提示。

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