CN113804826A - 有毒气体探测泄漏检测智能控制系统 - Google Patents

有毒气体探测泄漏检测智能控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了有毒气体探测泄漏检测智能控制系统，包括微控制器一，所述微控制器一的输入端分别电连接有气体传感器和电源装置，所述微控制器一的输出端分别电连接有声光报警装置和显示装置，所述微控制器一的输出端分别电连接有NB‑IOT通讯、4G通讯、5G通讯、Lora通讯和米风感知通讯。本发明具备通过NB、4G、5G、TCP/IP、Lora+网关等上报泄漏的浓度数据到云平台及手机端并明确具体安装区域泄漏状态，探测器可双向发送指令，反馈数据的同时采取必要的控制手段，安全性高的优点，解决了现有气体探测器采用通讯技术低下，不能够反馈泄露气体浓度和位置至云平台及手机端，不能够及时采取必要的控制手段，智能化低下的问题。

Description

有毒气体探测泄漏检测智能控制系统
技术领域
本发明涉及有毒气体探测泄漏检测技术领域，具体为有毒气体探测泄漏检测智能全无线双向控制系统。
背景技术
在生产过程中，排放到作业场所空气中的有毒有害气体不仅直接影响作业者的安全与健康，而且污染周边环境，特别是设备陈旧、工艺落后的生产过程，有毒气体危害的问题显得尤为突出，企业生产过程中急性中毒事故时有发生，许多作业场所有毒气体浓度大大超过国家规定标准，严重威胁作业人员的身体健康，为了控制有毒有害气体对作业人员健康的影响，采取有效措施控制有毒气体的危害，必须首先对作业场所空气中，以及排放到大气中的有毒有害气体的组成、性质、数量等进行检测、分析，根据气体检测仪分析结果，采取针对性的措施进行治理，有效地控制环境污染。
现有气体探测器只是探测到气体泄漏转换成一个警示信息及有线联动阀门、机械手及有线继电器模块，云平台体现的只是编定好的那个防区气体泄漏的报警信息；市场中目前家用燃气采用的无线技术不管事，433、Lora、NB、2G只是单方面上报一种状态，工业的位总线、485、433单向为主，报警泄漏控制已布线为主；有集成管理的云平台收到的气体泄漏人为去定义相关气体泄漏报警信息，无法以检测气体泄漏量来判断实际现场的严重情况及远程控制阀门之类及控制后信息无法反馈。
发明内容
本发明的目的在于提供有毒气体探测泄漏检测智能控制系统，具备通过NB、4G、5G、TCP/IP、Lora+网关等上报泄漏的浓度数据到云平台及手机端并明确具体安装区域泄漏状态，探测器可双向发送指令，反馈数据的同时采取必要的控制手段，安全性高的优点，解决了现有气体探测器采用通讯技术低下，不能够反馈泄露气体浓度和位置至云平台及手机端，不能够及时采取必要的控制手段，智能化低下的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：有毒气体探测泄漏检测智能控制系统，包括微控制器一，所述微控制器一的输入端分别电连接有气体传感器和电源装置，所述微控制器一的输出端分别电连接有声光报警装置和显示装置，所述微控制器一的输出端分别电连接有NB-IOT通讯、4G通讯、5G通讯、Lora通讯和米风感知通讯，所述NB-IOT通讯、4G通讯和5G通讯的输入端和输出端双向电连接有云服务，所述云服务的输入端电连接有2G/4G/5G/(TCP/IP)，所述2G/4G/5G/(TCP/IP)的输入端和输出端分别与Lora通讯和米风感知通讯双向电连接，所述微控制器一双向电连接有FSK双向调频收发指令一，所述FSK双向调频收发指令一的输入端和输出端双向电连接有FSK双向调频收发指令二，所述FSK双向调频收发指令二的输入端和输出端双向电连接有微控制器二，所述微控制器二的输出端分别电连接有减速电机/机械手柄、双刀干接点输出和减速电机，所述减速电机/机械手柄的输出端电连接有执行器/装置(高压、低压、管道气体阀门装置)，所述双刀干接点输出的输出端电连接有打开排风扇及对应执行装置，所述减速电机的输出端电连接有执行开关(低压、高压、管道直通阀)，所述微控制器二的输入端分别连接有3.6V电源供电和3V电源供电。
优选的，所述声光报警装置包括蜂鸣器、扬声器和LED，所述蜂鸣器、扬声器和LED的输出端均与微控制器一的输入端电连接。
优选的，所述气体传感器包括半导体式传感器、催化式传感器、电化学式传感器和红外式传感器，所述半导体式传感器、催化式传感器、电化学式传感器和红外式传感器的输出端均与微控制器一的输入端电连接。
优选的，所述电源装置包括可充电电池和充电电路，所述可充电电池和充电电路的输出端均与微控制器一的输入端电连接。
优选的，所述显示装置包括数码管、LCD屏和TFT屏，所述数码管、LCD屏和TFT屏的输入端均与微控制器一的输出端电连接。
优选的，所述执行器/装置(高压、低压、管道气体阀门装置)为高压、低压、管道气体阀门装置。
优选的，所述微控制器一的输出端分别电连接有NB-iOT/4G/5G+云平台和LORA/米风模块+基站+与平台。
有毒气体探测泄漏检测智能控制系统控制方法，包括以下步骤：
A：家用的气体传感器环境中有毒气泄漏后，通过气体传感器进行检测，通过NB、4G、5G、TCP/IP、Lora+网关等上报泄漏的浓度数据到云平台及手机端并明确具体安装区域泄漏状态，并将信息反馈给微控制器一，微控制器一控制蜂鸣器和扬声器发出声音报警，微控制器一控制LED闪烁及时提醒相关人员，微控制器一控制显示装置显示泄漏的有毒气体浓度和地理位置；
B：微控制器一通过FSK双向调频收发指令一和FSK双向调频收发指令二传送指令给微控制器二，微控制器二接收指令后控制减速电机/机械手柄和减速电机运行，减速电机/机械手柄控制执行器/装置(高压、低压、管道气体阀门装置)运行，减速电机控制执行开关(低压、高压、管道直通阀)运行，关闭泄漏有毒气体管道上的阀门，并回复指令到探测器通过通讯体现在云平台及手机端控制指令执行OK，这个装置采用低功耗电池技术，微控制器二控制双刀干接点输出运行，双刀干接点输出控制打开排风扇及对应执行装置，打开毒气泄漏地区风扇，有利于快速排放有毒气体，增大安全系数，探测器及联动的控制器及机械手、大力执行器在正常工作时每24小时发送指令到探测器并同时探测器通过通讯上报云中心，设备处于正常运转状态，此装置采用低功耗电池供电，微控制器二也可通过人工操作自主控制各控制部件的运行和关闭。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明通过微控制器一、声光报警装置、气体传感器、电源装置、显示装置、NB-IOT通讯、4G通讯、5G通讯、Lora通讯、米风感知通讯、云服务、2G/4G/5G/(TCP/IP)、FSK双向调频收发指令一、微控制器二、减速电机/机械手柄、双刀干接点输出、减速电机、执行器/装置(高压、低压、管道气体阀门装置)、打开排风扇及对应执行装置和执行开关(低压、高压、管道直通阀)进行配合，具备通过NB、4G、5G、TCP/IP、Lora+网关等上报泄漏的浓度数据到云平台及手机端并明确具体安装区域泄漏状态，探测器可双向发送指令，反馈数据的同时采取必要的控制手段，安全性高的优点，解决了现有气体探测器采用通讯技术低下，不能够反馈泄露气体浓度和位置至云平台及手机端，不能够及时采取必要的控制手段，智能化低下的问题。
2、本发明通过设置蜂鸣器、扬声器和LED，能够用声音和闪光的方式进行报警，能够有效的提示相关人员，便于相关人员及时发现异常，通过设置半导体式传感器、催化式传感器、电化学式传感器和红外式传感器，能够以多种方式检测泄露的有毒气体，大大提高了检测精度，通过设置可充电电池和充电电路，能够对微控制器一提供电能，通过设置数码管、LCD屏和TFT屏，能显示毒气泄漏浓度数据以及地理位置，便于工作人员实时观测。
附图说明
图1为本发明系统原理图；
图2为本发明气体传感器系统原理图；
图3为本发明NB-iOT/4G/5G+云平台系统原理图；
图4为本发明微控制器一和FSK双向调频收发指令一系统原理图；
图5为本发明FSK双向调频收发指令一和FSK双向调频收发指令二系统原理图；
图6为本发明微控制器二和FSK双向调频收发指令二系统原理图；
图7为本发明微控制器二和执行器/装置系统原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的微控制器一、声光报警装置、气体传感器、电源装置、显示装置、NB-IOT通讯、4G通讯、5G通讯、Lora通讯、米风感知通讯、云服务、2G/4G/5G/(TCP/IP)、FSK双向调频收发指令一、微控制器二、减速电机/机械手柄、双刀干接点输出、减速电机、执行器/装置(高压、低压、管道气体阀门装置)、打开排风扇及对应执行装置、执行开关(低压、高压、管道直通阀)、蜂鸣器、扬声器、LED、半导体式传感器、催化式传感器、电化学式传感器、红外式传感器、可充电电池、充电电路、数码管、LCD屏和TFT屏部件和模块均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件和模块，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。
请参阅图1-7，有毒气体探测泄漏检测智能控制系统，包括微控制器一，微控制器一的输入端分别电连接有气体传感器和电源装置，微控制器一的输出端分别电连接有声光报警装置和显示装置，微控制器一的输出端分别电连接有NB-IOT通讯、4G通讯、5G通讯、Lora通讯和米风感知通讯，NB-IOT通讯、4G通讯和5G通讯的输入端和输出端双向电连接有云服务，云服务的输入端电连接有2G/4G/5G/(TCP/IP)，2G/4G/5G/(TCP/IP)的输入端和输出端分别与Lora通讯和米风感知通讯双向电连接，微控制器一双向电连接有FSK双向调频收发指令一，FSK双向调频收发指令一的输入端和输出端双向电连接有FSK双向调频收发指令二，FSK双向调频收发指令二的输入端和输出端双向电连接有微控制器二，微控制器二的输出端分别电连接有减速电机/机械手柄、双刀干接点输出和减速电机，减速电机/机械手柄的输出端电连接有执行器/装置(高压、低压、管道气体阀门装置)，双刀干接点输出的输出端电连接有打开排风扇及对应执行装置，减速电机的输出端电连接有执行开关(低压、高压、管道直通阀)，微控制器二的输入端分别连接有3.6V电源供电和3V电源供电。
声光报警装置包括蜂鸣器、扬声器和LED，蜂鸣器、扬声器和LED的输出端均与微控制器一的输入端电连接，通过设置蜂鸣器、扬声器和LED，能够用声音和闪光的方式进行报警，能够有效的提示相关人员，便于相关人员及时发现异常。
气体传感器包括半导体式传感器、催化式传感器、电化学式传感器和红外式传感器，半导体式传感器、催化式传感器、电化学式传感器和红外式传感器的输出端均与微控制器一的输入端电连接，通过设置半导体式传感器、催化式传感器、电化学式传感器和红外式传感器，能够以多种方式检测泄露的有毒气体，大大提高了检测精度。
电源装置包括可充电电池和充电电路，可充电电池和充电电路的输出端均与微控制器一的输入端电连接，通过设置可充电电池28和充电电路29，能够对微控制器一1提供电能。
显示装置包括数码管、LCD屏和TFT屏，数码管、LCD屏和TFT屏的输入端均与微控制器一的输出端电连接，通过设置数码管、LCD屏和TFT屏，能显示毒气泄漏浓度数据以及地理位置，便于工作人员实时观测。
执行器/装置(高压、低压、管道气体阀门装置)为高压、低压、管道气体阀门装置。
微控制器一的输出端分别电连接有NB-iOT/4G/5G+云平台和LORA/米风模块+基站+与平台。
有毒气体探测泄漏检测智能控制系统控制方法，包括以下步骤：
A：家用的气体传感器环境中有毒气泄漏后，通过气体传感器进行检测，通过NB、4G、5G、TCP/IP、Lora+网关等上报泄漏的浓度数据到云平台及手机端并明确具体安装区域泄漏状态，并将信息反馈给微控制器一，微控制器一控制蜂鸣器和扬声器发出声音报警，微控制器一控制LED闪烁及时提醒相关人员，微控制器一控制显示装置显示泄漏的有毒气体浓度和地理位置；
B：微控制器一通过FSK双向调频收发指令一和FSK双向调频收发指令二传送指令给微控制器二，微控制器二接收指令后控制减速电机/机械手柄和减速电机运行，减速电机/机械手柄控制执行器/装置(高压、低压、管道气体阀门装置)运行，减速电机控制执行开关(低压、高压、管道直通阀)运行，关闭泄漏有毒气体管道上的阀门，并回复指令到探测器通过通讯体现在云平台及手机端控制指令执行OK，这个装置采用低功耗电池技术，微控制器二控制双刀干接点输出运行，双刀干接点输出控制打开排风扇及对应执行装置，打开毒气泄漏地区风扇，有利于快速排放有毒气体，增大安全系数，探测器及联动的控制器及机械手、大力执行器在正常工作时每24小时发送指令到探测器并同时探测器通过通讯上报云中心，设备处于正常运转状态，此装置采用低功耗电池供电，微控制器二也可通过人工操作自主控制各控制部件的运行和关闭。
综上所述：该有毒气体探测泄漏检测智能控制系统，通过微控制器一、声光报警装置、气体传感器、电源装置、显示装置、NB-IOT通讯、4G通讯、5G通讯、Lora通讯、米风感知通讯、云服务、2G/4G/5G/(TCP/IP)、FSK双向调频收发指令一、微控制器二、减速电机/机械手柄、双刀干接点输出、减速电机、执行器/装置(高压、低压、管道气体阀门装置)、打开排风扇及对应执行装置和执行开关(低压、高压、管道直通阀)进行配合，解决了现有气体探测器采用通讯技术低下，不能够反馈泄露气体浓度和位置至云平台及手机端，不能够及时采取必要的控制手段，智能化低下的问题。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.有毒气体探测泄漏检测智能控制系统，包括微控制器一，其特征在于：所述微控制器一的输入端分别电连接有气体传感器和电源装置，所述微控制器一的输出端分别电连接有声光报警装置和显示装置，所述微控制器一的输出端分别电连接有NB-IOT通讯、4G通讯、5G通讯、Lora通讯和米风感知通讯，所述NB-IOT通讯、4G通讯和5G通讯的输入端和输出端双向电连接有云服务，所述云服务的输入端电连接有2G/4G/5G/(TCP/IP)，所述2G/4G/5G/(TCP/IP)的输入端和输出端分别与Lora通讯和米风感知通讯双向电连接，所述微控制器一双向电连接有FSK双向调频收发指令一，所述FSK双向调频收发指令一的输入端和输出端双向电连接有FSK双向调频收发指令二，所述FSK双向调频收发指令二的输入端和输出端双向电连接有微控制器二，所述微控制器二的输出端分别电连接有减速电机/机械手柄、双刀干接点输出和减速电机，所述减速电机/机械手柄的输出端电连接有执行器/装置(高压、低压、管道气体阀门装置)，所述双刀干接点输出的输出端电连接有打开排风扇及对应执行装置，所述减速电机的输出端电连接有执行开关(低压、高压、管道直通阀)，所述微控制器二的输入端分别连接有3.6V电源供电和3V电源供电。
2.根据权利要求1所述的有毒气体探测泄漏检测智能控制系统，其特征在于：所述声光报警装置包括蜂鸣器、扬声器和LED，所述蜂鸣器、扬声器和LED的输出端均与微控制器一的输入端电连接。
3.根据权利要求1所述的有毒气体探测泄漏检测智能控制系统，其特征在于：所述气体传感器包括半导体式传感器、催化式传感器、电化学式传感器和红外式传感器，所述半导体式传感器、催化式传感器、电化学式传感器和红外式传感器的输出端均与微控制器一的输入端电连接。
4.根据权利要求1所述的有毒气体探测泄漏检测智能控制系统，其特征在于：所述电源装置包括可充电电池和充电电路，所述可充电电池和充电电路的输出端均与微控制器一的输入端电连接。
5.根据权利要求1所述的有毒气体探测泄漏检测智能控制系统，其特征在于：所述显示装置包括数码管、LCD屏和TFT屏，所述数码管、LCD屏和TFT屏的输入端均与微控制器一的输出端电连接。
6.根据权利要求1所述的有毒气体探测泄漏检测智能控制系统，其特征在于：所述执行器/装置(高压、低压、管道气体阀门装置)为高压、低压、管道气体阀门装置。
7.根据权利要求1所述的有毒气体探测泄漏检测智能控制系统，其特征在于：所述微控制器一的输出端分别电连接有NB-iOT/4G/5G+云平台和LORA/米风模块+基站+与平台。
8.根据权利要求1-7任一项所述的有毒气体探测泄漏检测智能控制系统控制方法，其特征在于包括以下步骤：
A：家用的气体传感器环境中有毒气泄漏后，通过气体传感器进行检测，通过NB、4G、5G、TCP/IP、Lora+网关等上报泄漏的浓度数据到云平台及手机端并明确具体安装区域泄漏状态，并将信息反馈给微控制器一，微控制器一控制蜂鸣器和扬声器发出声音报警，微控制器一控制LED闪烁及时提醒相关人员，微控制器一控制显示装置显示泄漏的有毒气体浓度和地理位置；
B：微控制器一通过FSK双向调频收发指令一和FSK双向调频收发指令二传送指令给微控制器二，微控制器二接收指令后控制减速电机/机械手柄和减速电机运行，减速电机/机械手柄控制执行器/装置(高压、低压、管道气体阀门装置)运行，减速电机控制执行开关(低压、高压、管道直通阀)运行，关闭泄漏有毒气体管道上的阀门，并回复指令到探测器通过通讯体现在云平台及手机端控制指令执行OK，这个装置采用低功耗电池技术，微控制器二控制双刀干接点输出运行，双刀干接点输出控制打开排风扇及对应执行装置，打开毒气泄漏地区风扇，有利于快速排放有毒气体，增大安全系数，探测器及联动的控制器及机械手、大力执行器在正常工作时每24小时发送指令到探测器并同时探测器通过通讯上报云中心，设备处于正常运转状态，此装置采用低功耗电池供电，微控制器二也可通过人工操作自主控制各控制部件的运行和关闭。
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