CN114827208B - 一种基于物联网的lng分布式仓储管理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于物联网的LNG分布式仓储管理系统及方法，该系统包括对象平台、传感网络平台、管理平台、服务平台和用户平台，所述对象平台分别采集LNG储罐和LNG罐箱的数据信息并上传至传感网络平台，所述传感网络平台对LNG储罐数据信息和LNG罐箱数据信息进行处理后上传至管理平台，所述管理平台包括库存预警模块和库存协同模块，所述库存预警模块分别对LNG储罐和LNG罐箱余量进行预测，所述库存协同模块根据服务平台的指令或库存预警模块的指令对LNG资源进行统筹管理。本发明实现了LNG仓与仓之间的互联互通，并且结合物联网使得LNG仓储管理更加精细，服务更加高效，用户使用更加便捷。

Description

一种基于物联网的LNG分布式仓储管理系统及方法

技术领域

本发明涉及液化天然气存储技术领域，尤其涉及一种基于物联网的LNG分布式仓储管理系统及方法。

背景技术

天然气是指蕴藏在地层内的可燃性气体，主要是低分子烷烃的混合物，可分为干气天然气和湿天然气两种，干气成分主要是甲烷，湿天然气除含大量甲烷外，还含有较多的乙烷、丙烷和丁烷等。但是，仍然有大量的远郊区县、山区、农村等经济欠发达地区、管道辐射不足的区域内，无法使用优势明显、安全、洁净的天然气来进行生活、工作。远郊区县、山区、农村燃气市场是城镇燃气的潜在市场，这些地区的能源供应作为国家整个能源系统不可分割的组成部分，其供应与消费必然影响到中国能源的供求形势。目前城市建设的重点逐步从市区向远郊区县、山区、农村战略转移，需要建立高效、安全、经济的能源供应体系。国家还出台了一系列与天然气行业相关的政策，主要目的在于提倡各企业建立天然气多元化的供应体系，支持天然气行业改革创新和高质量发展。如：通过优化规划建设布局、建立健全运营模式、深化体利机制改革、加大政策支持力度等措施，加快天然气储备基础设建设，进一步提升天然气储备能力。发挥LNG储罐宜储宜运、调运灵活的特点，推进LNG罐箱多式联运试点示范，多措并举提高储气能力。推动储气设施经营企业完善内部管理机制，进行模式创新和产品创新。打通天然气利用“最后一公里”。开展天然气下乡试点。探索互联网+、能源智能微网等新模式，实现多能协同供应和能源综合梯级利用。在管网未覆盖区域开展以 LNG 为气源的分布式能源应用试点等。

液化天然气(Liquefied Natural Gas，简称LNG)，主要成分是甲烷，被公认是地球上最干净的化石能源。无色、无味、无毒且无腐蚀性，其体积约为同量气态天然气体积的1/625，液化天然气的质量仅为同体积水的45%左右。LNG（液化天然气）的出现，实现了天然气能源结构的重大改变。使天然气的应用场景，不再依托于管道、管输，而转换为可以依托天然气储运装备构建的应用场景，满足更多种用户的需求。

管道天然气是最适合于用气量大、人口分布集中的地区。但近年来管道敷设成本逐年升高、投资加大、运行成本高，管输能力达到上限。LNG具有安全性高、适用范围广、经济性强、便利性好的特点，在不适合敷设管道的地区，可以优先考虑采用LNG供气。未来，国内供应链会朝着数字化、大数据、AI、IOT等方向发展，电商与实体商业在互联网科技的驱动下和数字化赋能中一同发展前进，LNG仓储管理同样朝着数字化方向不断发展，仓储是通过仓库对商品与物品的储存与保管。“仓”即仓库，为存放、保管、储存物品的建筑物和场地的总称，可以是房屋建筑、洞穴、大型容器或特定的场地等，具有存放和保护物品的功能。“储”即储存、储备，表示收存以备使用，具有收存、保管、交付使用的意思。把LNG仓库与仓库之间联系起来，统仓共配，是LNG仓储管理最主要的一环，然而目前，LNG仓储管理却存在仓与仓之间信息无法互联互通的技术问题，导致运营商无法及时根据用户的需求调配LNG资源。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种基于物联网的LNG分布式仓储管理系统，解决LNG供应链中，仓与仓之间信息无法互联互通的技术问题。

本发明的第一个目的是采用以下技术方案（手段）实现的：基于物联网的LNG仓储管理系统，包括对象平台、传感网络平台、管理平台、服务平台和用户平台，所述对象平台、传感网络平台、管理平台、服务平台和用户平台依次相互连接，所述对象平台分别采集LNG储罐和LNG罐箱的数据信息并上传至传感网络平台，所述传感网络平台对LNG储罐数据信息和LNG罐箱数据信息进行处理后上传至管理平台，所述管理平台包括库存预警模块和库存协同模块，所述库存预警模块根据LNG储罐数据信息和LNG罐箱数据信息分别对LNG储罐和LNG罐箱余量进行预测，所述库存协同模块根据服务平台的指令或库存预警模块的指令对LNG资源进行统筹管理，所述用户平台根据用户的需求发出控制指令并传输至服务平台。

具体的，所述传感网络平台包括LNG储罐信息处理模块和LNG罐箱信息处理模块，所述LNG储罐信息处理模块通过传感通信服务器与LNG储罐相连接，用以实时获取LNG储罐状态信息；所述LNG罐箱信息处理模块通过传感通信服务器与LNG罐箱相连接，用以实时获取LNG罐箱状态信息。

具体的，所述用户平台包括LNG能源运营商用户模块和LNG能源消费者用户模块，运营商用户通过LNG能源运营商用户模块控制服务平台获取LNG储罐和LNG罐箱状态信息、运营信息，并进行LNG能源调度；消费者用户通过LNG能源消费者用户模块控制服务平台获取LNG储罐和LNG罐箱状态信息的指令。

具体的，所述LNG储罐状态信息包括储罐存储位置、存储余量、存储状态和进出库数据信息；所述LNG罐箱状态信息包括罐箱存储位置、存储余量、存储状态和进出库数据信息。

具体的，所述服务平台包括LNG能源运营商服务模块和LNG能源消费者服务模块，所述LNG能源运营商服务模块通过LNG能源运营商用户模块的控制发出获取LNG储罐和LNG罐箱的存储信息、运营信息，并进行LNG能源调度的指令；所述LNG能源消费者服务模块通过LNG能源消费者用户模块的控制发出获取LNG储罐和LNG罐箱的存储信息，并发出需求提示的指令。

具体的，所述服务平台还包括监控模块，所述监控模块通过TCP/IP实时获取管理平台数据并更新至数据库，LNG能源运营商服务模块和LNG能源消费者服务模块均定时扫描数据库，获取最新的实时数据并利用socket技术分别推送至LNG能源运营商用户模块和LNG能源消费者用户模块。

具体的，所述监控模块采用2D技术和双向通讯技术，以2D界面做LNG储罐和LNG罐箱仿真显示，通过socket建立服务平台和用户平台间的双向通信。

具体的，所述管理平台还包括LNG能源仓储管理模块，所述LNG能源仓储管理模块根据LNG能源运营商服务模块发出的指令，获取LNG储罐信息处理模块和LNG罐箱信息处理模块的数据，以及LNG能源消费者服务模块发出的请求信息，LNG能源仓储管理模块同时获取库存预警模块和仓库协同模块的数据信息，并通过LNG能源运营商服务模块上传至LNG能源运营商用户模块；所述LNG能源仓储管理模块根据LNG能源消费者服务模块发出的指令，获取LNG储罐信息处理模块和LNG罐箱信息处理模块的数据，并通过LNG能源消费者服务模块上传至LNG能源消费者用户模块。

具体的，当LNG能源运营商用户模块接收到消费者用户发出请求信息且库存预警模块发出对应LNG储罐或者LNG罐箱余量不足时，通过库存协同模块调度最近的LNG储罐或LNG罐箱实现LNG供应协同。

本发明的第二个发明目的是提供一种基于物联网的LNG分布式仓储管理方法，解决LNG供应链中，仓与仓之间信息无法互联互通的技术问题。

本发明的第二个发明目的是采用以下技术手段实现的：基于物联网的LNG仓储管理方法，包括如下步骤：

通过对象平台分别采集LNG储罐和LNG罐箱状态信息，并将LNG储罐状态信息上传至LNG储罐信息处理模块，将LNG罐箱状态信息上传至LNG罐箱信息处理模块；

LNG储罐信息处理模块对LNG储罐状态信息进行解析、分类和存储，LNG罐箱信息处理模块对LNG罐箱状态信息进行解析、分类和存储；

运营商用户通过LNG能源运营商用户模块控制LNG能源运营商服务模块向LNG能源仓储管理模块发出指令，分别获取LNG储罐信息处理模块和LNG罐箱信息处理模块的数据；消费者用户通过LNG能源消费者用户模块控制LNG能源消费者服务模块向LNG能源仓储管理模块发出指令，分别获取LNG储罐信息处理模块和LNG罐箱信息处理模块的数据；

当LNG能源运营商用户模块接收到消费者用户发出请求信息且库存预警模块发出对应LNG储罐或者LNG罐箱余量不足时，通过库存协同模块调度最近的LNG储罐或LNG罐箱实现LNG供应协同。

本发明的有益效果在于：解决了远郊区县、山区、农村城镇无法使用天然气的现状，并且结合物联网技术实现了LNG仓与仓之间的互联互通，运营商可根据用户需求及时调配LNG资源，使得LNG天然气仓储管理更加精细，服务更加高效，用户使用更加便捷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明系统框图；

图2为本发明实施例1结构示意图；

图3为本发明实施例1流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1：

参阅图1-2，一种基于物联网的LNG分布式仓储管理系统，包括对象平台、传感网络平台、管理平台、服务平台和用户平台，所述对象平台、传感网络平台、管理平台、服务平台和用户平台依次相互连接，所述对象平台分别采集LNG储罐和LNG罐箱的数据信息并上传至传感网络平台，所述传感网络平台对LNG储罐数据信息和LNG罐箱数据信息进行处理后上传至管理平台，所述管理平台包括库存预警模块和库存协同模块，所述库存预警模块根据LNG储罐数据信息和LNG罐箱数据信息分别对LNG储罐和LNG罐箱余量进行预测，所述库存协同模块根据服务平台的指令或库存预警模块的指令对LNG资源进行统筹管理，所述用户平台根据用户的需求发送控制指令至服务平台。

进一步的，所述LNG储罐可分布不同区域的LNG储备库，用于存储液化天然气，为消费者用户提供天然气使用；所述LNG罐箱可分布于不同区域的LNG储备库并用于运输液化天然气，往返于LNG储备库与远郊区县、山区、农村LNG消费点之间。

进一步的，所述传感网络平台包括LNG储罐信息处理模块和LNG罐箱信息处理模块，所述LNG储罐信息处理模块通过5G、互联网、GPS或北斗等传感通信网络及仓储传感通信服务器与LNG储罐通信连接，用以实时获取LNG储罐状态信息，并通过仓储传感通信信息系统对LNG储罐通信数据进行解析、分类、存储和传输等处理；所述LNG罐箱信息处理模块通过5G、互联网、GPS或北斗等传感通信网络及仓储传感通信服务器与LNG罐箱通信连接，用以实时获取LNG罐箱状态信息，并通过仓储传感通信信息系统对LNG罐箱通信数据进行解析、分类、存储和传输等处理。

进一步的，所述仓储传感通信服务器采用STM32F103ZET6微处理器，该微处理器具有32位高性能ARM-Cortex-M3处理器，有144个引脚，最大时钟频率为72MHz，FLASH为512K，该微处理器芯片供电电压为2.0V至3.6V，提供睡眠、停止和待机三种低功耗模式，满足低功耗和复杂的数据处理能力要求。

进一步的，所述用户平台包括LNG能源运营商用户模块和LNG能源消费者用户模块，运营商用户通过LNG能源运营商用户模块控制服务平台获取LNG储罐和LNG罐箱状态信息、运营信息，并进行LNG能源调度；消费者用户通过LNG能源消费者用户模块控制服务平台获取LNG储罐和LNG罐箱状态信息的指令，并发出需求提示，即用户可根据自身的需求向供应商发出请求，请求供应商补充LNG能源。

可以理解的，所述LNG能源运营商用户模块的运营商用户为LNG能源运营的决策层，可了解LNG储罐和LNG罐箱状态信息、运营信息，并根据需要进行控制，将LNG能源调度到相应的地方。

进一步的，所述LNG储罐状态信息包括储罐存储位置、存储余量、存储状态和进出库数据信息；所述LNG罐箱状态信息包括罐箱存储位置、存储余量、存储状态和进出库数据信息。

进一步的，所述服务平台包括LNG能源运营商服务模块和LNG能源消费者服务模块，所述LNG能源运营商服务模块通过LNG能源运营商用户模块的控制发出获取LNG储罐和LNG罐箱的存储信息、运营信息，并进行LNG能源调度的指令；所述LNG能源消费者服务模块通过LNG能源消费者用户模块的控制发出获取LNG储罐和LNG罐箱的存储信息，并发出需求提示的指令。

进一步的，所述服务平台还包括监控模块，所述监控模块通过TCP/IP实时获取管理平台数据并更新至数据库，LNG能源运营商服务模块和LNG能源消费者服务模块均定时扫描数据库，获取最新的实时数据并利用socket技术分别推送至LNG能源运营商用户模块和LNG能源消费者用户模块。所述监控模块采用2D技术和双向通讯技术，以2D界面做LNG储罐和LNG罐箱仿真显示，通过socket建立服务平台和用户平台间的双向通信。采用socket技术，既解决实时通信的问题，保证信息更新及时，又不会给服务器过多的压力，保证服务持续畅通，且跨平台跨终端；采用SVG技术,以2D界面做仿真显示，不仅仿真模型文件小，加载快，进行缩放操作时不会出现画面卡顿，操作流畅，人机界面美观。SVG是一种用XML定义的语言，用来描述二维矢量及矢量/栅格图形。SVG提供了3种类型的图形对象：矢量图形（vectorgraphicshape例如：由直线和曲线组成的路径）、图象(image)、文本(text)。图形对象还可进行分组、添加样式、变换、组合等操作，特征集包括嵌套变换（nestedtransformations）、剪切路径（clippingpaths）、alpha蒙板（alphamasks）、滤镜效果（filtereffects）、模板对象（templateobjects）和其它扩展（extensibility）。SVG图形是可交互的和动态的，可以在SVG文件中嵌入动画元素或通过脚本来定义动画。

进一步的，所述管理平台还包括LNG能源仓储管理模块，所述LNG能源仓储管理模块根据LNG能源运营商服务模块发出的指令，获取LNG储罐信息处理模块和LNG罐箱信息处理模块的数据，以及LNG能源消费者服务模块发出的请求信息，LNG能源仓储管理模块同时获取库存预警模块和仓库协同模块的数据信息，并通过LNG能源运营商服务模块上传至LNG能源运营商用户模块，供运营商用户做决策使用。例如，当运营商用户发现LNG储罐或LNG罐箱中LNG余量低于设定阈值时，便可做出补充LNG的指令，当然，在实际应用当中，LNG储罐信息处理模块和LNG罐箱信息处理模块不仅仅需要获取存储余量信息，当LNG储罐或LNG罐箱损坏泄露时，同样可通过LNG储罐信息处理模块或LNG罐箱信息处理模块向LNG能源运营商用户模块发出警示信息，LNG能源运营商用户模块根据警示信息，安排工作人员前往修理。

进一步的，所述LNG能源仓储管理模块根据LNG能源消费者服务模块发出的指令，获取LNG储罐信息处理模块和LNG罐箱信息处理模块的数据，并通过LNG能源消费者服务模块上传至LNG能源消费者用户模块，消费者用户可根据LNG储罐信息处理模块和LNG罐箱信息处理模块的数据，监测天然气余量是否够用，若发现天然气余量较低时，便可通过LNG能源仓储管理模块向LNG能源运营商用户模块发出请求信息，运营商用户根据消费者用户的请求信息，安排对LNG储罐或LNG惯性进行补充，通过LNG能源仓储管理模块可将LNG储罐和LNG罐箱联系起来，实现了LNG储罐和LNG罐箱之间的互联互通，更方便供应商用户进行资源调度。

参阅图3，基于物联网的LNG仓储管理方法包括如下步骤：

通过对象平台分别采集LNG储罐和LNG罐箱状态信息，并将LNG储罐状态信息上传至LNG储罐信息处理模块，将LNG罐箱状态信息上传至LNG罐箱信息处理模块；

LNG储罐信息处理模块对LNG储罐状态信息进行解析、分类和存储，LNG罐箱信息处理模块对LNG罐箱状态信息进行解析、分类和存储；

运营商用户通过LNG能源运营商用户模块控制LNG能源运营商服务模块向LNG能源仓储管理模块发出指令，分别获取LNG储罐信息处理模块和LNG罐箱信息处理模块的数据；消费者用户通过LNG能源消费者用户模块控制LNG能源消费者服务模块向LNG能源仓储管理模块发出指令，分别获取LNG储罐信息处理模块和LNG罐箱信息处理模块的数据；

当LNG能源运营商用户模块接收到库存预警模块发出LNG储罐余量不足或消费者用户发出请求信息时，通过库存协同模块调度最近LNG罐箱对LNG储罐进行补料；当LNG能源运营商用户模块接收到库存预警模块发出LNG罐箱余量不足时，通过库存协同模块调度LNG罐箱前往最近LNG接收站进行补料。

本发明解决了一些不适合敷设管道的地区（如远郊区县、山区、农村）无法使用天然气的问题，并且结合物联网技术实现了LNG仓与仓（即本发明当中的LNG储罐与LNG罐箱）之间的互联互通，使得LNG天然气仓储管理更加精细，服务更加高效，用户使用更加便捷。

此处所称的“一种实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”等表示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

上述实施例中，描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (4)

1.一种基于物联网的LNG分布式仓储管理系统，其特征在于，包括对象平台、传感网络平台、管理平台、服务平台和用户平台，所述对象平台、传感网络平台、管理平台、服务平台和用户平台依次相互连接，所述对象平台分别采集LNG储罐和LNG罐箱的数据信息并上传至传感网络平台，所述传感网络平台对LNG储罐数据信息和LNG罐箱数据信息进行处理后上传至管理平台，所述传感网络平台包括LNG储罐信息处理模块和LNG罐箱信息处理模块，所述LNG储罐信息处理模块通过传感通信服务器与LNG储罐相连接，用以实时获取LNG储罐状态信息；所述LNG罐箱信息处理模块通过传感通信服务器与LNG罐箱相连接，用以实时获取LNG罐箱状态信息；

所述管理平台包括库存预警模块和库存协同模块，所述库存预警模块根据LNG储罐数据信息和LNG罐箱数据信息分别对LNG储罐和LNG罐箱余量进行预测，所述库存协同模块根据服务平台的指令或库存预警模块的指令对LNG资源进行统筹管理，所述用户平台根据用户的需求发出指令并传输至服务平台，所述用户平台包括LNG能源运营商用户模块和LNG能源消费者用户模块，运营商用户通过LNG能源运营商用户模块从服务平台获取LNG储罐和LNG罐箱状态信息、运营信息，并进行LNG能源调度控制；消费者用户通过LNG能源消费者用户模块从服务平台获取LNG储罐和LNG罐箱状态信息，并发出需求提示；所述服务平台包括LNG能源运营商服务模块和LNG能源消费者服务模块，所述LNG能源运营商服务模块通过LNG能源运营商用户模块的控制发出获取LNG储罐和LNG罐箱的存储信息、运营信息，并进行LNG能源调度的指令；所述LNG能源消费者服务模块通过LNG能源消费者用户模块的控制发出获取LNG储罐和LNG罐箱的存储信息的指令；所述服务平台还包括监控模块，所述监控模块通过TCP/IP实时获取管理平台数据并更新至数据库，LNG能源运营商服务模块和LNG能源消费者服务模块均定时扫描数据库，获取最新的实时数据并利用socket技术分别推送至LNG能源运营商用户模块和LNG能源消费者用户模块；

所述管理平台还包括LNG能源仓储管理模块，所述LNG能源仓储管理模块根据LNG能源运营商服务模块发出的指令，获取LNG储罐信息处理模块和LNG罐箱信息处理模块的数据，以及LNG能源消费者服务模块发出的请求信息，LNG能源仓储管理模块同时获取库存预警模块和仓库协同模块的数据信息，并通过LNG能源运营商服务模块上传至LNG能源运营商用户模块；所述LNG能源仓储管理模块根据LNG能源消费者服务模块发出的指令，获取LNG储罐信息处理模块和LNG罐箱信息处理模块的数据，并通过LNG能源消费者服务模块上传至LNG能源消费者用户模块。

2.如权利要求1所述的一种基于物联网的LNG分布式仓储管理系统，其特征在于，所述LNG储罐状态信息包括储罐存储位置、存储余量、存储状态和进出库数据信息；所述LNG罐箱状态信息包括罐箱存储位置、存储余量、存储状态和进出库数据信息。

3.如权利要求1所述的一种基于物联网的LNG分布式仓储管理系统，其特征在于，所述监控模块采用2D技术和双向通讯技术，以2D界面做LNG储罐和LNG罐箱仿真显示，通过socket建立服务平台和用户平台间的双向通信。

4.一种基于物联网的LNG分布式仓储管理方法，基于权利要求1~3任意一项所述的一种基于物联网的LNG分布式仓储管理系统实现，其特征在于，包括如下步骤：

通过对象平台分别采集LNG储罐和LNG罐箱状态信息，并将LNG储罐状态信息上传至LNG储罐信息处理模块，将LNG罐箱状态信息上传至LNG罐箱信息处理模块；

LNG储罐信息处理模块对LNG储罐状态信息进行解析、分类和存储，LNG罐箱信息处理模块对LNG罐箱状态信息进行解析、分类和存储；

运营商用户通过LNG能源运营商用户模块控制LNG能源运营商服务模块向LNG能源仓储管理模块发出指令，分别获取LNG储罐信息处理模块和LNG罐箱信息处理模块的数据；消费者用户通过LNG能源消费者用户模块控制LNG能源消费者服务模块向LNG能源仓储管理模块发出指令，分别获取LNG储罐信息处理模块和LNG罐箱信息处理模块的数据；

当LNG能源运营商用户模块接收到消费者用户发出请求信息且库存预警模块发出对应LNG储罐或者LNG罐箱余量不足时，通过库存协同模块调度最近的LNG储罐或LNG罐箱实现LNG供应协同。