CN117037433B - 一种基于云平台的燃气监测控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于云平台的燃气监测控制系统及方法，属于燃气安全监控技术领域。该系统包括：燃气探测器，实时采集烟雾数据及可燃气体数据；燃气报警主机，与燃气探测器连接，判断烟雾及可燃气体数据是否满足阈值，若否则输出报警信息；燃气采集传输装置，与燃气探测器以及燃气报警主机连接，接收烟雾数据、可燃气体数据以及报警信息并上传；燃气泄漏报警监测平台，与燃气采集传输装置连接，将燃气采集传输装置上传的烟雾数据、可燃气体数据以及报警信息进行可视化显示并分发至用户终端APP，本发明能够有效对燃气进行监测，有利于保证燃气使用安全。

Description

一种基于云平台的燃气监测控制系统及方法

技术领域

本发明涉及燃气安全监控技术领域，更具体的说是涉及一种基于云平台的燃气监测控制系统及方法。

背景技术

经过近几年的发展，餐饮场所等是城市用气安全领域重点关注之一，涉及面广、人员聚集。由于安装的传统可燃气体报警装置维护不到位、无人值守报发生泄漏时获取信息滞后，多易引发燃气爆炸事故。

同时，由于燃气监控数据量较大，会导致数据监控及传输过程中通讯资源占用相对较大、传统的燃气监测控制系统通讯效率并不高，且数据存储超负荷，为有效燃气监测带来巨大困扰。

综上，现有技术中，燃气安全监控面临设备状态发生变化时不能及时上传状态数据，以及当前燃气检测存在的通讯资源占用相对较大、存在数据冗余、通讯效率不高的问题。

因此，如何提供一种基于云平台的燃气监测控制系统及方法是本领域亟需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于云平台的燃气监测控制系统及方法，用以解决上述现有技术中存在的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于云平台的燃气监测控制系统，包括：

燃气探测器，实时采集烟雾数据及可燃气体数据；

燃气报警主机，与所述燃气探测器连接，判断烟雾及可燃气体数据是否满足阈值，若否则输出报警信息；

燃气采集传输装置，与所述燃气探测器以及所述燃气报警主机连接，接收所述烟雾数据、所述可燃气体数据以及所述报警信息并上传；

燃气泄漏报警监测平台，与所述燃气采集传输装置连接，将所述燃气采集传输装置上传的所述烟雾数据、所述可燃气体数据以及所述报警信息进行可视化显示并分发至用户终端APP。

可选的，所述燃气采集传输装置包括：

数据采集模块、开关量采集模块、MCU处理器以及无线传输模块；

其中，所述数据采集模块、所述开关量采集模块以及所述无线传输模块分别与所述MCU处理器连接，所述MCU处理器控制所述数据采集模块及开关量采集模块进行周期性采集数据，并控制所述无线传输模块将采集得到的数据上传至所述燃气泄漏报警监测平台。

可选的，所述MCU处理器控制所述数据采集模块及开关量采集模块进行周期性采集数据，并控制所述无线传输模块将所述采集得到的数据上传至所述燃气泄漏报警监测平台，包括：

所述MCU处理器判断所述开关量采集模块采集的报警信息，若当前信息与上一次信息有变化，则控制所述无线传输模块上传数据，若否，则不上传；

所述MCU处理器判断所述数据采集模块采集的烟雾及可燃气体数据，若当前数据与上一次数据有变化，则控制所述无线传输模块上传数据，若否，判断是否到达定时上传时间，若是，则控制所述无线传输模块上传数据，若否，则返回继续判断当前数据与上一次数据是否有变化。

可选的，所述MCU处理器控制所述数据采集模块及开关量采集模块进行周期性采集数据，并控制所述无线传输模块将所述采集得到的数据上传至所述燃气泄漏报警监测平台，还包括：

所述MCU处理器将所述数据采集模块首次采集的数据通过所述无线传输模块上传至所述燃气泄漏报警监测平台。

可选的，还包括：所述MCU处理器控制所述数据采集模块及开关量采集模块进行周期性采集数据，并按照预设的配置信息控制所述无线传输模块将所述采集得到的数据上传至所述燃气泄漏报警监测平台，其中，所述配置信息的数据结构包括：帧头、轮询周期、定时周期、门限、心跳周期、重发周期、数据长度、数据、帧尾。

可选的，所述无线传输模块为4G传输模块和NB-IoT模块；

所述MCU处理器通过CAN总线连接控制所述4G传输模块向所述燃气泄漏报警监测平台进行数据交互；

所述MCU处理器通过串口接收中断数据控制所述NB-Iot模块向所述燃气泄漏报警监测平台进行数据交互。

可选的，所述MCU处理器通过CAN总线连接控制所述4G传输模块向所述燃气泄漏报警监测平台进行数据交互，包括：

当满足上传条件时，所述MCU处理器通过CAN总线依序向燃气泄漏报警监测平台上传数据；

判断燃气泄漏报警监测平台第i个板块的数据是否上传完毕，其中i的初始值为1，若否则继续上传数据；

若是，则判断i是否等于N，N为燃气泄漏报警监测平台所有板块的个数，若是则使i＝1，等待下一次上传任务，否则使i＝i+1，进行继续本次上传任务。

可选的，所述MCU处理器通过串口接收中断数据控制所述NB-Iot模块与所述燃气泄漏报警监测平台进行数据交互，包括：

接收来自燃气泄漏报警监测平台的指令信息，判断所述指令信息的帧头，若所述指令信息为业务信息，则进行解析指令、执行指令、存储配置以及读取配置操作，若所述指令信息为远程升级信息，则解析指令，其中，若解析指令为命令指令，则置升级标致Flag＝1并存储后回复指令，若所述指令信息为升级包分片包数据，则存储分片包数据，发送下一个分片包请求指令。

可选的，所述燃气采集传输装置还包括电源控制模块：所述MCU处理器通过所述电源控制模块与外接电源连接。

一种基于云平台的燃气监测控制系统方法，包括以下步骤：

S100：通过燃气探测器实时采集烟雾数据及可燃气体数据；

S200：通过燃气报警主机判断烟雾及可燃气体数据是否满足阈值，若否则输出报警信息；

S300：通过燃气采集传输装置接收所述烟雾数据、所述可燃气体数据以及所述报警信息并上传；

S400：通过燃气泄漏报警监测平台将所述燃气采集传输装置上传的所述烟雾数据、所述可燃气体数据以及所述报警信息进行可视化显示并分发至用户终端APP。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种基于云平台的燃气监测控制系统及方法，既均衡了数据传输负荷，又兼顾了数据及时获取和数据冗余度问题，使系统运行的稳定性得到较大提高，实现将餐饮场所燃气安全情况、设备故障情况有效上传至燃气泄漏报警监测平台，有利于保证燃气使用安全。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本实施例的串口接收中断数据流程示意图；

图3为本实施例的燃气泄漏报警监测平台显示图。

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。

本发明的目的是提供一种基于云平台的燃气监测控制系统及方法，该系统包括：燃气探测器，实时采集烟雾数据及可燃气体数据；燃气报警主机，与燃气探测器连接，判断烟雾及可燃气体数据是否满足阈值，若否则输出报警信息；燃气采集传输装置，与燃气探测器以及燃气报警主机连接，接收烟雾数据、可燃气体数据以及报警信息并上传；燃气泄漏报警监测平台，与燃气采集传输装置连接，将燃气采集传输装置上传的烟雾数据、可燃气体数据以及报警信息进行可视化显示并分发至用户终端APP，既均衡了数据传输负荷，又兼顾了数据及时获取和数据冗余度问题，使系统运行的稳定性得到较大提高，实现将餐饮场所燃气安全情况、设备故障情况有效上传至燃气泄漏报警监测平台，有利于保证燃气使用安全。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图1所示，本发明实施例公开了一种基于云平台的燃气监测控制系统，包括：

燃气探测器，实时采集烟雾数据及可燃气体数据；

燃气报警主机，与燃气探测器连接，判断烟雾及可燃气体数据是否满足阈值，若否则输出报警信息；

燃气采集传输装置，与燃气探测器以及燃气报警主机连接，接收烟雾数据、可燃气体数据以及报警信息并上传；

燃气泄漏报警监测平台，与燃气采集传输装置连接，将燃气采集传输装置上传的烟雾数据、可燃气体数据以及报警信息进行可视化显示并分发至用户终端APP。

具体的，燃气泄漏报警监测平台还可以监测燃气报警主机的报警控制器或者燃气探测器是否处于年检有效期，年检截止日期提前一个月会发出提示，如到检日期未检且未上传检测报告，燃气泄漏报警监测平台会自动弹窗报警。

具体的，燃气泄漏报警监测平台还支持燃气报警主机的报警控制器或者燃气探测器维修记录实时记录上传监管，监测燃气探测器或者燃气报警主机的报警控制器是否超期服役，燃气报警探头使用超出规定寿命范围时报警。

更具体的，燃气泄漏报警监测平台对上述报警均可达到多端报警、多端推送。

具体的，燃气报警主机的型号为ZT-T02-C。

在一个具体实施例中，燃气采集传输装置为燃气报警器通用的智能化数据采集传输装置，包括：

数据采集模块、开关量采集模块、MCU处理器以及无线传输模块；

其中，数据采集模块、开关量采集模块以及无线传输模块分别与MCU处理器连接，MCU处理器控制数据采集模块及开关量采集模块进行周期性采集数据，并控制无线传输模块将采集得到的数据上传至燃气泄漏报警监测平台。

具体的，开关量采集模块可以监测每个燃气报警主机是否在工作状态或监测每个燃气探测器是否在工作状态，开关量采集模块通过采集燃气报警主机的报警控制器或者燃气探测器的探头工作状态的开断信号从而实现对燃气探测器以及燃气报警主机的监测。

数据采集模块采集每个燃气探测器的探头监测区域燃气浓度是否超标。

在一个具体实施例中，燃气采集传输装置还包括电源控制模块：所述MCU处理器通过所述电源控制模块与外接电源连接。

具体的，燃气采集传输装置还包括存储模块，与所述MCU处理器连接，用于存储配置程序等。

在一个具体实施例中，MCU处理器控制数据采集模块及开关量采集模块进行周期性采集数据，并控制无线传输模块将采集得到的数据上传至燃气泄漏报警监测平台，包括：

MCU处理器判断开关量采集模块采集的报警信息，若当前信息与上一次信息有变化，则控制无线传输模块上传数据，若否，则不上传；以此减小数据传输，进一步提高系统的有效性。

MCU处理器判断数据采集模块采集的烟雾及可燃气体数据，若当前数据与上一次数据有变化，则控制无线传输模块上传数据，若否，判断是否到达定时上传时间，若是，则控制无线传输模块上传数据，若否，则返回继续判断当前数据与上一次数据是否有变化。

具体的，定时上传时间设置为2Byte周期，无论数据与上一次数据是否发生变化到达定时上传时间均需要上传数据，以此保证数据的完整性，为后续检修排查工作奠定数据基础。

在一个具体实施例中，MCU处理器控制数据采集模块及开关量采集模块进行周期性采集数据，并控制无线传输模块将采集得到的数据上传至燃气泄漏报警监测平台，还包括：

MCU处理器将数据采集模块首次采集的数据通过无线传输模块上传至燃气泄漏报警监测平台。

在一个具体实施例中，还包括：MCU处理器控制数据采集模块及开关量采集模块进行周期性采集数据，并按照预设的配置信息控制无线传输模块将采集得到的数据上传至燃气泄漏报警监测平台，其中，配置信息的数据结构包括：帧头、轮询周期、定时周期、门限、心跳周期、重发周期、数据长度、数据、帧尾。

具体的，基于MQTT协议，帧头设置为0xF2，长度1字节；轮询周期：数据上传时间周期，长度2字节；定时周期：固定数据上传周期，长度2字节；门限设置为多个，为模拟量及时上传数值门限，长度1字节；心跳周期长度1个字节，为保证数据传输/推送服务的质量，无线传输模块与燃气泄漏报警监测平台之间需要建立长连接，心跳机制是为确保无线传输模块与燃气泄漏报警监测平台长连接有效性的一种机制；重发周期长度1字节，为了确保数据能够传输至燃气泄漏报警监测平台；数据长度、及数据以获取的数据情况确定，帧尾：0xDD，长度1字节。

具体的，燃气采集传输装置还内嵌任一RS232/RS485接口的mudbus协议，在硬件层面就能做到不同厂家设备发送平台统一要求的数据格式，燃气采集传输装置有效减少了燃气泄漏报警监测平台建设过程的软件开发负荷，加快了燃气泄漏报警监测平台建设开发进程，减少了数据中心服务器算力处理负荷，降低了集中能耗和散热问题难度。用提前开发预装的协议装置，以分散的终端硬件加软件的预处理，有效减小了数据中心燃气泄漏报警监测平台的数据处理压力。同时燃气采集传输装置具有的OTA升级功能极大降低了物联网终端设备的升级和维护成本。

具体的，参见图2所示，在一个具体实施例中，MCU处理器通过串口接收中断数据控制NB-Iot模块与燃气泄漏报警监测平台进行数据交互，包括：

接收来自燃气泄漏报警监测平台的指令信息，判断指令信息的帧头，若指令信息为业务信息，则进行解析指令、执行指令、存储配置以及读取配置操作，若指令信息为远程升级信息，则解析指令，其中，若解析指令为命令指令，则置升级标致Flag＝1并存储后回复指令，若指令信息为升级包分片包数据，则存储分片包数据，发送下一个分片包请求指令。

在一个具体实施例中，无线传输模块为4G传输模块和NB-IoT模块；

MCU处理器通过CAN总线连接控制4G传输模块向燃气泄漏报警监测平台进行数据交互；

MCU处理器通过串口接收中断数据控制NB-Iot模块向燃气泄漏报警监测平台进行数据交互。

具体的，NB-Iot模块型号为M5311。

在一个具体实施例中，MCU处理器通过CAN总线连接控制4G传输模块向燃气泄漏报警监测平台进行数据交互，包括：

当满足上传条件时，MCU处理器通过CAN总线依序向燃气泄漏报警监测平台上传数据；上传条件指的是MCU处理器判断开关量采集模块采集的报警信息，若当前信息与上一次信息有变化，则控制无线传输模块上传数据，若否，则不上传；或MCU处理器判断数据采集模块采集的烟雾及可燃气体数据，若当前数据与上一次数据有变化，则控制无线传输模块上传数据，若否，判断是否到达定时上传时间，若是，则控制无线传输模块上传数据，若否，则不上传；

判断燃气泄漏报警监测平台第i个板块的数据是否上传完毕，其中i的初始值为1，若否则继续上传数据；

若是，则判断i是否等于N，N为燃气泄漏报警监测平台所有板块的个数，若是则使i＝1，等待下一次上传任务，否则使i＝i+1，进行继续本次上传任务。

通过上述技术方案，保证燃气泄漏报警监测平台上的每个版块信息均加载完毕，加载完毕后的燃气泄漏报警监测平台参见图3所示。

一种基于云平台的燃气监测控制方法，包括以下步骤：

S100：通过燃气探测器实时采集烟雾数据及可燃气体数据；

S200：通过燃气报警主机判断烟雾及可燃气体数据是否满足阈值，若否则输出报警信息；

S300：通过燃气采集传输装置接收烟雾数据、可燃气体数据以及报警信息并上传；

S400：通过燃气泄漏报警监测平台将燃气采集传输装置上传的烟雾数据、可燃气体数据以及报警信息进行可视化显示并分发至用户终端APP。

在一个具体实施例中，通过燃气泄漏报警监测平台还可以监测燃气报警主机的报警控制器或者燃气探测器是否处于年检有效期，年检截止日期提前一个月会发出提示，如到检日期未检且未上传检测报告，燃气泄漏报警监测平台会自动弹窗报警。

具体的，通过燃气泄漏报警监测平台对燃气报警主机的报警控制器或者燃气探测器维修记录实时记录上传监管，监测燃气探测器或者燃气报警主机的报警控制器是否超期服役，燃气报警探头使用超出规定寿命范围时报警。

更具体的，通过燃气泄漏报警监测平台对上述报警均可达到多端报警、多端推送。

在一个具体实施例中，S200：通过燃气报警主机判断烟雾及可燃气体数据是否满足阈值，若否则输出报警信息，包括：

通过开关量采集模块可以监测每个燃气报警主机是否在工作状态或监测每个燃气探测器是否在工作状态，通过开关量采集模块采集燃气报警主机的报警控制器或者燃气探测器的探头工作状态的开断信号，如预设值为1/0，检测到来自燃气探测器/燃气报警主机信号为0，则证明燃气探测器/燃气报警主机工作状态有问题。

数据采集模块采集每个燃气探测器的探头监测区域燃气浓度是否超标，一般煤气区域煤气浓度超过0-1000ppm的厂家设置报警点低报是50ppm，高报150ppm；有些是35ppm，高报200ppm。

本发明从燃气报警主机采集燃气探测器的浓度数据和设备状态的开关量信息，根据设定的数据上传周期定时上传即时采集数据。如果在监测期间燃气泄漏浓度达到报警浓度下限，则会立即通过无线传输模块向云平台发送一条报警信息数据。

本发明应用除了设备装置硬件本身以外，系统工作还依托依托于手机客户端APP安装上传燃气报警器主机设备信息和设置，以及云平台的数据对接服务和订阅扩展服务，如报警短信发送服务，语音电话报警服务等。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方法而言，由于其与实施例公开的系统相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见系统部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种基于云平台的燃气监测控制系统，其特征在于，包括：

燃气探测器，实时采集烟雾数据及可燃气体数据；

燃气报警主机，与所述燃气探测器连接，判断烟雾及可燃气体数据是否满足阈值，若否则输出报警信息；

燃气采集传输装置，与所述燃气探测器以及所述燃气报警主机连接，接收所述烟雾数据、所述可燃气体数据以及所述报警信息并上传，包括：

数据采集模块、开关量采集模块、MCU处理器以及无线传输模块；

其中，所述数据采集模块、所述开关量采集模块以及所述无线传输模块分别与所述MCU处理器连接，所述MCU处理器控制所述数据采集模块及开关量采集模块进行周期性采集数据，并按照预设的配置信息控制所述无线传输模块将所述采集得到的数据上传至所述燃气泄漏报警监测平台，包括：

所述MCU处理器判断所述开关量采集模块采集的报警信息，若当前信息与上一次信息有变化，则控制所述无线传输模块上传数据，若否，则不上传；

所述MCU处理器判断所述数据采集模块采集的烟雾及可燃气体数据，若当前数据与上一次数据有变化，则控制所述无线传输模块上传数据，若否，判断是否到达定时上传时间，若是，则控制所述无线传输模块上传数据，若否，则返回继续判断当前数据与上一次数据是否有变化；

其中，所述配置信息的数据结构包括：帧头、轮询周期、定时周期、门限、心跳周期、重发周期、数据长度、数据、帧尾；

所述无线传输模块为4G传输模块和NB-IoT模块；

所述MCU处理器通过CAN总线连接控制所述4G传输模块向所述燃气泄漏报警监测平台进行数据交互，包括：

当满足上传条件时，所述MCU处理器通过CAN总线依序向燃气泄漏报警监测平台上传数据；

判断燃气泄漏报警监测平台第i个板块的数据是否上传完毕，其中i的初始值为1，若否则继续上传数据；

若是，则判断i是否等于N，N为燃气泄漏报警监测平台所有板块的个数，若是则使i＝1，等待下一次上传任务，否则使i＝i+1，进行继续本次上传任务；

所述MCU处理器通过串口接收中断数据控制所述NB-Iot模块向所述燃气泄漏报警监测平台进行数据交互，包括：

接收来自燃气泄漏报警监测平台的指令信息，判断所述指令信息的帧头，若所述指令信息为业务信息，则进行解析指令、执行指令、存储配置以及读取配置操作，若所述指令信息为远程升级信息，则解析指令，其中，若解析指令为命令指令，则置升级标致Flag=1并存储后回复指令，若所述指令信息为升级包分片包数据，则存储分片包数据，发送下一个分片包请求指令；

燃气泄漏报警监测平台，与所述燃气采集传输装置连接，将所述燃气采集传输装置上传的所述烟雾数据、所述可燃气体数据以及所述报警信息进行可视化显示并分发至用户终端APP。

2.根据权利要求1所述的一种基于云平台的燃气监测控制系统，其特征在于，所述MCU处理器控制所述数据采集模块及开关量采集模块进行周期性采集数据，并控制所述无线传输模块将所述采集得到的数据上传至所述燃气泄漏报警监测平台，还包括：

所述MCU处理器将所述数据采集模块首次采集的数据通过所述无线传输模块上传至所述燃气泄漏报警监测平台。

3.根据权利要求1所述的一种基于云平台的燃气监测控制系统，其特征在于，所述燃气采集传输装置还包括：电源控制模块：所述MCU处理器通过所述电源控制模块与外接电源连接。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种基于云平台的燃气监测控制系统的基于云平台的燃气监测控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S100：通过燃气探测器实时采集烟雾数据及可燃气体数据；

S200：通过燃气报警主机判断烟雾及可燃气体数据是否满足阈值，若否则输出报警信息；

S300：通过燃气采集传输装置接收所述烟雾数据、所述可燃气体数据以及所述报警信息并上传；

S400：通过燃气泄漏报警监测平台将所述燃气采集传输装置上传的所述烟雾数据、所述可燃气体数据以及所述报警信息进行可视化显示并分发至用户终端APP。