CN117912194A - 基于无线通信网络的有限空间内高危气体监测系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于无线通信网络的有限空间内高危气体监测系统和方法，涉及气体监测技术领域，本发明的系统包括用于采集不同节点处温度信息、湿度信息、以及高危气体浓度信息的信息采集模块，用于判断高危气体浓度信息是否可信、并将可信的高危气体浓度信息传递至报警分析模块的初步判断模块、最终判断模块，以及用于对接收到的高危气体浓度信息进行监测处理的报警分析模块，本发明通过多个综合传感器的设置以便于及时发现高危气体浓度出现异常的情况，并通过初步判断模块和最终判断模块去除错误的高危气体浓度信息，以此提高后续报警分析模块监测报警效果的精准性，避免对错误的高危气体浓度信息进行分析处理而发生误报警的问题。
Description
技术领域
本发明涉及气体监测技术领域，具体为一种基于无线通信网络的有限空间内高危气体监测系统和方法。
背景技术
电缆坑道和变电站封闭空间通常是密闭的环境，容易积聚有毒气体，如甲烷、二氧化碳、一氧化碳、硫化氢、氨气以及氮氧化物等。这些高危气体对人体可能具有严重的健康危害，包括中毒、窒息等。更为严重的是，一些气体在特定浓度范围内可能形成爆炸性混合物，例如甲烷和一氧化碳等气体在一定浓度下可能引发爆炸，造成严重的安全事故。因此，为防止甲烷、二氧化碳、一氧化碳、硫化氢、氨气以及氮氧化物等高危气体浓度过高而导致工作人员中毒窒息、以及发生爆炸等安全事故的问题，对电缆坑道和变电站封闭空间等电力系统有限空间进行高危气体监测尤为重要。
现有技术中，公开号为“CN106018316B”的一种基于高光谱红外图像处理的气体监测方法，包含以下几个步骤：a）、采用高光谱红外成像系统采集目标区域的红外光谱数据；b）、利用非线性滤波器来降低红外光谱数据噪声和各个波段的图像噪声；c）、采用气体光谱反演算法计算气体的红外吸收谱曲线；d）、对步骤b）中处理后的光谱数据以及步骤c）中计算得到的光谱数据进行归一化以降低谱线中直流分量的影响，然后采用基于特征加权的广义角相似性度量方法来判断气体的种类和浓度。利用非线性滤波器来降低红外光谱数据噪声和各个波段的图像噪声，然后对采集到的高光谱图像实施降噪、降维、光谱反演运算，和气体红外吸收谱库中的数据进行对比，进而可以识别气体的种类和估测气体的浓度。
但现有技术仍存在较大缺陷，如：在封闭的有限空间内，由于空气不流通的问题，空间内的高危气体扩散速率较慢，存在部分区域内高危气体浓度已达到报警阈值，但用于监测的气体传感器距离该区域的距离较远，无法及时获知高危气体浓度已达到报警阈值信息的问题，存在一定的滞后性，此外由于温度变化、湿度变化以及气体传感器自身故障的问题，气体传感器所监测到的高危气体浓度数据会和实际高危气体浓度数据相差甚远，而现有技术中未对监测的气体浓度数据进行诊断辨别，无法去除误差偏大的气体浓度数据，存在对误差偏大的数据进行处理而发生误报警的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于无线通信网络的有限空间内高危气体监测系统和方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于无线通信网络的有限空间内高危气体监测系统，包括：
信息采集模块，所述信息采集模块包括呈m行n列均匀安放在有限空间内不同节点处的多个综合传感器，且综合传感器用于采集对应节点处的温度信息、湿度信息/>、以及高危气体浓度信息/>，其中i表示不同行的编号，i=1、2、3、……、m，j表示不同列的编号，j=1、2、3、……、n，t表示最新的采集时刻；
初步判断模块，所述初步判断模块用于根据温度信息、湿度信息/>、以及高危气体浓度信息/>，确定高危气体浓度信息/>是否可信，并将可信的高危气体浓度信息/>输入至报警分析模块，并将不可信的高危气体浓度信息/>予以剔除，并将可信待定的高危气体浓度信息/>输入至最终判断模块；
最终判断模块，所述最终判断模块用于根据初步判断模块发出的高危气体浓度信息，对位于第i行第j列的节点周围的节点进行高频监测，以此判断高危气体浓度信息是否可信，并将可信的高危气体浓度信息/>输入至报警分析模块，并将不可信的高危气体浓度信息/>予以剔除；
报警分析模块，所述报警分析模块用于对接收到的高危气体浓度信息进行分析，以对有限空间内高危气体进行监测报警。
第一信息接收单元，所述第一信息接收单元与信息采集模块无线通信连接，用于接收信息采集模块采集的温度信息、湿度信息/>、以及高危气体浓度信息/>；
第一信息处理单元，所述第一信息处理单元与第一信息接收单元电连接，用于根据温度信息、湿度信息/>、以及高危气体浓度信息/>，生成高危气体监测第一准确性系数/>、高危气体监测第二准确性系数/>、以及高危气体监测第三准确性系数/>，计算公式如下：
；
其中，在上述计算公式，；
其中，均为预设比例系数，且/>，且，且/>，且/>；
初步分析单元，所述初步分析单元与第一信息处理单元电连接，用于将高危气体监测第一准确性系数、高危气体监测第二准确性系数/>、以及高危气体监测第三准确性系数/>与第一预设阈值/>、第二预设阈值/>、以及第三预设阈值进行对比，在满足/>且/>时发出信号一，在满足且/>时发出信号二，在满足/>且时发出信号三，在满足/>且/>且时发出信号四，在满足/>且/>且时发出信号五；
第一数据输出单元，所述第一数据输出单元与初步分析单元电连接，用于在接收到信号一、信号二时将高危气体浓度信息传递至报警分析模块中，并在接收到信号三、信号五时将高危气体浓度信息/>传递至最终判断模块中，并在接收到信号四时将高危气体浓度信息/>剔除。
进一步的，所述最终判断模块包括高频监测控制单元、第二信息接收单元、第二信息处理单元、最终分析单元以及第二数据输出单元，其中：
高频监测控制单元，所述高频监测控制单元与初步判断模块电连接，并与信息采集模块无线信号连接，用于根据接收的高危气体浓度信息，控制位于第i-1行第j列、第i+1行第j列、第i1行第j-1列、以及第i行第j+1列节点处的综合传感器采集高危气体浓度高频监测信息/>、/>、/>、以及/>；
其中，k表示不同高频监测时刻的编号，k=1、2、3、……、K；
第二信息接收单元，所述第二信息接收单元与信息采集模块无线通信连接，并与高频监测控制单元电连接，用于接收信息采集模块采集的高危气体浓度高频监测信息、/>、/>、以及/>；
第二信息处理单元，所述第二信息处理单元与第二信息接收单元电连接，用于根据高危气体浓度高频监测信息、/>、/>、以及/>，获取高危气体浓度平均增速/>、以及高危气体浓度增速均衡性矩阵/>，计算公式如下：
；
最终分析单元，所述最终分析单元与第二信息处理单元电连接，用于将高危气体浓度平均增速、以及高危气体浓度增速均衡性矩阵/>与第四预设阈值/>、以及第五预设阈值区间/>进行对比，在满足/>中的四个数值均不位于第五预设阈值区间/>内时发出信号六，在满足/>且/>中的四个数值均位于第五预设阈值区间/>内时发出信号七，在满足/>且/>中的四个数值均位于第五预设阈值区间/>内时发出信号八；
第二数据输出单元，所述第二数据输出单元与最终分析单元、以及初步判断模块电连接，用于在接收到信号六、信号七时将剔除高危气体浓度信息，并在接收到信号八时将高危气体浓度信息/>输入至报警分析模块。
进一步的，所述报警分析模块内含有高危气体浓度报警单元，且高危气体浓度报警单元与初步判断模块、最终判断模块电连接，用于对接收到的高危气体浓度信息进行分析，以对有限空间内高危气体进行监测报警。
进一步的，所述报警分析模块内含有温湿度报警单元，且温湿度报警单元与初步判断模块的第一数据输出单元电连接，第一数据输出单元在接收到信号二、信号四以及信号五时，向温湿度报警单元发出报警信号，使得温湿度报警单元报警。
进一步的，所述报警分析模块内含有高危气体监测报警单元，且高危气体监测报警单元与最终判断模块的第二数据输出单元电连接，第二数据输出单元在接收到信号六、信号七时，向高危气体监测报警单元发出报警信号，使得高危气体监测报警单元报警。
一种基于无线通信网络的有限空间内高危气体监测方法，用于上述的基于无线通信网络的有限空间内高危气体监测系统，包括如下步骤：
S1，采集呈m行n列分布的各个节点处的温度信息、湿度信息/>、以及高危气体浓度信息/>，其中i表示不同行的编号，i=1、2、3、……、m，j表示不同列的编号，j=1、2、3、……、n，t表示最新的采集时刻；
S2，根据温度信息、湿度信息/>、以及高危气体浓度信息/>，确定高危气体浓度信息/>是否可信，并将可信的高危气体浓度信息/>输入至步骤S4中，并将不可信的高危气体浓度信息/>予以剔除，并将可信待定的高危气体浓度信息/>输入步骤S3中；
S3，根据高危气体浓度信息，对位于第i行第j列的节点周围的节点进行高频监测，以此判断高危气体浓度信息/>是否可信，并将可信的高危气体浓度信息/>输入至步骤S4中，并将不可信的高危气体浓度信息/>予以剔除；
S4，对接收到的高危气体浓度信息进行分析，以对有限空间内高危气体进行监测报警。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的基于无线通信网络的有限空间内高危气体监测系统和方法，通过在有限空间内均匀设置多个综合传感器以采集不同节点处的高危气体浓度信息，便于及时发现高危气体浓度出现异常的情况，相较于采用单一传感器而言避免了监测报警的滞后性，并通过初步判断模块和最终判断模块去除受温湿度以及传感器自身故障影响而监测错误的高危气体浓度信息，以此提高后续报警分析模块监测报警效果的精准性，避免对错误的高危气体浓度信息进行分析处理而发生误报警的问题。
附图说明
图1为本发明中基于无线通信网络的有限空间内高危气体监测系统的模块单元图；
图2为本发明中初步判断模块的模块单元图；
图3为本发明中最终判断模块的模块单元图；
图4为本发明中报警分析模块的模块单元图；
图5为本发明中基于无线通信网络的有限空间内高危气体监测方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。
需要说明的是，除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”“下”“左”“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
实施例一
请参阅图1-4，本发明提供一实施例的基于无线通信网络的有限空间内高危气体监测系统，包括：
信息采集模块，信息采集模块包括呈m行n列均匀安放在有限空间内不同节点处的多个综合传感器，且综合传感器用于采集对应节点处的温度信息、湿度信息/>、以及高危气体浓度信息/>；
需要说明的是，表示位于第i行第j列的综合传感器在t时刻采集的温度信息，表示位于第i行第j列的综合传感器在t时刻采集的湿度信息，/>表示位于第i行第j列的综合传感器在t时刻采集的高危气体浓度信息；
需要说明的是，i表示不同行的编号，i=1、2、3、……、m，j表示不同列的编号，j=1、2、3、……、n，t表示最新的采集时刻，m、n均为正整数，且m和n不低于5个，且相邻采集时刻的间隔可以是15分钟、半小时、1小时等等，在此不做限制；
需要说明的是，综合传感器由用于接收温度信息的温度传感器、用于接收湿度信息/>的湿度传感器、以及用于接收高危气体浓度信息/>的气体传感器组成，温度传感器和湿度传感器可采用型号为NH122的大气温湿度一体传感器，气体传感器可采用型号为IR-2100的红外气体监测传感器，基于不同气体分子对特定波长的光吸收具有特异性的原理，使得采用光谱技术的红外气体监测传感器能够识别有限空间内高危气体的种类并监测其浓度。
初步判断模块，初步判断模块用于根据温度信息、湿度信息/>、以及高危气体浓度信息/>，确定高危气体浓度信息/>是否可信，并将可信的高危气体浓度信息/>输入至报警分析模块，并将不可信的高危气体浓度信息/>予以剔除，并将可信待定的高危气体浓度信息/>输入至最终判断模块，具体如下：
初步判断模块包括第一信息接收单元、第一信息处理单元、初步分析单元、以及第一数据输出单元，其中：
第一信息接收单元，第一信息接收单元与信息采集模块无线通信连接，用于接收信息采集模块采集的温度信息、湿度信息/>、以及高危气体浓度信息/>，第一信息接收单元与信息采集模块间具体可通过Wi-Fi、Zigbee或LoRa进行无线通信连接，以此使得信息采集模块采集的温度信息/>、湿度信息/>、以及高危气体浓度信息/>传递至第一信息接收单元；
第一信息处理单元，第一信息处理单元与第一信息接收单元电连接，用于根据温度信息、湿度信息/>、以及高危气体浓度信息/>，生成高危气体监测第一准确性系数/>、高危气体监测第二准确性系数/>、以及高危气体监测第三准确性系数/>，计算公式如下：
；
需要说明的是，在上述计算公式，；
需要说明的是，表示第i行第j列的节点在t时刻采集的高危气体浓度信息与其周边四个节点在t时刻采集的高危气体浓度信息的差值绝对值之和的平均值，越大，说明第i行第j列的节点与周边节点的高危气体浓度差异越大，即说明第i行第j列的节点处因温度异常导致高危气体浓度监测不准确、或者因湿度异常导致高危气体浓度监测不准确、或者因气体传感器自身故障导致高危气体浓度监测不准确、或者第i行第j列的节点处高危气体浓度突增的可能性越高；
需要说明的是，表示第i行第j列的节点在t时刻采集的高危气体浓度信息与其周边四个节点在t时刻采集的高危气体浓度信息的差值绝对值的最大值，越大，说明第i行第j列的节点与周边节点的高危气体浓度差异越大，即说明第i行第j列的节点处因温度异常导致高危气体浓度监测不准确、或者因湿度异常导致高危气体浓度监测不准确、或者因气体传感器自身故障导致高危气体浓度监测不准确、或者第i行第j列的节点处高危气体浓度突增的可能性越高；
需要说明的是，表示第i行第j列的节点在t时刻采集的温度信息/>与周边四个节点在t时刻采集的温度信息的差值绝对值的最大值，/>越大，说明第i行第j列的节点与周边节点的温度差异越大，第i行第j列的节点处因温度异常而导致高危气体浓度监测不准确的可能性越高；
需要说明的是，表示第i行第j列的节点在t时刻采集的湿度信息/>与周边四个节点在t时刻采集的湿度信息的差值绝对值的最大值，/>越大，说明第i行第j列的节点与周边节点的湿度差异越大，第i行第j列的节点处因湿度异常而导致高危气体浓度监测不准确的可能性越高；
需要说明的是，均为预设比例系数，且，且/>，且/>，且/>，的具体取值一般由本领域技术人员根据实际情况进行确定；
作为一个实施方式，的最佳取值范围为0.35—0.45，/>的最佳取值范围为0.4—0.5，/>的最佳取值范围为0.05—0.25，/>的最佳取值范围为0.3—0.5，/>的最佳取值范围为0.5—0.7；
需要说明的是，的数值越大，说明第i行第j列的节点处因温度异常导致高危气体浓度监测不准确、或者因湿度异常导致高危气体浓度监测不准确、或者因气体传感器自身故障导致高危气体浓度监测不准确、或者第i行第j列的节点处高危气体浓度突增的可能性越高，/>的数值越大，说明第i行第j列的节点处的温度异常和湿度异常越严重，越容易因温度异常导致高危气体浓度监测不准确、或者因湿度异常导致高危气体浓度监测不准确，/>的数值越大，说明第i行第j列的节点处因温度异常导致高危气体浓度监测不准确、或者因湿度异常导致高危气体浓度监测不准确的可能性越高；
初步分析单元，初步分析单元与第一信息处理单元电连接，用于将高危气体监测第一准确性系数、高危气体监测第二准确性系数/>、以及高危气体监测第三准确性系数/>与第一预设阈值/>、第二预设阈值/>、以及第三预设阈值进行对比，在满足/>且/>时，，说明该节点处的高危气体浓度监测和温湿度均未发生异常，高危气体浓度信息/>可信，则发出信号一，在满足/>且/>时，说明该节点处的高危气体浓度监测未发生异常，温湿度发生异常，高危气体浓度信息/>可信，则发出信号二，在满足且/>时，说明该节点处的高危气体浓度监测发生异常，温湿度未发生异常，高危气体浓度信息/>可信度待定，则发出信号三，在满足且/>且/>时，说明该节点处的温湿度和高危气体浓度监测均发生异常，且高危气体浓度监测发生异常是由温湿度发生异常导致的，高危气体浓度信息/>不可信，则发出信号四，在满足/>且且/>时，说明该节点处的温湿度和高危气体浓度监测均发生异常，但高危气体浓度监测发生异常不是由温湿度发生异常导致的，高危气体浓度信息/>可信度待定，则发出信号五；
需要说明的是，第一预设阈值、第二预设阈值/>、以及第三预设阈值的取值一般由工作人员根据现场实际情况进行设置，具体为：第一预设阈值/>根据所选用的气体传感器的最大误差范围进行设置，第二预设阈值/>根据选用的气体传感器所能适应的温湿度最大使用范围进行设置，第三预设阈值/>根据第一预设阈值、以及第二预设阈值/>进行设置；
第一数据输出单元，第一数据输出单元与初步分析单元电连接，用于在接收到信号一、信号二时将高危气体浓度信息传递至报警分析模块中，并在接收到信号三、信号五时将高危气体浓度信息/>传递至最终判断模块中，并在接收到信号四时将高危气体浓度信息/>剔除，避免后续报警分析模块对不可信的高危气体浓度信息/>进行分析处理而产生误判的问题，提高对电缆坑道或封闭变电站等有限空间内高危气体监测的精准性。
最终判断模块，最终判断模块用于根据初步判断模块发出的高危气体浓度信息，对位于第i行第j列的节点周围的节点进行高频监测，以此判断高危气体浓度信息是否可信，并将可信的高危气体浓度信息/>输入至报警分析模块，并将不可信的高危气体浓度信息/>予以剔除，具体如下：
最终判断模块包括高频监测控制单元、第二信息接收单元、第二信息处理单元、最终分析单元以及第二数据输出单元，其中：
高频监测控制单元，高频监测控制单元与初步判断模块的第一数据输出单元电连接，并与信息采集模块无线信号连接，用于根据接收的高危气体浓度信息，控制位于第i-1行第j列、第i+1行第j列、第i1行第j-1列、以及第i行第j+1列节点处的综合传感器采集高危气体浓度高频监测信息/>、/>、/>、以及/>；
需要说明的是，k表示不同高频监测时刻的编号，k=1、2、3、……、K，K为正整数，且K值以5次左右最佳，相邻高频监测时刻的间隔可以是30秒、1分钟、2分钟等等，且相邻高频监测时刻的间隔小于相邻采集时刻的间隔；
需要说明的是，高频监测控制单元与信息采集模块间具体可通过Wi-Fi、Zigbee或LoRa进行无线通信连接，以此使得高频监测控制单元控制位于第i-1行第j列、第i+1行第j列、第i1行第j-1列、以及第i行第j+1列节点处的综合传感器采集高危气体浓度高频监测信息、/>、/>、以及/>；
第二信息接收单元，第二信息接收单元与信息采集模块无线通信连接，并与高频监测控制单元电连接，用于接收信息采集模块采集的高危气体浓度高频监测信息、、/>、以及/>，第二信息接收单元与信息采集模块间具体可通过Wi-Fi、Zigbee或LoRa进行无线通信连接，以此使得第二信息接收单元接收信息采集模块采集的高危气体浓度高频监测信息/>、/>、/>、以及/>；
第二信息处理单元，第二信息处理单元与第二信息接收单元电连接，用于根据高危气体浓度高频监测信息、/>、/>、以及/>，获取高危气体浓度平均增速/>、以及高危气体浓度增速均衡性矩阵/>，计算公式如下：/>
；
需要说明的是，表示第i-1行第j列的节点处采集的高危气体浓度平均增速，/>表示第i+1行第j列的节点处采集的高危气体浓度平均增速，/>表示第i行第j-1列的节点处采集的高危气体浓度平均增速，/>表示第i行第j+1列的节点处采集的高危气体浓度平均增速，/>表示位于第i行第j列的节点周围的四个节点处采集的高危气体浓度平均增速，位于第i行第j列的节点周围的四个节点处采集的高危气体浓度平均增速越大，说明第i行第j列的节点处高危气体浓度突增的可能性越高；
需要说明的是，在封闭环境中，当第i行第j列的节点处高危气体浓度突增时，位于第i行第j列的节点周围的四个节点处的高危气体浓度会缓慢升高，且四个节点处的高危气体浓度升高速率大致相同，因此高危气体浓度增速均衡性矩阵中的四个数值越相近1，说明第i行第j列的节点处高危气体浓度突增的可能性越高；
最终分析单元，最终分析单元与第二信息处理单元电连接，用于将高危气体浓度平均增速、以及高危气体浓度增速均衡性矩阵/>与第四预设阈值/>、以及第五预设阈值区间/>进行对比，在满足/>中的四个数值均不位于第五预设阈值区间/>内时，说明位于第i行第j列的节点周围的四个节点处高危气体浓度监测发生异常，高危气体浓度信息/>可信与否不确定，则发出信号六，在满足/>且中的四个数值均位于第五预设阈值区间/>内时，说明位于第i行第j列的节点周围的四个节点处的气体传感器未发生故障且监测的高危气体浓度增速较慢，即说明第i行第j列的节点处的高危气体浓度监测发生异常是该节点处的气体传感器自身发生故障导致的，高危气体浓度信息/>不可信，则发出信号七，在满足/>且/>中的四个数值均位于第五预设阈值区间/>内时，说明位于第i行第j列的节点周围的四个节点未发生异常气体传感器未发生故障且监测的高危气体浓度增速较快，即说明第i行第j列的节点处的高危气体浓度监测发生异常是该节点处的高危气体浓度突增导致的，高危气体浓度信息/>可信，则发出信号八；
需要说明的是，第四预设阈值、以及第五预设阈值区间/>的取值一般由工作人员根据现场实际情况进行设置，具体为：第四预设阈值/>的取值与相邻节点间的间隔、以及相邻高频监测时刻的间隔负相关，如在相邻节点间间隔5米，且相邻高频监测时刻间隔1分钟时，第四预设阈值/>的取值可为0.03—0.06，第五预设阈值区间的取值区间可为0.8—1.2；
第二数据输出单元，第二数据输出单元与最终分析单元、以及初步判断模块的第一数据输出单元电连接，用于在接收到信号六、信号七时将剔除高危气体浓度信息，避免后续报警分析模块对不可信的高危气体浓度信息/>进行分析处理而产生误判的问题，提高对电缆坑道或封闭变电站等有限空间内高危气体监测的精准性，并在接收到信号八时将高危气体浓度信息/>输入至报警分析模块。
报警分析模块，报警分析模块与初步判断模块的第一数据输出单元、最终判断模块的第二数据输出单元电连接，用于对接收到的高危气体浓度信息进行分析，以达到对电缆坑道、封闭变电站等有限空间内高危气体的监测报警作用；
需要说明的是，对接收到的高危气体浓度信息进行分析，并提前设置报警阈值，以达到对电缆坑道、封闭变电站等有限空间内高危气体的监测报警作用为现有技术，在此不做赘述；
进一步的，报警分析模块包括高危气体浓度报警单元、温湿度报警单元、以及高危气体监测报警单元，具体如下：
高危气体浓度报警单元，高危气体浓度报警单元与初步判断模块的第一数据输出单元、最终判断模块的第二数据输出单元电连接，用于对接收到的高危气体浓度信息进行分析，以达到对电缆坑道、封闭变电站等有限空间内高危气体的监测报警；
温湿度报警单元，温湿度报警单元与初步判断模块的第一数据输出单元电连接，第一数据输出单元在接收到信号二、信号四以及信号五时，向温湿度报警单元发出报警信号，使得温湿度报警单元报警，提示工作人员电缆坑道、封闭变电站等有限空间内温湿度发生异常；
高危气体监测报警单元，高危气体监测报警单元与最终判断模块的第二数据输出单元电连接，第二数据输出单元在接收到信号六、信号七时，向高危气体监测报警单元发出报警信号，使得高危气体监测报警单元报警，提示工作人员电缆坑道、封闭变电站等有限空间内用于监测高危气体的综合传感器发生异常。
实施例二：
请参阅图5，本发明提供一实施例的基于无线通信网络的有限空间内高危气体监测方法，包括如下步骤：
S1，采集呈m行n列分布的各个节点处的温度信息、湿度信息/>、以及高危气体浓度信息/>，其中i表示不同行的编号，i=1、2、3、……、m，j表示不同列的编号，j=1、2、3、……、n，t表示最新的采集时刻；
S2，根据温度信息、湿度信息/>、以及高危气体浓度信息/>，确定高危气体浓度信息/>是否可信，并将可信的高危气体浓度信息/>输入至步骤S4中，并将不可信的高危气体浓度信息/>予以剔除，并将可信待定的高危气体浓度信息/>输入步骤S3中；
S3，根据高危气体浓度信息，对位于第i行第j列的节点周围的节点进行高频监测，以此判断高危气体浓度信息/>是否可信，并将可信的高危气体浓度信息/>输入至步骤S4中，并将不可信的高危气体浓度信息/>予以剔除；
S4，对接收到的高危气体浓度信息进行分析，以对有限空间内高危气体进行监测报警。
上述公式均是去量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式，公式中的预设参数由本领域的技术人员根据实际情况进行设置。
上述实施例，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或其他任意组合来实现。当使用软件实现时，上述实施例可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。本领域技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够通过电子硬件，或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方法来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，既可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种基于无线通信网络的有限空间内高危气体监测系统，其特征在于，包括：
信息采集模块，所述信息采集模块包括呈m行n列均匀安放在有限空间内不同节点处的多个综合传感器，且综合传感器用于采集对应节点处的温度信息、湿度信息/>、以及高危气体浓度信息/>，其中i表示不同行的编号，i=1、2、3、……、m，j表示不同列的编号，j=1、2、3、……、n，t表示最新的采集时刻；
初步判断模块，所述初步判断模块用于根据温度信息、湿度信息/>、以及高危气体浓度信息/>，确定高危气体浓度信息/>是否可信，并将可信的高危气体浓度信息/>输入至报警分析模块，并将不可信的高危气体浓度信息/>予以剔除，并将可信待定的高危气体浓度信息/>输入至最终判断模块；
最终判断模块，所述最终判断模块用于根据初步判断模块发出的高危气体浓度信息，对位于第i行第j列的节点周围的节点进行高频监测，以此判断高危气体浓度信息是否可信，并将可信的高危气体浓度信息/>输入至报警分析模块，并将不可信的高危气体浓度信息/>予以剔除；
报警分析模块，所述报警分析模块用于对接收到的高危气体浓度信息进行分析，以对有限空间内高危气体进行监测报警。
2.根据权利要求1所述的基于无线通信网络的有限空间内高危气体监测系统，其特征在于：所述初步判断模块包括第一信息接收单元、第一信息处理单元、初步分析单元、以及第一数据输出单元，其中：
第一信息接收单元，所述第一信息接收单元与信息采集模块无线通信连接，用于接收信息采集模块采集的温度信息、湿度信息/>、以及高危气体浓度信息/>；
第一信息处理单元，所述第一信息处理单元与第一信息接收单元电连接，用于根据温度信息、湿度信息/>、以及高危气体浓度信息/>，生成高危气体监测第一准确性系数/>、高危气体监测第二准确性系数/>、以及高危气体监测第三准确性系数/>，计算公式如下：
；
其中，在上述计算公式，；
其中，均为预设比例系数，且/>，且，且/>，且/>；
初步分析单元，所述初步分析单元与第一信息处理单元电连接，用于将高危气体监测第一准确性系数、高危气体监测第二准确性系数/>、以及高危气体监测第三准确性系数/>与第一预设阈值/>、第二预设阈值/>、以及第三预设阈值进行对比，在满足/>且/>时发出信号一，在满足且/>时发出信号二，在满足/>且时发出信号三，在满足/>且/>且时发出信号四，在满足/>且/>且时发出信号五；
第一数据输出单元，所述第一数据输出单元与初步分析单元电连接，用于在接收到信号一、信号二时将高危气体浓度信息传递至报警分析模块中，并在接收到信号三、信号五时将高危气体浓度信息/>传递至最终判断模块中，并在接收到信号四时将高危气体浓度信息/>剔除。
3.根据权利要求1所述的基于无线通信网络的有限空间内高危气体监测系统，其特征在于：所述最终判断模块包括高频监测控制单元、第二信息接收单元、第二信息处理单元、最终分析单元以及第二数据输出单元，其中：
高频监测控制单元，所述高频监测控制单元与初步判断模块电连接，并与信息采集模块无线信号连接，用于根据接收的高危气体浓度信息，控制位于第i-1行第j列、第i+1行第j列、第i1行第j-1列、以及第i行第j+1列节点处的综合传感器采集高危气体浓度高频监测信息/>、/>、/>、以及/>；
其中，k表示不同高频监测时刻的编号，k=1、2、3、……、K；
第二信息接收单元，所述第二信息接收单元与信息采集模块无线通信连接，并与高频监测控制单元电连接，用于接收信息采集模块采集的高危气体浓度高频监测信息、、/>、以及/>；
第二信息处理单元，所述第二信息处理单元与第二信息接收单元电连接，用于根据高危气体浓度高频监测信息、/>、/>、以及/>，获取高危气体浓度平均增速/>、以及高危气体浓度增速均衡性矩阵/>，计算公式如下：
；
最终分析单元，所述最终分析单元与第二信息处理单元电连接，用于将高危气体浓度平均增速、以及高危气体浓度增速均衡性矩阵/>与第四预设阈值/>、以及第五预设阈值区间/>进行对比，在满足/>中的四个数值均不位于第五预设阈值区间/>内时发出信号六，在满足/>且/>中的四个数值均位于第五预设阈值区间/>内时发出信号七，在满足/>且/>中的四个数值均位于第五预设阈值区间/>内时发出信号八；
第二数据输出单元，所述第二数据输出单元与最终分析单元、以及初步判断模块电连接，用于在接收到信号六、信号七时将剔除高危气体浓度信息，并在接收到信号八时将高危气体浓度信息/>输入至报警分析模块。
4.根据权利要求1所述的基于无线通信网络的有限空间内高危气体监测系统，其特征在于：所述报警分析模块内含有高危气体浓度报警单元，且高危气体浓度报警单元与初步判断模块、最终判断模块电连接，用于对接收到的高危气体浓度信息进行分析，以对有限空间内高危气体进行监测报警。
5.根据权利要求2所述的基于无线通信网络的有限空间内高危气体监测系统，其特征在于：所述报警分析模块内含有温湿度报警单元，且温湿度报警单元与初步判断模块的第一数据输出单元电连接，第一数据输出单元在接收到信号二、信号四以及信号五时，向温湿度报警单元发出报警信号，使得温湿度报警单元报警。
6.根据权利要求3所述的基于无线通信网络的有限空间内高危气体监测系统，其特征在于：所述报警分析模块内含有高危气体监测报警单元，且高危气体监测报警单元与最终判断模块的第二数据输出单元电连接，第二数据输出单元在接收到信号六、信号七时，向高危气体监测报警单元发出报警信号，使得高危气体监测报警单元报警。
7.一种基于无线通信网络的有限空间内高危气体监测方法，用于上述权利要求1-6任意一项所述的基于无线通信网络的有限空间内高危气体监测系统，其特征在于，包括如下步骤：
S1，采集呈m行n列分布的各个节点处的温度信息、湿度信息/>、以及高危气体浓度信息/>，其中i表示不同行的编号，i=1、2、3、……、m，j表示不同列的编号，j=1、2、3、……、n，t表示最新的采集时刻；
S2，根据温度信息、湿度信息/>、以及高危气体浓度信息/>，确定高危气体浓度信息/>是否可信，并将可信的高危气体浓度信息/>输入至步骤S4中，并将不可信的高危气体浓度信息/>予以剔除，并将可信待定的高危气体浓度信息/>输入步骤S3中；
S3，根据高危气体浓度信息，对位于第i行第j列的节点周围的节点进行高频监测，以此判断高危气体浓度信息/>是否可信，并将可信的高危气体浓度信息/>输入至步骤S4中，并将不可信的高危气体浓度信息/>予以剔除；
S4，对接收到的高危气体浓度信息进行分析，以对有限空间内高危气体进行监测报警。/>
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