CN204129516U - 基于物联网的燃气监控系统 - Google Patents

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段吉忠
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Abstract

基于物联网的燃气监控系统涉及数据监控技术领域，包括：STM32处理器、电源模块、EEPROM模块、GPRS通讯基站、人机界面、报警指示灯、通信接口电路以及安装在传感器节点模块中的zigbee无线通信模块，zigbee无线通信模块将传感器节点采集到的数据通过zigbee无线传输给GPRS通讯基站，再通过GPRS通讯基站传给STM32处理器，STM32处理器连接有电源模块、EEPROM模块、人机界面、报警指示灯、通信接口电路，STM32处理器将现场采集到的数据处理后通过人机界面显示，STM32处理器通过输出控制信号对燃气阀门进行开/关控制。本实用新型测量准确、灵敏度高、性能稳定、定点显示实时监控。

Description

基于物联网的燃气监控系统
技术领域
本实用新型涉及数据监控技术领域，具体涉及一种基于物联网的燃气监控系统。
背景技术
物联网(The Internet of Things)是当前发展迅猛的信息技术产业，世界各国都非常重视物联网技术应用，制定相关政策来促进物联网技术的发展。物联网是以互联网为载体，采取约定的协议，通过网络终端实现物与物的连接。物联网核心技术包括射频识别(RFID)、信息服务系统、激光扫描技术、网络层通信技术、全球定位系统(GPS)，进而实现各种终端设备的智能识别、定位、监控以及管理。在物联网领域，我国起步较早，是物联网国际标准制定的主导国之一，同时无线通信网络和宽带覆盖率高，物联网在我国迅速崛起，目前物联网已是国家新兴战略性产业。我国物联网技术发展迅速，但是在天然气管网领域应用还不是很成熟。近年来，我国燃气管网的规模逐步扩大，燃气用户的种类、数量不断增加，人们生活质量也随之提高。以合肥为例，几年来合肥城建的发展迅速，城市人口从160万迅速增加到360万，城区面积扩大几倍，城市的发展对天然气的需求也迅速增大。随着燃气的普及，也带来了一些问题，如忘记关闭燃气开关、燃气泄漏导致火灾爆炸，这些严重危害人们人身安全，为了解决这些因燃气使用不当而产生的伤亡事故，需要对燃气监控系统进行改进，提高燃气监控效率。
将GPRS通讯、zigbee无线通信、互联网应用到燃气自动监控系统中，能够真正地实现实时的检测、监控和跟踪，有效地自动开关燃气阀门和控制燃源，在发生泄漏事故时能自动及时切断燃气源并报警，杜绝灾害事故发生。
因此对于燃气现场数据实时检测、监控显得尤为重要。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种实时监测、控制，运行稳定安全的基于物联网的燃气监控系统。
本实用新型所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
基于物联网的燃气监控系统，包括：STM32处理器、电源模块、EEPROM模块、GPRS通讯基站、人机界面、报警指示灯、通信接口电路，还包括安装于监测现场的传感器节点模块，所述的STM32处理器连接有电源模块、人机界面、通信接口电路、EEPROM模块、报警指示灯、GPRS通讯基站，所述的STM32处理器将现场传感器节点模块采集到的数据处理后通过人机界面显示，并转换成频率信号输出，用以驱动报警指示灯，所述的STM32处理器与GPRS通讯基站无线双向通讯，所述的STM32处理器通过输出控制信号对燃气阀门进行开/关控制。还包括安装在传感器节点模块中的zigbee无线通信模块，所述的zigbee无线通信模块将传感器节点采集到的数据通过zigbee无线传输给GPRS通讯基站，再通过所述的GPRS通讯基站传给STM32处理器。
所述的传感器节点模块至少设有一组传感器节点。
所述的传感器节点采用MQ-2气体传感器。
所述的通信接口电路包括RS485、RS232、USB工业通信标准接口的一种或几种通信。
所述的人机界面采用TFT显示屏。
本实用新型的有益效果是：本实用新型克服传统监控的不足，具有维护费用低、维护简单，通过对监控现场布置传感器节点，能够真正地实现测量准确、灵敏度高、性能稳定、实时的检测、监控和跟踪，并在燃气浓度超标(可设定报警值)时有明显的声音警报和警示信号，在发生泄漏事故时能自动及时切断燃气源，从而有效地自动开/关燃气阀门和控制燃源，杜绝灾害事故发生，因此燃气监控本系统具有较好的通用性和扩展性，适合各种场所天然气监控，有很好的应用前景。
附图说明
图1为本实用新型原理框图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
如图1所示，基于物联网的燃气监控系统，包括：STM32处理器、电源模块、EEPROM模块、GPRS通讯基站、人机界面、报警指示灯、通信接口电路，还包括安装于监测现场的传感器节点模块，所述的STM32处理器连接有电源模块、人机界面、通信接口电路、EEPROM模块、报警指示灯、GPRS通讯基站，所述的STM32处理器将现场传感器节点模块采集到的数据处理后通过人机界面显示，并转换成频率信号输出，用以驱动报警指示灯，所述的STM32处理器与GPRS通讯基站无线双向通讯，所述的STM32处理器通过输出控制信号对燃气阀门进行开/关控制。还包括安装在传感器节点模块中的zigbee无线通信模块，所述的zigbee无线通信模块将传感器节点采集到的数据通过zigbee无线传输给GPRS通讯基站，再通过所述的GPRS通讯基站传给STM32处理器。传感器节点模块至少设有一组传感器节点，传感器节点采用MQ-2气体传感器。通信接口电路包括RS485、RS232、USB工业通信标准接口的一种或几种通信，人机界面采用TFT显示屏。
基于物联网的燃气监控系统核心处理器选用ST公司的STM32F103VBT6作为主控芯片，该款芯片功能丰富，具有许多的IO接口、定时器和串口通信等资源，基于该款芯片设计的系统可以大大简化外围电路设计。由于STM32丰富的内部资源和较高的处理速度，大大简化了系统硬件设计，为燃气监控系统安全使用提供了可靠保障。
利用传感器实现节点中MQ-2气体传感器进行信息采集，经过模数转换成数字信号，通过zigbee无线通信模块、GPRS通讯模块完成与STM32处理器数据传输和接收，当STM32处理器接收到的数据超过某一定设定数值就输出控制信号，控制燃气阀门的开启或关闭。与此同时燃气阀门的所有状态均通过相应的开关信号和数字信号反馈给STM32微处理器，STM32微处理器对接收到的数据进行处理判断，并给出控制信号，同时通过GPRS通讯模块把处理运行结果反馈给人机界面。人机界面可以通过GPRS通讯模块，间接对STM32微处理器发出控制信号。
STM32处理器燃气检测阀门开关状态信息，并经过GPRS通讯模块传输到终端。比如，某节点的传感器检测到燃气泄漏，通过报警指示灯发出报警声，同时将检测到的信息无线发给STM32处理器并在人机界面显示，作为改进也可以直接发给用户手机终端上，监控人员可以通过人机界面迅速关断燃气阀门，防止燃气事故的发生。
监控人员在人机界面监测管理系统中输入相应的信息后，STM32处理器通过GPRS通讯模块接收信息，在人机界面可以设置燃气阀门开关时间。
传感器节点中具有zigbee无线通信模块，可以实现与GPRS无线通讯模块之间双向通讯。传感器节点采用星型拓扑结构，当单个传感器节点出现故障时不影响整个无线网络，同时防止传感器节点之间相互干扰，传感器节点之间通信是不允许的。利用GPRS在数据业务的承载和支持上明显优势，不同的用户共享同一组GPRS信道，只有当某一个用户需要发送或接收数据时才会占用信道资源。GPRS无线通讯模块与STM32微处理器之间是通过串行口进行通信的。
GPRS无线通讯能够将传感器节点采集到的数据传至互联网，监控人员通过互联网可以获得实时监控数据，监控数据可进行存储。
本实用新型通过各个现场传感器节点获取燃气管道运行的实时数据，经过zigbee无线通信、GPRS通讯实现远程数据的传递和交换，再通过STM32处理器和人机界面对燃气阀门控制以及EEPROM模块对数据的存储，实现燃气管道实时监控和采集。因此通过物联网技术，无论身在什么地方，都可以根据传感器节点采集到的信息，对燃气阀门开关操作，实现远程控制系统。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型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实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.基于物联网的燃气监控系统，包括：STM32处理器、电源模块、EEPROM模块、GPRS通讯基站、人机界面、报警指示灯、通信接口电路，其特征在于：还包括安装于监测现场的传感器节点模块，所述的STM32处理器连接有电源模块、人机界面、通信接口电路、EEPROM模块、报警指示灯、GPRS通讯基站，所述的STM32处理器将现场传感器节点模块采集到的数据处理后通过人机界面显示，并转换成频率信号输出，用以驱动报警指示灯，所述的STM32处理器与GPRS通讯基站无线双向通讯，所述的STM32处理器通过输出控制信号对燃气阀门进行开/关控制。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的燃气监控系统，其特征在于：还包括安装在传感器节点模块中的zigbee无线通信模块，所述的zigbee无线通信模块将传感器节点采集到的数据通过zigbee无线传输给GPRS通讯基站，再通过所述的GPRS通讯基站传给STM32处理器。
3.根据权利要求1所述的基于物联网的燃气监控系统，其特征在于：所述的传感器节点模块至少设有一组传感器节点。
4.根据权利要求2或3所述的基于物联网的燃气监控系统，其特征在于：所述的传感器节点采用MQ-2气体传感器。
5.根据权利要求1所述的基于物联网的燃气监控系统，其特征在于：所述的通信接口电路包括RS485、RS232、USB工业通信标准接口的一种或几种通信。
6.根据权利要求1所述的基于物联网的燃气监控系统，其特征在于：所述的人机界面采用TFT显示屏。
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