專利名稱：一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的危險品源監(jiān)測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及危險品源監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的危險
品源監(jiān)測裝置。
背景技術(shù)：
安全生產(chǎn)是一個國家、一個民族文明進步的重要標志，也是一個國家、一個民族經(jīng) 濟社會發(fā)展的綜合反映和基礎(chǔ)性保障，當前，我國正處于工業(yè)化中期，也是事故多發(fā)期，安 全生產(chǎn)基礎(chǔ)薄弱、安全事故多發(fā)與經(jīng)濟社會全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展的矛盾越來越突出。從 根本上解決我國的安全生產(chǎn)問題，是一項長期而艱巨的任務(wù)。新一輪重大隱患調(diào)查工作表
明企業(yè)的安全生產(chǎn)形勢是十分嚴峻的，這對安全生產(chǎn)的管理工作提出了更新、更高的要 求。針對安全生產(chǎn)現(xiàn)狀，重要對策之一就是重視對重大危險源和重大事故隱患進行自動化 安全監(jiān)測，即采用高新技術(shù)手段對企業(yè)的各類重大隱患或重大危險源進行跟蹤監(jiān)視，變事 故處理為事故預(yù)防，隨時發(fā)現(xiàn)隱患，隨時排除，把事故消滅在萌芽狀態(tài)，掌握企業(yè)安全管理 的主動權(quán)，實現(xiàn)保障安全的目的。 目前的生化核爆等危險品泄漏監(jiān)測手段已經(jīng)比較成熟從普通的氣體濃度、液體 泄漏檢測儀器到專用的管道、儲罐檢測設(shè)備。普通氣體泄漏濃度檢測儀可以檢測氣體濃度 并定位漏點；隨著管道建設(shè)規(guī)模的擴大，泄漏檢測技術(shù)也得到發(fā)展，目前已有的檢漏方法， 從最簡單的人工分段沿管段巡視發(fā)展到較為復(fù)雜的計算機軟硬件結(jié)合方法，從陸上檢測發(fā) 展到海底檢測，甚至利用飛機進行空中對地下管線的檢測。但是，上述檢測技術(shù)都是保存在 本地或者基于有線傳輸方式或人工記錄的方式將監(jiān)測結(jié)果上報至監(jiān)測中心，在實際應(yīng)用過 程中各種監(jiān)測設(shè)備還是孤立存在，只是在一個點上、一段時間內(nèi)發(fā)揮作用，缺乏一個手段將 它們捏合成一個整體，從而使得各種監(jiān)測設(shè)備在整個危險品生產(chǎn)、儲運、監(jiān)測過程中發(fā)揮更 大的作用，傳統(tǒng)的監(jiān)測方法和監(jiān)測手段，缺點是監(jiān)測設(shè)備各自獨立，無法形成整體，無法形 成信息交換的網(wǎng)絡(luò)。 危險品生產(chǎn)企業(yè)存在規(guī)模巨大，部門人員眾多，作業(yè)點分散，設(shè)備多，價值高，各種 管線、閥門較多，其中一部分設(shè)備工作在戶外的特點。企業(yè)對于各種設(shè)備和管線運行狀態(tài)的 監(jiān)測要求嚴格，因此，對各種設(shè)備的運行狀態(tài)、溫度、壓力、流量、泄漏等指標要做到實時監(jiān) 測，一旦出現(xiàn)情況能及時進行報警并可以在遠程進行指揮調(diào)度和調(diào)整。因此要求監(jiān)控系統(tǒng) 跨越地域較大，監(jiān)測點數(shù)量多，要求通訊系統(tǒng)速率要高，輪詢響應(yīng)時間要快；同時，一些作業(yè) 點分散于野外，環(huán)境惡劣，需要無人值守遠程監(jiān)控。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的問題就是提供一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的危險品源監(jiān)測 裝置，結(jié)合無線通信方式與有線通信方式，實時監(jiān)測危險品源周圍環(huán)境中的危險品濃度、危 險品容器的狀況，而且能夠確定危險品泄露或者事故隱患的位置，為及時處理事故提供信 息。[0006] 為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用如下技術(shù)方案一種基于無線傳感器網(wǎng) 絡(luò)的危險品源監(jiān)測裝置，包括監(jiān)測中心、公共通信網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)測基站以及監(jiān)測節(jié)點組成，監(jiān)測 節(jié)點布設(shè)在危險品源的周圍，并通過無線方式與監(jiān)測基站組成微傳感器網(wǎng)絡(luò)，監(jiān)測基站通 過無線通信方式或有線通信方式與公共通信網(wǎng)絡(luò)連接，將微傳感器網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測信息傳送至 監(jiān)測中心。 監(jiān)測節(jié)點包括中央處理器，在中央處理器周圍布設(shè)有存儲器、危險品傳感器及無 線通信模塊，中央處理器、存儲器和無線通信模塊分別接在電源模塊上，無線通信模塊外部 連接定位模塊，所述的危險品傳感器包括溫度、濕度、震動、壓力、紅外、傾角、電磁、生化制 劑、輻射、易燃易爆品等傳感器，根據(jù)現(xiàn)場所要監(jiān)測的對象選擇對應(yīng)的傳感器。 監(jiān)測基站包括中央處理器，在中央處理器周圍布設(shè)有存儲器、遠程通信接口模塊 及無線通信模塊，中央處理器、存儲器和無線通信模塊分別接在電源模塊上，無線通信模塊 外部連接定位模塊，遠程通信接口模塊提供有線通信接口和無線通信接口 ，有線通信接口 包括inter網(wǎng)接口 、 USB接口 、串行通用接口 、并行接口 、衛(wèi)星通信接口 、電話調(diào)制解調(diào)器接 口等一切可與外部通信網(wǎng)絡(luò)或計算機設(shè)備進行有線通信的接口 ；無線通信接口包括紅外接 口 、藍牙接口 、 GPRS接口 、 CDMA IX接口 、 WLAN接口等一切可與外部通信網(wǎng)絡(luò)或計算機設(shè)備 進行無線通信的接口 。遠程通信接口模塊在調(diào)試監(jiān)測基站時可直接與計算機進行連接。 監(jiān)測中心包括遠程通信接口 ，監(jiān)測計算機，監(jiān)測信息數(shù)據(jù)庫。 本實用新型采用上述技術(shù)方案后的有益效果相比現(xiàn)有的監(jiān)測裝置，本實用新型 監(jiān)測節(jié)點支持無線自組織多跳的通信方式，節(jié)點可以大范圍隨機布設(shè)；支持定位功能，通過 節(jié)點的位置信息可以迅速確定危險品源泄露的位置，布設(shè)位置靈活，根據(jù)危險品源的不同， 可以布設(shè)在危險品運輸車輛、危險品儲罐區(qū)、危險品生產(chǎn)現(xiàn)場等任何需要監(jiān)測的場合；可進 行遠程監(jiān)測，監(jiān)測現(xiàn)場不需要人員值守。本實用新型通過配置其它類型的傳感器，還可應(yīng)用 在環(huán)保、精細農(nóng)業(yè)、森林火災(zāi)監(jiān)測、洪澇災(zāi)害監(jiān)測等領(lǐng)域。

圖1為本實用新型監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖； 圖2為本實用新型監(jiān)測基站結(jié)構(gòu)框圖； 圖3為本實用新型監(jiān)測節(jié)點結(jié)構(gòu)框具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進一步說明 如圖1為本實用新型監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖，包括監(jiān)測中心1、公共通信網(wǎng)絡(luò)2、監(jiān)測基 站3以及監(jiān)測節(jié)點4組成，監(jiān)測節(jié)點4與監(jiān)測基站3布設(shè)在危險品生產(chǎn)現(xiàn)場、危險品儲罐、 危險品運輸車輛等監(jiān)測場所，監(jiān)測節(jié)點4與各個監(jiān)測基站3之間采用無線通信方式，組成自 組織、多跳的微傳感器網(wǎng)絡(luò)，監(jiān)測基站3與監(jiān)測中心1之間通過公共通信網(wǎng)絡(luò)2連接。監(jiān)測 節(jié)點4內(nèi)包括包括溫度、濕度、震動、壓力、紅夕卜、傾角、電磁、生化制劑、輻射、易燃易爆品等 危險品傳感器41，危險品傳感器41根據(jù)后端處理的需要，對采集的傳感信號舉行放大、濾 波、采樣等處理，危險品傳感器41連續(xù)采集危險品源周圍的相關(guān)參數(shù)以監(jiān)測危險品源是否 處于安全狀態(tài)， 一旦所測數(shù)據(jù)超過預(yù)設(shè)值則觸發(fā)監(jiān)測節(jié)點以聲音或閃光的形式報警。監(jiān)測節(jié)點4內(nèi)的定位模塊33確定監(jiān)測節(jié)點4的地理位置。中央處理器將節(jié)點ID、傳感數(shù)據(jù)、報 警信息和地理位置封裝成數(shù)據(jù)包發(fā)送至微傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測基站，監(jiān)測基站3通過公共通信 網(wǎng)絡(luò)將此數(shù)據(jù)包發(fā)送至監(jiān)測中心l，在監(jiān)測節(jié)點4判斷傳感數(shù)據(jù)為正常情況時，數(shù)據(jù)包內(nèi)的 報警信息為空。 如圖2所示為本實用新型監(jiān)測基站結(jié)構(gòu)框圖，包括中央處理器35、中央處理器35 周圍布設(shè)存儲器36、無線通信模塊32及遠程通信接口模塊34，中央處理器35，存儲器36和 無線通信模塊36分別接在電源模塊31上，無線通信模塊32外部連接定位模塊33，中央處 理器35控制、管理各模塊的功能，定位模塊33獲取監(jiān)測基站3的地理位置，無線通信模塊 32與各監(jiān)測節(jié)點4的無線通信模塊32進行數(shù)據(jù)通信，組成微傳感器網(wǎng)絡(luò)并接收監(jiān)測節(jié)點的 傳感數(shù)據(jù)；電源模塊31給各模塊供電。遠程通信接口模塊34提供有線通信接口和無線通 信接口 ，有線通信接口包括以太網(wǎng)接口 、USB接口 、串行通用接口 、并行接口 、衛(wèi)星通信接口 、 電話調(diào)制解調(diào)器接口等一切可與外部公共通信網(wǎng)絡(luò)或計算機設(shè)備進行有線通信的接口 ；無 線通信接口包括紅外接口 、藍牙接口 、 GPRS接口 、 CDMA IX接口 、 WLAN接口等一切可與外部 公共通信網(wǎng)絡(luò)或計算機設(shè)備進行無線通信的接口。遠程通信接口模塊34以有線通信方式 或無線通信方式與公共通信網(wǎng)絡(luò)2連接，通過公共通信網(wǎng)絡(luò)2將包含節(jié)點工D、傳感數(shù)據(jù)、 報警信息和地理位置的數(shù)據(jù)包發(fā)送至監(jiān)測中心1 ;在調(diào)試監(jiān)測基站3時，遠程通信接口模塊 34可直接與計算機進行連接，利用便攜式計算機可在現(xiàn)場調(diào)試監(jiān)測基站3的功能、端口是 否正常工作。 如圖3所示為本實用新型監(jiān)測節(jié)點結(jié)構(gòu)框圖，包括中央處理器35，在中央處理器 35周圍布設(shè)存儲器36、無線通信模塊32及危險品傳感器41，中央處理器35，存儲器36和 無線通信模塊分別接在電源模塊31上，無線通信模塊32外部連接定位模塊33，所述的危 險品傳感器41包括溫度、濕度、震動、壓力、紅夕卜、傾角、電磁、生化制齊U、輻射、易燃易爆品 等傳感器，根據(jù)現(xiàn)場所要監(jiān)測的對象選擇對應(yīng)的傳感器。中央處理器35處理危險品傳感器 獲取的傳感數(shù)據(jù)；存儲器36存儲程序、數(shù)據(jù)；定位模塊33獲取監(jiān)測節(jié)點4的地理位置；無 線通信模塊32與監(jiān)測基站3組成微無線傳感網(wǎng)并將監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)送至監(jiān)測基站3 ;電源模塊 31給監(jiān)測節(jié)點4中各模塊供電。危險品傳感器41根據(jù)設(shè)定的時間連續(xù)采集危險品源周圍 的參數(shù)，傳感數(shù)據(jù)由中央處理器35進行處理，存儲在存儲器36中，并通過無線通信模塊32 發(fā)送至監(jiān)測基站3，如果危險品傳感器41所測數(shù)據(jù)超過預(yù)設(shè)值，監(jiān)測節(jié)點4以聲音、閃光的 形式報警，提示現(xiàn)場人員有異常情況發(fā)生，同時將傳感數(shù)據(jù)、報警信息和地理位置發(fā)送至監(jiān) 測基站3。
權(quán)利要求一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的危險品源監(jiān)測裝置，其特征在于裝置包括監(jiān)測中心(1)、公共通信網(wǎng)絡(luò)(2)、監(jiān)測基站(3)以及監(jiān)測節(jié)點(4)，監(jiān)測節(jié)點(4)布設(shè)在危險品源的周圍，并通過無線方式與監(jiān)測基站(3)組成微傳感器網(wǎng)絡(luò)，監(jiān)測基站(3)通過無線通信方式或有線通信方式與公共通信網(wǎng)絡(luò)(2)連接，將微傳感器網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測信息傳送至監(jiān)測中心(1)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的危險品源監(jiān)測裝置，其特征在 于所述監(jiān)測節(jié)點包括中央處理器(35)，在中央處理器(35)周圍布設(shè)存儲器(36)、無線通 信模塊(32)及危險品傳感器(41)，中央處理器(35)，存儲器(36)和無線通信模塊分別接 在電源模塊(31)上，無線通信模塊(32)外部連接定位模塊(33)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的危險品源監(jiān)測裝置，其特征在 于所述危險品傳感器(41)包括溫度、濕度、震動、壓力、紅外、傾角、電磁、生化制劑、輻射、 易燃易爆品傳感器，根據(jù)現(xiàn)場所要監(jiān)測的對象選擇對應(yīng)的傳感器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的危險品源監(jiān)測裝置，其特征在 于所述監(jiān)測基站(3)包括中央處理器(35)、中央處理器(35)周圍布設(shè)存儲器(36)、無線 通信模塊(32)及遠程通信接口模塊(34)，中央處理器(35)，存儲器(36)和無線通信模塊 (34)分別接在電源模塊(31)上，無線通信模塊(32)外部連接定位模塊(33)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的危險品源監(jiān)測裝置，其特征在 于所述遠程通信接口模塊(34)提供有線通信接口和無線通信接口，有線通信接口包括一 切可與外部通信網(wǎng)絡(luò)或計算機設(shè)備進行有線通信的接口 ；無線通信接口包括一切可與外部 通信網(wǎng)絡(luò)或計算機設(shè)備進行無線通信的接口。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的危險品源監(jiān)測裝置，其特征在 于所述監(jiān)測中心(1)包括遠程通信接口 (12)，監(jiān)測計算機(ll)，監(jiān)測信息數(shù)據(jù)庫(13)。
專利摘要本實用新型公開了一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的危險品源監(jiān)測裝置，包括監(jiān)測中心、公共通信網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)測基站以及監(jiān)測節(jié)點組成，監(jiān)測節(jié)點布設(shè)在危險品源的周圍，并通過無線方式與監(jiān)測基站組成微傳感器網(wǎng)絡(luò)，監(jiān)測基站通過無線通信方式或有線通信方式與公共通信網(wǎng)絡(luò)連接，將微傳感器網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測信息傳送至監(jiān)測中心，本裝置系統(tǒng)可對危險品源進行跟蹤監(jiān)視，對事故或隱患進行定位、報警，可廣泛應(yīng)用于危險品的生產(chǎn)現(xiàn)場、運輸工具、儲存容器等場合。
文檔編號G01D21/02GK201488751SQ20092015348
公開日2010年5月26日 申請日期2009年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月26日
發(fā)明者劉靜 申請人:浙江師范大學