專利名稱：基于物聯(lián)網的危險源遠程監(jiān)測及跟蹤系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及氣體傳感器通訊設計與云計算系統(tǒng)設計，是對危險源、污染源等在不同環(huán)境狀態(tài)下(包括固定地點或者移動狀態(tài))基本物理量信息(溫度、濕度、濃度、液壓液位等)和其他綜合信息(位置、聲音、視頻等)的遠程實時監(jiān)控管理，對接入數據進行云計算分析處理，對配套設備設施的智能控制及對不同狀態(tài)下事務的控制、預防和處置。系統(tǒng)結合傳感器技術、互聯(lián)網技術、無線通信、電子地圖與移動定位技術、自動化控制、視頻壓縮及其高性能計算、圖像處理、模式識別與內容分析、智能信息處理、云儲存與云計算等，通過收集和分析監(jiān)控點的物理量信息及其他綜合信息，實現(xiàn)對危險源、污染源等事故的實時掌控、有效預防和及時處置，最大限度地消除事故隱患，減少損失。
背景技術：
工業(yè)的高速發(fā)展是國民經濟高速發(fā)展的重要基礎，工業(yè)涉及危險源幾乎遍及國民經濟、國防建設、人民生活的各個領域。安全產生、儲存、運輸、使用危險源，防止危險源帶來的環(huán)境污染和災害的發(fā)生，通過對危險源科學有效的管理，使其更好的為國家建設服務是社會發(fā)展的重要條件。要做到防范于未然，就必需要加強對危險源在產生、儲存、運輸、使用等過程中的科學管理，確保與危險源相關的各個環(huán)節(jié)處于有序、可控狀態(tài)，有效實現(xiàn)事故預防和事故應急處置。目前企業(yè)及各部門對危險源管理大多仍停留在實地現(xiàn)場測量階段，不管是手持測量器具、設備還是大型儀器儀表，都只是對某類危險源進行特定條件下(時間、地點、環(huán)境) 簡單的測量工作，測量手段單一，對危險源的監(jiān)控也只是處于局域特定條件監(jiān)控范疇，通常監(jiān)控手段表現(xiàn)為對需監(jiān)控危險源部位安裝傳感報警裝置，當測量數據超限后通過聲光實現(xiàn)報警的工作模式。這樣的監(jiān)控系統(tǒng)僅僅是一個單一的內部管理系統(tǒng)，不符合復雜環(huán)境條件下的監(jiān)管工作，不能對危險源進行科學有效的控制和管理，也無法實現(xiàn)遠程、多元化、立體化的管理模式，以及建立危險源的預測、預警體系和科學完善的管理系統(tǒng)。在物聯(lián)網發(fā)展的今天，采用多點分布式傳感器與多媒體綜合采樣，通過網絡設備有線或無線傳送實時數據，通過后臺云計算的分析處理，構建智能化操作管理平臺，實現(xiàn)遠程設備的控制與管理是該業(yè)務領域在物聯(lián)網形態(tài)下的重要發(fā)展方向。危險源的遠程監(jiān)測、 數據管理、事故預警、應急響應、自動化控制等都需要有一個具體的平臺來支撐運行，基于物聯(lián)網的危險源遠程監(jiān)測及跟蹤系統(tǒng)正是為滿足企業(yè)與政府不同層面的實際需求而服務。 結合物聯(lián)網技術發(fā)展，具備數據(包括音視頻數據、物理量數據、位置信息等)整體的監(jiān)控、 分析、處理等一套完善的危險源監(jiān)控系統(tǒng)，滿足復雜條件下的危險源監(jiān)控、預測評估、分析預警、報警聯(lián)動、信息發(fā)布、應急處理等技術應用是一個必然的發(fā)展趨勢。任何災害或事故都有一個發(fā)生和發(fā)展的過程，當環(huán)境污染或者危險事故一旦初露端倪，只要能及時發(fā)現(xiàn)、正確合理處置，將大大減少事故發(fā)生的幾率。基于物聯(lián)網的危險源動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)利用遠程實時數據采集、數據存儲、Internet數據發(fā)布、組態(tài)與智能控制、無線數據、圖像識別與處理、綜合管理平臺、傳感器與工業(yè)自動化等先進技術，就可以把危險源、污染源的綜合信息實時采集、跟蹤和記錄，并及時分析自動處置，為管理人員正確決策起到積極的推動作用。另外，通過數據庫平臺云計算中心，還能做出對未來趨勢變化的預測預警，為應急救援指揮調度等各部門服務，為抑制事故發(fā)生或減少危害波及范圍提供更加科學的管理模式。另外，針對原有的監(jiān)控報警設備要納入網絡化管理體系，也需要一個兼容的系統(tǒng)平臺來支撐運行，在避免了重復建設的同時，用小的改造實現(xiàn)大的技術跨越，形成分布布局、集中管理的物聯(lián)網管理運行體系是安全生產與技能改造的重要目標。安全以預防為主， 只有通過大量的數據分析，才能對危險源工作狀態(tài)做到綜合評估預測，通過技術干預確保危險源處于可控安全工作環(huán)境，保障安全生產的良態(tài)發(fā)展。

實用新型內容本實用新型的的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術缺陷，滿足社會技術發(fā)展需求， 提供一種基于物聯(lián)網的綜合、全面、兼容的危險源動態(tài)監(jiān)測及跟蹤系統(tǒng)，以構建一個完善的危險源管理平臺。系統(tǒng)采用Browser/Server架構，跨平臺的開發(fā)模式，客戶端直接通過電腦或者手機登錄瀏覽器即可進行操作管理，用戶不需要安裝單獨軟件。本系統(tǒng)按照具體業(yè)務功能分為數據采集、數據傳輸、數據管理、數據應用四大子系統(tǒng)，數據采集子系統(tǒng)將終端采集到的數據通過數據傳輸子系統(tǒng)傳送給數據管理子系統(tǒng)，數據管理子系統(tǒng)負責完成數據的相關分析與處理，并提供給數據應用子系統(tǒng)實現(xiàn)具體事務的管理應用，相關的指令信息也能夠通過數據管理子系統(tǒng)與數據傳輸子系統(tǒng)返回到數據采集子系統(tǒng)，實現(xiàn)對設備的遠程控制管理。每個子系統(tǒng)下開發(fā)有自己需要的服務模塊來支撐運行，具體描述如下數據采集子系統(tǒng)負責采集基本物理量信息和綜合信息，并實現(xiàn)所采集信息到電壓電流信號的轉換、電壓電流信號到數字信號的轉換過程，并實現(xiàn)數據發(fā)送與接收，以及相關信令的響應。數據采集子系統(tǒng)傳感裝置、定位裝置、音視頻采集裝置、報警裝置、應急處理裝置、數據處理模塊、控制模塊、通訊模塊、數據存儲模塊；傳感裝置、定位裝置、音視頻采集裝置將采集的測量數據傳輸給數據處理模塊后，數據處理模塊使用數據存儲模塊完成本地數據存儲的同時，通過通訊模塊將采集到的數據傳給數據傳輸子系統(tǒng)。數據處理模塊經數據分析處理后或者由通訊模塊傳入指令信息后，通過調用控制模塊，完成對報警裝置、應急處理裝置及音視頻采集裝置等相關的控制。通過傳感單元、音視頻采集裝置、定位裝置實現(xiàn)了基本物理量信息(溫度、濕度、濃度、液壓液位等)和其他綜合信息(位置、聲音、視頻等) 到電壓電流信號的轉換、電壓電流信號到數字信號的轉換過程，并通過通訊模塊實現(xiàn)數據收發(fā)，由控制模塊實現(xiàn)信令響應。數據傳輸子系統(tǒng)包括數據認證模塊、數據加密模塊和數據壓縮模塊，負責完成數據的認證、加密與壓縮功能，特別是對視頻數據的壓縮及其高性能計算，以達到在復雜條件下數據實時性傳輸的要求。數據管理子系統(tǒng)包含了中間件和與中間件雙向連接的地圖數據管理模塊、多媒體數據管理模塊、傳感器數據管理模塊、日常數據管理模塊、數據分析模塊。日常數據管理模塊完成數據的安全、存儲、備份、分析等多項工作，并解決了大容量數據的存儲及實時數據分析等多個核心問題，通過云計算平臺和開發(fā)的數據分析軟件，為數據應用提供了強有力的后臺支持。數據應用子系統(tǒng)是將分析處理后的數據以不同層面、不同模式進行的最直觀展示，包括GIS地圖系統(tǒng)模塊、WEB服務系統(tǒng)模塊、信息發(fā)布系統(tǒng)模塊、辦公虛擬化系統(tǒng)模塊、 預測預警系統(tǒng)模塊、應急處置系統(tǒng)模塊及第三方數據接口模塊。本實用新型實現(xiàn)的有益效果本實用新型所述的一種基于物聯(lián)網的危險源遠程監(jiān)測及跟蹤系統(tǒng)，與現(xiàn)有技術相比，本實用新型可以對移動和固定危險源、污染源實施有效的網絡化監(jiān)控管理，特別在環(huán)境保護、環(huán)境污染治理、安全生產等諸多領域都將發(fā)揮積極的作用，能滿足企業(yè)、政府等不同層面對危險源動態(tài)管理與監(jiān)控的要求，實現(xiàn)對重大危險源的科學管理、主動防御和有效應對，為安全環(huán)保的工業(yè)生產和社會和諧發(fā)展服務。

圖1是本實用新型基于物聯(lián)網的危險源遠程監(jiān)測及跟蹤系統(tǒng)拓撲關系圖。圖2是本實用新型數據采集子系統(tǒng)結構圖。圖3是本實用新型數據傳輸子系統(tǒng)結構圖。圖4是本實用新型數據管理子系統(tǒng)結構圖。圖5是本實用新型數據應用子系統(tǒng)結構圖。
具體實施方式
以下詳細描述本實用新型的技術方案。本實用新型實施例僅供說明具體方法，該方法的其規(guī)模不受實施例的限制。實施例如圖1所示，本實用新型基于物聯(lián)網的危險源遠程監(jiān)測及跟蹤系統(tǒng)拓撲關系圖， 包括數據采集子系統(tǒng)1、數據傳輸子系統(tǒng)2、數據管理子系統(tǒng)3和數據應用子系統(tǒng)4。數據采集子系統(tǒng)1將終端采集到的數據通過數據傳輸子系統(tǒng)2傳送給數據管理子系統(tǒng)3，數據管理子系統(tǒng)3負責完成數據的相關分析與處理，并提供給數據應用子系統(tǒng)4實現(xiàn)具體事務的管理應用，相關的指令信息也能夠通過數據管理3與數據傳輸子系統(tǒng)2返回到數據采集子系統(tǒng)1，實現(xiàn)對設備的遠程控制管理。數據采集子系統(tǒng)1負責采集基本物理量信息(溫度、濕度、濃度、液壓液位等)和其他綜合信息(位置、聲音、視頻等)，并實現(xiàn)所采集信息到電壓電流信號的轉換、電壓電流信號到數字信號的轉換過程，并通過通訊模塊實現(xiàn)數據發(fā)送與接收，由控制模塊實現(xiàn)相關信令的響應。數據傳輸子系統(tǒng)2負責完成數據的認證、加密與壓縮功能，特別是對視頻數據的壓縮及其高性能計算，以達到在復雜條件下數據實時性傳輸的要求。數據管理子系統(tǒng)3包含了地圖數據管理、多媒體數據管理、傳感器數據管理、一般日常性數據管理的安全、存儲、備份、分析等多項工作，并解決了大容量數據的存儲及實時數據分析等多個核心問題，通過云計算平臺和開發(fā)的數據分析軟件，為數據應用提供了強有力的后臺支持。數據應用子系統(tǒng)4是將分析處理后的數據以不同層面、不同模式進行的最直觀展示，包括監(jiān)控點的GIS地圖顯示、監(jiān)控點工作狀態(tài)顯示、音視頻信息、企業(yè)遠程巡查、數據分析統(tǒng)計描述、辦公虛擬化、報警及信息發(fā)布以及為第三方平臺開發(fā)提供的數據接口等。如圖2所示，本實用新型數據采集子系統(tǒng)結構圖，數據采集子系統(tǒng)1包括傳感裝置 105、定位裝置106、音視頻采集裝置107、報警裝置108、應急處理裝置109、數據處理模塊 101、控制模塊103、通訊模塊104、數據存儲模塊102。傳感裝置105、定位裝置106、音視頻采集裝置107將采集的測量數據傳輸給數據處理模塊101后，數據處理模塊101使用數據存儲模塊102完成本地數據存儲的同時，通過通訊模塊104將采集到的數據傳給數據傳輸子系統(tǒng)2。數據處理模塊101經數據分析處理后或者由通訊模塊104傳入指令信息后，通過調用控制模塊103，完成對報警裝置108、應急處理裝置109及音視頻采集裝置107相關的控制。本實施例中，數據處理模塊101完成了電流、電壓信號與數字信號間相互轉換及數據基本分析處理，采用RS485與RS232的轉換后經通訊模塊104實現(xiàn)與數據傳輸子系統(tǒng)2的鏈接。本實施例中，音視頻采集裝置107為帶云臺監(jiān)控攝像機?？刂颇K103根據數據處理模塊101的指令控制報警裝置108(警燈、警鈴)、應急處理裝置109(電動閥、排風扇等) 運行及音視頻采集裝置107的遠程控制。如圖3所示，本實用新型數據傳輸子系統(tǒng)結構圖，數據傳輸子系統(tǒng)2負責完成數據認證201、數據加密202和數據壓縮203，特別是對視頻數據的壓縮及其高性能計算。本實施例中，數據認證201指數據格式、權限及數據請求方式是否符合預設要求，數據加密202 和數據壓縮203包括了通訊協(xié)議加密及通訊內容的優(yōu)化處理(音視頻數據的轉換和壓縮， 設備間核心交互數據的認證及加密處理)。如圖4所示，本實用新型數據管理子系統(tǒng)結構圖，數據管理子系統(tǒng)3包含了地圖數據管理301、多媒體數據管理302、傳感器數據管理303、日常數據管理304的安全、存儲、備份等多項工作，并通過數據分析模塊305完成實時數據分析。數據分析模塊305包含了云計算平臺和開發(fā)的相關數據分析軟件，而中間件306是數據管理子系統(tǒng)3與數據應用子系統(tǒng)4通訊的唯一途徑，既保證是數據管理子系統(tǒng)3的安全，也為外界提供了專業(yè)的數據訪問接口。如圖5所示，本實用新型數據應用子系統(tǒng)結構圖，數據應用子系統(tǒng)4包括GIS地圖系統(tǒng)401、WEB服務系統(tǒng)402、信息發(fā)布系統(tǒng)403、辦公虛擬化系統(tǒng)404、預測預警系統(tǒng)405、 應急處置系統(tǒng)406及第三方數據接口 407。GIS地圖系統(tǒng)401能夠對監(jiān)控點準確跟蹤定位； WEB服務系統(tǒng)402為管理者提供直觀靈活的操作界面，使系統(tǒng)使用者通過電腦或者手機等工具在瀏覽器內直接登錄即可完成相關操作；信息發(fā)布系統(tǒng)403包含了 SMS信息、互聯(lián)網信息、可視電話會議系統(tǒng)等功能，發(fā)布傳送信息途徑多樣；辦公虛擬化系統(tǒng)404提供了便利的業(yè)務處理模式，并且合理分配利用網絡資源，實現(xiàn)遠程巡檢巡查等日常工作，提高了辦公效率；預測預警系統(tǒng)405和應急處置系統(tǒng)406是對危險源科學管理的典型應用，利用整個系統(tǒng)平臺整合的數據資源，通過云計算分析得到大量實驗成果，不僅滿足自身系統(tǒng)發(fā)展，也通過第三方數據接口 407提供給更多的平臺接入需要。
權利要求1.一種基于物聯(lián)網的危險源遠程監(jiān)測及跟蹤系統(tǒng)，其特征是包括數據采集子系統(tǒng)，負責采集基本物理量信息和綜合信息，并實現(xiàn)所采集信息到電壓電流信號的轉換、電壓電流信號到數字信號的轉換過程，并實現(xiàn)數據發(fā)送與接收，以及相關信令的響應；數據傳輸子系統(tǒng)，負責完成數據的認證、加密與壓縮功能，特別是對視頻數據的壓縮及其高性能計算，以達到在復雜條件下數據實時性傳輸的要求；數據管理子系統(tǒng)；數據應用子系統(tǒng)，將分析處理后的數據以不同層面、不同模式進行的最直觀展示，包括 GIS地圖系統(tǒng)模塊、WEB服務系統(tǒng)模塊、信息發(fā)布系統(tǒng)模塊、預測預警系統(tǒng)模塊、應急處置系統(tǒng)模塊及第三方數據接口模塊；所述的數據采集子系統(tǒng)將終端采集到的數據通過所述的數據傳輸子系統(tǒng)傳送給所述的數據管理子系統(tǒng)，所述的數據管理子系統(tǒng)負責完成數據的相關分析與處理，并提供給所述的數據應用子系統(tǒng)實現(xiàn)具體事務的管理應用，相關的指令信息也能夠通過所述的數據管理子系統(tǒng)與所述的數據傳輸子系統(tǒng)返回到所述的數據采集子系統(tǒng)，實現(xiàn)對設備的遠程控制管理。
2.根據權利要求1所述的基于物聯(lián)網的危險源遠程監(jiān)測及跟蹤系統(tǒng)，其特征是所述的數據采集子系統(tǒng)包括傳感裝置、定位裝置、音視頻采集裝置、報警裝置、應急處理裝置、數據處理模塊、控制模塊、通訊模塊、數據存儲模塊；傳感裝置、定位裝置、音視頻采集裝置將采集的測量數據傳輸給數據處理模塊后，數據處理模塊使用數據存儲模塊完成本地數據存儲的同時，通過通訊模塊將采集到的數據傳給數據傳輸子系統(tǒng)；數據處理模塊經數據分析處理后或者由通訊模塊傳入指令信息后，通過調用控制模塊，完成對報警裝置、應急處理裝置及音視頻采集裝置等相關的控制。
3.根據權利要求1所述的基于物聯(lián)網的危險源遠程監(jiān)測及跟蹤系統(tǒng)，其特征是所述的數據傳輸子系統(tǒng)包括數據認證模塊、數據加密模塊和數據壓縮模塊。
專利摘要一種基于物聯(lián)網的危險源遠程監(jiān)測及跟蹤系統(tǒng)，包括數據采集子系統(tǒng)、數據傳輸子系統(tǒng)、數據管理子系統(tǒng)、數據應用子系統(tǒng)。數據采集子系統(tǒng)將終端采集到的數據通過數據傳輸子系統(tǒng)傳送給數據管理子系統(tǒng)，數據管理子系統(tǒng)負責完成數據的相關分析與處理，并提供給數據應用子系統(tǒng)實現(xiàn)具體事務的管理應用，相關的指令信息也能夠通過數據管理與數據傳輸子系統(tǒng)返回到數據采集子系統(tǒng)，實現(xiàn)對設備的遠程控制管理。本實用新型可以對移動和固定危險源、污染源實施有效的網絡化監(jiān)控管理，特別在環(huán)境保護、環(huán)境污染治理、安全生產等諸多領域都將發(fā)揮積極的作用，實現(xiàn)對重大危險源的科學管理、主動防御和有效應對，為安全環(huán)保的工業(yè)生產和社會和諧發(fā)展服務。
文檔編號G05B19/418GK202110422SQ20112006860
公開日2012年1月11日 申請日期2011年3月16日 優(yōu)先權日2011年3月16日
發(fā)明者余忠林, 王瀚漓, 裘君, 黃景 申請人:余忠林, 王瀚漓, 裘君, 黃景