專利名稱：一種基于wsn的石油、化工設(shè)備泄漏監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于石化監(jiān)控設(shè)備領(lǐng)域，尤其是一種基于WSN的化工設(shè)備泄漏監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
石油、化工石化行業(yè)是我國的支柱產(chǎn)業(yè)之一，在國民經(jīng)濟發(fā)展中起著舉足輕重的作用。石化生產(chǎn)過程中所使用的原料、輔料絕大多數(shù)屬易燃、易爆或高(劇)毒物質(zhì)，一旦泄漏，易形成爆炸性混合物發(fā)生燃燒、爆炸，導(dǎo)致人員傷亡、環(huán)境污染，甚至生態(tài)災(zāi)難。許多石油、化工企業(yè)對安全生產(chǎn)事故的重視程度日益提高并投入了大量資金進行設(shè)備改造、隱患治理，例如修建消防通道、安裝儲罐冷卻水、加固防火提、安裝流量計、控制閥控制裝車流速、安裝紅外探測感應(yīng)器以及建立自動噴淋滅火系統(tǒng)等措施。但是，采用上述技術(shù)方案仍存在以下問題(1)采用有線監(jiān)控設(shè)備的監(jiān)控技術(shù)相對落后，且由人工在監(jiān)控中心值班監(jiān)視或報警器報警，由操作人員采取防范措施，這種方式不利于事故發(fā)生后的快速應(yīng)急處置， 而且在事故預(yù)警方面效果更差；( 對事故現(xiàn)場應(yīng)急信息實時獲取的技術(shù)研究滯后，缺少相應(yīng)的應(yīng)急信息采集設(shè)備；C3)現(xiàn)場設(shè)備監(jiān)控傳感器數(shù)據(jù)采集、融合、分析的智能化、自動化水平還很低；(4)事故發(fā)生之后，由于濃煙(霧)、劇毒、高溫等因素，人員難以靠近現(xiàn)場， 確認事故源或泄漏點難度很大，為事故處理帶來很大困難。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種設(shè)計合理、泄漏檢測及時準(zhǔn)確并且自動化處理水平高的一種基于WSN的石油、化工設(shè)備泄漏監(jiān)控系統(tǒng)。本實用新型解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種基于WSN的石油、化工設(shè)備泄漏監(jiān)控系統(tǒng)，包括監(jiān)控中心、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和局域網(wǎng)，所述的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由遠程控制終端、多個安裝在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)容易產(chǎn)生泄漏部位的無線傳感器及PC機連接構(gòu)成，該PC機及監(jiān)控中心共同連接到局域網(wǎng)上。而且，所述的遠程控制終端由機殼及其內(nèi)部的控制電路連接構(gòu)成，控制電路包括電源模塊、主控制器、數(shù)據(jù)采集模塊、射頻模塊、按鍵模塊及通信接口，電源模塊與主控制器、數(shù)據(jù)采集模塊、射頻模塊相連接為其供電，主控制器通過I/O接口與數(shù)據(jù)采集模塊、射頻模塊、按鍵模塊及通信模塊相連接，通信模塊通過通信接口與PC機相連接。而且，所述的射頻模塊為SmartNode模塊或CCM30模塊。而且，所述的主控制器為MC9S08GT60微處理器芯片，所述的通信模塊為USB FT232B14 芯片。而且，所述的無線傳感器為氣體濃度傳感器、溫度傳感器和濕度傳感器的其中一種或一種以上的組合。而且，所述的監(jiān)控中心由安裝有監(jiān)控程序的計算機構(gòu)成并安裝在監(jiān)控室內(nèi)。而且，所述的局域網(wǎng)上還連接有能夠控制監(jiān)控中心工作的用戶終端。[0012]本實用新型的優(yōu)點和積極效果是1、本監(jiān)控系統(tǒng)將各種類型的無線傳感器安裝在容易產(chǎn)生泄漏部位的石油、化工設(shè)備上構(gòu)成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WIRELESS SENSOR NETWORK)，能夠及時檢測出泄漏情況并通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)經(jīng)遠程控制終端發(fā)送給監(jiān)控中心，由監(jiān)控中心自動進行關(guān)閉閥門等處理任務(wù)，避免了由于泄漏引發(fā)的燃燒、爆炸等事故的發(fā)生，保證了石油、化工生產(chǎn)的安全運行。2、本監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控中心通過對接收數(shù)據(jù)的分析，不僅可以及時了解分布在現(xiàn)場的設(shè)備運行情況并能對事故發(fā)生產(chǎn)生預(yù)警功能，同時對于事故發(fā)生地點能夠做出準(zhǔn)確的判斷，便于及時處理泄漏事故。3、本監(jiān)控系統(tǒng)的遠程控制終端也可以獨立運行，由遠程控制終端對本監(jiān)控區(qū)域的設(shè)備進行監(jiān)控處理操作，提高了監(jiān)控系統(tǒng)的靈活性。4、本實用新型設(shè)計合理，通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心相結(jié)合的方式實現(xiàn)對石油、化工設(shè)備的泄漏檢測功能，既可以對現(xiàn)場事故做出預(yù)警處理，又為及時處理泄漏事故提供可靠的依據(jù)，保證了生產(chǎn)的安全運行，提高了生產(chǎn)管理的自動化水平。

圖1是本實用新型的系統(tǒng)連接示意圖；圖2是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的連接示意圖；圖3是遠程控制終端的控制電路方框圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型實施例做進一步詳述一種基于WSN的石油、化工設(shè)備泄漏監(jiān)控系統(tǒng)，如圖1所示，包括監(jiān)控中心、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和用戶終端，監(jiān)控中心、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)及用戶終端通過局域網(wǎng)連接在一起。監(jiān)控中心通常安裝在監(jiān)控室內(nèi)，該監(jiān)控中心由安裝有監(jiān)控程序的計算機構(gòu)成，還可以連接打印機或UPS等設(shè)備，能夠?qū)o線傳感器網(wǎng)絡(luò)傳送過來的數(shù)據(jù)進行歸整、分析，然后通過顯示窗口實時、清晰地顯示無線傳感器網(wǎng)絡(luò)運行狀況的相關(guān)信息，還可以打印、存儲和查詢分析這些信息，當(dāng)監(jiān)控中心檢測到故障發(fā)生時，能夠及時在監(jiān)視屏幕上顯示報警信息并發(fā)出聲音告警，提醒監(jiān)控人員及時處理；當(dāng)監(jiān)控人員不在時，可以自動啟動事故處理應(yīng)急方案，通過遠程控制終端關(guān)閉掉相關(guān)閥門，并通過GSM通信網(wǎng)給工作人員手機發(fā)送短消息，工作人員得到短消息后，使用用戶終端通過監(jiān)控中心對泄漏事故進行相關(guān)處理。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，如圖2所示，由遠程控制終端、多個分布于監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的無線傳感器(圖中相互連接的圓圈所示)及PC機連接構(gòu)成，同一基站范圍內(nèi)的無線傳感器構(gòu)成一個基于ZigBee的本地?zé)o線網(wǎng)絡(luò)。下面分別對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的各個組成部分分別進行說明。遠程控制終端在本地?zé)o線網(wǎng)絡(luò)中充當(dāng)匯聚各傳感器節(jié)點的作用，能夠匯總本地?zé)o線網(wǎng)絡(luò)的無線傳感器狀態(tài)信息、線路電壓電流，并通過PC機與監(jiān)控中心實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸功能。該遠程控制終端，由機殼及其內(nèi)部的控制電路連接構(gòu)成，如圖3所示，機殼內(nèi)的控制電路包括電源模塊、主控制器、數(shù)據(jù)采集模塊、射頻模塊、按鍵模塊及通信接口，其具體連接關(guān)系為電源模塊與主控制器、數(shù)據(jù)采集模塊、射頻模塊相連接為其供電，主控制器通過I/O接口與數(shù)據(jù)采集模塊、射頻模塊、按鍵模塊及通信模塊相連接，通信模塊通過通信接口與PC 機相連接。上述各個模塊的功能為數(shù)據(jù)采集模塊使用傳感器進行數(shù)據(jù)采集并將各種無線傳感器(如氣體濃度、溫度、濕度等)采集的其他信號(如光信號、電信號、化學(xué)信號)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號并送給主控制器；主控制器負責(zé)控制整個遠程控制終端的處理操作、路由協(xié)議、同步定位、功耗管理、任務(wù)管理以及需要實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全可靠的通信協(xié)議；射頻模塊負責(zé)與其他無線傳感器進行無線通信、交換控制消息和收發(fā)采集數(shù)據(jù)；電源模塊由兩節(jié)堿性電池或微型紐扣電池組成，為整個控制電路供電。在本實施例中，主控制器采用MC9S08GT60 嵌入式微處理器芯片，射頻模塊采用SmartNode模塊或CCM30模塊，通信模塊采用USB FT232B14 芯片。無線傳感器安裝在石油、化工設(shè)備容易產(chǎn)生泄漏的關(guān)鍵部位，例如接頭、閥門、機械密封、墊片、密封填料、玻璃觀測窗、檢查口、計量儀表等處，負責(zé)檢測氣體、液體及控制閥門的運行，無線傳感器通過多跳通信協(xié)議與遠程控制終端進行數(shù)據(jù)傳輸功能，各個無線傳感器通過接收遠程控制終端發(fā)送來的指令來執(zhí)行開關(guān)閥門的操作及快速處理泄漏事故。PC 機內(nèi)安裝有遠程控制程序，該PC機一方面與遠程控制終端相連接，另一方面通過局域網(wǎng)與監(jiān)控中心相連接，實現(xiàn)雙向通信功能。需要強調(diào)的是，本實用新型所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本實用新型并不限于具體實施方式
中所述的實施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實用新型的技術(shù)方案得出的其他實施方式，同樣屬于本實用新型保護的范圍。
權(quán)利要求1.一種基于WSN的石油、化工設(shè)備泄漏監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于包括監(jiān)控中心、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和局域網(wǎng)，所述的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由遠程控制終端、多個安裝在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)容易產(chǎn)生泄漏部位的無線傳感器及PC機連接構(gòu)成，該PC機及監(jiān)控中心共同連接到局域網(wǎng)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于WSN的石油、化工設(shè)備泄漏監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于 所述的遠程控制終端由機殼及其內(nèi)部的控制電路連接構(gòu)成，控制電路包括電源模塊、主控制器、數(shù)據(jù)采集模塊、射頻模塊、按鍵模塊及通信接口，電源模塊與主控制器、數(shù)據(jù)采集模塊、射頻模塊相連接為其供電，主控制器通過I/O接口與數(shù)據(jù)采集模塊、射頻模塊、按鍵模塊及通信模塊相連接，通信模塊通過通信接口與PC機相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于WSN的石油、化工設(shè)備泄漏監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于 所述的射頻模塊為SmartNode模塊或CCM30模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于WSN的石油、化工設(shè)備泄漏監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于 所述的主控制器為MC9S08GT60微處理器芯片，所述的通信模塊為USB FT232B14芯片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于WSN的石油、化工設(shè)備泄漏監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于 所述的無線傳感器為氣體濃度傳感器、溫度傳感器和濕度傳感器的其中一種或一種以上的組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于WSN的石油、化工設(shè)備泄漏監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于 所述的監(jiān)控中心由安裝有監(jiān)控程序的計算機構(gòu)成并安裝在監(jiān)控室內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于WSN的石油、化工設(shè)備泄漏監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于 所述的局域網(wǎng)上還連接有能夠控制監(jiān)控中心工作的用戶終端。
專利摘要本實用新型涉及一種基于WSN的石油、化工設(shè)備泄漏監(jiān)控系統(tǒng)，包括監(jiān)控中心、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和局域網(wǎng)，所述的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由遠程控制終端、多個安裝在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)容易產(chǎn)生泄漏部位的無線傳感器及PC機連接構(gòu)成，該PC機及監(jiān)控中心共同連接到局域網(wǎng)上。本實用新型設(shè)計合理，通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心相結(jié)合的方式實現(xiàn)對石油、化工設(shè)備的泄漏檢測功能，既可以對現(xiàn)場事故做出預(yù)警處理，又為及時處理泄漏事故提供可靠的依據(jù)，保證了生產(chǎn)的安全運行，提高了生產(chǎn)管理的自動化水平。
文檔編號G05B19/418GK201965471SQ201020672359
公開日2011年9月7日 申請日期2010年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月22日
發(fā)明者張翠宣, 徐紅升, 薄永軍, 趙建國, 鄭勇峰 申請人:天津渤海職業(yè)技術(shù)學(xué)院