基于物联网技术的燃气安全监控及管理系统研究 许辉

基于物联网技术的燃气安全监控及管理系统研究许辉
发表时间：2018-04-04T14:47:00.407Z 来源：《基层建设》2017年第36期作者：许辉
[导读] 摘要：物联网技术是以智能化识别、定位、追踪、监控和管理为基础的一种网络技术。

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摘要：物联网技术是以智能化识别、定位、追踪、监控和管理为基础的一种网络技术。

而将其应用到燃气安全监控及管理，是实现相关单位或部门对其燃气进行安全管理与实时监测的一种有效途径。

同时也为我们提出了一个难题：即怎样才能有效的实现其安全监控与管理？本文针对其物联网技术与燃气安全监控与管理的相关办法，进行对比与研究，并提出相应的解决措施与建议，以供参考。

关键词：物联网技术安全监控管理系统
随着我国燃气需求量的增加，相关的部门也在对燃气的种类与数量进行整理与分析，并逐步的采取相应措施，同时，燃气是属于易燃易爆气体，危险系数极大，而现阶段的相关监控系统也相对缺乏，而燃气又是以管道的方式进行传输，进而更加大了其危险性。

物联网是当下发展较为迅猛的一种信息技术，将物联网技术应用到燃气安全监控与管理中来，不仅为燃气监控指出了新的发展方向，还大大的增加了燃气安全性，有效解决了燃气传输的弊端，继而促进监控数据传输的利用与发展。

一、物联网技术应用
一般情况下，物联网自上而下分为三层：
（一）数据感知层：在物联网技术中，数据感知层一般包括传感器、变送器、仪器表、执行机构等不同的构成形式。

其应用是为了更好的实现对数据的现场采集与闭环。

收集相关的有效数据，通过现代通讯设备将收集到的数据传输给燃气单位数据中心，并根据数据情况有效的对相关设备进行调控。

一般情况下，数据感知层是由包括对现场温度、工作状况、燃气流量一级燃气泄漏等不同的单元组成。

然后各个传感器将采集到的信息及时的反馈给感知终端。

数据感知层的功能主要是实现其对规定范围内物体识别与信息采集。

（二）网络通信层：在物联网技术应用中，互联网主要应用于调度中心中，其主要是目的为了将传递和处理由传感器传输过来的信息，并对相应的额数据进行整合。

（三）调度应用层：调度应用层主要包括：调度中心、控制系统、传感器终端等。

调度应用层的运用是为了实时对燃气进行有效管控，进一步保证数据与信息的安全交换。

二、系统工作原理
物联网，简单来说就是物与物、人与物之间的数据、信息传递与控制媒介。

它是以互联网为基本载体，通过不同的网络连接终端，实现物与物之间的流通的一种方式。

其核心技术包括：信息服务、激光扫描、GPS定位等，并通过这些技术实现其对不同终端的有效识别、定位、监控与管理。

因此，物联网的普及与应用，对于促进实现燃气的安全监控与管理具有一定的启示作用。

不仅能实现对各个环节的有效把控，而且在异常情况发生时，还能及时采取措施，将泄漏点的燃气阀门关闭，切断泄漏点燃气的流通，进而有效防止事故发生。

燃气做为一种易燃易爆的物质，若发生事故是极其危险的。

但在实际工作中，仅仅通过相关工作人员的方式对其进行监控是不足的，因此必须对燃气安全监控与管理进行改进：
（一）燃气泄漏监控系统。

例如：在距离大楼优越位置安装可燃气传感器检测点，在最近调度中心安装报警装置，将这两个点之间采集的信息与数据通过信息服务系统传输给监控中心。

当在发生紧急情况时，相关的监控系统会根据报警装置或自动拨打救济电话，通知就近监控人员或抢救人员，进而减少事故发生概率。

（二）远程流量压力监控系统
在一定的关键部位安装相关的调压站的流量计，对输气管道进行实时监控，当发生紧急情况时，流量计会根据采集的压力和流量数据实施筛选与转换，在通过相关的无线传输到设备终端，进而连接到互联网监控下的调度中心，进而找出具体的位置。

（三）远程无线抄表系统
在ZigBee网络技术的基础上，安装相关的无线远传功能燃气表，与网络终端连接，进行远程燃气表数据传输与相关单位的的数据建立交接，将超度的数据存入相关单位的数据管理平台，进而减少人工消耗，提高工作质量。

（四）远程视频监控系统
在燃气输送管道上或附近优越的地理位置，比如：调压器、主管道等相关设备上安装摄像头、报警器与语音对讲设备，对重点区域进行监控，当相关的区域发孰能无过意外情况时，能够将相关数据与信息及时传达给附近的监控单位，相关的监控人员可以通过语言对讲设备与现场工作人员进行实时的沟通与处理。

另外，还可以在事故发生频率较高的位置安装定位系统，当发生险情时，使工作人员能最快的时间内赶到现场。

三、系统硬件设计
（一）主机设计方案
在一般情况下，硬件设施的系统都是采用无线传感器进行信息采集，而当相关信息收集达到系统预设的输出节点时，调压站、门站阀门的开关就会打开，并通过相关的互联网完成感知设备与传感器之间的数据交换，当阀门的所有状态经过相关的传输媒介传递给相关设备时，设备就会采取相应的措施对所获得的数据进行判断与处理，并发出实际控制信号。

另一方面，相关的互联网网络也会将管辖的数据返还到终端处理设备，终端设备也可以根据自己获取的信号对其处理器发出相应指令。

（二）GPRS无线通信模块
一般情况下，传感器节点在采集到信息后，通常通过GPRS无线通信将相关的数据传给互联网，相关的工作人员便利用互联网获取相关的监控数据，并进行存储与整理。

而传感器中安装的无线通信蓝牙设备，可以通过相关模块，实现数据之间的互通，且两个关联的传感器节点在传输信息时也互不干扰。

（三）传感器节点
传感器节点在进行现场监控时，会对所能监控的范围的相关信息与数据进行收集，其通过传感器将所获取的相关信息与数据经过一定的模拟，将信息与收据转换为具体的数字信号，再传输给相应的数据处理单元，数据单元通过整理与放大，再将整理与放大的数据与信息
传输给微处理器。

继而经过一定的无线通信设备，将其发送至GPRS无线通信区域。

而数据的远传一般都是通过GPRS模块实现的。

其中，传感器一般采用MQ-2气体传感器，且该种传感器的抗干扰能力强，一般的水蒸气与烟等对MQ-2气体传感器的影响也相对较小。

以笔者所在单位城市为例，我市在进行燃气管网传感器节点的布局中，引用较为先进的ZigBee无线通信技术合同，在确保ZigBee网络安全有效的覆盖区域内，实时的部署了以簇头节点为中心的ZigBee网络，进而构成了一个较为大型的无线传感器网络汇聚中心，即所谓的无线局域网，最后由相关的无线传感汇聚节点通过互联网等不同的形式，将城市燃气管网被感知信息传输到相应的远程控制管理中心，进而实现实现我市燃气管网的全面覆盖、检测和管理为一体的无线传感网络。

（四）CC2530无线收发电路
一般情况下，CC2530接口可以对无线设备和微处理器发出命令，读取相应的设备状态、自动操作和确定相关无线设备的运行顺序。

而由于CC2530芯片具有足够强大的内部运行资源和较高的运行与处理速度，进而大幅简化了系统硬件设施的设计以及续电保护的快速性能。

继而为城市燃气管网的安全监控与管理提供了可以借鉴的实际经验与可靠保障。

四、结束语
综上所述，随着物联网技术的运用与普及，燃气安全监控与管理取得了一定程度的成绩，在客服困难的同时，也面临巨大的挑战。

而在此过程中，既克服了传统的有线监控凡是的不足，也进行了很大程度的市场开拓与建设，使燃气管网系统监控得到了巨大的市场占有量，同时也使城市燃气建设得到了改善。

因此，通过物联网技术的运用，使我们能更好的利用现代科技技术服务社会。

参考文献：
[1]王孜，赵勇，郭振等.基于物联网技术的燃气安全管理平台[J].城市燃气，2016，（1）：30-34.
[2]秦博.煤化工有害气体安全监控物联网系统的设计与实现[D].电子科技大学，2016.。