本發(fā)明屬于化學工業(yè)中的氣體監(jiān)測技術領域，具體地涉及一種有毒氣體泄漏在線監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術：

隨著化學工業(yè)的發(fā)展,易燃易爆和有毒氣體的種類和范圍都在不斷擴大,各種高溫高壓設備內常裝有劇毒或易燃氣體,一旦發(fā)生泄漏事故后,將造成不可估量的后果,所以這就要求必須迅速可靠地檢測出空氣中這些氣體的含量以及泄漏位置,并能及時發(fā)出報警和采取快速有效措施進行補救。

國內外對有毒氣體的監(jiān)測做了許多研究： X J Chao等提出在對H₂S氣體進行監(jiān)測時,對傳感器選擇網絡組建和節(jié)點能耗模型進行了研究；陳昌濤等對化工生產過程中有毒氣體的智能監(jiān)測進行研究,給出了系統(tǒng)設計方案,實現了1臺PC機完成對整個現場有害氣體濃度的監(jiān)測；侯昭武等對移動終端和GPRS技術結合的有毒氣體監(jiān)測儀進行研究,實現了終端節(jié)點移動和有毒氣體的遠程監(jiān)測；高同輝等對基于ZigBee無線網絡有害氣體監(jiān)測系統(tǒng)進行了研究,實現了對H₂S、CO和CH₄三種有害氣體濃度采集。但是，總體看來，這些系統(tǒng)存在功能單一、移動性差、布線困難等不足之處。

技術實現要素：

本發(fā)明就是針對石化廠在生產過程中可能發(fā)生有毒氣體泄漏帶來的生產安全問題，提供一種有毒氣體泄漏在線監(jiān)測系統(tǒng)；本發(fā)明實現了化工生產的安全、持續(xù)、高效進型，具有良好可靠性、安全性和實用性。

為實現本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案。

本發(fā)明一種有毒氣體泄漏在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括基于嵌入式太陽能電源模塊、終端節(jié)點模塊、ZigBee無線傳感網絡、PC監(jiān)控平臺、網絡監(jiān)控平臺、安卓手機監(jiān)控平臺、ARM便攜式監(jiān)控平臺、基于WIFI的移動節(jié)點小車；其結構要點是：所述基于嵌入式太陽能電源模塊分別與終端節(jié)點模塊、ZigBee無線傳感網絡相連，所述ZigBee無線傳感網絡通過無線網絡信號與PC監(jiān)控平臺、ARM便攜式監(jiān)控平臺相互通信，所述PC監(jiān)控平臺的信號輸出端與網絡監(jiān)控平臺的信號輸入端相連，所述網絡監(jiān)控平臺的信號輸出端連接安卓手機監(jiān)控平臺；所述基于WIFI的移動節(jié)點小車與終端節(jié)點模塊相互通信。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述終端節(jié)點模塊包括傳感器陣列、與所述傳感器陣列相連的ZigBee功能模塊，所述ZigBee功能模塊由微處理器CC2530芯片構成，所述微處理器CC2530芯片集成有A/D轉換器、C8051單片機、RF射頻收發(fā)器，所述A/D轉換器的輸出端連接C8051單片機的信號輸入端，C8051單片機的信號輸出端連接RF射頻收發(fā)器的信號輸入端。

進一步地，所述傳感器陣列包括溫度傳感器、濕度傳感器、風速風向傳感器、有毒氣體傳感器、光學粉塵傳感器；所述溫度傳感器采用DS18B20，所述濕度傳感器采用DHT11，所述風速風向傳感器采用HL-FS2和HL-FX2，所述有毒氣體傳感器采用MQ-136，所述光學粉塵傳感器GP2Y1010AU0F；所述傳感器陣列的輸出端連接A/D轉換器的信號輸入端。

作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述ARM便攜式監(jiān)控平臺包括無線模塊、串口驅動電路、ARM核心板、觸摸屏，所述ARM核心板采用S3C6410核心板；所述無線模塊的輸出端連接串口驅動電路的輸入端，串口驅動電路的輸出端連接S3C6410核心板的信號輸入端，S3C6410核心板的信號輸出端連接觸摸屏。

作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述基于WIFI的移動節(jié)點小車包括WIFI控制端、無線路由器、STC11F3、LN298電機驅動電路、視頻攝像頭；所述WIFI控制端與無線路由器相連，視頻攝像頭與無線路由器相連，無線路由器的輸出端連接STC11F3，STC11F3的輸出端連接。

本發(fā)明的有益效果是。

1、本發(fā)明提供一種有毒氣體泄漏在線監(jiān)測系統(tǒng)，集無線傳感器網絡、便攜式設備、云端即時存儲功能、網頁實時顯示、在線監(jiān)測短信報警、安卓手機實時顯示及太陽能充電等技術于一體,實現對石化廠區(qū)中有毒氣體(主要包括H₂S、SO₂、CO、CH₄ )、溫度、濕度、風向、風速、PM2.5等因子的實時、在線監(jiān)測和預警,使生產管理人員掌握石化廠區(qū)的有毒氣體實時動態(tài)信息,對可能引發(fā)危險事故的因素及時排除,把危險控制在始發(fā)階段,以實現化工生產的安全、持續(xù)、高效進行。本發(fā)明在線監(jiān)測系統(tǒng)具有良好可靠性、安全性和實用性。

2、（1）所述終端節(jié)點模塊功能：監(jiān)測節(jié)點附近的有毒氣體濃度、環(huán)境的溫濕度、風向、風速及PM2.5煙塵顆粒物,發(fā)送至監(jiān)控平臺,由監(jiān)控平臺分析是否達到報警條件,防止溫度、濕度過高造成生產安全隱患。在發(fā)生安全事故(即有毒氣體泄漏)時,可以通過風速與風向參數預測有毒氣體的走向,提前向可能發(fā)生有毒氣體中毒的地點人員預警,保障人員的安全。（2）所述ARM便攜式監(jiān)控平臺功能：方便管理員對各個節(jié)點數據的查看,在節(jié)點附近的工業(yè)設備進行維護的時候可以隨時查看節(jié)點數據,保證了施工人員的人身安全。（3）安卓手機監(jiān)控平臺功能：管理人員可以隨時隨地對數據進行監(jiān)控,方便快捷。（4）基于WIFI的移動節(jié)點小車功能：可以通過WIFI路由器傳輸回來的視頻進行小車的控制,小車搭載終端節(jié)點在管理人員的控制下開到泄漏的危險地區(qū),將環(huán)境參數采集回來,保障救險人員的安全。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種有毒氣體泄漏在線監(jiān)測系統(tǒng)的總體功能框圖。

圖2是本發(fā)明一種有毒氣體泄漏在線監(jiān)測系統(tǒng)的終端節(jié)點模塊結構圖。

圖3是本發(fā)明一種有毒氣體泄漏在線監(jiān)測系統(tǒng)的ARM便攜式監(jiān)控平臺結構框圖。

圖4是本發(fā)明一種有毒氣體泄漏在線監(jiān)測系統(tǒng)的基于WIFI的移動節(jié)點小車結構框圖。

具體實施方式

如圖1所示，為本發(fā)明一種有毒氣體泄漏在線監(jiān)測系統(tǒng)的總體功能框圖。圖中，包括基于嵌入式太陽能電源模塊、終端節(jié)點模塊、ZigBee無線傳感網絡、PC監(jiān)控平臺、網絡監(jiān)控平臺、安卓手機監(jiān)控平臺、ARM便攜式監(jiān)控平臺、基于WIFI的移動節(jié)點小車；其結構要點是：所述基于嵌入式太陽能電源模塊分別與終端節(jié)點模塊、ZigBee無線傳感網絡相連，所述ZigBee無線傳感網絡通過無線網絡信號與PC監(jiān)控平臺、ARM便攜式監(jiān)控平臺相互通信，所述PC監(jiān)控平臺的信號輸出端與網絡監(jiān)控平臺的信號輸入端相連，所述網絡監(jiān)控平臺的信號輸出端連接安卓手機監(jiān)控平臺；所述基于WIFI的移動節(jié)點小車與終端節(jié)點模塊相互通信。

如圖2所示，為本發(fā)明一種有毒氣體泄漏在線監(jiān)測系統(tǒng)的終端節(jié)點模塊結構圖。所述終端節(jié)點模塊包括傳感器陣列、與所述傳感器陣列相連的ZigBee功能模塊，所述ZigBee功能模塊由微處理器CC2530芯片構成，所述微處理器CC2530芯片集成有A/D轉換器、C8051單片機、RF射頻收發(fā)器，所述A/D轉換器的輸出端連接C8051單片機的信號輸入端，C8051單片機的信號輸出端連接RF射頻收發(fā)器的信號輸入端。進一步地，所述傳感器陣列包括溫度傳感器、濕度傳感器、風速風向傳感器、有毒氣體傳感器、光學粉塵傳感器；所述溫度傳感器采用DS18B20，所述濕度傳感器采用DHT11，所述風速風向傳感器采用HL-FS2和HL-FX2，所述有毒氣體傳感器采用MQ-136，所述光學粉塵傳感器GP2Y1010AU0F；所述傳感器陣列的輸出端連接A/D轉換器的信號輸入端。

如圖3所示，為本發(fā)明一種有毒氣體泄漏在線監(jiān)測系統(tǒng)的ARM便攜式監(jiān)控平臺結構框圖。所述ARM便攜式監(jiān)控平臺包括無線模塊、串口驅動電路、ARM核心板、觸摸屏，所述ARM核心板采用S3C6410核心板；所述無線模塊的輸出端連接串口驅動電路的輸入端，串口驅動電路的輸出端連接S3C6410核心板的信號輸入端，S3C6410核心板的信號輸出端連接觸摸屏。所述無線模塊接收來自終端節(jié)點的數據,經過串口驅動電路并送往S3C6410處理器處理數據,數據經過相應處理后顯示到觸摸屏上。

如圖 4 所示，為本發(fā)明一種有毒氣體泄漏在線監(jiān)測系統(tǒng)的基于WIFI的移動節(jié)點小車結構框圖。所述基于WIFI的移動節(jié)點小車包括WIFI控制端、無線路由器、STC11F3、LN298電機驅動電路、視頻攝像頭；所述WIFI控制端與無線路由器相連，視頻攝像頭與無線路由器相連，無線路由器的輸出端連接STC11F3，STC11F3的輸出端連接。所述WIFI控制端將控制指令發(fā)送至WIFI路由器,再由WIFI路由器發(fā)送到LN298電機驅動電路,控制著小車的4個電機,實現小車的移動。

可以理解的是，以上關于本發(fā)明的具體描述，僅用于說明本發(fā)明而并非受限于本發(fā)明實施例所描述的技術方案，本領域的普通技術人員應當理解，仍然可以對本發(fā)明進行修改或等同替換，以達到相同的技術效果；只要滿足使用需要，都在本發(fā)明的保護范圍之內。