專利名稱：基于物聯(lián)網(wǎng)的成品油運(yùn)輸油品狀態(tài)智能監(jiān)控系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及交通運(yùn)輸技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的成品油運(yùn)輸油品狀態(tài)智能監(jiān)控系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
國(guó)內(nèi)的石油運(yùn)輸行業(yè)有很大一部分企業(yè)或研究團(tuán)隊(duì)以改善成品油運(yùn)輸信息化水平為目標(biāo)，一直在嘗試著利用RFID技術(shù)、傳感技術(shù)、視頻監(jiān)控技術(shù)等等一些新興技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)成品油料運(yùn)輸?shù)姆辣I智能監(jiān)控問(wèn)題，取得了很多的成果，但同時(shí)也或多或少存在一些弊端。利用RFID射頻鉛封技術(shù)構(gòu)建的二次物流油罐車運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)的方法，雖然通過(guò)RFID電子鎖能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)輸防盜，但違背了 RFID使“物品開(kāi)口說(shuō)話”的本質(zhì)，使得這樣射頻數(shù)據(jù)包容易被輕易的截取、偽造，這樣在不需要破譯其加密方法的情況下，使得其功能失效。傳統(tǒng)的基于視頻監(jiān)控防盜管理監(jiān)控系統(tǒng)，利用GPRS公用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)作為傳輸途徑，使得其運(yùn)行資費(fèi)巨大，并且實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控的特性本身也需要專門(mén)的人員進(jìn)行看守，判定情況、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，其智能化水平不高。利用傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控油液面的狀態(tài)的方法，在精度方面很難達(dá)到要求，因?yàn)閷?shí)時(shí)油液面的監(jiān)測(cè)對(duì)液位傳感器的測(cè)量精度要求很高，再加上油品運(yùn)送過(guò)程中，油液面受到液面波動(dòng)、物理屬性的變化、當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊挠绊懀瑢?dǎo)致傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控油液面的方式也很難達(dá)到較好的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，而提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)的成品油運(yùn)輸油品狀態(tài)智能監(jiān)控系統(tǒng)及方法，通過(guò)一系列技術(shù)手段，面向“盜油防控”、“快速反應(yīng)”和“有效舉證”三個(gè)層面，逐層對(duì)成品油的運(yùn)輸過(guò)程實(shí)施智能監(jiān)控，能夠在不影響運(yùn)輸業(yè)務(wù)的前提下，最大限度的對(duì)油料進(jìn)行有效的防護(hù)和監(jiān)控。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:這種基于物聯(lián)網(wǎng)的成品油運(yùn)輸油品狀態(tài)智能監(jiān)控系統(tǒng)，包括油品狀態(tài)監(jiān)控傳感器組、具有工業(yè)級(jí)處理和存儲(chǔ)能力的運(yùn)輸工具智能終端、無(wú)線發(fā)送模塊、調(diào)度監(jiān)控中心，油品狀態(tài)監(jiān)控傳感器組輸出油品狀態(tài)信息連接至運(yùn)輸工具智能終端，運(yùn)輸工具智能終端對(duì)油品狀態(tài)信息進(jìn)行融合、處理、判斷、存儲(chǔ)和調(diào)度后，連接至無(wú)線發(fā)送模塊，無(wú)線發(fā)送模塊與調(diào)度監(jiān)控中心無(wú)線通信連接。上述技術(shù)方案中，所述的油品狀態(tài)監(jiān)控傳感器組包括溫度傳感器、密度傳感器、壓力傳感器和加速度傳感器。上述技術(shù)方案中，所述的運(yùn)輸工具智能終端還連接有本地時(shí)鐘模塊。上述技術(shù)方案中，所述的無(wú)線發(fā)送模塊包括有視頻板和天線。上述技術(shù)方案中，所述的調(diào)度監(jiān)控中心包括有計(jì)算中心和監(jiān)控中心。本發(fā)明的基于物聯(lián)網(wǎng)的成品油運(yùn)輸油品狀態(tài)智能監(jiān)控方法為:油品狀態(tài)監(jiān)控傳感器組安裝在成品油運(yùn)輸工具的油罐內(nèi)或油罐上，油品狀態(tài)監(jiān)控傳感器組輸出油品的溫度、密度、壓力、加速度等狀態(tài)信息連接至運(yùn)輸工具智能終端，運(yùn)輸工具智能終端首先進(jìn)行多模態(tài)感知信號(hào)融合，然后進(jìn)行油料狀態(tài)信息處理與異常判斷，最后進(jìn)行智能終端本地存儲(chǔ)和異常信息發(fā)送調(diào)度；一旦存在油品狀態(tài)異常或通過(guò)預(yù)測(cè)得到油品存在異常的隱患，立即發(fā)送警報(bào)信息經(jīng)無(wú)線發(fā)送模塊無(wú)線通信至調(diào)度監(jiān)控中心，快速反應(yīng)，并回傳指令經(jīng)無(wú)線發(fā)送模塊至運(yùn)輸工具智能終端。系統(tǒng)工作過(guò)程如下:本發(fā)明的油料物理狀態(tài)傳感器組對(duì)運(yùn)輸工具油罐內(nèi)的油品物理信息如溫度、密度、壓力、加速度等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控并進(jìn)行本地存儲(chǔ)。一旦出現(xiàn)油品狀態(tài)異?；蛲ㄟ^(guò)預(yù)測(cè)得到油品存在異常的隱患，立即發(fā)送警報(bào)信息給調(diào)度監(jiān)控中心。本發(fā)明通過(guò)具有工業(yè)級(jí)處理和存儲(chǔ)能力的運(yùn)輸工具智能終端、多傳感器的油料物理狀態(tài)監(jiān)控設(shè)備以及監(jiān)控信息同步和異步傳輸?shù)纫幌盗屑夹g(shù)手段，面向“盜油防控”、“快速反應(yīng)”和“有效舉證”三個(gè)層面，逐層對(duì)成品油的運(yùn)輸過(guò)程實(shí)施智能監(jiān)控，能夠在不影響運(yùn)輸業(yè)務(wù)的前提下，最大限度的對(duì)油料狀況進(jìn)行有效的防護(hù)和監(jiān)控。


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圖1為本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理示意 圖2為油品狀態(tài)監(jiān)控傳感器組模塊方法原理圖。
具體實(shí)施方式
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參見(jiàn)圖1、圖2，本發(fā)明的基于物聯(lián)網(wǎng)的成品油運(yùn)輸油品狀態(tài)智能監(jiān)控系統(tǒng)，包括油品狀態(tài)監(jiān)控傳感器組、具有工業(yè)級(jí)處理和存儲(chǔ)能力的運(yùn)輸工具智能終端、無(wú)線發(fā)送模塊、調(diào)度監(jiān)控中心，油品狀態(tài)監(jiān)控傳感器組輸出油品狀態(tài)信息連接至運(yùn)輸工具智能終端，運(yùn)輸工具智能終端對(duì)油品狀態(tài)信息進(jìn)行融合、處理、判斷、存儲(chǔ)和調(diào)度后，連接至無(wú)線發(fā)送模塊，無(wú)線發(fā)送模塊與調(diào)度監(jiān)控中心無(wú)線通信連接，所述的油品狀態(tài)監(jiān)控傳感器組包括溫度傳感器、密度傳感器、壓力傳感器和加速度傳感器，所述的運(yùn)輸工具智能終端還連接有本地時(shí)鐘模塊，所述的無(wú)線發(fā)送模塊包括有視頻板和天線，所述的調(diào)度監(jiān)控中心包括有計(jì)算中心和監(jiān)控中心。下面對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明:
(一)系統(tǒng)總體方案
1、工業(yè)級(jí)智能終端
完成嚴(yán)苛環(huán)境下的運(yùn)輸任務(wù)而設(shè)計(jì)的高工業(yè)等級(jí)智能終端，密封性達(dá)到防塵防水標(biāo)準(zhǔn)，在-15飛(TC下能持久穩(wěn)定工作，9 30V寬壓電源輸入模式及高強(qiáng)度抗震設(shè)計(jì)。規(guī)格要求:
(1)無(wú)風(fēng)扇全招壓鑄外殼散熱設(shè)計(jì)；
(2)大容量存儲(chǔ)(存儲(chǔ)容量>1TB);
(3)符合防塵防水標(biāo)準(zhǔn)；
(4)支持9-30V寬電壓直流輸入；
(5)適應(yīng)-15飛(TC寬溫環(huán)境；
(6)無(wú)線擴(kuò)展性能WiFi, GPS, WCDMA/EDGE/GPRS ；
(7)VESA標(biāo)準(zhǔn)固定安裝； (8)通過(guò)工業(yè)部相關(guān)新規(guī)認(rèn)證；
(9)通過(guò)3C認(rèn)證,防爆認(rèn)證。
2、油品狀態(tài)監(jiān)測(cè)傳感器
選用的油品狀態(tài)監(jiān)測(cè)傳感能直接并同時(shí)測(cè)量流體的粘度、密度、介電常數(shù)和溫度。依靠專利的音叉技術(shù)，傳感器可以檢測(cè)到諸如發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油、燃油、傳動(dòng)油、剎車液、液壓油和齒輪油、冷凍液和溶劑等的流體的多個(gè)物理屬性間的直接和動(dòng)態(tài)的關(guān)系，從而來(lái)確定這些流體的滯留、狀態(tài)和污染情況。這種多參數(shù)的分析能力改善了流體特性的運(yùn)算法則。規(guī)格要求:
(1)實(shí)時(shí)的在線檢測(cè):粘度、密度、介電常數(shù)、溫度；
(2)每2分鐘采集一個(gè)樣品檢測(cè)，支持30天以上的數(shù)據(jù)記錄，取樣頻率可編程定制；
(3)多種主接口:RS-232或者標(biāo)準(zhǔn)CAN;Modbus32協(xié)議；
(4)防護(hù)等級(jí)IP68；
(5)運(yùn)行電壓:12V;
(6)防過(guò)熱保護(hù)；(+125°C)自動(dòng)關(guān)閉；
(7)實(shí)時(shí)計(jì)時(shí)，電池充電。3、計(jì)算中心
計(jì)算中心是帶有大容量存儲(chǔ)功能的服務(wù)器或計(jì)算機(jī)，主要用于傳感數(shù)據(jù)、視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、異常報(bào)警數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、管理和對(duì)數(shù)據(jù)的處理以及對(duì)異常事件的判斷和相應(yīng)的調(diào)度策略。計(jì)算中心采用高性能服務(wù)器機(jī)，如IBM power 570系列服務(wù)器，第一個(gè)構(gòu)建模塊包含兩顆或四顆3.5、4.2或4.7 GHz的P0WER6處理器內(nèi)核；其他所有模塊均包含四顆內(nèi)核，2 GB 到 48 GB 的 667 MHz DDR2 內(nèi)存；或 16 GB 到 96 GB 的 533 MHz DDR2 內(nèi)存；或32 GB到192 GB的400 MHz DDR2內(nèi)存，六個(gè)SAS硬盤(pán)位；操作系統(tǒng)使用Window2003 Server04、監(jiān)控中心
監(jiān)控中心由一個(gè)或多個(gè)顯示器、投影儀組成，其功能主要用于輸出計(jì)算中心的處理后得到的運(yùn)輸工具視頻監(jiān)控設(shè)備捕獲的圖像和視頻信號(hào)。(二)系統(tǒng)部署方案
卸油點(diǎn):將若干張射頻開(kāi)鎖卡分配給各個(gè)卸油點(diǎn)的卸油人員，每個(gè)人擁有一張具有獨(dú)立ID的射頻卡，只有這些卡能夠打開(kāi)射頻智能門(mén)禁，并且智能門(mén)禁能夠根據(jù)不同的卡開(kāi)鎖情況進(jìn)行記錄。運(yùn)油運(yùn)輸工具:每一個(gè)運(yùn)油運(yùn)輸工具的進(jìn)出油處，都安裝了一個(gè)智能門(mén)禁，只有發(fā)放的射頻卡才能打開(kāi)。運(yùn)油運(yùn)輸工具安裝有GPS定位模塊和時(shí)鐘模塊，能夠?qū)崟r(shí)的獲取視頻信息或開(kāi)鎖信息對(duì)應(yīng)的時(shí)間和運(yùn)輸工具位置信息。同時(shí)，運(yùn)輸工具綜合帶寬、攝像頭距離、攝像頭數(shù)量等一系列因素，在駕駛室安裝一組監(jiān)控設(shè)備，在油罐的不同角度安裝三組監(jiān)控設(shè)備，保證在沒(méi)有監(jiān)控死角的情況下使設(shè)備數(shù)量和通信帶寬最小。(三)油料狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)
通過(guò)部署溫度、密度以及濁度等智能傳感器，得到傳感器的感知信息，使之能夠精確的描述油料的實(shí)時(shí)物理特性，計(jì)算油品的安全系數(shù)，對(duì)油品安全狀況進(jìn)行有效判斷；在此基礎(chǔ)上，結(jié)合運(yùn)輸工具運(yùn)行的速度、加速度等行駛信息，預(yù)測(cè)油品可能出現(xiàn)的安全隱患，并作出快速的反應(yīng)和應(yīng)對(duì)措施。1、油品狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)_時(shí)刻得到的油品的屬性為一個(gè)_維向量=Hui為油
品的圖個(gè)物理屬性。那么，可以根據(jù)預(yù)先的設(shè)定，確定油品安全系數(shù)的計(jì)算公式:C-=EZ(U1),其中
/為第I個(gè)物理屬性對(duì)安全系數(shù)的影響函數(shù),Ifl為第I個(gè)物理屬性對(duì)安全系數(shù)的影響因子，由此可以實(shí)時(shí)的計(jì)算f時(shí)刻油品的安全系數(shù)若預(yù)期的安全系數(shù)閾值為G#,當(dāng)c,>c 時(shí),
系統(tǒng)將立刻發(fā)送安全報(bào)警信息，對(duì)油品的安全狀況實(shí)施有效監(jiān)測(cè)。2、油品安全隱患預(yù)測(cè)
有的時(shí)候，可能在f時(shí)刻油品的狀態(tài)良好，但由于運(yùn)輸工具運(yùn)行過(guò)快，轉(zhuǎn)彎半徑過(guò)小等一系列形成因素，是油品的安全存在隱患。這時(shí)就需要結(jié)合運(yùn)輸工具的運(yùn)輸信息，對(duì)油品安全進(jìn)行預(yù)測(cè)。假設(shè)運(yùn)輸工具的行行駛信息為一個(gè)I*維向量^=
為運(yùn)輸工具的Il個(gè)行駛信肩、屬性。那么可以根據(jù)此時(shí)刻的安全系數(shù)和行駛信息向量，設(shè)定預(yù)測(cè)計(jì)算公式=綱 ,對(duì)|+|時(shí)刻油品的安全系數(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，有效的消除運(yùn)輸工具行駛過(guò)程中油品的安全隱患。`
權(quán)利要求
1.一種基于物聯(lián)網(wǎng)的成品油運(yùn)輸油品狀態(tài)智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:包括油品狀態(tài)監(jiān)控傳感器組、具有工業(yè)級(jí)處理和存儲(chǔ)能力的運(yùn)輸工具智能終端、無(wú)線發(fā)送模塊、調(diào)度監(jiān)控中心，油品狀態(tài)監(jiān)控傳感器組輸出油品狀態(tài)信息連接至運(yùn)輸工具智能終端，運(yùn)輸工具智能終端對(duì)油品狀態(tài)信息進(jìn)行融合、處理、判斷、存儲(chǔ)和調(diào)度后，連接至無(wú)線發(fā)送模塊，無(wú)線發(fā)送模塊與調(diào)度監(jiān)控中心無(wú)線通信連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的成品油運(yùn)輸油品狀態(tài)智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述的油品狀態(tài)監(jiān)控傳感器組包括溫度傳感器、密度傳感器、壓力傳感器和加速度傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的成品油運(yùn)輸油品狀態(tài)智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述的運(yùn)輸工具智能終端還連接有本地時(shí)鐘模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的成品油運(yùn)輸油品狀態(tài)智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述的無(wú)線發(fā)送模塊包括有視頻板和天線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的成品油運(yùn)輸油品狀態(tài)智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述的調(diào)度監(jiān)控中心包括有計(jì)算中心和監(jiān)控中心。
6.一種基于物聯(lián)網(wǎng)的成品油運(yùn)輸油品狀態(tài)智能監(jiān)控方法，其特征在于:油品狀態(tài)監(jiān)控傳感器組安裝在成品油運(yùn)輸工具的油罐內(nèi)或油罐上，油品狀態(tài)監(jiān)控傳感器組輸出油品的溫度、密度、壓力、加速度等狀態(tài)信息連接至運(yùn)輸工具智能終端，運(yùn)輸工具智能終端首先進(jìn)行多模態(tài)感知信號(hào)融合，然后進(jìn)行油料狀態(tài)信息處理與異常判斷，最后進(jìn)行智能終端本地存儲(chǔ)和異常信息發(fā)送調(diào)度；一旦存在油品狀態(tài)異常或通過(guò)預(yù)測(cè)得到油品存在異常的隱患，立即發(fā)送警報(bào)信息經(jīng)無(wú)線發(fā)送模塊無(wú)線通信至調(diào)度監(jiān)控中心，快速反應(yīng)，并回傳指令經(jīng)無(wú)線發(fā)送模塊至運(yùn)輸工具智能終端。
全文摘要
一種基于物聯(lián)網(wǎng)的成品油運(yùn)輸油品狀態(tài)智能監(jiān)控系統(tǒng)及方法，包括油品狀態(tài)監(jiān)控傳感器組、具有工業(yè)級(jí)處理和存儲(chǔ)能力的運(yùn)輸工具智能終端、無(wú)線發(fā)送模塊、調(diào)度監(jiān)控中心，油品狀態(tài)監(jiān)控傳感器組輸出油品狀態(tài)信息連接至運(yùn)輸工具智能終端，運(yùn)輸工具智能終端對(duì)油品狀態(tài)信息進(jìn)行融合、處理、判斷、存儲(chǔ)和調(diào)度后，連接至無(wú)線發(fā)送模塊，無(wú)線發(fā)送模塊與調(diào)度監(jiān)控中心無(wú)線通信連接。本發(fā)明通過(guò)一系列技術(shù)手段，面向“盜油防控”、“快速反應(yīng)”和“有效舉證”三個(gè)層面，逐層對(duì)成品油的運(yùn)輸過(guò)程實(shí)施智能監(jiān)控，能夠在不影響運(yùn)輸業(yè)務(wù)的前提下，最大限度的對(duì)油料狀況進(jìn)行有效的防護(hù)和監(jiān)控。
文檔編號(hào)G05B19/418GK103163848SQ20111042010
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2011年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月15日
發(fā)明者江歷 申請(qǐng)人:長(zhǎng)沙市啟仁信息技術(shù)有限公司