一种基于多源数据采集的氧气乙炔瓶安全监测系统的制作方法

本发明涉及施工安全监测，具体涉及一种基于多源数据采集的氧气乙炔瓶安全监测系统。

背景技术：

1、氧气和乙炔按照一定的比例混合后点燃，将出现剧烈燃烧，形成氧炔焰，在燃烧的同时，释放出大量热量，因此氧炔焰已作为工业切割和金属焊接的常用手段之一。在施工现场，常摆放氧气瓶和乙炔瓶，以便于通过氧炔焰进行施工现场的各种物料切割和焊接。因此，氧气瓶和乙炔瓶的正确存放和正确使用已成为施工现场安全管理的重要内容之一。

2、首先，业内已明确了氧气瓶和乙炔瓶的安全使用规范，包括下述内容：1、氧气瓶和乙炔瓶存放时的安全距离应不小于2m；2、氧气瓶和乙炔瓶在使用状态时的安全距离应不小于5m；3、氧气瓶和乙炔瓶与施工现场各个固定动火区之间的距离应不小于10m；4、氧气瓶和乙炔瓶应垂直固定放置；5、氧气瓶和乙炔瓶的空瓶需单独存放。

3、其次，各个施工方也制定了针对氧气瓶和乙炔瓶的安全作业管理方案，其中包括对施工现场安全管理人员以及施工人员的安全培训和安全教育、施工现场安全管理人员组织定期的安全巡检等。然而因为安全教育的落地较差、施工现场工人的安全意识薄弱和人员流动大等因素，使得仍旧存在大量因为氧气瓶和乙炔瓶不规范使用带来的爆炸、火灾等事故。由此可见，施工现场保证动火安全的措施存在极大的欠缺，急需改进。

4、近年来，随着各种智慧工地云系统的落地，使得施工工地的安全管理得到了极大的改善。其中，各种传感器在智慧工地项目中占据重要角色，通过传感器采集施工现场的多类型数据，并上传至智慧工地云平台，智慧工地云平台根据采集到的多类型数据进行处理、分析和整合，进而进行事故预判。

5、综上，基于传感器技术在氧气瓶和乙炔瓶上的应用研究对改善施工现场动火作业的安全性具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的一项或多项不足，提供一种基于多源数据采集的氧气乙炔瓶安全监测系统。

2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

3、一种基于多源数据采集的氧气乙炔瓶安全监测系统，包括上位机、安装在氧气瓶上的第一采集板和安装在乙炔瓶上的第二采集板，所述氧气瓶和乙炔瓶处于同一固定动火区；所述第一采集板上设置有第一主控mcu模块、第一测距模块、第二测距模块和连接有第一气压传感器的第一气压采集模块，所述第一气压传感器设置在氧气瓶的气瓶减压阀与压力表之间；所述第二采集板上设置有第二主控mcu模块和第三测距模块；

4、所述第一测距模块用于采集氧气瓶和乙炔瓶之间的距离值a1，并将距离值a1发送至第一主控mcu模块；

5、所述第二测距模块用于采集氧气瓶和该氧气瓶所处固定动火区之间的距离值a2，并将距离值a2发送至第一主控mcu模块；

6、所述第一气压采集模块用于接收所述第一气压传感器采集的氧气瓶的气压值c1，并将所述气压值c1发送至第一主控mcu模块；

7、所述第三测距模块用于采集乙炔瓶和该乙炔瓶所处固定动火区之间的距离值a3，并将距离值a3发送至第二主控mcu模块；

8、所述第一主控mcu模块用于根据连续时刻的多个气压值c1判断氧气瓶是否处于开启状态，

9、以及获取连续时刻的多组距离值a1，并分别计算每组距离值a1的均方差值，然后选取均方差值最小的一组距离值a1，并计算该组距离值a1的平均值；若氧气瓶处于开启状态，且该组距离值a1的平均值小于5m，或，氧气瓶处于关闭状态，且该组距离值a1的平均值小于2m，则生成第一预警信号，并将第一预警信号发送至上位机；

10、所述第一主控mcu模块还用于获取连续时刻的多组距离值a2，并分别计算每组距离值a2的均方差值，然后选取均方差值最小的一组距离值a2，并计算该组距离值a2的平均值；若该组距离值a2的平均值小于10m，则生成第二预警信号，并将第二预警信号发送至上位机；

11、所述第二主控mcu模块用于获取连续时刻的多组距离值a3，并分别计算每组距离值a3的均方差值，然后选取均方差值最小的一组距离值a3，并计算该组距离值a3的平均值；若该组距离值a3的平均值小于10m，则生成第三预警信号，并将所述第三预警信号发送至上位机；

12、所述上位机用于根据所述第一预警信号、第二预警信号和第三预警信号进行安全预警。

13、优选地，所述第一主控mcu模块还用于获取连续时刻的多个气压值c1，并计算该多个气压值c1的平均值，若该多个气压值c1的平均值小于等于第一预设值，则确定氧气瓶为空瓶，并生成第四预警信号，然后将所述第四预警信号发送至所述上位机。

14、优选地，所述第二采集板还设置有第二气压采集模块，所述第二气压采集模块连接有第二气压传感器，所述第二气压传感器设置在乙炔瓶的气瓶减压阀与压力表之间；第二气压采集模块用于接收所述第二气压传感器采集的乙炔瓶的气压值c2，并将所述气压值c2发送至第二主控mcu模块；所述第二主控mcu模块还用于获取连续时刻的多个气压值c2，并计算该多个气压值c2的平均值，若该多个气压值c2的平均值小于等于第一预设值，则确定乙炔瓶为空瓶，并生成第五预警信号，然后将所述第五预警信号发送至所述上位机。

15、优选地，所述第一预设值为0.2mpa。

16、优选地，所述上位机为智慧工地云平台。

17、优选地，所述第一采集板上还设置有第一倾角测量模块，所述第一倾角测量模块用于采集所述氧气瓶的瓶身倾斜角度值b1，并将所述倾斜角度值b1发送至第一主控mcu模块；所述第二采集板上还设置有第二倾角测量模块，所述第二倾角测量模块用于采集所述乙炔瓶的瓶身倾斜角度值b2，并将所述倾斜角度值b2发送至第二主控mcu模块；

18、第一主控mcu模块还用于获取连续时刻的多个所述倾斜角度值b1，并计算该多个倾斜角度值b1的平均值，然后根据该多个倾斜角度值b1的平均值判断氧气瓶的瓶身是否倾斜，若是，则生成第六预警信号，并将所述第六预警信号发送至上位机；

19、第二主控mcu模块还用于获取连续时刻的多个所述倾斜角度值b2，并计算该多个倾斜角度值b2的平均值，然后根据该多个倾斜角度值b2的平均值判断乙炔瓶的瓶身是否倾斜，若是，则生成第七预警信号，并将所述第七预警信号发送至上位机。

20、优选地，所述第一采集板上还设置有第一无线通讯模块，第一无线通讯模块与所述第一主控mcu模块连接，第一无线通讯模块还与所述上位机通信连接；所述第二采集板上还设置有第二无线通讯模块，第二无线通讯模块与所述第二主控mcu模块连接，第二无线通讯模块还与所述上位机通信连接。

21、优选地，所述第一无线通讯模块和所述第二无线通讯模块均为nbiot通讯模块。

22、优选地，所述第一测距模块、第二测距模块和第三测距模块均为激光测距模块。

23、优选地，所述第一倾角测量模块和第二倾角测量模块均为三轴加速度传感器。

24、本发明的有益效果是：

25、（1）、基于第一测距模块的设置，采集到氧气瓶和乙炔瓶之间的距离值，同时结合第一气压采集模块的设置，对氧气瓶和乙炔瓶是否处于开启状态进行判断，进而判断出氧气瓶和乙炔瓶之间的距离值是否符合安全作业规范的要求；基于第二测距模块的设置，采集到氧气瓶和固定动火区之间的距离值，进而判断出氧气瓶和固定动火区之间的距离值是否符合安全作业规范的要求；基于第三测距模块的设置，采集到乙炔瓶和固定动火区之间的距离值，进而判断出乙炔瓶和固定动火区之间的距离值是否符合安全作业规范的要求；

26、综上所述，基于多源数据的采集，实现了氧气瓶和乙炔瓶的安全监测，降低了因为氧气瓶和乙炔瓶非规范使用带来的安全隐患，进而也使得智慧工地云系统针对施工现场的安全管理质量得到了进一步提升。

27、（2）、第一主控mcu模块通过对第一测距模块采集到的距离值a1和第二测距模块采集到的距离值a2均进行均方差值优选，以及第二主控mcu模块通过对第三测距模块采集到的距离值a3进行均方差值优选，将施工现场各种干扰造成的采集数据异常排除，此种均方差值优选的算法提高了距离值a1、距离值a2和距离值a3的精确性，进而也提高了整个氧气乙炔瓶安全监测系统的监测性能。

28、（3）、基于第一气压采集模块和第二气压采集模块的设置，判断出氧气瓶和乙炔瓶是否为空瓶，及时通知施工现场的安全管理人员将判断为空瓶的氧气瓶或乙炔瓶进行单独存放，进一步提高了整个氧气乙炔瓶安全监测系统的监测性能。

29、（4）、基于第一倾角测量模块和第二倾角测量模块的设置，判断出氧气瓶和乙炔瓶是否为直立放置，避免了因为氧气瓶和乙炔瓶倾斜放置所引起的安全事故的发生。