基于物联网的气体监测预警系统及方法与流程

本发明属于可燃气体报警器，具体的说是基于物联网的气体监测预警系统及方法。

背景技术：

1、随着物联网技术的快速发展，人们通过传感器有效实现了物与物之间的连接，通过获取并分析传感器采集的数据，能够快速得到传感器监测物体的状态，进而方便了人们对监测物体的管理。尤其是在工业领域，人们通过物联网能够快速有效地获取设备的状态信息，确保了生产的顺利进行；

2、例如授权公告号为cn114463954b的中国专利中公开了一种基于物联网的可燃气体监测预警系统及方法，包括：可燃气体监测模型构建模块，所述可燃气体监测模型构建模块用于对监测区域内按照指定方式布置多个可燃气体监测传感器，通过监测区域内可燃气体监测传感器的布置方式，得到监测区域对应的可燃气体监测模型；模型监测数据获取模块，所述模型监测数据获取模块每隔预设时间采集一次可燃气体监测模型内的可燃气体监测传感器的监测数据，并将获取的数据保存到数据库中；模型监测数据分析模块，所述模型监测数据分析模块根据模型监测数据获取模块得到的采集结果，对监测区域内的可燃气体的逸散情况进行分析，得到监测区域内可燃气体逸散点造成的影响值；

3、同时例如在公开号为cn110415478a的中国专利中公开一种基于物联网的火警分级预警系统，包括：定量可燃气体传感器，用于检测环境可燃气体浓度；温度传感器，用于检测被监测的对象温度；中央处理单元，用于根据所述可燃气体浓度及所述温度进行运算，从而预测可能发生火灾的情况，并根据温度异常变化的紧急程度进行分级预警；物联网模块，用于将所述定量可燃气体传感器、温度传感器和中央处理单元组成一个物联网云平台。本发明在智能算法下通过采集相应传感器的数据运算环境中可燃气体浓度异常变化和监测对象温度异常变化，并根据异常变化的紧急程度进行分级预警，起到防患于未然的效果。

4、以上专利均存在本背景技术提出的问题：现有技术中只是从气体的输入及输出端进行监控，通过输入输出端气体存在的偏差来判断气体是否出现泄漏，进而对人们进行预警，但是却无法基于监测节点的气体数据和环境数据快速锁定气体的具体泄漏位置，进而导致排查时间较长，不能有效控制泄漏的气体带来的危险性，现有技术中均存在上述问题，为了解决这些问题，本技术设计了基于物联网的气体监测预警系统及方法。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提出了基于物联网的气体监测预警系统及方法。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、基于物联网的气体监测预警方法，其包括以下具体步骤：

4、s1、在需要监测的区域的各个监测节点上设置气体监测模组收集各个监测节点的气体数据，同时采集各个监测节点的环境数据，将监测得到的气体数据和环境数据通过物联网传输模组传输至服务器；

5、s2、提取各个监测节点的气体监测数据导入气体危险值获取策略计算气体危险值；

6、s3、提取各个监测节点的环境监测数据代入环境危险值获取策略中计算附近环境危险值；

7、s4、将计算得到的各个监测节点的气体危险值和附近环境危险值代入危险系数计算策略中计算危险系数；

8、s5、将计算得到的危险系数与设定的危险系数阈值进行危险对比，若得到危险系数大于等于设定的危险系数阈值，则向维护人员对监测节点进行维护预警，若得到的危险系数小于设定的危险系数阈值，则不向维护人员对监测节点进行维护预警。

9、本发明进一步的改进在于，所述s1包括以下具体步骤：

10、s11、在需要监测的区域的各个监测节点上设置气体监测模组和环境监测模组；

11、s12、气体监测模组对各个监测节点的气体数据进行数据监测，采集监测节点的传输气体浓度数据和传输气体压力数据，环境监测模组对各个监测节点的环境数据进行数据监测，采集监测节点的温度数据、湿度数据和在监测节点温度、湿度下能与传输气体反应的物质的浓度数据，这里的与传输气体反应的物质为在温度数据、湿度数据环境下与传输气体发生爆炸、明火等有害反应的反应气体；

12、s13、将监测得到的气体数据和环境数据通过物联网传输模组传输至服务器。

13、本发明进一步的改进在于，所述s2中气体危险值获取策略的具体内容如下：

14、获取其中一个监测节点的传输气体浓度数据和传输气体压力数据导入监测节点气体危险参数计算公式中计算监测节点气体危险值，第i个监测节点气体危险值计算公式为：，其中，为第i个监测节点的传输气体的浓度，为监测节点的传输气体的安全浓度范围的中值，为监测节点的传输气体的安全浓度范围的最大值，为监测节点的传输气体的安全浓度范围的最小值，为浓度占比系数，为第i个监测节点的传输气体的压力值，为监测节点的传输气体的压力安全范围的中值，为监测节点的传输气体的压力安全范围的最大值，为监测节点的传输气体的压力安全范围的最小值，为压力占比系数，。

15、本发明进一步的改进在于，所述s3中环境危险值获取策略的具体内容为：

16、s31、提取监测节点的温度数据、湿度数据和在监测节点温度、湿度下能与传输气体反应的物质的浓度数据；

17、s32、将获取的监测节点的温度数据、湿度数据和在监测节点温度、湿度下能与传输气体反应的物质的浓度数据代入监测节点环境危险值计算公式中计算监测节点环境危险值，第i个监测节点环境危险值计算公式为：，其中，为温度数据占比系数，为第i个监测节点的温度数据，为监测节点的温度安全范围的中值，为监测节点的温度安全范围的最大值，为监测节点的温度安全范围的最小值，为第i个监测节点的湿度数据，为监测节点的湿度安全范围的中值，为监测节点的湿度安全范围的最大值，为监测节点的湿度安全范围的最小值，为湿度占比系数，为监测节点的第j个在监测节点温度、湿度下能与传输气体反应的物质的浓度数据，z为监测节点的第j个在监测节点温度、湿度下能与传输气体反应的物质的数量，为物质占比系数，为第j个在监测节点温度、湿度下能与传输气体反应的物质的安全浓度数据，在此需要说明的是，这里的传输气体与在监测节点温度、湿度下能与传输气体反应的物质以传输气体为氢气，能与氢气反应的气体种类很多，卤素单质（x2）与氢气在光照条件下剧烈反应，生成卤化氢；硫化氢、硫化羰（cos）、一些含氮化合物（如氨、胺类化合物等）等；大多数的不饱和烃（烯烃、炔烃等）和苯及其同系物可以与氢气发生加成反应；碳氧化物（如co2）在高温条件下也可以与氢气反应生成相应的烷烃；

18、需要注意的是，不同的气体与氢气的反应条件和产物可能不同，需要根据具体情况进行分析。

19、本发明进一步的改进在于，所述s4中危险系数计算策略包括以下具体内容：

20、获取计算得到的各个监测节点的气体危险值和附近环境危险值代入危险系数计算公式中计算各个监测节点的危险系数，第i个监测节点的危险系数计算公式为：，其中，n为监测节点的个数，为第c个监测节点距离第i个监测节点的距离，为第c个节点的环境危险值，为设定的距离标准值。

21、本发明进一步的改进在于，所述s5包括以下具体步骤：

22、s51、将计算得到的对应监测节点的危险系数与设定的危险系数阈值进行危险对比，判断对应监测节点的危险系数是否大于等于设定的危险系数阈值；

23、s52、若得到危险系数大于等于设定的危险系数阈值，则向维护人员对监测节点进行维护预警，若得到的危险系数小于设定的危险系数阈值，则不向维护人员对监测节点进行维护预警；

24、在此需要说明的是，这里的距离标准值、浓度占比系数、压力占比系数、温度数据占比系数、湿度占比系数、物质占比系数和危险系数阈值的取值方式为：取5000组历史监测节点的气体数据和各个监测节点的环境数据，获取对应历史数据的节点的故障判断数据，将历史监测节点的气体数据和各个监测节点的环境数据代入危险系数计算公式中计算危险系数，将计算得到的危险系数和对应节点的故障判断结果代入拟合软件中输出符合故障判断准确率的最优距离标准值、浓度占比系数、压力占比系数、温度数据占比系数、湿度占比系数、物质占比系数和危险系数阈值；

25、基于物联网的气体监测预警系统，其基于上述基于物联网的气体监测预警方法实现，其具体包括：数据获取模块、气体危险值计算模块、储存环境危险值计算模块、危险系数计算模块、对比模块和控制模块，所述数据获取模块用于在需要监测的区域的各个监测节点上设置气体监测模组收集各个监测节点的气体数据，同时采集各个监测节点的环境数据，将监测得到的气体数据和环境数据通过物联网传输模组传输至服务器，所述气体危险值计算模块用于提取各个监测节点的气体监测数据导入气体危险值获取策略计算气体危险值，所述储存环境危险值计算模块用于提取各个监测节点的环境监测数据代入环境危险值获取策略中计算附近环境危险值。

26、本发明进一步的改进在于，所述危险系数计算模块用于将计算得到的各个监测节点的气体危险值和附近环境危险值代入危险系数计算策略中计算危险系数，所述对比模块用于将计算得到的危险系数与设定的危险系数阈值进行危险对比，若得到危险系数大于等于设定的危险系数阈值，则向维护人员对监测节点进行维护预警，若得到的危险系数小于设定的危险系数阈值，则不向维护人员对监测节点进行维护预警。

27、本发明进一步的改进在于，所述控制模块用于控制数据获取模块、气体危险值计算模块、储存环境危险值计算模块、危险系数计算模块和对比模块的运行。

28、一种电子设备，包括：处理器和存储器，其中，所述存储器中存储有可供处理器调用的计算机程序；

29、所述处理器通过调用所述存储器中存储的计算机程序，执行上述的基于物联网的气体监测预警方法。

30、一种计算机可读存储介质，储存有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行如上述的基于物联网的气体监测预警方法。

31、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

32、本发明在需要监测的区域的各个监测节点上设置气体监测模组收集各个监测节点的气体数据，同时采集各个监测节点的环境数据，将监测得到的气体数据和环境数据通过物联网传输模组传输至服务器，提取各个监测节点的气体监测数据导入气体危险值获取策略计算气体危险值，提取各个监测节点的环境监测数据代入环境危险值获取策略中计算附近环境危险值，将计算得到的各个监测节点的气体危险值和附近环境危险值代入危险系数计算策略中计算危险系数，将计算得到的危险系数与设定的危险系数阈值进行危险对比，若得到危险系数大于等于设定的危险系数阈值，则向维护人员对监测节点进行维护预警，若得到的危险系数小于设定的危险系数阈值，则不向维护人员对监测节点进行维护预警，基于监测节点的气体数据和环境数据构建气体监测预警网络，提高了气体监测预警的时效性，同时提高了气体监测预警的准确性。