一种基于物联网技术的燃气泄漏预警系统以及方法与流程

本发明涉及燃气泄漏监管，具体是一种基于物联网技术的燃气泄漏预警系统以及方法。

背景技术：

1、燃气是气体燃料的总称，它能够燃烧并放出热量，主要用于居民和工业用途，通常包括天然气、人工燃气、液化石油气、沼气等，具有易燃、易爆的特点，随着社会的发展和人们生活水平的提高，燃气已成为日常生活的重要能源，然而燃气泄漏引发的安全事故时有发生，严重威胁人们的生命财产安全；

2、目前普遍在燃气设备的居家使用区域进行燃气泄漏监测，但目前难以实现燃气泄漏风险性的有效分析并精准评估预警，且无法在燃气泄漏风险性较高时自动作出合理的处理应对措施，以及不能对相应处理应对设备进行运行检测并准确判断其运行表现，自动化和智能化程度低，不利于显著降低燃气使用的安全隐患；

3、针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于物联网技术的燃气泄漏预警系统以及方法，解决了现有技术难以实现燃气泄漏风险性的有效分析并精准评估预警，且无法在燃气泄漏风险性较高时自动作出合理的处理应对措施，以及不能对相应处理应对设备进行运行检测并准确判断其运行表现，自动化和智能化程度低的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种基于物联网技术的燃气泄漏预警系统，包括燃气泄漏监测模块、泄漏风险性评估报警模块和监管追踪检测模块；燃气泄漏监测模块获取到所需进行燃气泄漏监管的区域并将其标记为燃气泄警区域，在燃气泄警区域中设定若干个漏检点，并将对应漏检点标记为i，且i为大于1的自然数；通过燃气检测传感器对漏检点i的燃气浓度进行实时监测，并将漏检点i的实时燃气浓度数据发送至泄漏风险性评估报警模块；

4、泄漏风险性评估报警模块对燃气泄警区域的燃气泄漏风险性进行分析评估，并判断是否生成燃气泄漏报警信息，若生成燃气泄漏报警信息则通过蓝牙将燃气泄漏报警信息发送至智能燃气表和智能排风机；

5、智能燃气表接收到燃气泄漏报警信息时将其内部的切断阀关闭，智能排风机接收到燃气泄漏报警信息时进行相应运转以将燃气泄警区域中的燃气排出；监管追踪检测模块对智能燃气表和智能排风机的运行进行监测追踪，判断智能燃气表和智能排风机的反应及时性状况并评估智能排风机的运转效果，生成监管追踪合格信号或监管追踪不合格信号，且将监管追踪不合格信号发送至用户终端，用户终端接收到监管追踪不合格信号时发出相应预警。

6、进一步的，泄漏风险性评估报警模块的具体运行过程包括：

7、获取到所有漏检点的实时燃气浓度数据，将漏检点i的实时燃气浓度数据与预设实时燃气浓度数据阈值进行数值比较，若实时燃气浓度数据超过预设实时燃气浓度数据阈值，则将漏检点i标记为漏险点；若燃气泄警区域中存在漏险点，则生成燃气泄漏报警信息。

8、进一步的，监管追踪检测模块的具体运行过程包括：

9、通过反应及时性分析以获取到反应判断符号fp-1或fp-2，通过排风运转效果分析以获取到排风判断符号fk-1或fk-2，将反应判断符号与排风判断符号进行交集分析，若得到fp-2∩fk-2，则生成监管追踪合格信号，其余情况则生成监管追踪不合格信号。

10、进一步的，反应及时性分析的具体分析过程如下：

11、采集到泄漏风险性评估报警模块生成燃气泄漏报警信息的时刻并将其标记为报警时刻，且采集到智能燃气表完成切断阀关闭的时刻并将其标记为关阀时刻，以及采集到智能排风机开始启动运转的时刻并将其标记为排风时刻；通过将关阀时刻与报警时刻进行时间差计算以得到关阀效时值，并将排风时刻与报警时刻进行时间差计算得到排风效时值；

12、且将关阀效时值和排风效时值与预设关阀效时阈值和预设排风效时阈值分别进行数值比较，若关阀效时值或排风效时值超过对应预设阈值，则向其分配反应判断符号fp-1；若关阀效时值和排风效时值均未超过对应预设阈值，则向其分配反应判断符号fp-2。

13、进一步的，还包括排风决策生成模块，在智能排风机接收到燃气泄漏报警信息并启动运转时，排风决策生成模块通过排风决策分析以获取到智能排风机的最适运转速度并将其标记为排风运速标准值，基于排风运速标准值生成相应的控制指令并发送至智能排风机，使智能排风机按照按照相应运转速度进行工作。

14、进一步的，排风决策分析的具体分析过程如下：

15、获取到所有漏检点的实时燃气浓度数据，将所有实时燃气浓度数据进行均值计算得到区域燃气浓表值，且将漏险点的数量标记为漏险检测值；以及将智能排风机与相应漏险点的距离标记为排风距检值，并将数值最大的排风距检值标记为排风距峰值；

16、且采集到燃气泄警区域的平均温度和平均湿度并将其分别标记为泄警温检值和泄警湿检值，并将区域燃气浓表值、漏险检测值、排风距峰值、泄警温检值和泄警湿检值进行数值计算得到排风决策评估值；

17、事先设定若干组预设排风决策评估值范围，且每组预设排风决策评估值范围分别对应一组最适运转速度；将排风决策评估值与所有预设排风决策评估值范围进行逐一比较，将包含排风决策评估值的预设排风决策评估值范围标记为最适范围，将最适范围所对应的最适运转速度标记为排风运速标准值。

18、进一步的，排风运转效果分析的具体分析过程如下：

19、在智能排风机的运转过程中，实时采集到智能排风机的运转速度并将其标记为排风运速实测值，并获取到智能排风机的排风运速标准值，将排风运速实测值与排风运速标准值进行差值计算并取绝对值以得到排风偏况值；获取到智能排风机对应运转过程中的所有排风偏况值并建立排风集合，将排风集合进行均值计算得到排风检表值，且将排风检表值与预设排风检表阈值进行数值比较，若排风检表值超过预设排风检表阈值，则向其分配排风判断符号fk-1；

20、若排风检表值未超过预设排风检表阈值，则将排风集合中的子集按照数值由大到小的顺序进行排序，且将排风集合中位于首位的子集标记为排风异峰值；以及建立时间为x轴、排风偏况值为y轴的直角坐标系，基于所有排风偏况值在直角坐标系中标出若干个坐标点并将其标记为排检点；且在直角坐标系中作平行于x轴且端点位于y轴上的排风判断射线，对位于排风判断射线上方的排检点进行计数以得到排风过偏检测值；

21、通过将排风检表值、排风异峰值和排风过偏检测值进行数值计算得到排风运转效检值，将排风运转效检值与预设排风运转效检阈值进行数值比较，若排风运转效检值超过预设排风运转效检阈值，则向其分配排风判断符号fk-1；若排风运转效检值未超过预设排风运转效检阈值，则向其分配排风判断符号fk-2。

22、进一步的，监管追踪检测模块与排风精准评析模块通信连接，监管追踪检测模块将排风判断符号fk-2发送至排风精准评析模块，排风精准评析模块接收到排风判断符号fk-2时将智能排风机的运转过程进行异常捕捉分析，在智能排风机的相应运行过程中设定若干个检测时点，将对应检测时点智能排风机在运行时所产生的噪音分贝值和振动幅度分别标记为排风噪表值和排风振表值；

23、将排风噪表值和排风振表值与预设排风噪表阈值和预设排风振表阈值分别进行数值比较，若排风噪表值或排风振表值超过对应预设阈值，则将对应检测时点标记为捕捉时点；采集到智能排风机相应运转过程中捕捉时点的数量与检测时点总数量的比值并将其标记为捕捉时况值，并将智能排风机相应运转过程的所有排风噪表值进行均值计算得到排风运噪值，将智能排风机相应运转过程的所有排风振表值进行均值计算得到排风运振值；且将捕捉时况值、排风运噪值和排风运振值进行数值计算得到排风检析值，将排风检析值与预设排风检析阈值进行数值比较，若排风检析值超过预设排风检析阈值，则生成排风机异常信号。

24、进一步的，若排风机检析值未超过预设排风机检析阈值，则采集到智能排风机开始运转时其内部的温度和结束运转时其内部的温度并将其分别标记为运转初温值和运转尾温值，将运转尾温值减去运转初温值得到运转温增值；以及采集到智能排风机相应运转过程的平均运行功率并将其标记为排风运率值，且将智能排风机结束运转时刻距开始运转时刻的间隔时长标记为排风运时值，将运转温增值、排风运率值和排风运时值进行数值计算得到排风温捕值；

25、将排风温捕值与预设排风温捕阈值进行数值比较，若排风温捕值超过预设排风温捕阈值，则生成排风异常信号；若排风温捕值未超过预设排风温捕阈值，则将智能排风机相应运转过程的相邻两个检测时点的内部温度进行差值计算得到运转温升值，将所有运转温升值进行均值计算得到温升判断值，将运转温升值与温升判断值进行差值计算得到温升异表值，将超过预设温升异表阈值的温升异表值的数量标记为温升检异值；

26、且将智能排风机相应运转过程的所有内部温度进行均值计算得到运转温测值，将运转温测值与预设适宜运转温测值范围的中值进行差值计算并取绝对值以得到运转温检值；以及将排风温捕值、温升检异值和运转温检值进行数值计算得到排风温管值，将排风温管值与预设排风温管阈值进行数值比较，若排风温管值超过预设排风温管阈值，则生成排风机异常信号；若排风温管值未超过预设排风温管阈值，则生成排风机正常信号，且将排风机异常信号发送至用户终端，用户终端接收到排风机异常信号时发出相应预警。

27、进一步的，本发明还提出了一种基于物联网技术的燃气泄漏预警方法，包括以下步骤：

28、步骤一、获取到所需进行燃气泄漏监管的区域并将其标记为燃气泄警区域，在燃气泄警区域中设定若干个漏检点，通过燃气检测传感器对所有漏检点的燃气浓度进行实时监测；

29、步骤二、泄漏风险性评估报警模块对燃气泄警区域的燃气泄漏风险性进行分析评估，并判断是否生成燃气泄漏报警信息，若生成燃气泄漏报警信息则将其发送至智能燃气表和智能排风机；

30、步骤三、智能燃气表接收到燃气泄漏报警信息时将其内部的切断阀关闭，智能排风机接收到燃气泄漏报警信息时进行相应运转以将燃气泄警区域中的燃气排出；

31、步骤四、监管追踪检测模块对智能燃气表和智能排风机的运行进行监测追踪，通过分析生成监管追踪合格信号或监管追踪不合格信号，且将监管追踪不合格信号发送至用户终端。

32、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

33、1、本发明中，通过燃气泄漏监测模块获取到燃气泄警区域并设定若干个漏检点，对所有漏检点的燃气浓度进行实时监测，泄漏风险性评估报警模块基于所有漏检点的实时燃气浓度数据对燃气泄警区域的燃气泄漏风险性进行分析评估，并判断是否生成燃气泄漏报警信息，且在生成燃气泄漏报警信息时，智能燃气表将其内部的切断阀关闭，智能排风机进行相应运转以将燃气泄警区域中的燃气排出，能够降低燃气泄漏造成的安全事故发生率，极大地提高了用户的燃气使用安全性；

34、2、本发明中，通过监管追踪检测模块对智能燃气表和智能排风机的运行进行监测追踪，判断智能燃气表和智能排风机的反应及时性状况并评估智能排风机的运转效果，从而保证智能燃气表或智能排风机的正常运行并降低针对相应处理应对设备的管理难度，且在智能排风机启动运转时通过排风决策分析以确定排风运速标准值，基于排风运速标准值生成相应的控制指令并控制智能排风机进行运转，实现对智能排风机的自动且合理调节管控，以保证其运行效果，智能化程度和自动化程度高。