[發(fā)明專利]氣體監(jiān)控、預警和分析系統(tǒng)及氣體監(jiān)控、預警和分析方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310316402.8
• 申請日: 2013-07-25
• 公開（公告）號: CN103389361A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發(fā)明（設計）人: 王康
• 申請（專利權）人: 王康
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00
• 代理公司: 北京同輝知識產權代理事務所(普通合伙) 11357
• 代理人: 徐麗維

技術領域

本發(fā)明涉及有毒害氣體的監(jiān)控、預警和數(shù)據(jù)信息處理系統(tǒng)。

背景技術

在煤礦、金屬礦等容易產生有毒害氣體的礦石在開采過程中都會用到一種預警系統(tǒng)，用以實時跟蹤并預警有毒害氣體是否突出并帶來危險性，以避免事故發(fā)生時造成的重大人員傷亡和財產損失。

現(xiàn)有的預警系統(tǒng)通常由幾個部分組成：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)部分、數(shù)據(jù)傳輸部分和實時數(shù)據(jù)的跟蹤分析中心，其中實時數(shù)據(jù)的跟蹤分析中心有兩個，為監(jiān)控中心服務器和遠程專家分析中心服務器。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設置于礦井作業(yè)區(qū)內主要擔負實時數(shù)據(jù)采集，當發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)生突然變化時，實現(xiàn)就地報警任務；采集后的實時數(shù)據(jù)通過金屬電纜和環(huán)網光纖傳輸?shù)皆O置于地面上的煤礦現(xiàn)場的監(jiān)控中心服務器，該服務器上安裝著有毒害氣體突出實時跟蹤分析專家診斷系統(tǒng)軟件模塊，該軟件模塊完成數(shù)據(jù)的處理、歸納、分析、判斷、預警、建立專家數(shù)據(jù)庫、輸出各種報表、發(fā)出各種提示等功能；通過Intenet網絡將實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h程專家分析中心服務器，該服務器可以在技術上發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場實時跟蹤分析軟件的不足，及時修改并對現(xiàn)場分析、處理提供技術支持。該預警系統(tǒng)雖然能有效地監(jiān)控并預警，但仍然存在一些技術問題，例如：

1、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的采集端所使用的傳感器在使用一定的時間后它的靈敏度會降低或失效，表現(xiàn)形式為：誤報或不報；同時實時數(shù)據(jù)的跟蹤分析中心所保存的數(shù)據(jù)也相續(xù)成為錯誤或者失效的無意義數(shù)據(jù)。

2、監(jiān)控中心服務器通過有線傳輸?shù)玫綌?shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，若通訊線路出現(xiàn)問題或者被損壞，該服務器就無法得到數(shù)據(jù)而因此失效。

3、所有報警信息都需要由監(jiān)控中心服務器來處理，可能會出現(xiàn)通知不及時或不通知等況，這樣使得外部人員在不知情的情況下進入危險區(qū)域。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種更加安全穩(wěn)定的多鐘有毒害氣體監(jiān)控、預警和分析系統(tǒng)。為實現(xiàn)本發(fā)明目的而采用的技術方案為一個三層系統(tǒng)，該三層系統(tǒng)分別為：

采集層由采集器（11）組成，采集器（11）包括控制器、聲光報警器、存儲器、傳感器和通訊模塊。

預警層由預警主機（12）組成，預警主機（12）包括核心主機、通訊模塊、聲光報警器、短信模塊、服務器通訊模塊和存儲器，預警主機（12）的通訊模塊與采集器（11）的通訊模塊實現(xiàn)通訊。

分析與應用層由中心服務器（14）組成，中心服務器（14）的通訊模塊與預警主機（12）的服務器通訊模塊實現(xiàn)通訊。

為使相關人員能更加直接地了解相關數(shù)據(jù)，在預警主機上還設置有顯示器，將采集器反饋的數(shù)據(jù)顯示在顯示器上。

采集器是單體氣體采集器或多種氣體采集器。單氣體采集器是只能采集空氣中一種氣體的濃度值（例如氧氣，但不限于氧氣。可根據(jù)應用環(huán)境或者區(qū)域進行更換傳感器）。多氣體采集器則是同一時間可對空氣中的多種氣體的濃度含量進行識別（可同時采集2至5種）。

三層之間的分布和連接關系為：采集器設置于作業(yè)區(qū)，通過采集器和預警主機內的傳感器通訊模塊與預警主機通訊，根據(jù)應用環(huán)境判斷通訊方式。預警主機設置于容易監(jiān)管、并且當警報發(fā)生時容易引起人們注意的位置，通過服務器通訊模塊將數(shù)據(jù)上傳至中心服務器。中心服務器用于接收所有預警主機的數(shù)據(jù)、以及報警信息，所以對信息傳輸?shù)牧髁恳筝^大，所以一般放于電信提供商的機房。中心服務器與預警主機可形成一對多的結構，預警主機與采集器也可形成一對多的結構。

為了使本發(fā)明得到合理運用，下面提供一種氣體監(jiān)控、預警和分析方法：

1.在采集層，傳感器采集所處環(huán)境氣體數(shù)據(jù)，采集器核心控制器獲取傳感器反饋數(shù)據(jù)并比較是否超標，若超標則控制聲光報警器報警，若未超標則控制聲光報警器關閉。

2.預警主機向采集器發(fā)出數(shù)據(jù)指令，并接收采集器反饋回的數(shù)據(jù)，若預警主機未收到反饋數(shù)據(jù)，即表明這一過程出現(xiàn)故障，需要及時維修或更換。

3.預警主機收到反饋數(shù)據(jù)后進行判斷該數(shù)據(jù)是否在安全值范圍內，該數(shù)據(jù)在安全值范圍內時，存儲數(shù)據(jù)并結束，在一定時間后將存儲數(shù)據(jù)發(fā)送至中心服務器。

4.預警主機判斷出該數(shù)據(jù)不在安全值范圍內并達到報警條件，由預警主機內的核心主機啟動警報線程，控制聲光報警器控制模塊發(fā)出警報，同時生成警告短信通過短信模塊發(fā)送給設定人員，發(fā)送成功后存儲警報與警告短信記錄并將數(shù)據(jù)立即發(fā)送給中心服務器。

5.預警主機若發(fā)送警告短信失敗，則將警告短信交給中心服務器，由中心服務器發(fā)給設定人員，發(fā)送成功后存儲警報與警告短信記錄。