[發明專利]一種危險品倉儲監控預警系統和方法

有效

• 申請號: 201410607036.6
• 申請日: 2014-10-31
• 公開（公告）號: CN104333589B
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 喬宏哲;劉翠梅;陶國正;虞文武
• 申請（專利權）人: 常州機電職業技術學院
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08
• 代理公司: 常州知融專利代理事務所(普通合伙)32302
• 代理人: 路接洲

技術領域

本發明涉及安全監控技術領域，尤其是一種危險品倉儲監控預警的系統和方法。

背景技術

隨著經濟的發展,作為原材料、能源和消費品使用的易燃、易爆危險品的流通量和存儲量越來越大。它的安全不僅關系到人民生命安全,更牽涉社會的安定。危險品倉儲是儲存有燃燒、爆炸、腐蝕、灼傷、中毒等危險的化工原料及農藥、化肥、化學試劑、化學藥品等物品的倉庫。據統計,在易燃、易爆危險品事故中倉儲造成的事故占有較大的比例。易燃、易爆危險品存儲有很多安全條件,一旦安全條件超出閾值就極易引起燃燒、爆炸或中毒，甚至會造成惡性災害事故。目前危險品倉儲主要靠人工方式監控,存在監控準確度低、監控難度大等問題。

隨著物聯網技術的發展，近期出現了使用無線傳感器網絡技術，適合危險品倉庫應用的無線傳感網系統,可對易燃、易爆等危險品狀態信息進行實時監控,有利于危險品的安全存儲和進行預警,從而減少危險品安全事故的發生。

使用無線傳感器網絡對危險品倉儲進行監控預警，與人工方式相比，監測精度高，實現了危險品倉儲監測的數字化、網絡化、智能化，對于提高危險品倉儲監控預警的總體水平具有重要意義。但該方式也具有較大的局限性，主要表現在：

Zigbee無線傳感器網絡標準規定了三種拓撲結構：星形、樹形和網狀網絡。

星形網絡是一種發散狀的網絡，如圖1(a)所示，協調器負責組建網絡并轉發數據。星形網絡的優點是：結構簡單、設備成本低、沒有路由管理。協調器是分布式處理的中心因此負擔會比較重。缺點是：節點之間的靈活性差、網絡的覆蓋范圍有限、節點數量較少，難以組成規模較大的網絡。

樹形網絡如圖1(b)所示，協調器的功能不是轉發數據而是完成網絡中節點的注冊和網絡管理的功能。樹形網絡的優點是：成本低、網絡覆蓋范圍較大、路由方法簡單。缺點是：結構相對固定，如果其中某個節點斷開網絡將會造成與其相關聯的部分節點脫離網絡，穩定性較差。在危險品倉儲環境中，如果出現燃燒或爆炸，造成節點失效，則會造成部分節點脫離網絡，嚴重時會造成網絡癱瘓，網絡將失去監控報警功能。

網狀網絡如圖1(b)所示，在一個ZigBee網狀網絡中只有一個協調器，但是可以有若干個路由器節點，它們的地位都是平等的，可以與其通信范圍內的所有節點直接通信，網絡內部任何節點都可以相互訪問。可見網狀網絡的優點是：如果網絡中有節點失效離開網絡，與其相關聯的節點會自動找尋其它路由節點加入網絡，實現路由修復和更新網絡拓撲，不會引起網絡分立。節點可以通過多條路徑傳輸數據，提高了網絡的可靠性，同樹形拓撲和星形拓撲相比，網狀拓撲擁有更強的魯棒性。缺點是：當節點數目增加時會加大消息傳遞的延遲和通信開銷。網狀網絡要求路由器節點上運行復雜的應用程序，實現路由修復和最佳路徑選擇，這樣就使得網狀網絡難以組成節點數目較多的中大型網絡，其實現和維護也更加復雜。

此外，Zigbee無線傳感器網絡網管能力很弱，維護難度較大也比較復雜，對信息通路的保護能力較弱，不能實現快速可靠的保護。綜上所述，Zigbee無線傳感器網絡在用于危險品倉儲中，存在一定的局限性。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提出一種基于SDH和Zigbee網狀網的危險品倉儲監控預警系統和方法，具有強大的網管能力，便于維護和快速實現告警；可以構建大型網絡；在節點失效時，具有自愈功能，能在極短的時間內(50ms以內)快速進行保護倒換，使業務自動從故障中恢復傳輸。

本發明所采用的技術方案為：一種危險品倉儲監控預警系統，包括部署在遠離危險品倉庫的安全位置SDH網元以及部署在危險品倉庫內的另外多個SDH網元/Zigbee網關；所述的SDH網元分別與多個SDH網元/Zigbee網關連接；所述的SDH網元通過以太網與監控服務器相連接；所述的監控服務器通過連接線接入到云計算與云存儲平臺進行數據的共享；所述的另外多個SDH網元/Zigbee網關之間通過光纖或無線光網絡相連接。

進一步的說，本發明所述的各個SDH網元/Zigbee網關分別與周邊的zigbee節點組成zigbee網狀網；Zigbee網關中包括zigbee模塊；所述的zigbee模塊做為每個Zigbee網狀網的協調器；組成的Zigbee網狀網的節點數目小于100個節點；網狀網的傳感器節點都為路由器節點。