[發明專利]基于物聯網的油氣管道遠程數據采集系統

在審

• 申請號: 201711353009.0
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN107835261A
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: 梁駿飛
• 申請（專利權）人: 佛山三維二次方科技有限公司
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;F17D5/00
• 代理公司: 佛山幫專知識產權代理事務所(普通合伙)44387
• 代理人: 顏春艷

技術領域

本發明涉及一種基于物聯網的油氣管道遠程數據采集系統。

背景技術

隨著油氣管道在線監測技術的發展，搭建一種基于物聯網的油氣管道遠程數據采集系統。利用數據采集節點終端采集油氣管道的溫度以及管道泄漏彈性波的信號數據，配合數據匯聚節點將信號數據上傳至阿里云服務器；利用Workerman框架建立一個監聽服務器端口的Worker容器，以監聽數據匯聚節點上傳數據；采用PHP Laraval這一MVC后臺管理框架；利用其中的數據庫交互機制Eloquent ORM，通過Active Record實現與數據庫的交互；采用Vue.js前端Java Script MVC框架，搭建一個單頁面界面；利用Highchats呈現管道的信號數據圖形。用戶可以利用瀏覽器即時登陸軟件系統查看油氣管道的實時信號數據，擺脫了單獨使用傳感器網絡的規模距離限制，實現了對油氣管道的全天候遠程實時監控。

管道運輸具有建設周期短、運輸量大、耗能低、成本少、效益好等特點。此外管道運輸對于原油等特殊資源的運輸還具有良好的安全性和連續性。造成管道泄漏主要的原因有腐蝕穿孔、人為破壞等，一般不會出現在主干線上，而是大量出現在支線管道上。中國的石油管道鋪設距離長，一般深埋在地下2～3m的位置，通過探測儀和人力巡查的方法不能及時對油氣管道進行全面的監控，無法有效的保障油氣管道的安全。為了降低管道泄漏事故率，針對多種監測信號源開展了管道泄漏定期檢修系統與技術的研究，常用的監測信號源包括壓力、流量、泄漏聲音等。2種典型的管道泄漏定期檢修系統：①Smartball系統，由加拿大Pure Technologies公司發明，其融合利用了聲音、壓力、溫度的傳感器信息，實現了對油氣管道微小泄漏的檢測，克服了傳統利用壓力、流量、氣體追蹤等方法無法檢測微小泄漏的缺陷；②水下聽聲器監測系統，利用管道機器人引導水下聽聲器，實現了對管道泄漏聲學信號的檢測。為了及時發現泄漏事故并精確地定位泄漏源，管道泄漏的實時監測技術研究得到了廣泛的開展，有3種典型的管道泄漏事故實時監測系統：①Smart Pipe系統，其將光纖傳感器貼近管道埋設，通過監測管道外表面溫度的實時變化，實現管道泄漏源的識別與定位，但該系統對光纖質量及其安裝要求非常高；②MEMS加速度傳感器管網監測系統利用加速度傳感器監測管道振動信號，實現管道泄漏事故的報警；③聲發射傳感器管網監測系統聲發射傳感器監測微泄漏信號，通過對相應波形進行頻譜分析，實現管道泄漏事故的報警和泄漏源的精確定位。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提出一種基于物聯網的油氣管道遠程數據采集系統，擺脫了傳感器網絡的規模距離限制，旨在利用云平臺技術為已有的理論研究提供大量實時的管道信號數據。以推進大數據、云平臺以及物聯網技術在管道實時監測技術中的應用進程，使管道監測更加智慧化、實時化、便捷化。

根據上述發明目的，本發明通過以下技術方案來實現：

一種基于物聯網的油氣管道遠程數據采集系統，包括數據采集節點、數據匯聚節點、云服務器、云控制軟件，所述數據采集節點用于采集油氣管道的信號數據，利用基于IEEE802.15.4標準的無線傳感器網絡協議將信號數據上傳至數據匯聚節點，數據匯聚節點響應請求后，利用SIM900A的GPRS功能，將采集到的壓力、流量、溫度等數據發送至云服務器的TCP端口；利用瀏覽器登陸基于物聯網的油氣管道遠程數據采集系統，點擊圖表數據顯示區即可方便查看油氣管道的信號實時數據，很好地展現出來無線傳感器網絡所采集的信號數據；擺脫了單獨使用傳感器網絡規模和距離的限制，實現了對油氣管道全天候的遠程實時數據采集。

作為優選地，基于物聯網的油氣管道遠程數據采集系統的硬件主要包括：數據采集節點和數據匯聚節點，其中數據采集節點包括：傳感器模塊、Zig Bee發送模塊、SD卡儲存模塊構成；數據匯聚節點包括：Zig Bee接收模塊、GPRS模塊。

作為優選地，所述數據采集節點由電源模塊、傳感存儲模塊及Zig Bee發送模塊組成，所述電源管理模塊為Zig Bee發送模塊，提供工作電源和傳感存儲模塊的參考電壓；傳感存儲模塊采集和存儲油氣管道的信號數據，所述Zig Bee發送模塊將傳感器中的信號數據上傳至數據匯聚節點。