專利名稱：一種基于wsn的石油、化工設備泄漏監控系統的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于石化監控設備領域，尤其是一種基于WSN的化工設備泄漏監控系統。
背景技術：
石油、化工石化行業是我國的支柱產業之一，在國民經濟發展中起著舉足輕重的作用。石化生產過程中所使用的原料、輔料絕大多數屬易燃、易爆或高(劇)毒物質，一旦泄漏，易形成爆炸性混合物發生燃燒、爆炸，導致人員傷亡、環境污染，甚至生態災難。許多石油、化工企業對安全生產事故的重視程度日益提高并投入了大量資金進行設備改造、隱患治理，例如修建消防通道、安裝儲罐冷卻水、加固防火提、安裝流量計、控制閥控制裝車流速、安裝紅外探測感應器以及建立自動噴淋滅火系統等措施。但是，采用上述技術方案仍存在以下問題(1)采用有線監控設備的監控技術相對落后，且由人工在監控中心值班監視或報警器報警，由操作人員采取防范措施，這種方式不利于事故發生后的快速應急處置， 而且在事故預警方面效果更差；( 對事故現場應急信息實時獲取的技術研究滯后，缺少相應的應急信息采集設備；C3)現場設備監控傳感器數據采集、融合、分析的智能化、自動化水平還很低；(4)事故發生之后，由于濃煙(霧)、劇毒、高溫等因素，人員難以靠近現場， 確認事故源或泄漏點難度很大，為事故處理帶來很大困難。
發明內容本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供一種設計合理、泄漏檢測及時準確并且自動化處理水平高的一種基于WSN的石油、化工設備泄漏監控系統。本實用新型解決其技術問題是采取以下技術方案實現的一種基于WSN的石油、化工設備泄漏監控系統，包括監控中心、無線傳感器網絡和局域網，所述的無線傳感器網絡由遠程控制終端、多個安裝在監測區域內容易產生泄漏部位的無線傳感器及PC機連接構成，該PC機及監控中心共同連接到局域網上。而且，所述的遠程控制終端由機殼及其內部的控制電路連接構成，控制電路包括電源模塊、主控制器、數據采集模塊、射頻模塊、按鍵模塊及通信接口，電源模塊與主控制器、數據采集模塊、射頻模塊相連接為其供電，主控制器通過I/O接口與數據采集模塊、射頻模塊、按鍵模塊及通信模塊相連接，通信模塊通過通信接口與PC機相連接。而且，所述的射頻模塊為SmartNode模塊或CCM30模塊。而且，所述的主控制器為MC9S08GT60微處理器芯片，所述的通信模塊為USB FT232B14 芯片。而且，所述的無線傳感器為氣體濃度傳感器、溫度傳感器和濕度傳感器的其中一種或一種以上的組合。而且，所述的監控中心由安裝有監控程序的計算機構成并安裝在監控室內。而且，所述的局域網上還連接有能夠控制監控中心工作的用戶終端。[0012]本實用新型的優點和積極效果是1、本監控系統將各種類型的無線傳感器安裝在容易產生泄漏部位的石油、化工設備上構成無線傳感器網絡(WIRELESS SENSOR NETWORK)，能夠及時檢測出泄漏情況并通過無線傳感器網絡經遠程控制終端發送給監控中心，由監控中心自動進行關閉閥門等處理任務，避免了由于泄漏引發的燃燒、爆炸等事故的發生，保證了石油、化工生產的安全運行。2、本監控系統的監控中心通過對接收數據的分析，不僅可以及時了解分布在現場的設備運行情況并能對事故發生產生預警功能，同時對于事故發生地點能夠做出準確的判斷，便于及時處理泄漏事故。3、本監控系統的遠程控制終端也可以獨立運行，由遠程控制終端對本監控區域的設備進行監控處理操作，提高了監控系統的靈活性。4、本實用新型設計合理，通過無線傳感器網絡與監控中心相結合的方式實現對石油、化工設備的泄漏檢測功能，既可以對現場事故做出預警處理，又為及時處理泄漏事故提供可靠的依據，保證了生產的安全運行，提高了生產管理的自動化水平。
圖1是本實用新型的系統連接示意圖；圖2是無線傳感器網絡的連接示意圖；圖3是遠程控制終端的控制電路方框圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型實施例做進一步詳述一種基于WSN的石油、化工設備泄漏監控系統，如圖1所示，包括監控中心、無線傳感器網絡和用戶終端，監控中心、無線傳感器網絡及用戶終端通過局域網連接在一起。監控中心通常安裝在監控室內，該監控中心由安裝有監控程序的計算機構成，還可以連接打印機或UPS等設備，能夠對無線傳感器網絡傳送過來的數據進行歸整、分析，然后通過顯示窗口實時、清晰地顯示無線傳感器網絡運行狀況的相關信息，還可以打印、存儲和查詢分析這些信息，當監控中心檢測到故障發生時，能夠及時在監視屏幕上顯示報警信息并發出聲音告警，提醒監控人員及時處理；當監控人員不在時，可以自動啟動事故處理應急方案，通過遠程控制終端關閉掉相關閥門，并通過GSM通信網給工作人員手機發送短消息，工作人員得到短消息后，使用用戶終端通過監控中心對泄漏事故進行相關處理。無線傳感器網絡，如圖2所示，由遠程控制終端、多個分布于監測區域內的無線傳感器(圖中相互連接的圓圈所示)及PC機連接構成，同一基站范圍內的無線傳感器構成一個基于ZigBee的本地無線網絡。下面分別對無線傳感器網絡中的各個組成部分分別進行說明。遠程控制終端在本地無線網絡中充當匯聚各傳感器節點的作用，能夠匯總本地無線網絡的無線傳感器狀態信息、線路電壓電流，并通過PC機與監控中心實現數據傳輸功能。該遠程控制終端，由機殼及其內部的控制電路連接構成，如圖3所示，機殼內的控制電路包括電源模塊、主控制器、數據采集模塊、射頻模塊、按鍵模塊及通信接口，其具體連接關系為電源模塊與主控制器、數據采集模塊、射頻模塊相連接為其供電，主控制器通過I/O接口與數據采集模塊、射頻模塊、按鍵模塊及通信模塊相連接，通信模塊通過通信接口與PC 機相連接。上述各個模塊的功能為數據采集模塊使用傳感器進行數據采集并將各種無線傳感器(如氣體濃度、溫度、濕度等)采集的其他信號(如光信號、電信號、化學信號)轉變為數字信號并送給主控制器；主控制器負責控制整個遠程控制終端的處理操作、路由協議、同步定位、功耗管理、任務管理以及需要實現網絡安全可靠的通信協議；射頻模塊負責與其他無線傳感器進行無線通信、交換控制消息和收發采集數據；電源模塊由兩節堿性電池或微型紐扣電池組成，為整個控制電路供電。在本實施例中，主控制器采用MC9S08GT60 嵌入式微處理器芯片，射頻模塊采用SmartNode模塊或CCM30模塊，通信模塊采用USB FT232B14 芯片。無線傳感器安裝在石油、化工設備容易產生泄漏的關鍵部位，例如接頭、閥門、機械密封、墊片、密封填料、玻璃觀測窗、檢查口、計量儀表等處，負責檢測氣體、液體及控制閥門的運行，無線傳感器通過多跳通信協議與遠程控制終端進行數據傳輸功能，各個無線傳感器通過接收遠程控制終端發送來的指令來執行開關閥門的操作及快速處理泄漏事故。PC 機內安裝有遠程控制程序，該PC機一方面與遠程控制終端相連接，另一方面通過局域網與監控中心相連接，實現雙向通信功能。需要強調的是，本實用新型所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本實用新型并不限于具體實施方式
中所述的實施例，凡是由本領域技術人員根據本實用新型的技術方案得出的其他實施方式，同樣屬于本實用新型保護的范圍。
權利要求1.一種基于WSN的石油、化工設備泄漏監控系統，其特征在于包括監控中心、無線傳感器網絡和局域網，所述的無線傳感器網絡由遠程控制終端、多個安裝在監測區域內容易產生泄漏部位的無線傳感器及PC機連接構成，該PC機及監控中心共同連接到局域網上。
2.根據權利要求1所述的一種基于WSN的石油、化工設備泄漏監控系統，其特征在于 所述的遠程控制終端由機殼及其內部的控制電路連接構成，控制電路包括電源模塊、主控制器、數據采集模塊、射頻模塊、按鍵模塊及通信接口，電源模塊與主控制器、數據采集模塊、射頻模塊相連接為其供電，主控制器通過I/O接口與數據采集模塊、射頻模塊、按鍵模塊及通信模塊相連接，通信模塊通過通信接口與PC機相連接。
3.根據權利要求2所述的一種基于WSN的石油、化工設備泄漏監控系統，其特征在于 所述的射頻模塊為SmartNode模塊或CCM30模塊。
4.根據權利要求2所述的一種基于WSN的石油、化工設備泄漏監控系統，其特征在于 所述的主控制器為MC9S08GT60微處理器芯片，所述的通信模塊為USB FT232B14芯片。
5.根據權利要求1所述的一種基于WSN的石油、化工設備泄漏監控系統，其特征在于 所述的無線傳感器為氣體濃度傳感器、溫度傳感器和濕度傳感器的其中一種或一種以上的組合。
6.根據權利要求1所述的一種基于WSN的石油、化工設備泄漏監控系統，其特征在于 所述的監控中心由安裝有監控程序的計算機構成并安裝在監控室內。
7.根據權利要求1所述的一種基于WSN的石油、化工設備泄漏監控系統，其特征在于 所述的局域網上還連接有能夠控制監控中心工作的用戶終端。
專利摘要本實用新型涉及一種基于WSN的石油、化工設備泄漏監控系統，包括監控中心、無線傳感器網絡和局域網，所述的無線傳感器網絡由遠程控制終端、多個安裝在監測區域內容易產生泄漏部位的無線傳感器及PC機連接構成，該PC機及監控中心共同連接到局域網上。本實用新型設計合理，通過無線傳感器網絡與監控中心相結合的方式實現對石油、化工設備的泄漏檢測功能，既可以對現場事故做出預警處理，又為及時處理泄漏事故提供可靠的依據，保證了生產的安全運行，提高了生產管理的自動化水平。
文檔編號G05B19/418GK201965471SQ201020672359
公開日2011年9月7日 申請日期2010年12月22日 優先權日2010年12月22日
發明者張翠宣, 徐紅升, 薄永軍, 趙建國, 鄭勇峰 申請人:天津渤海職業技術學院