專利名稱：基于嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的多傳感器采集控制的危險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種危險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)，尤其是一種基于嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的危險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
傳感器技術(shù)已經(jīng)普遍應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的眾多領(lǐng)域，主要目的在于實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)技術(shù)參量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，例如，氣體濃度、溫度、工作面垂直或傾斜角度、速度、壓力等參量?，F(xiàn)有的危險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)，是以普通計(jì)算機(jī)或工控機(jī)為核心，對(duì)傳感器信號(hào)進(jìn)行采集， 將采集到的數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)定好的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比對(duì)，超標(biāo)準(zhǔn)值后即發(fā)出聲、光預(yù)警信號(hào)。這樣的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，雖然使用了數(shù)字化的傳感器，但是，從根本上講實(shí)現(xiàn)的還是類似于模擬系統(tǒng)中開關(guān)量的報(bào)警功能，無(wú)法實(shí)現(xiàn)智能化預(yù)警和事故源分析功能?，F(xiàn)有的預(yù)警系統(tǒng)由于其信息處理的算法和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使得它無(wú)法實(shí)現(xiàn)智能化預(yù)警功能，更不能對(duì)泄漏事故的擴(kuò)散方向進(jìn)行預(yù)測(cè)和源頭定位。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的多傳感器采集控制的危險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)以解決上述技術(shù)問題。通過(guò)對(duì)大量的、多種類型的傳感器進(jìn)行信號(hào)采集，采用基于 D-S證據(jù)理論的數(shù)據(jù)融合方法進(jìn)行智能化數(shù)據(jù)分析，從而實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)預(yù)警、擴(kuò)散漂移過(guò)程分析功能，特別是用于火險(xiǎn)分析、劇毒、危險(xiǎn)氣體的事故泄漏預(yù)警和事故源分析工作中。本系統(tǒng)采用了設(shè)備故障診斷和信號(hào)傳輸路徑故障分析技術(shù)以及預(yù)警信息雙回路傳輸策略，極大地提高了系統(tǒng)自身的穩(wěn)定性和預(yù)警功能的可靠性。本發(fā)明的危險(xiǎn)預(yù)警裝置，其包括中央處理單元；SDRAM ；NAND閃存；網(wǎng)絡(luò)接口和串行數(shù)據(jù)接口 ；傳感器采集控制模塊，用于實(shí)現(xiàn)與數(shù)字式采集器的通訊，按設(shè)定的時(shí)間間隔， 讀取傳感器測(cè)量值；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)從傳感器采集到的數(shù)據(jù)；擴(kuò)散漂移預(yù)測(cè)模塊， 用于根據(jù)所述傳感器采集到的數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)所述危險(xiǎn)的擴(kuò)散漂移方向；事故源分析模塊，用于分析所述傳感器采集到的數(shù)據(jù)，從而確定事故源；系統(tǒng)故障診斷模塊，用于診斷所述網(wǎng)絡(luò)接口、串行接口所連接的通信線路故障；短信報(bào)警模塊，用于通過(guò)所述串行數(shù)據(jù)接口發(fā)送危險(xiǎn)預(yù)警信息和通信設(shè)備故障報(bào)
Sfc目。本發(fā)明的危險(xiǎn)預(yù)警裝置，還包括所述中央處理單元為嵌入式處理單元，所述擴(kuò)散漂移預(yù)測(cè)模塊和事故源分析模塊采用基于D-S證據(jù)理論的數(shù)據(jù)融合方法進(jìn)行智能化數(shù)據(jù)分析。本發(fā)明的危險(xiǎn)預(yù)警裝置，還包括所述網(wǎng)絡(luò)接口用于連接信號(hào)采集網(wǎng)絡(luò)和用于數(shù)據(jù)備份和分析的上一級(jí)網(wǎng)絡(luò)，所述信號(hào)采集網(wǎng)絡(luò)由至少一個(gè)傳感器和至少一個(gè)所述數(shù)字式采集器連接組成，所述上一級(jí)網(wǎng)絡(luò)可以是遠(yuǎn)程的hternet也可以是企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)htranet。本發(fā)明的危險(xiǎn)預(yù)警裝置，還包括所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，其存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中包括了精確的時(shí)間標(biāo)識(shí)字段以及傳感器的安裝位置坐標(biāo)字段。本發(fā)明的危險(xiǎn)預(yù)警裝置，還包括可以設(shè)定為同時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口和串行數(shù)據(jù)接口發(fā)出所述預(yù)警信息。本發(fā)明的危險(xiǎn)預(yù)警裝置，還包括用于火險(xiǎn)預(yù)警和/或危險(xiǎn)氣體泄漏預(yù)警。本發(fā)明以嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)代替PC機(jī)式的處理主機(jī)，并將基于D-S證據(jù)理論的數(shù)據(jù)融合算法集成在嵌入式系統(tǒng)內(nèi)，大大提高了系統(tǒng)的集成度，雙預(yù)警回路的設(shè)計(jì)，提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。同時(shí)，降低了系統(tǒng)的功耗。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。附圖1是本發(fā)明嵌入式危險(xiǎn)預(yù)警服務(wù)器硬件結(jié)構(gòu)示例。附圖2是本發(fā)明預(yù)警系統(tǒng)的一個(gè)結(jié)構(gòu)示例。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。在此之前需要說(shuō)明的是，本說(shuō)明書及權(quán)利要求書中所使用的術(shù)語(yǔ)或詞語(yǔ)不能限定解釋為通常的含義或辭典中的含義，而應(yīng)當(dāng)立足于為了以最佳方式說(shuō)明其發(fā)明人可以對(duì)術(shù)語(yǔ)的概念進(jìn)行適當(dāng)定義的原則解釋為符合本發(fā)明技術(shù)思想的含義和概念。隨之，本說(shuō)明書所記載的實(shí)施例和附圖中表示的結(jié)構(gòu)只是本發(fā)明最佳實(shí)施例之一，并不能完全代表本發(fā)明的技術(shù)思想，因此應(yīng)該理解到對(duì)于本發(fā)明而言可能會(huì)存在能夠進(jìn)行替換的各種等同物和變形例。如圖1所示，嵌入式結(jié)構(gòu)的火險(xiǎn)預(yù)警服務(wù)器的核心硬件包括ARM處理器、SDRAM、 NAND、兩個(gè)網(wǎng)口、兩個(gè)串口，以及其他輔助器件。核心軟件包括=Berkeley DB數(shù)據(jù)庫(kù)，用于存儲(chǔ)從傳感器采集到的數(shù)據(jù)；傳感器采集控制軟件，用于實(shí)現(xiàn)與數(shù)字式采集器的通訊，按設(shè)定的時(shí)間間隔，讀取傳感器測(cè)量值；擴(kuò)散漂移預(yù)測(cè)模塊，用于根據(jù)所述傳感器采集到的數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)所述危險(xiǎn)的擴(kuò)散漂移方向；事故源分析模塊，用于分析所述傳感器采集到的數(shù)據(jù)，從而確定事故源；系統(tǒng)故障診斷模塊，用于診斷所述網(wǎng)絡(luò)接口所連接的通信線路故障；短信報(bào)警模塊，用于通過(guò)所述串行數(shù)據(jù)接口發(fā)送危險(xiǎn)預(yù)信息和通信設(shè)備故障報(bào)警。其中，擴(kuò)散漂移預(yù)測(cè)模塊和事故源分析模塊采用基于D-S證據(jù)理論的數(shù)據(jù)融合方法進(jìn)行智能化數(shù)據(jù)分析。如圖2所示，火險(xiǎn)預(yù)警服務(wù)器的連接在兩個(gè)不同的網(wǎng)絡(luò)上，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)是由傳感器和數(shù)字式采集器連接組成的信號(hào)采集網(wǎng)絡(luò)，另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)是用于數(shù)據(jù)備份和分析的上一級(jí)網(wǎng)絡(luò)，可是遠(yuǎn)程的hternet也可以是企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)htranet?；痣U(xiǎn)預(yù)警服務(wù)器具有兩個(gè)串口，其中一個(gè)用于連接GPRS/GSM無(wú)線設(shè)備，其功能是以短信方式發(fā)送預(yù)信息，當(dāng)hternet/Intranet網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障不能保證預(yù)警信息正確地通過(guò)網(wǎng)絡(luò)送達(dá)時(shí)，GPRS/GSM設(shè)備將會(huì)向預(yù)設(shè)的手機(jī)發(fā)出短信，在特定需要的場(chǎng)所，也可以設(shè)定為網(wǎng)絡(luò)和GPRS/GSM雙路同時(shí)發(fā)出預(yù)警信息，以保證預(yù)警信息發(fā)來(lái)的可靠性。當(dāng)出現(xiàn)通訊路線故障時(shí)，系統(tǒng)的故障診斷、分析模塊會(huì)自動(dòng)通過(guò)GPRS/GSM短信方式發(fā)出設(shè)備故障報(bào)警?；痣U(xiǎn)預(yù)警服務(wù)器中數(shù)據(jù)庫(kù)僅保存其所處子網(wǎng)范圍內(nèi)的傳感器信息，當(dāng)傳感器數(shù)據(jù)過(guò)多需要?jiǎng)澐譃槎鄠€(gè)子網(wǎng)時(shí)，則需要組成以火險(xiǎn)預(yù)警服務(wù)器為節(jié)點(diǎn)的傳感器網(wǎng)絡(luò)，大量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在hternet/Intranet網(wǎng)絡(luò)中的指定數(shù)據(jù)庫(kù)中，為數(shù)據(jù)分析提供支持。火險(xiǎn)預(yù)警服務(wù)器中內(nèi)嵌基于D-S證據(jù)理論的數(shù)據(jù)融合算法，并且可由用戶自定義預(yù)警參數(shù)，參數(shù)的設(shè)定通過(guò)Internet/Intranet訪問火險(xiǎn)預(yù)警服務(wù)器的web頁(yè)面來(lái)完成。從傳感器采集到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫(kù)中的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中包括了精確的時(shí)間標(biāo)識(shí)字段以及傳感器的安裝位置坐標(biāo)字段，為擴(kuò)散漂移的預(yù)測(cè)算法和事故源的分析功能提供數(shù)據(jù)支持。需要注意的是，盡管本發(fā)明已參照具體實(shí)施方式
進(jìn)行描述和舉例說(shuō)明，但是并不意味著本發(fā)明限于這些描述的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以從中衍生出許多不同的變體，它們都將覆蓋于本發(fā)明權(quán)利要求的真實(shí)精神和范圍中。本發(fā)明的實(shí)施例有較佳的實(shí)施性，且并非對(duì)本發(fā)明作任何形式的限制，任何熟悉該領(lǐng)域的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容變更或修飾為等同的有效實(shí)施例，但凡未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何修改或等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種危險(xiǎn)預(yù)警裝置，包括 中央處理單元；SDRAM ； NAND閃存；網(wǎng)絡(luò)接口和串行數(shù)據(jù)接口；傳感器采集控制模塊，用于實(shí)現(xiàn)與數(shù)字式采集器的通訊，按設(shè)定的時(shí)間間隔，讀取傳感器測(cè)量值；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)從傳感器采集到的數(shù)據(jù)；擴(kuò)散漂移預(yù)測(cè)模塊，用于根據(jù)所述傳感器采集到的數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)所述危險(xiǎn)的擴(kuò)散漂移方向；事故源分析模塊，用于分析所述傳感器采集到的數(shù)據(jù)，從而確定事故源； 系統(tǒng)故障診斷模塊，用于診斷所述網(wǎng)絡(luò)接口、串行接口所連接的通信線路故障； 短信報(bào)警模塊，用于通過(guò)所述串行數(shù)據(jù)接口發(fā)送危險(xiǎn)預(yù)警信息和通信設(shè)備故障報(bào)警。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的危險(xiǎn)預(yù)警裝置，其特征在于 所述中央處理單元為嵌入式處理單元。所述擴(kuò)散漂移預(yù)測(cè)模塊和所述事故源分析模塊采用基于D-S證據(jù)理論的數(shù)據(jù)融合方法進(jìn)行智能化數(shù)據(jù)分析。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的危險(xiǎn)預(yù)警裝置，其特征在于所述網(wǎng)絡(luò)接口用于連接信號(hào)采集網(wǎng)絡(luò)和用于數(shù)據(jù)備份和分析的上一級(jí)網(wǎng)絡(luò)，所述信號(hào)采集網(wǎng)絡(luò)由至少一個(gè)傳感器和至少一個(gè)所述數(shù)字式采集器連接組成，所述上一級(jí)網(wǎng)絡(luò)可以是遠(yuǎn)程的hternet也可以是企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)htranet。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的危險(xiǎn)預(yù)警裝置，其特征在于所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，其存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中包括了精確的時(shí)間標(biāo)識(shí)字段以及傳感器的安裝位置坐標(biāo)字段。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的危險(xiǎn)預(yù)警裝置，其特征在于可以設(shè)定為同時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口和串行數(shù)據(jù)接口發(fā)出所述預(yù)警信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5之一所述的危險(xiǎn)預(yù)警裝置，其特征在于 用于火險(xiǎn)預(yù)警和/或危險(xiǎn)氣體泄漏預(yù)警。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的多傳感器采集控制的危險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)，其通過(guò)對(duì)大量的、多種類型的傳感器進(jìn)行信號(hào)采集，采用基于D-S證據(jù)理論的數(shù)據(jù)融合方法進(jìn)行智能化數(shù)據(jù)分析，從而實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)預(yù)警、擴(kuò)散漂移過(guò)程分析功能，特別是用于火險(xiǎn)分析、劇毒、危險(xiǎn)氣體的泄漏事故預(yù)警和事故源分析工作中。本發(fā)明以嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)代替PC機(jī)式的處理主機(jī)，并將基于D-S證據(jù)理論的數(shù)據(jù)融合算法集成在嵌入式系統(tǒng)內(nèi)，提高了系統(tǒng)的集成度，雙預(yù)警回路的設(shè)計(jì)，提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。同時(shí)，降低了系統(tǒng)的功耗。
文檔編號(hào)G08B25/00GK102385790SQ20111031786
公開日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月19日
發(fā)明者何進(jìn)波, 劉夢(mèng)婷, 程禮盛, 蔡中華, 鄭小平 申請(qǐng)人:何進(jìn)波, 鄭小平