CN101271615A

CN101271615A - 一种油烟净化无线网络远程监控方法

Info

Publication number: CN101271615A
Application number: CNA2008100259203A
Authority: CN
Inventors: 骆德汉; 汪军
Original assignee: FOSHAN SHUNDE REALDESIGN ELECTRONICS INDUSTRY Co Ltd; Guangdong University of Technology
Current assignee: FOSHAN SHUNDE REALDESIGN ELECTRONICS INDUSTRY Co Ltd; Guangdong University of Technology
Priority date: 2008-01-18
Filing date: 2008-01-18
Publication date: 2008-09-24

Abstract

本发明是一种油烟净化无线网络远程监控方法。包括有如下步骤：1)油烟数据采集***自动感应监测监控点周围环境的有害、易燃气体的浓度及油烟净化机出口处排出的油烟气体浓度，并将相关数据存储在监控点的监控装置的数据采集***中；2)GPRS终端从监控点的监控子站的数据采集***中提取监控数据；3)传输***利用现有的GPRS网和Internet网进行将监控数据传输到监控中心；4)监控中心首先接收并保存监控数据，然后进行数据汇总、整理和综合分析。本发明投资少，且不受环境和地域的限制，就可以实时在线实现油烟净化设备工作状况及油烟的排放情况进行监控，以便环保设备及油烟排污指标的管理监控实现***化、标准化、自动化。同时也便于企业控制其油烟排放量能确保在规定的指标内。

Description

一种油烟净化无线网络远程监控方法

技术领域：

本发明是一种油烟净化无线网络远程监控方法，属于油烟净化无线网络远程监控方法的改造技术。

背景技术：

环境保护、改善生态环境越来越受到各国的重视，但对油烟的监控一直以来还没有切实可行的方法。如对每个区域的油烟净化情况进行网络监控，则构成净化网络监控***所需的监测监控点一般有几万个，采用一般的通信方式，将这几万个监测监控点与控制中心连接起来，投资都非常巨大，成本高，并受环境条件的限制，难于实现。

发明内容：

本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种投资小，成本低，并不受环境条件的限制的油烟净化无线网络远程监控***。本发明可对环境中的油烟污染源进行实时监控，不但可以遏制油烟污染的发生，而且可以为政府部门做出正确决策提供一些科学依据；同时，可以方便污染排放单位看到自己对环境造成的后果，从而适当调整策略，减少污染，共同促进对环境的保护，维护生态平衡。

本发明的技术方案是：一种油烟净化无线网络远程监控方法，包括有如下步骤：

1)油烟数据采集***自动感应监测监控点周围环境的有害、易燃气体的浓度及油烟净化机出口处排出的油烟气体浓度，并将相关数据存储在监控点的监控装置的数据采集***中；

2)GPRS终端从监控点的监控子站的数据采集***中提取监控数据；

3)传输***利用现有的GPRS网和Internet网进行将监控数据传输到监控中心；

4)监控中心首先接收并保存监控数据，然后进行数据汇总、整理和综合分析。

上述监控数据还包括有温度、湿度、气压、污染指数度。

上述油烟数据采集***包括油烟气体传感器、运放电路、A/D转换装置，其中油烟气体传感器的输出端与运放电路的输入端连接，运放电路的输出端与A/D转换装置的输入端连接，A/D转换装置的输入端通过RS232接口与监控装置连接。

上述油烟气体传感器是半导体传感器。

上述GPRS终端包括控制模块、串行通信模块、TCP/IP模块和GPRS无线发送模块，串口通信模块，其中控制模块通过AT指令初始化GPRS无线发送模块，使之附着在GPRS网上，获得网络运营商动态分配给GPRS终端的IP地址，并与目的终端或服务器之间建立网络连接；控制模块控制串口通信模块通过RS232串口向客户***收发数据或指令；控制模块通过RS232串口向TCP/IP模块收发数据；控制模块自主或根据远程控制指令采取的其他操作。

上述通信模块包括TCP/IP协议处理模块和GPRS无线模块，TCP/IP模块通过RS232串口与GPRS无线模块通信，提供非透明和透明两路通道。

上述TCP/IP协议处理模块和GPRS无线模块模块之间有两种传输模式：透明模式和非透明模式，通过软件切换，模块在处于不同的传输模式时，数据流向也有所不同；当传送AT指令集时，模块进入透明模式，可以直接访问GPRS无线模块；当模块进入非透明传输方式时，用户数据从串口进入TCP/IP模块后，先打成TCP/IP包，再经串口发送给GPRS模块，GPRS无线模块把其封装成GPRS分组数据包传到GPRS网上。

上述GPRS无线模块采用SIEMENS公司的MC35GPRS模块。

上述传输***是利用现有的GPRS网和Internet网进行数据传输，具体的数据的传输流程为：

1)GPRS终端通过接口从客户***中取出用户数据；

2)处理后以GPRS分组数据的形式发送到GSM基站或BSS；

3)分组数据经SGSN封装后，发送到GPRS IP骨干网；

上述监控中心包括有通信模块数据库模块、主界面模块，其中通信模块用于和GPRS终端建立基于TCP/IP协议的网络通信，并经协议转换完成数据的接收和发送，作为服务器端子程序随时侦听GPRS终端的连接，向GPRS终端发送各种命令信息，需要时会被主线程调用；数据库模块包括各种有关的设置信息、数据信息的存储、修改、删除和查询，各数据库子程序在必要时被主线程调用；主界面模块是计算机与用户的交互接口，它提供一个可视化的窗口界面给使用者，负责接收使用者的鼠标和键盘事件，给出响应。同时通过调用数据库模块和通信模块的某些子程序来完成后台的通信和数据库操作。

本发明传输***由于利用现有的GPRS网和Internet网进行将监控数据传输到监控中心，GPRS网是国家搭建的公用无线传输平台，利用这个平台，省去了主要的通信设备，不需要多大投资、不受环境和地域的限制，就可以将整个***连接起来。而且GPRS是按数据流量收费的，而被测点的数据流一般只有几个字节，因此，可以大大降低环保监控***的数据传送成本。并且可以实时在线。由于GPRS网是国家公网，用户没有建设投资和维护费用。GPRS传输数据可靠很高，油烟净化无线网络远程监控方法为环保设备及油烟排污指标的管理监控***化、标准化、自动化起到一定的作用，为环保部门及时掌握有关企业的油烟净化设备工作状况及油烟的排放情况，为各种管理和决策提供可靠的数据。使企业的油烟排放量控制在规定的指标内，为基本控制控制油烟污染做出贡献。本发明是一种方便实用的油烟净化无线网络远程监控方法。

附图说明：

图1为本发明油烟数据采集***的原理框图；

图2为本发明GPRS终端的结构图；

图3为本发明串口通信的流程图；

图4为本发明控制模块的流程图；

图5为本发明GPRS通信模块与监控中心连接的通信流程图。

具体实施方式：

实施例：

本发明油烟净化无线网络远程监控方法，包括有如下步骤：

上述监控数据还包括有温度、湿度、气压、污染指数度。

上述油烟数据采集***包括油烟气体传感器、运放电路、A/D转换装置，其中油烟气体传感器的输出端与运放电路的输入端连接，运放电路的输出端与A/D转换装置的输入端连接，A/D转换装置的输入端通过RS232接口与监控装置连接。本实施例中，

油烟气体传感器是油烟机净化器的关键部件，高性能气敏传感器除了能自动感应监测油烟净化机出口处排除的油烟气体浓度是否符合国家规定的标准外，还可以检测天然气、煤气等有害、易燃气体的浓度。该传感器是半导体传感器，工作时可有效的根据油烟气体浓度的变化改变其电阻的大小，通过测量电路和单片计算机处理后实现实时监测和报警功能。含量超过下限值，将自动排气；低于下限值将自动关机；超过最高值将自动报警。

另外，通常的油烟传感器在刚上电之后传感器的电阻值不可能立即稳定，一般刚通电时传感器呈现非常低的低阻状态，然后逐渐进入高阻态并稳定下来。这是由于断电时传感元件的表面吸附着水分和杂散气体，随着通电开始这些水分和杂散气体逐渐脱离，进而使得传感元件的表面状态趋于稳定，这类传感器的电阻值在通电开始的数分钟后才能进入稳定状态，而该传感器无须加热(即冷起动式)，只要主机接通电源，有害、可燃气体超过设定值就能可靠工作，其对多种可燃性气体和液体蒸汽都有敏感性能.器件灵敏度即器件电阻与检测气体浓度具有如下关系：

logRs＝mlogC+n

式中Rs为器件电阻，m、n为常数，m代表器件相对于气体浓度变化的敏感性，n与检测气体灵敏度有关，随元件材料、气体种类而异，并随测试条件而有所不同。

器件在低浓度下器件电阻变化大，而高浓度下，器件电阻变化小。这一特点，非常适宜检测低浓度微量气体。同时根据所使用的气源不同，来设定传感器安置高度，提高传感器的灵敏度和使用寿命，以避免油烟堵塞传感器，因此灵敏度不会因油烟沾污而改变，可靠性较好，使用寿命长。检测电路的结构框图如图3所示。现场传感器主要监测油烟气体中的CO，CO2，NO，NO2，H2S等有害成分，将预定监测项目的测量结果经过放大电路转换成电信号，经过串行A/D转换后标准信号或通过RS232接口传给控制器。

GPRS终端的主要任务是通过油烟采集***的相应接口取出数据，并在处理以后无线发送到GPRS基站，或从监控中心接收远程控制信息，并做相应处理。GPRS终端由控制模块控制串行通信模块、TCP/IP模块和GPRS无线发送模块实现。其结构框图如图2所示。

由于环境监测子站***是基于工控计算机的数据采集***，它们对外界一般都提供有标准的串行接口。同时，现在大多数的单片机、微处理器也都提供有标准的串行接口。所以***可以通过串口通信模块来提取客户***所采集到的环境数据。串口通信的流程图如图3所示。

控制模块工作原理::

1)控制模块通过AT指令初始化GPRS无线模块，使之附着在GPRS网上，获得网络运营商动态分配给GPRS终端的IP地址，并与目的终端或服务器之间建立网络连接；

2)控制模块控制串口通信模块通过RS232串口向客户***收发数据或指令；

3)控制模块通过RS232串口向TCP/IP模块收发数据；

4)控制模块自主或根据远程控制指令采取的其他操作。

控制模块流程图如图4所示。

通信模块包括TCP/IP协议处理模块和GPRS无线模块，GPRS无线模块采用了专业公司的产品，如：SIEMENS公司的MC35GPRS模块。TCP/IP模块通过RS232串口与GPRS无线模块通信，提供非透明和透明两路通道。相对应地，该模块有两种传输模式：透明模式和非透明模式。通过软件切换，模块在处于不同的传输模式时，数据流向也有所不同。当传送AT指令集时，模块进入透明模式，可以直接访问GPRS无线模块；当模块进人非透明传输方式时，用户数据从串口进入TCP/IP模块后，先打成TCP/IP包，再经串口发送给GPRS模块，GPRS无线模块把其封装成GPRS分组数据包传到GPRS网上。图5为GPRS通信模块与监控中心进行连接通信的流程。TCP服务器(监控中心主机)首先建立一个Socket，然后将Socket与本地端口号绑定。绑定成功之后，使用listen()函数将套接字设置为侦听客户机的连接请求；然后实际的连接就可以由accept()函数来完成。当服务器运行到accept()语句时，如果没有客户连接服务请求到来，服务器就会停止在此等待请求的到来。一旦客户机套接字与服务器套接字建立了连接，双方就可以通过Write()和read()函数来发送和接收数据。

传输***是利用现有的GPRS网和Internet网进行数据传输。由于GPRS网本身就是一个分组型数据网，支持TCP/IP、X.25协议，只要用户打开GPRS终端，就已经附着到GPRS网上，GPRS通过允许现存的Interne t和新的GPRS网互通，首次实现了移动Int erne t功能。也就是用户通过GPRS***的网关GGSN就接到互联网，GGSN还提供相应的动态地址分配、路由、域名解析、网络安全和计费等互联网功能。目前，任何一种在固定Internet上的业务通过GPRS同样能在移动网络上实现，具体的数据的传输流程为：

1)GPRS终端通过接口从客户***中取出用户数据；

2)处理后以GPRS分组数据的形式发送到GSM基站(BSS)；

3)分组数据经SGSN封装后，发送到GPRS IP骨干网；

监控中心是无线环境监控***的中枢，也是整个***的关键。要求硬件平台接入Internet网络。油烟监控终端以嵌入式操作***WINCE为平台，采用嵌入式VisualC编程。WINCE是针对嵌入式微控制领域设计的***，主要包括进程管理、内存管理、设备管理、文件管理和网络管理等功能。其内核采用模块化设计，功能模块可以独立添加或卸载，使***运行所需要的内核显著减小，从而减少***代码，合理利用资源。另外，还需要利用TCP/IP协议来完成GPRS业务数据的打包和解包。考虑到成本和具体应用，应对TCP/IP协议进行合理的裁剪，以满足小ROM***的情况。监控中心软件采用VB.NET语言配合SQL Server数据库技术和Socket网络技术分别来实现数据库操作和通信操作。监控中心软件设计要保证***功能的完整性，又要考虑***有较好的扩展性，同时也应有较好的可靠性和兼容性。监控中心软件***可由三部分组成：通信模块数据库模块、主界面模块。通信模块用于和GPRS终端建立基于TCP/IP协议的网络通信，并经协议转换完成数据的接收和发送。作为服务器端子程序随时侦听GPRS终端的连接，向GPRS终端发送各种命令信息，需要时会被主线程调用。

通信部分的主要功能有：

1)通信端口的初始化；

2)开启通信端口并侦听；

3)有连接请求时应答，并完成握手；

4)开始正常接收和发送数据；

5)接收完成，释放连接，关闭通信端口。

各种有关的设置信息、数据信息的存储修改、删除和查询都在数据库模块完成，各数据库子程序在必要时被主线程调用。数据库子模块的主要功能有：

1)对通信模块传递过来的数据进行阀值检测，确定是否报警(或者无效)并做好标记。返回数据状态给界面处理模块。

2)数据存入数据库。

3)监测点信息的添加、修改、删除。

4)通道信息的添加、修改和删除。

5)空气质量级别的API设置信息的添加、修改、删除。

6)根据条件查询满足要求的数据集。

人机界面模块是计算机与用户的交互接口，它提供一个可视化的窗口界面给使用者，负责接收使用者的鼠标和键盘事件，给出响应。同时通过调用数据库模块和通信模块的某些子程序来完成后台的通信和数据库操作。由于VB.NET编程语言具有非常方便的界面设计特性，制作风格一致的友好的窗体界面可以快速地完成。主界面模块可采用多线程技术，保证后台与GPRS终端进行数据传输的同时能及时响应用户的鼠标和键盘命令，提高软件的性能。人机界面模块的主要功能有：1)***启动初始化；2)获取登录用户权限、加载窗体模块、记录日志，日志文件读写操作；3)用户权限管理(用户注册、编辑、删除)；4)统计一段时间的数据，输出油烟质量报表，打印空气质量报表；5)报警功能。

Claims

1、一种油烟净化无线网络远程监控方法，包括有如下步骤：

2、根据权利要求1所述的油烟净化无线网络远程监控方法，其特征在于上述监控数据还包括有温度、湿度、气压、污染指数度。

3、根据权利要求1所述的油烟净化无线网络远程监控方法，其特征在于上述油烟数据采集***包括油烟气体传感器、运放电路、A/D转换装置，其中油烟气体传感器的输出端与运放电路的输入端连接，运放电路的输出端与A/D转换装置的输入端连接，A/D转换装置的输入端通过RS232接口与监控装置连接。

4、根据权利要求1所述的油烟净化无线网络远程监控方法，其特征在于上述油烟气体传感器是半导体传感器。

5、根据权利要求1所述的油烟净化无线网络远程监控方法，其特征在于上述GPRS终端包括控制模块、串行通信模块、TCP/IP模块和GPRS无线发送模块，串口通信模块，其中控制模块通过AT指令初始化GPRS无线发送模块，使之附着在GPRS网上，获得网络运营商动态分配给GPRS终端的IP地址，并与目的终端或服务器之间建立网络连接；控制模块控制串口通信模块通过RS232串口向客户***收发数据或指令；控制模块通过RS232串口向TCP/IP模块收发数据；控制模块自主或根据远程控制指令采取的其他操作。

6、根据权利要求1所述的油烟净化无线网络远程监控方法，其特征在于上述通信模块包括TCP/IP协议处理模块和GPRS无线模块，TCP/IP模块通过RS232串口与GPRS无线模块通信，提供非透明和透明两路通道。

7、根据权利要求1所述的油烟净化无线网络远程监控方法，其特征在于上述TCP/IP协议处理模块和GPRS无线模块之间有两种传输模式：透明模式和非透明模式，通过软件切换，模块在处于不同的传输模式时，数据流向也有所不同；当传送AT指令集时，模块进入透明模式，可以直接访问GPRS无线模块；当模块进入非透明传输方式时，用户数据从串口进入TCP/IP模块后，先打成TCP/IP包，再经串口发送给GPRS模块，GPRS无线模块把其封装成GPRS分组数据包传到GPRS网上。

8、根据权利要求1所述的油烟净化无线网络远程监控方法，其特征在于上述GPRS无线模块采用SIEMENS公司的MC35GPRS模块。

9、根据权利要求1所述的油烟净化无线网络远程监控方法，其特征在于上述传输***是利用现有的GPRS网和Internet网进行数据传输，具体的数据的传输流程为：

1)GPRS终端通过接口从客户***中取出用户数据；

2)处理后以GPRS分组数据的形式发送到GSM基站或BSS；

3)分组数据经SGSN封装后，发送到GPRS IP骨干网。

10、根据权利要求1所述的油烟净化无线网络远程监控方法，其特征在于上述监控中心包括有通信模块数据库模块、主界面模块，其中通信模块用于和GPRS终端建立基于TCP/IP协议的网络通信，并经协议转换完成数据的接收和发送，作为服务器端子程序随时侦听GPRS终端的连接，向GPRS终端发送各种命令信息，需要时会被主线程调用；数据库模块包括各种有关的设置信息、数据信息的存储、修改、删除和查询，各数据库子程序在必要时被主线程调用；主界面模块是计算机与用户的交互接口，它提供一个可视化的窗口界面给使用者，负责接收使用者的鼠标和键盘事件，给出响应。同时通过调用数据库模块和通信模块的某些子程序来完成后台的通信和数据库操作。