CN115439998B - 一种危化品仓库云数联动监测分级报警*** - Google Patents

一种危化品仓库云数联动监测分级报警*** Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种危化品仓库云数联动监测分级报警***，包括依次连接的前端传感器模组、若干智能网关、数据库和云平台，所述云平台和若干智能网关连接；所述前端传感器模组用于采集危化品仓库的环境数据并发送给每个智能网关，每个智能网关将接收到的环境数据进行格式统一后经由数据库发送至云平台；当所述前端传感器模组采集的环境数据异常时则触发报警，并将报警信息发送至每个智能网关；每个智能网关根据接收到的环境数据判断报警信息是否正确，若正确，则将报警信息通过数据库发送至云平台；所述云平台根据接收到的环境数据再次判断报警信息是否正确确。本发明能够有效保证危化品仓库的安全。

Description

一种危化品仓库云数联动监测分级报警***
技术领域
本发明涉及危化品监测技术领域，特别是涉及一种危化品仓库云数联动监测分级报警***。
背景技术
危化品仓储是危险化学品全过程管理中的重要阶段，若发生化学品起火、渗漏和***等事故会严重危害人员安全并导致经济损失。因此，实时监控危化品仓库中的有害或易燃气体浓度、温湿度等参数可以有效预防事故的发生。
随着物联网技术研究的不断深入，信息的获取愈发便捷，数据传输量也不断增加。但现阶段通过无线传感网络获取到的原始信息因为信息形式和内容不统一、信息时空关系不一致，上报格式不统一等原因而具有显著的不确定性。此外，当事件判断形成结果时，工作人员难以在第一时间赶往现场，因此及时对事故现场的相关设备进行远程动作也尤为重要。
目前，危险化学品的常规监测方法主要是完成易燃易爆气体的周期监测，在发生异常情况下无明显的报警措施，需要大量人力物力开展定时观测，且监测设备由于来自不同的厂家导致报警的方式不同，无法形成统一的、简便的监控手段，急需一种支持事件型状态消息激活和多元融合综合信息采集报警***。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种危化品仓库云数联动监测分级报警***，通过两级报警判断，并在判断过程中进行融合分析，能够有效保证危化品仓库的安全。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种危化品仓库云数联动监测分级报警***，包括依次连接的前端传感器模组、若干智能网关、数据库和云平台，所述云平台和若干智能网关连接；所述前端传感器模组用于采集危化品仓库的环境数据并发送给每个智能网关，每个智能网关将接收到的环境数据进行格式统一后经由数据库发送至云平台；
当所述前端传感器模组采集的环境数据异常时则触发报警，并将报警信息发送至每个智能网关；每个智能网关根据接收到的环境数据判断报警信息是否正确，并将报警信息通过数据库发送至云平台；所述云平台根据接收到的环境数据再次判断报警信息是否正确。
所述每个智能网关根据接收到的环境数据判断报警信息是否正确，具体为：每个智能网关按预设权重由高到低判断前端传感器模组中各个传感器采集的环境数据是否超标，若至少一个传感器采集的环境数据超标，则所述智能网关判断前端传感器模组的报警信息正确，并发送报警信息至数据库形成前端报警。
所述每个智能网关根据接收到的环境数据判断报警信息是否正确，还包括：将温度传感器或湿度传感器采集的数据与图像传感器采集的图像数据进行联合分析，来判断前端传感器模组的报警信息是否正确。
所述将温度传感器或湿度传感器采集的数据与图像传感器采集的图像数据进行联合分析，具体为：
若温度传感器采集的温度数据≥温度阈值、且图像传感器采集的图像数据检存在火焰或烟雾，则前端传感器模组的报警信息正确；
若湿度传感器采集的湿度数据≥湿度阈值、且图像传感器采集的图像数据的地面湿度≥地面湿度阈值，则前端传感器模组的报警信息正确。
所述云平台根据接收到的环境数据再次判断报警信息是否正确，还包括：所述云平台通过判别引起所述前端报警的智能网关数量是否超过预设数量，来判断报警信息是否正确。
所述智能网关连接有设置在危化品仓库内的风机和水泵，当所述智能网关根据接收到的环境数据判断报警信息正确时，则控制所述风机或水泵启动。
当所述云平台根据接收到的环境数据再次判断报警信息正确时，则所述云平台启动后端报警。
当所述云平台根据接收到的环境数据再次判断报警信息是否正确时，若所述云平台判断的报警信息和智能网关判断的报警信息不一致时，则所述云平台通过智能网关重新控制所述风机或水泵启动。
有益效果
由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明为危化品仓库的存储和管理提供了新的解决方案和手段，使各类敏感元件能够做到信息融合、统一管理，实现更高效的现场监控和调度；本发明通过云数联动综合信息判断，减少了事故误报的可能，同时提高了现场联动处置的效率和事故发生时的信息获取速度。
附图说明
图1是本实施方式的***总体架构示意图；
图2是本实施方式的***工作流程图；
图3是本实施方式的前端报警流程图；
图4是本实施方式的后端报警流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明的实施方式涉及一种危化品仓库云数联动监测分级报警***，请参阅图1，包括互相连接的前端和后端，前端包括依次连接的前端传感器模组和智能网关，后端包括依次连接的数据库和云平台。前端传感器模组通过有线和无线通信方式集成温度、湿度、一氧化碳浓度、甲烷浓度、风速、风向、水压、图像等多类敏感元件，通过智能网关汇总数据、云平台融合判断及云数联动实现对监测库房内外环境、危险化学品堆放形态以及消防救援设施等***数据在线采集以及多源数据本地融合分析报警。
以下对本实施方式进行详细介绍：
前端传感器模组用来感知仓库内各类环境数据，除风速、风向传感器外都具备事件触发功能；智能网关具备处理前后端通信、传感器不同数据格式的统一和前端报警功能。当传感器出现异常数据时会触发声光报警，智能网关经本地判决报警信息正确后可控制现场风机或水泵等设备启动，同时发送事件包(由报警信息生成)到数据库形成前端报警，由云平台执行进一步判决处理。智能网关判决的前端报警为一级报警，云平台判决的后端报警为二级报警。
需要注意的是，智能网关会发送数据包给数据库，再由数据库传送至云平台。数据包包括事件包和周期包，事件包由智能网关的报警信息生成，能够即时上传云平台；周期包为正常的传感器数据采集信息，周期性地上传至云平台。
进一步地，每个智能网关按预设权重由高到低判断前端传感器模组中各个传感器采集的环境数据是否超标，若至少一个传感器采集的环境数据超标，则所述智能网关判断前端传感器模组的报警信息正确，并发送报警信息至数据库形成前端报警。
进一步地，每个智能网关根据接收到的环境数据判断报警信息是否正确，还包括：将温度传感器或湿度传感器采集的数据与图像传感器采集的图像数据进行联合分析，具体如下：
(1)若温度传感器采集的温度数据≥温度阈值、且图像传感器采集的图像数据检存在火焰或烟雾，则前端传感器模组的报警信息正确；
(2)若湿度传感器采集的湿度数据≥湿度阈值、且图像传感器采集的图像数据的地面湿度≥地面湿度阈值，则前端传感器模组的报警信息正确。
进一步地，云平台不仅能够按照智能网关判断的过程进行重新判断，还可以通过判别引起所述前端报警的智能网关数量是否超过预设数量，来判断报警信息是否正确。
进一步地，智能网关连接有设置在危化品仓库内的风机和水泵，当所述智能网关根据接收到的环境数据判断报警信息正确时，则控制所述风机或水泵启动。
进一步地，当所述云平台根据接收到的环境数据再次判断报警信息是否正确时，若所述云平台判断的报警信息和智能网关判断的报警信息不一致时，则所述云平台通过智能网关重新控制所述风机或水泵启动。
具体地，智能网关的本地判决为了更快的对突发事件进行响应只采集了接入自身的传感器的数据，云平台判决则是汇聚了更多其他智能网关数据的综合判决。若智能网关判断不需要打开水泵或风机而后续云平台判决需要打开，则会下发智能网关打开风机和水泵的命令；若智能网关判断需要打开水泵或风机而后续云平台判决不需要打开，则会下发智能网关关闭风机和水泵的命令。
上述云数联动即确定事件发生后，云平台迅速发送报警信息并将现场各项元器件参数值及视频推流给相关人员，根据事件类型远程使一个或多个智能网关下发控制命令给仓库风机、水泵或其他继电器可控设备进行响应动作。
如图2所示，本实施方式包括以下步骤：
(a)前端传感器模组上报报警信息至智能网关；
(b)智能网关判决报警信息、下发控制命令；
(c)智能网关上报前端传感器报警信息(即事件包)至数据库；
(d)数据库接收前端传感器报警信息并发送至云平台；
(e)(f)云平台判决报警信息、联动控制；
(g)后端报警和现场信息推送；
(h)相关人员处理和反馈。
所述步骤(b)还包括以下步骤：
(b1)根据多传感器不同权重的数据进行融合判断；
(b2)智能网关判断报警信息是否正确，若正确则执行步骤(b3)。若判断报警信息误报，则发送周期包至数据库。对于每个(a)，重复执行步骤(b1)～(b2)；
(b3)发送事件包至数据库并通过下行接口输出控制水泵、风机或其他设备开启。
所述步骤(e)还包括以下步骤：
(e1)查询历史数据，接入其他智能网关数据进行融合判断；
(e2)云平台判断报警信息是否正确，若正确则执行步骤(e3)。若判断报警信息误报，则对数据进行云平台展示。对于每个(d)，重复执行步骤(e1)～(e2)；
(e3)通过云平台对比预设模型判别事故类型(如气体泄漏、***、烟雾、火焰报警等)和处理措施。
所述步骤(f)还包括以下步骤：
(f1)根据事故类型和处理措施下发数据包给一个或多个智能网关；
(f2)智能网关通过下行接口输出控制风机、水泵或其他设备开启。
进一步地，由于前端包括前端传感器模组和智能网关，为实现云数联动监测***功能目标，智能网关提供多路模拟量采集端口和开关量输入输出端口，也可同时负责不同类型数字域信号通信方式，包括RS485协议、ModBus协议、TCP/IP协议等通信协议的消息解析，拆包获取关键的温度、湿度、CO/CH4浓度、风速、水压、图像等量化数据，通过约定的数据格式进行封包操作，为数据的转发提供统一的协议数据格式和对应的通信机制。对于存储不同危险化学品的仓库，前端也会配备不同传感器，其中，气体感知包括但不限于一氧化碳、甲烷和氢气传感器等；环境感知包括温湿度传感器和风速风向传感器；图像感知包括摄像头。模拟量传感器统一输出4～20mA信号至数据处理单元，经过公式转换形成数据，根据通信协议打包后通过RS485接口每隔20s发送至通信单元，摄像头以无线形式发送给云平台(摄像头内部有4G模块直接发送至云平台)。云平台反馈给智能网关的命令由8路下行端口通过继电器控制相应风机、水泵动作，达到联动控制的目的。
前端报警具体报警流程如图3所示。
云数联动的融合判断由云平台进行多源数据融合，并和云平台中预设的判断策略进行比对，形成后端决策，并反馈给一个或多个智能网关对风机和水泵进行动作。对于不同仓库中存储的化学品不同，前端采样的特征值间的权重也不同，因此根据存储的化学品变化可以在前端进行事件判断权重更改。本实施方式以由安装CO、CH4气体传感器的仓库举例。
前端传感器模组报警后，智能网关根据预设的判决顺序对数据进行融合判断(需要注意，各个传感器的触发报警的标准和智能网关判定报警信息是否正确的标准不同)：先判断CO浓度，若ppm≥30，则判断有气体泄露，触发前端报警并上报事件包至数据库；反之则继续判断CH4浓度，若％LEL≥25％，则判断有气体泄露，触发前端报警并上报事件包至数据库；反之则继续判断水压数据，若压力值≥1MPa则触发前端报警并上报事件包至数据库，反之则判断温湿度数据并接入摄像头画面进行经过图像算法对比联合判断，若温度≥45℃且图像检测到火焰或烟雾，则触发前端报警并上报事件包至数据库；若湿度≥80％且图像检测到地面湿润，则触发前端报警并上报事件包至数据库，若无异常则不触发报警。
数据库将事件包或周期包发送至云平台后，通过对历史数据和相邻点位的智能网关数据与报警数据进行融合判断：若一号智能网关上报温度和烟雾图像异常，二号智能网关上报正常，则考虑为违禁区吸烟，判决为误报。若判断为异常数据则继续判断事故类型(如气体泄漏、***、烟雾、火焰报警等)，确认事故类型后发送下行指令到智能网关，由智能网关控制继电器启动相应点水泵或风机以达到配合消防人员灭火或排出危化品泄露后产生气体的目的。此外，对于不经常进行搬运活动的危化品仓库，摄像头通过识别到物品变化后会单独产生事件报告。若某前端传感器多次误报，云平台会对比仓库内其他智能网关数据和历史数据，若确实存在异常则可降低其权重即判决顺序或增高其触发阈值。报警流程如图4所示。
由此可见，本发明面向危险化学品储存环节感知智能化和监管精细化应用需求，突破监测预警传感关键技术，通过多传感信息融合技术实现危险化学品特征抽取、识别或判断，能够有效保证危化仓库的安全。

Claims (6)

1.一种危化品仓库云数联动监测分级报警***，其特征在于，包括依次连接的前端传感器模组、若干智能网关、数据库和云平台，所述云平台和若干智能网关连接；所述前端传感器模组用于采集危化品仓库的环境数据并发送给每个智能网关，每个智能网关将接收到的环境数据进行格式统一后经由数据库发送至云平台；
当所述前端传感器模组采集的环境数据异常时则触发报警，并将报警信息发送至每个智能网关；每个智能网关根据接收到的环境数据判断报警信息是否正确，并将报警信息通过数据库发送至云平台；所述云平台根据所有智能网关接收到的环境数据再次判断报警信息是否正确；
所述智能网关连接有设置在危化品仓库内的风机和水泵，当所述智能网关根据接收到的环境数据判断报警信息正确时，则控制所述风机或水泵启动；
当所述云平台根据所有智能网关接收到的环境数据再次判断报警信息是否正确时，若所述云平台判断的报警信息和智能网关判断的报警信息不一致时，则所述云平台通过智能网关控制所述风机或水泵，具体为：
若所述智能网关判断不需要打开水泵或风机而后续所述云平台判断需要打开水泵或风机时，则所述云平台会下发智能网关打开风机和水泵的命令；若所述智能网关判断需要打开水泵或风机而后续所述云平台判断不需要打开水泵或风机，则所述云平台会下发智能网关关闭风机和水泵的命令。
2.根据权利要求1所述的危化品仓库云数联动监测分级报警***，其特征在于，所述每个智能网关根据接收到的环境数据判断报警信息是否正确，具体为：每个智能网关按预设权重由高到低判断前端传感器模组中各个传感器采集的环境数据是否超标，若至少一个传感器采集的环境数据超标，则所述智能网关判断前端传感器模组的报警信息正确，并发送报警信息至数据库形成前端报警。
3.根据权利要求1所述的危化品仓库云数联动监测分级报警***，其特征在于，所述每个智能网关根据接收到的环境数据判断报警信息是否正确，还包括：将温度传感器或湿度传感器采集的数据与图像传感器采集的图像数据进行联合分析，来判断前端传感器模组的报警信息是否正确。
4.根据权利要求3所述的危化品仓库云数联动监测分级报警***，其特征在于，所述将温度传感器或湿度传感器采集的数据与图像传感器采集的图像数据进行联合分析，具体为：
若温度传感器采集的温度数据≥温度阈值、且图像传感器采集的图像数据检存在火焰或烟雾，则前端传感器模组的报警信息正确；
若湿度传感器采集的湿度数据≥湿度阈值、且图像传感器采集的图像数据的地面湿度≥地面湿度阈值，则前端传感器模组的报警信息正确。
5.根据权利要求2所述的危化品仓库云数联动监测分级报警***，其特征在于，所述云平台根据接收到的环境数据再次判断报警信息是否正确，还包括：所述云平台通过判别引起所述前端报警的智能网关数量是否超过预设数量，来判断报警信息是否正确。
6.根据权利要求1所述的危化品仓库云数联动监测分级报警***，其特征在于，当所述云平台根据接收到的环境数据再次判断报警信息正确时，则所述云平台启动后端报警。
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