基于Zigbee网络的气体监控系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于Zigbee网络的气体监控系统，包括：实时监测涉气设备的Zigbee无线监测节点，Zigbee无线监测节点包括气敏传感器模块和Zigbee终端模块；Zigbee协调器，与Zigbee无线监测节点建立无线通信连接以汇总Zigbee无线监测节点上传的采集数据；与Zigbee协调器通信连接的控制主机，包括数据存储器、故障报警器、安全继电器和微处理器，微处理器在分析得到采集数据中气体浓度超过预设的气体浓度阈值时触发故障报警器予以报警并控制安全继电器将对应的涉气设备予以关断。相较于现有技术，本发明专利技术基于Zigbee网络的气体监控系统，充分利用Zigbee的自组织网络特点以及安全继电器的自诊断和冗余容错功能，利用两者的优点结合对车间设备进行安全可靠控制，提高车间工作环境的安全性。

【技术实现步骤摘要】
基于Zigbee网络的气体监控系统
本专利技术涉及一种气体监控系统，特别是一种基于Zigbee网络的气体监控系统。
技术介绍
在现代工业生产中，随着生产工艺的复杂，工厂车间的设备也日益繁复，工业生产的安全性也越来越受到重视，在工厂车间气体的生产和输送过程中，一旦系统中的某个设备工作不正常(失效)，如气体输送过程中发生气体泄漏，就有可能发生诸如工厂车间的火灾、爆炸等危险事件，会对人员、设备或环境造成灾难性后果。 基于工业生产中安全的重要性，许多企业采用了气体监控的措施。传统的气体监控措施大多以有线方式进行连接监控，这种监控方式存在很多弊端，如体积庞大、设备笨重、造价高昂、监控范围小、布线困难、维护工作量大等。同时，这种系统的抗干扰性也比较差，一旦某处线路出现问题可能导致整个监控系统无法工作，在很大程度上限制了监控系统的可靠性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于Zigbee网络的气体监控系统，用于解决现有技术中气体监控系统存在的体积庞大、设备笨重、造价高昂、监控范围小、布线困难、维护工作量大、可靠性差等问题。 为解决上述问题及其他问题，本专利技术提供一种基于Zigbee网络的气体监控系统，包括:Zigbee无线监测节点，对应设置在工业生产所涉及的涉气设备上、用于实时监测所述涉气设备的气体浓度；所述Zigbee无线监测节点包括气敏传感器模块和Zigbee终端模块；Zigbee协调器,通过所述Zigbee无线监测节点中的Zigbee终端模块而与所述Zigbee无线监测节点建立无线通信连接以汇总所述Zigbee无线监测节点上传的采集数据；与所述Zigbee协调器通信连接的控制主机，所述控制主机包括:用于存储所述采集数据的数据存储器；故障报警器；安全继电器；与所述数据存储器、所述故障报警器以及所述故障报警器连接，用于对从所述Zigbee协调器接收到的采集数据进行分析及作出相应控制的微处理器；所述微处理器在分析得到所述采集数据中气体浓度超过预设的气体浓度阈值时触发所述故障报警器予以报警并控制所述安全继电器将与发生气体泄漏所对应的涉气设备予以关断。 可选地，所述采集数据包括所述Zigbee无线监测节点采集的气体数据和与所述Zigbee无线监测节点对应的所述涉气设备的设备数据。 可选地，所述Zigbee终端模块包括:供电电源；收发天线；存储模块，与所述气敏传感器模块连接、用于存储所述采集数据；控制处理器，与所述气敏传感器模块、所述数据存储模块、以及所述收发天线连接，用于控制所述气敏传感器模块向所述涉气设备采集气体数据及调用所述存储模块中的采集数据以通过所述收发天线予以上传。 可选地，所述Zigbee协调器汇总所述Zigbee无线监测节点上传的采集数据，包括:所述Zigbee协调器以广播方式获取无线通信连接的所述Zigbee无线监测节点的采集数据，将获取的所述采集数据加入消息队列，从所述消息队列中读出所述采集数据并将其封装成数据包，并将所述数据包上传至所述控制主机。 可选地，所述Zigbee无线监测节点与所述Zigbee协调器之间的组网方式包括星型拓扑结构、树型拓扑结构或网状拓扑结构。 可选地，所述安全继电器包括:供电电源；控制单元，所述控制单元还具有第一控制器、第二控制器以及用于连接所述第一控制器和所述第二控制器的内部双通道；与所述微处理器连接的第一继电器和与被测的所述涉气设备的总开关连接的第二继电器；位于所述供电电源和所述第二继电器之间的控制通道；设在所述内部双通道上、与所述第一继电器对应的第一双控开关，所述第一继电器在所述微处理器分析得到所述采集数据中气体浓度超过预设的气体浓度阈值时控制所述第一双控开关断开；设在所述控制通道上、与所述第二继电器对应的第一瞬时双控开关、第二瞬时双控开关、第一延时开关、以及第二延时开关，其中，所述第一瞬时双控开关与所述第二瞬时双控开关串接在所述供电电源和所述第二继电器之间，所述第一延时开关和所述第二延时开关串接在所述供电电源和所述第二继电器之间，所述第一瞬时双控开关和所述第一延时开关与所述第一控制器对应，所述第二瞬时双控开关和所述第二延时开关与所述第二控制器对应，所述控制单元在所述第一双控开关断开后分别通过所述第一控制器和所述第二控制器控制所述第一瞬时双控开关和所述第二瞬时双控开关瞬时断开以及分别通过所述第一控制器和所述第二控制器控制所述第一延时开关和所述第二延时开关延时断开，从而触发所述第二继电器关断对应的所述涉气设备的总开关。 可选地，所述安全继电器还包括与所述控制单元连接的延迟单元，用于设定所述第一延时开关和所述第二延时开关相较于所述第一瞬时双控开关和所述第二瞬时双控开关的延迟时间。 可选地，所述安全继电器还包括与所述控制单元连接的复位开关，所述复位开关在被触发时向所述控制单元发送复位信号，以供所述控制单元根据所述复位信号控制第一瞬时双控开关、第二瞬时双控开关、第一延时开关、以及第二延时开关闭合，从而触发所述第二继电器开启对应的所述涉气设备的总开关。 可选地，所述安全继电器还包括:设在所述控制单元两端的内部发光二极管，作为所述安全继电器的电源开关；分别位于所述第二瞬时双控开关与所述第二继电器之间的一路双控制通道上的第一外部发光二极管、第二外部发光二极管以及位于所述第二延时开关与所述第二继电器之间的另一路单控制通道上的第三外部发光二极管，用于检测所述安全继电器的输出状态。 可选地，所述涉气设备包括:产生气体的气体产生设备、运输气体的气体运输设备、和/或利用气体的用气设备。 本专利技术提供的基于Zigbee网络的气体监控系统，充分利用Zigbee的低功耗、组网方便、可扩展性强、可靠性高的特点以及安全继电器的自诊断和冗余容错功能，利用两者的优点结合对涉气设备进行安全可靠控制，具有寿命长、使用方便、高可靠性、高安全性等优点，并且无需人为操作，可全方位监控车间的气体浓度，并在得到采集数据中气体浓度超过预设的气体浓度阈值时触发报警并利用安全继电器将与发生气体泄漏所对应的涉气设备予以关断，方便解决气体在生产和运输过程中的泄漏问题，提高工业生产环境的安全性。 【附图说明】 图1为本专利技术基于Zigbee的安全继电器气体监控系统一个实施方式中的结构示意图。 图2为图1中Zigbee无线监测节点的结构示意图。 图3为本专利技术基于Zigbee的安全继电器气体监控系统中控制主机的电路结构不意图。 【具体实施方式】 本专利技术的专利技术人发现:在现有技术中，气体监控系统多采用有线方式，存在的体积庞大、设备笨重、造价高昂、监控范围小、布线困难、维护工作量大、可靠性差等问题。因此，本专利技术的专利技术人对现有技术进行了改进，提供了基于Zigbee网络的气体监控系统，充分利用Zigbee的自组织网络特点以及安全继电器的自诊断和冗余容错功能，利用两者的优点结合对车间设备进行安全可靠控制，提高车间工作环境的安全性。 以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的【具体实施方式】加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于Zigbee网络的气体监控系统，其特征在于，包括：Zigbee无线监测节点，对应设置在工业生产所涉及的涉气设备上、用于实时监测所述涉气设备的气体浓度；所述Zigbee无线监测节点包括气敏传感器模块和Zigbee终端模块；Zigbee协调器，通过所述Zigbee无线监测节点中的Zigbee终端模块而与所述Zigbee无线监测节点建立无线通信连接以汇总所述Zigbee无线监测节点上传的采集数据；与所述Zigbee协调器通信连接的控制主机，所述控制主机包括：用于存储所述采集数据的数据存储器；故障报警器；安全继电器；与所述数据存储器、所述故障报警器以及所述故障报警器连接，用于对从所述Zigbee协调器接收到的采集数据进行分析及作出相应控制的微处理器；所述微处理器在分析得到所述采集数据中气体浓度超过预设的气体浓度阈值时触发所述故障报警器予以报警并控制所述安全继电器将与发生气体泄漏所对应的涉气设备予以关断。

【技术特征摘要】
1.一种基于Zigbee网络的气体监控系统，其特征在于，包括: Zigbee无线监测节点，对应设置在工业生产所涉及的涉气设备上、用于实时监测所述涉气设备的气体浓度；所述Zigbee无线监测节点包括气敏传感器模块和Zigbee终端模块； Zigbee协调器,通过所述Zigbee无线监测节点中的Zigbee终端模块而与所述Zigbee无线监测节点建立无线通信连接以汇总所述Zigbee无线监测节点上传的采集数据； 与所述Zigbee协调器通信连接的控制主机，所述控制主机包括:用于存储所述采集数据的数据存储器；故障报警器；安全继电器；与所述数据存储器、所述故障报警器以及所述故障报警器连接，用于对从所述Zigbee协调器接收到的采集数据进行分析及作出相应控制的微处理器；所述微处理器在分析得到所述采集数据中气体浓度超过预设的气体浓度阈值时触发所述故障报警器予以报警并控制所述安全继电器将与发生气体泄漏所对应的涉气设备予以关断。2.根据权利要求1所述的基于Zigbee网络的气体监控系统，其特征在于，所述采集数据包括所述Zigbee无线监测节点采集的气体数据和与所述Zigbee无线监测节点对应的所述涉气设备的设备数据。3.根据权利要求2所述的基于Zigbee网络的气体监控系统，其特征在于，所述Zigbee终端模块包括: 供电电源； 收发天线； 存储模块，与所述气敏传感器模块连接、用于存储所述采集数据； 控制处理器，与所述气敏传感器模块、所述数据存储模块、以及所述收发天线连接，用于控制所述气敏传感器模块向所述涉气设备采集气体数据及调用所述存储模块中的采集数据以通过所述收发天线予以上传。4.根据权利要求2所述的基于Zigbee网络的气体监控系统，其特征在于，所述Zigbee协调器汇总所述Zigbee无线监测节点上传的采集数据，包括:所述Zigbee协调器以广播方式获取无线通信连接的所述Zigbee无线监测节点的采集数据，将获取的所述采集数据加入消息队列，从所述消息队列中读出所述采集数据并将其封装成数据包，并将所述数据包上传至所述控制主机。5.根据权利要求1所述的基于Zigbee网络的气体监控系统，其特征在于，所述Zigbee无线监测节点与所述Zigbee协调器之间的组网方式包括星型拓扑结构、树型拓扑结构或网状拓扑结构。6.根据权利要求1所述的基于Zigbee网络的气体监控系统，其特征在于，所述安全继电器包括: 供电电源； 控制单元，所述控制单元还具有第一控制器、第二控制器以及用于连接所述第一控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：金锋，原燚，沈宇怀，徐子龙，
申请(专利权)人：上海辰竹仪表有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31