一种基于物联网技术的高炉雷达料面监测系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于物联网技术的高炉雷达料面监测系统，能够提高系统的传输性能。所述系统包括：位于高炉顶端的多个雷达节点，网关节点以及监控中心节点；所述多个雷达节点中的每个雷达节点，用于获取雷达回波数据，并基于TCP/IP协议，将获取的所述雷达回波数据通过所述网关节点发送至所述监控中心节点；所述监控中心节点，用于依据接收到的所述多个雷达节点发送的所述雷达回波数据，绘制料面信息。本发明专利技术适用于物联网技术领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及物联网
，特别是指一种基于物联网技术的高炉雷达料面监测系统。
技术介绍
近年来，随着物联网的发展，“物物相息”的理念已经渗透到了各个领域之中，其改变了传统工业的控制测量方式。国家在《物联网“十二五”发展规划》中，明确圈定了9大领域重点示范工程，“智能工业”就是其中之一。物联网系统通常包括部署在各个区域的物联网通信节点，通过大量的物联网通信节点对多个区域采集数据和监控。在高炉料面监测领域，为了充分反映炉内料面的整体形状，通常会采取测量料面多点来综合反映料面信息。而雷达作为复杂环境下首选的测量传感器，在高炉料面探测中被广泛使用。由于一个雷达在固定的情况下只能测量料面某一点距离数据，因此采用阵列雷达多点测量能够充分反映料面的形状等信息。目前雷达测距有两种方法，第一种方法是发射脉冲信号，测量时间差来计算距离的方式，第二种方法是发射连续调频波，通过频率差来计算距离的方式。由于高炉内复杂恶劣的工业环境，第一种方法不适于高炉料面信息的监测，通常采用第二种方法，能够最大地反映料面及其炉内干扰信息。工业现场对于实时性要求较高，因此就需要较高传输速度的通信方式来解决传输问题。现有的雷达采用的信号传输协议包括：CAN协议、RS485协议等，该类协议的主要缺点是传输速率慢、传输距离短，导致信号传输的性能差。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于物联网技术的高炉雷达料面监测系统，以解决现有技术所存在的信号传输的性能差的问题。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供一种基于物联网技术的高炉雷达料面监测系统，包括：位于高炉顶端的多个雷达节点，网关节点以及监控中心节点；所述多个雷达节点中的每个雷达节点，用于获取雷达回波数据，并基于TCP/IP协议，将获取的所述雷达回波数据通过所述网关节点发送至所述监控中心节点；所述监控中心节点，用于依据接收到的所述多个雷达节点发送的所述雷达回波数据，绘制料面信息。进一步地，所述每个雷达节点包括：雷达装置和以太网组件；其中，所述雷达装置包括：处理器；所述处理器，用于产生连续调频波，并依据产生的所述连续调频波，获取雷达回波数据；所述以太网组件，用于基于TCP/IP协议，将所述处理器获取的所述雷达回波数据通过所述网关节点发送至所述监控中心节点。进一步地，所述雷达装置还包括：温度传感器；所述温度传感器，用于获取所述雷达节点的温度数据，并将获取的所述雷达节点的温度数据发送至所述处理器；所述以太网组件，用于基于TCP/IP协议，将所述处理器接收到的所述雷达节点的温度数据通过所述网关节点发送至所述监控中心节点。进一步地，所述雷达回波数据及所述温度数据采用“头字节+数据字节+尾字节”的结构进行传输；其中，所述雷达回波数据的结构包括：一个头字节标志位、1024个字节的雷达回波数据和一个字节结束标志位；所述温度数据的结构包括：一个头字节标志位、1个字节的温度数据和一个字节结束标志位。进一步地，所述监控中心节点，还用于设置所述多个雷达节点中每个雷达节点的工作方式，其中，所述工作方式包括：工作频率、盲区及高温断电。进一步地，所述多个雷达节点中的每个雷达节点均与所述网关节点相连，所述网关节点还与所述监控中心节点相连；或，所述多个雷达节点中的每个雷达节点通过环形布线方式连接所述网关节点，所述网关节点还与所述监控中心节点相连。进一步地，所述系统还包括：中继节点；所述网关节点通过所述中继节点与所述监控中心节点相连；所述中继节点，用于对所述网关节点接收到的所述雷达回波数据及温度数据进行放大处理后，发送至所述监控中心节点。进一步地，所述监控中心节点，还用于依据预先设置的巡检方式，依次获取所述多个雷达节点中的每个雷达节点的温度数据，并依据获取的当前雷达节点的温度数据，判断所述当前雷达节点的温度数据是否大于预设的第一温度阈值且小于预设的第二温度阈值，若大于预设的第一温度阈值且小于预设的第二温度阈值，则采取间歇式巡检方式和所述当前雷达节点进行通信，以降低当前雷达节点的巡检频率；所述监控中心节点，还用于判断所述当前雷达节点的温度数据是否大于等于预设的第二温度阈值，若大于等于预设的第二温度阈值，则对所述当前雷达节点进行断电处理；其中，所述预先设置的巡检方式包括：正向巡检方式或反向巡检方式；所述正向巡检方式为按照所述多个雷达节点中每个雷达节点的标号从小到大，依次获取每个雷达节点获取的温度数据及雷达回波数据；所述反向巡检方式为按照所述多个雷达节点中每个雷达节点的标号从大到小，依次获取每个雷达节点获取的温度数据及雷达回波数据。进一步地，所述预先设置的巡检方式还包括：故障巡检方式；所述监控中心节点，还用于采用故障巡检方式，对所述多个雷达节点中的每个雷达节点进行故障巡检，确定所述多个雷达节点中发生故障的雷达节点，并根据预先存储的历史雷达回波数据和未发生故障的雷达节点获取的雷达回波数据进行机器学习，绘制料面信息，其中，所述发生故障的雷达节点包括：不工作的雷达节点及获取的雷达回波数据失真的雷达节点。进一步地，所述监控中心节点，还用于对发生故障的雷达节点进行报警，并依据预设的故障诊断库对发生故障的雷达节点进行故障诊断，确定所述发生故障的雷达节点的故障类型及健康状况，依据所述发生故障的雷达节点的健康状况，确定所述发生故障的雷达节点的维护周期。本专利技术的上述技术方案的有益效果如下：上述方案中，通过多个雷达节点中的每个雷达节点获取雷达回波数据，并基于TCP/IP协议，将获取的所述雷达回波数据通过所述网关节点发送至所述监控中心节点；接着，由所述监控中心节点依据接收到的所述多个雷达节点发送的所述雷达回波数据，绘制料面信息。这样，基于TCP/IP协议传输所述雷达回波数据，由于TCP/IP协议传输速度快且传输距离长，从而能够提高所述雷达回波数据的传输速度及传输距离，同时提高系统的传输性能。附图说明图1为本专利技术实施例提供的基于物联网技术的高炉雷达料面监测系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的雷达节点的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的基于物联网技术的高炉雷达料面监测系统的工作流程示意图；图4为本专利技术实施例提供的旋转雷达的料面测量示意图；图5为本专利技术实施例提供的雷达节点的部署结构示意图；图6为本专利技术实施例提供的8个雷达节点安装位置俯视图；图7为本专利技术实施例提供的8个雷达节点安装位置主视图。具体实施方式为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。本专利技术针对现有的信号传输的性能差的问题，提供一种基于物联网技术的高炉雷达料面监测系统。实施例一参看图1所示，本专利技术实施例提供的基于物联网技术的高炉雷达料面监测系统，包括：位于高炉顶端的多个雷达节点，网关节点以及监控中心节点；所述多个雷达节点中的每个雷达节点，用于获取雷达回波数据，并基于TCP/IP协议，将获取的所述雷达回波数据通过所述网关节点发送至所述监控中心节点；所述监控中心节点，用于依据接收到的所述多个雷达节点发送的所述雷达回波数据，绘制料面信息。本专利技术实施例所述的基于物联网技术的高炉雷达料面监测系统，通过多个雷达节点中的每个雷达节点获取雷达回波数据，并基于TCP/IP协议，将获取的所述雷达回波数据通过所述网关节点发送至所述监控中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于物联网技术的高炉雷达料面监测系统，其特征在于，包括：位于高炉顶端的多个雷达节点，网关节点以及监控中心节点；所述多个雷达节点中的每个雷达节点，用于获取雷达回波数据，并基于TCP/IP协议，将获取的所述雷达回波数据通过所述网关节点发送至所述监控中心节点；所述监控中心节点，用于依据接收到的所述多个雷达节点发送的所述雷达回波数据，绘制料面信息。

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网技术的高炉雷达料面监测系统，其特征在于，包括：位于高炉顶端的多个雷达节点，网关节点以及监控中心节点；所述多个雷达节点中的每个雷达节点，用于获取雷达回波数据，并基于TCP/IP协议，将获取的所述雷达回波数据通过所述网关节点发送至所述监控中心节点；所述监控中心节点，用于依据接收到的所述多个雷达节点发送的所述雷达回波数据，绘制料面信息。2.根据权利要求1所述的基于物联网技术的高炉雷达料面监测系统，其特征在于，所述每个雷达节点包括：雷达装置和以太网组件；其中，所述雷达装置包括：处理器；所述处理器，用于产生连续调频波，并依据产生的所述连续调频波，获取雷达回波数据；所述以太网组件，用于基于TCP/IP协议，将所述处理器获取的所述雷达回波数据通过所述网关节点发送至所述监控中心节点。3.根据权利要求2所述的基于物联网技术的高炉雷达料面监测系统，其特征在于，所述雷达装置还包括：温度传感器；所述温度传感器，用于获取所述雷达节点的温度数据，并将获取的所述雷达节点的温度数据发送至所述处理器；所述以太网组件，用于基于TCP/IP协议，将所述处理器接收到的所述雷达节点的温度数据通过所述网关节点发送至所述监控中心节点。4.根据权利要求3所述的基于物联网技术的高炉雷达料面监测系统，其特征在于，所述雷达回波数据及所述温度数据采用“头字节+数据字节+尾字节”的结构进行传输；其中，所述雷达回波数据的结构包括：一个头字节标志位、1024个字节的雷达回波数据和一个字节结束标志位；所述温度数据的结构包括：一个头字节标志位、1个字节的温度数据和一个字节结束标志位。5.根据权利要求1所述的基于物联网技术的高炉雷达料面监测系统，其特征在于，所述监控中心节点，还用于设置所述多个雷达节点中每个雷达节点的工作方式，其中，所述工作方式包括：工作频率、盲区及高温断电。6.根据权利要求1所述的基于物联网技术的高炉雷达料面监测系统，其特征在于，所述多个雷达节点中的每个雷达节点均与所述网关节点相连，所述网关节点还与所述监控中心节点相连；或，所述多个雷达节点中的每个雷达节点通过环形布线方式连接所述网关节点，所述网关节点还与所述监控中心节点相连。7.根据权利要求6所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈先中，易超，李世斌，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11