远程气体检漏监控系统的制作方法

文档序号:14898656发布日期:2018-07-10 15:50阅读:205来源:国知局

本实用新型涉及气体监测领域,具体的说,涉及了一种远程气体检漏监控系统。



背景技术:

在构建智慧工厂与安全生产的形势下,智能监控检漏系统在智能工厂的应用领域越来越广阔。特别是涉及可燃气体或有毒气体泄漏时对人生财产安全受到威胁的行业,在可靠性、实时性、智能性等方面对现有的气体泄漏监控系统提出了日益严格的要求。传统的气体检漏监控系统采用RS485等有线方式,将监测节点采集的气体浓度、温湿度等信息传输给监测室上位机,当监测人员发现有气体泄漏时,需要启动厂区警报通知人员撤离。

现有监测检漏系统存在实时性差、可靠性低、安装维护成本高、维护人员不能准确判断环境情况及携带不方便等缺点,当气体泄漏事件发生时不能及时通知被困人员第一时间撤离危险区域,造成人员伤亡。

为了解决以上存在的问题,人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。



技术实现要素:

本实用新型的目的是针对现有技术的不足,从而提供一种远程气体检漏监控系统,具有实时性好、安全性能高的优点。

为了实现上述目的,本实用新型所采用的技术方案是:一种远程气体检漏监控系统,包括多个移动式检测机器人、无线传输模块以及与所述无线传输模块通信连接的多个通讯终端,

所述移动式检测机器人包括气体传感器、机器人行走模块、主控单元和报警模块;

所述主控单元根据巡检路径控制所述机器人行走模块行走;

所述气体传感器,用于实时采集环境气体浓度信息;

所述主控单元,通过所述无线传输模块将所述环境气体浓度信息发送给所述通讯终端,并在所述环境气体浓度信息超过预设气体报警阈值时向所述通讯终端发送报警信息以及控制所述报警模块报警。

基于上述,所述巡检路线包括预先存储在所述主控单元中的预设巡检路径和由所述通讯终端发送的临时巡检路径,所述临时巡检路径的优先级高于所述预设巡检路径的优先级。

基于上述,所述机器人行走模块包括GPS定位模块、红外避障传感器、碰撞传感器、光电编码器、直流电机驱动电路、直流电机以及转向舵机控制电路,所述GPS定位模块用于定位所述移动式检测机器人的位置信息,所述红外避障传感器用于检测所述移动式检测机器人周围的障碍物信息,所述碰撞传感器用于检测所述移动式检测机器人是否发生碰撞,所述光电编码器用于检测所述移动式检测机器人的移动速度;所述主控单元根据巡检路径和所述移动式检测机器人的实时位置信息、移动速度以及周围的障碍物信息驱动所述转向舵机控制电路转向以及通过所述直流电机驱动电路驱动所述直流电机。

基于上述,每个移动式检测机器人具有唯一的ID号。

基于上述,所述无线传输模块包括服务器和网关,所述网关与所述无线通信模块连接,用于接收所述移动式检测机器人发送的环境气体浓度信息、位置信息以及报警信息并发送给所述服务器,经所述服务器下发至所述通讯终端;

所述服务器接收所述通讯终端发送的临时巡检路径并转发至所述网关,所述临时巡检路径包括目标移动式检测机器人的ID号;

所述网关解析所述临时巡检路径获得目标移动式检测机器人的ID号,并将所述临时巡检路径转发至目标移动式检测机器人。

基于上述,还包括分别与所述主控单元连接的摄像头、温湿度传感器,所述摄像头用于采集环境图像信息,所述温湿度传感器用于采集环境温度信息和湿度信息。

基于上述,所述报警模块为声光报警器,所述通讯终端为手机、电脑、工控机的一种或多种。

基于上述,所述移动式检测机器人采用LORA技术与所述网关通信连接。

基于上述,所述摄像头采用图像传感器为OV5640的CMOS类型数字图像传感器,所述温湿度传感器为AM2320。

基于上述,所述红外避障传感器为E18-D80NK红外避障传感器,所述转向舵机模块采用Futaba S3003模块。

本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步,具体的说,本实用新型:1.通过通讯终端可以实时了解机器人巡检区域内的情况,起到实时监测的功能。2.通过气体检测传感器、温湿度传感器可实时监测机器人巡检区域内的气体泄漏情况及当前环境信息。3.当有气体泄漏时,启动机器人声光报警系统,同时人员配备的通讯终端发出警报提示人员尽快撤离危险区域,实现以人为本的安全监管理念。移动机器人具有自动巡检、避障、精确定位等功能,具有设计科学、实用性强、生产效率高、生产成本低、生产质量可靠的优点。

附图说明

图1是本实用新型的原理框图。

图2是本实用新型的使用示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式,对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

如图1所示,本实用新型提供一种远程气体检漏监控系统,包括多个移动式检测机器人、无线传输模块以及与所述无线传输模块通信连接的多个通讯终端,

所述移动式检测机器人包括气体传感器、机器人行走模块、主控单元和报警模块;

所述主控单元根据巡检路径控制所述机器人行走模块行走;

所述气体传感器,用于实时采集环境气体浓度信息;

所述主控单元,通过所述无线传输模块将所述环境气体浓度信息发送给所述通讯终端,并在所述环境气体浓度信息超过预设气体报警阈值时向所述通讯终端发送报警信息以及控制所述报警模块报警。优选的,所述报警模块为声光报警器。

优选的,所述巡检路线包括预先存储在所述主控单元中的预设巡检路径和由所述通讯终端发送的临时巡检路径,所述临时巡检路径的优先级高于所述预设巡检路径的优先级。

优选的,所述通讯终端为手机、电脑、工控机的一种或多种。

在实际应用中,如图2所示,厂区内设置有多个移动式检测机器人,每个移动式检测机器人负责巡检一块区域,同时厂区内每位作业人员配备一台通讯终端;当所述主控单元未接收到所述通讯终端发送的临时巡检路径时,所述移动式检测机器人按照预设巡检路径进行巡检,每个移动式检测机器人的预设巡检路径均是唯一的;当所述主控单元接收到所述通讯终端发送的临时巡检路径时,所述移动式检测机器人按照所述临时巡检路径进行巡检,当巡检完所述临时巡检路径后按照原有的预设巡检路径继续进行巡检。通过这样预设巡检和临时巡检两种方式的结合,可以最大限度的监测到气体泄漏的现象,从而确保厂区工作人员的人身安全。

当任何一台移动式检测机器人监测到有气体泄漏时,控制所述声光报警器发出声光报警,同时通过所述无线传输模块向所述通讯终端发出警报,警示人员尽快撤离危险区域,实现了以人为本的安全监管理念:第一时间发现危险,第一时间撤离。

所述无线传输模块包括服务器和网关,所述网关与所述无线通信模块连接,用于接收所述移动式检测机器人发送的环境气体浓度信息、位置信息以及报警信息并发送给所述服务器,经所述服务器下发至所述通讯终端;

所述服务器接收所述通讯终端发送的临时巡检路径并转发至所述网关,所述临时巡检路径包括目标移动式检测机器人的ID号;具体的,每个移动式检测机器人具有唯一的ID号;

所述网关解析所述临时巡检路径获得目标移动式检测机器人的ID号,并将所述临时巡检路径转发至目标移动式检测机器人。

在实际中,可根据厂区的面积以及所述移动式检测机器人的数量确定所述网关的数量,若厂区的面积过大或者所述移动式检测机器人的数量过多则需要设置多个网关,每个网关中预存一定数量的移动式检测机器人的ID号;所述服务器向多个网关广播所述临时巡检路线,所述网关解析所述临时巡检路径获得目标移动式检测机器人的ID号,若所述ID号属于本身预存的ID号,则将所述临时巡检路径发送给对应的移动式检测机器人,若所述ID号不属于本身预存的ID号,则不动作。

具体的,所述移动式检测机器人采用LORA技术与所述网关通信连接,优选的,所述移动式检测机器人采用LSD4WN-2N717M91模块,此模块具有体积小的优点,超远距离通讯的优点,能够适应多种产品,符合LoRaWANTM CLAA标准支持CLAA ModeA/B/C/D/E协议,内部集成了LoRaWANTM 协议栈,支持CLASS A/CLASS C设备类型;硬件支持433-510MHz超宽频段。

具体的,所述机器人行走模块包括GPS定位模块、红外避障传感器、碰撞传感器、光电编码器、直流电机驱动电路、直流电机以及转向舵机控制电路,所述GPS定位模块用于定位所述移动式检测机器人的位置信息,所述红外避障传感器用于检测所述移动式检测机器人周围的障碍物信息,所述碰撞传感器用于检测所述移动式检测机器人是否发生碰撞,所述光电编码器用于检测所述移动式检测机器人的移动速度;所述主控单元根据巡检路径和所述移动式检测机器人的实时位置信息、移动速度以及周围的障碍物信息驱动所述转向舵机控制电路转向以及通过所述直流电机驱动电路驱动所述直流电机。

优选的,本系统的直流电机采用SENSORLESS-BLDC电机,所述主控单元为以DSP为核心的移植BLDC电机驱动库,支持BLDC有感、无感、开环闭环等功能。所述直流电机驱动电路采用三相桥式驱动电路,具体的,所述三相桥式驱动电路选用耐压高的半桥驱动芯片,从而能够更稳定地驱动SENSORLESS-BLDC电机。所述红外避障传感器采用E18-D80NK红外避障传感器,能实时检测到障碍物,当小于安全距离时机器人实现自动避障。所述转向舵机模块采用Futaba S3003舵机,其控制信号为周期为20ms的脉宽调制(PWM)信号,其中脉冲宽度从0.5ms-2.5ms,相对应舵盘的位置为0-180°,两者呈线性变化。因此,给它提供一定的脉宽,它的输出轴就会保持在一个相对应的角度上,无论外界转矩怎样改变,直到给它提供一个另外宽度的脉冲信号,它才会改变输出角度到新的对应的位置上。

具体的,所述远程气体检漏监控系统还包括分别与所述主控单元连接的摄像头、温湿度传感器,所述摄像头用于采集环境图像信息,所述温湿度传感器用于采集环境温度信息和湿度信息。

所述温湿度传感器采用AM2320传感器,所述主控单元通过IIC总线读取所述温湿度传感器的数值;所述摄像头模块采用图像传感器为OV5640的CMOS类型数字图像传感器,该传感器支持输出最大为500万像素的图像,支持使用VGA时序输出图像数据,输出图像的数据支持YUV、RGB565以及JPEG格式,直接输出JPEG格式的图像可以减少数据量,方便与网络传输。同时它还具有对采集到的图像进行补偿,支持白平衡、饱和度、色度等基础处理。所用主控单元具有DCMI数字摄像头接口,支持使用类似VGA的时序获取图像数据流,支持原始的按行、帧格式来组织的图像数据,如YUV、RGB,也支持接收JPEG格式压缩的数据流。使用DCMI接口从OV5640摄像头输出的RGB565格式的图像数据并将这些数据通过LoRa等无线通讯方式传输至通讯终端用于实时显示。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制;尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换;而不脱离本实用新型技术方案的精神,其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

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