本发明涉及燃气使用安全领域，特别涉及一种基于物联网的燃气使用安全防护系统及其方法。
背景技术：
近年来，随着全国各地城镇化进程的推进，居民居住越来越集中，楼层建筑越建越高的同时居住在同一栋楼上的住户也越来越多，出现了管道燃气逐步替代瓶装燃气使用的趋势。当燃气泄漏发生时，本楼住户和相邻其他楼的住户在完全不知情的情况下无法及时进行疏散处置。甚至住户在上班时间即使接到家里燃气远程报警，也无法通知相关部门和人员及时处置而造成巨大的经济损失。对于使用燃气的人员比较集中的餐饮单位、工矿企业一旦发生燃气泄漏极易发生群死群伤。燃气泄漏目前已经不是某家、某户、某单位的问题，而是危及社会公共安全的社会事件，原有的独立声光报警装置已经不能满足日常燃气安全防护的要求。
目前国内包括液化石油气等瓶装燃气在防止人为倒气、注水、掺假、实名使用定位环节管理还很薄弱，也不能防范瓶装燃气在使用过程中的燃气泄漏问题。
住户、商户、工矿企业等燃气用户目前自行采购安装燃气报警器检测燃气泄漏情况，如检测到燃气泄漏现场进行声光报警的同时以互联网方式实现用户在手机、平板等智能终端上查看远程报警。燃气报警时网络必须确保畅通否则报警无法送达住户手机。住户接到燃气泄漏报警但家中无人，无法进行有效的现场处理及时消除隐患。同时燃气泄漏报警后，危险范围内其他住户和物业人员并不知道该住户燃气已经泄漏，无法协助泄漏住户及时处理泄漏隐患。
目前国内燃气使用安全责任保险缺失，燃气一旦泄露发生燃爆事故，为住户、商户、工矿企业自身造成重大财产损失的同时造成周围人员、财产损失，目前缺少保险体系有力支撑，同时保险公司苦于没有相关大数据技术支持无法提供准确、合理的燃气保险服务。
技术实现要素：
本发明针对现有技术的不足，提供了一种反应迅速、可靠、低运营成本、效果良好的燃气安全小区联防系统和方法，更好地解决人为倒气、注水、掺假、实名使用的问题，降低燃气泄漏、一氧化碳超标、温度异常的燃气使用风险。
本发明的技术方案为：一种基于物联网的燃气使用安全防护系统，包括：
安全云服务平台：用于接收其他设备、模块发送来的信息，并发送信息给其他设备模块；
智能终端：所述智能终端为具有信息处理、移动通讯、定位功能的设备；所述智能终端安装有安全云app或者微信小程序；
报警设备：所述报警设备为复合燃气报警器，能够进行声、光、语音报警；
安全物联模块：所述安全物联模块与所述报警设备相连，所述安全物联模块接受所述终端设备获取的信息，并存储信息，并将报警信息和危险信息上传至燃气安全云服务平台；针对瓶装燃气用户和管道燃气用户，在安装有燃气应急阀的燃气管上另行安装燃气管道发电机，燃气管道发电机与安全物联模块相连为其电池充电；
小区联防模块：接受安全物联模块发送的信息，通知相关人员进行应急处理；
通讯模块：所述通讯模块包括nbiot通讯、lora无线通讯和蓝牙通讯。
一种物联网的燃气使用安全防护方法，还包括以下步骤环节：
环节1)：用户实名注册：
燃气工作人员使用智能终端上安装的燃气安全云app或微信程序采集用户id信息；该用户id信息包括：使用对用户身份证拍照获取信息，对用户人脸拍照获取用户照片信息，通过gps、bd定位模块或者移动网络定位获取地理位置信息，以及对燃气用户的门牌号码拍照获取门牌信息；
通过智能终端中的蓝牙将用户id信息存储到安全物联模块中，并使用智能终端的移动网络上传至燃气安全云服务平台；
环节2)：报警设备定位安装：
设备安装人员在燃气使用现场安装报警设备并与安全物联模块相连，使用智能终端上安装的燃气安全云app或微信程序扫描报警设备和安全物联模块上的二维条码完成设备的安装和匹配，并通过gps、bd定位模块或者移动网络定位获取经度、纬度地理位置信息，对燃气用户的门牌号码拍照获取门牌信息，并通过智能终端的移动网络上传至燃气安全云服务平台；
环节3)：燃气入户环节：
配送人员使用智能终端上安装的燃气安全云app或微信程序通过蓝牙从安全物联网模块中获取环节1)中燃气用户实名信息，并扫描识别气瓶标识，完成空瓶的回收、实瓶交付、安全告知和用气培训，通过gps、bd定位模块或者移动网络定位获取当前燃气入户操作所在的地理位置信息，将记录数据通过蓝牙传输到安全物联模块中存储，并通过智能终端的移动网络上传至燃气安全云服务平台；
环节4)：发生危险处理环节：
报警设备在检测到异常时进行声、光和语音报警，驱动与其连接的电磁阀来关闭燃气管道，并打开与其连接的排风扇进行排风；安全物联模块进行近距离广播，并将异常上传至小区联防模块，提醒业主管理部门和物业人员进行应急处置；同时将异常信息上传至安全云服务平台，安全云服务平台发送短信、语音或微信到相关人员的智能终端设备进行提醒。
进一步的方案是：所述环节1)中，用户id信息由智能终端获取的图片进行计算提取处理并获取包括：姓名、性别、出生年月、地址、身份证号和门牌信息。
进一步的方案是：所述环节2)中：报警设备定位安装中针对瓶装燃气用户和管道燃气用户，在安装有燃气应急阀的燃气管另行安装燃气管道发电机，所述燃气管道发电机与安全物联模块相连，并为安全物联模块的电池充电。
进一步的方案是：所述环节3)中：燃气入户环节还包括燃气用户检验确认环节：燃气用户打开手机蓝牙通过微信程序扫描气瓶瓶阀进出气口上的一次性燃气封条的二维条码获取该用户气瓶信息，扫描确认结果自动存储在安全物联模块的同时通过智能终端网络上传扫描信息到燃气安全云服务平台。
进一步的方案是：所述用户气瓶信息包括气瓶技术参数、使用登记、灌装记录、当前的地理位置、配送流转轨迹和配送人员信息。
进一步的方案是：所述环节4)中，发生危险处理环节中所述报警设备检测到的异常包括：燃气泄漏、一氧化碳浓度超标和温度异常。
进一步的方案是：所述环节4)中：发生危险处理环节中所述安全物联模块将包含报警设备厂商id、报警设备id、安全物联模块id、温度、震动、气体类别、泄漏报警级别、系统状态、电磁阀状态和风扇状态的数据信息与安全云服务平台通信采用nbiot技术以coap、mqtt、http或cpp物联网协议实现远程窄带通讯；所述的安全物联模块与小区联防模块的lora无线通讯方式；所述的安全物联模块采用蓝牙4.0方式进行现场短距离通讯广播，同时使用时钟模块记录时钟并与网络同步。
优选的方案是：所述安全物联模块由蓝牙模块、lora模块和时钟模块组成，且安全物联模块存储的信息事先经过加密处理。
优选的方案是：所述地理位置信息包括经度、纬度和海拔地理位置信息。
本发明的有益效果为：通过图像识别、人脸识别检测、网络定位技术结合门牌识别准确定位用户的用气位置，实现用户注册时人、证、位置的合一，在有效避免只采集用户身份证信息造成的用户身份不准确、被冒用的同时规避了室内gps、bd定位不足的问题。数据加密后存储在安全物联模块中并上传到云平台，确保信息不泄露的同时实现现场和网络的分布存储，确保数据准确可靠，为燃气用户采用电子燃气卡提供数据服务。使用微信的网络定位功能完成设备安装定位，在准确绑定复合型燃气报警器、安全物联模块、安装人员单位信息的同时规避了室内gps、bd定位不足的问题。以蓝牙ble无线完成近距离广播通讯，以lora无线通讯方式进行区域内通讯，实现业主互通、集中监控、物业巡查、楼群联网，以零通讯费完成在数公里内的小区联网，解决物业、业主在燃气安全防护投资上的矛盾。
附图说明
图1为本发明一种基于物联网的燃气使用安全防护系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图来进一步描述本发明的技术方案：
如图1所示，一种基于物联网的燃气使用安全防护系统，包括：安全云服务平台：用于接收其他设备、模块发送来的信息，并发送信息给其他设备、模块；智能终端：所述智能终端为智能手机、ipad、平板电脑等具有信息处理、移动通讯和定位功能的设备；所述智能终端安装有安全云app或者微信小程序；报警设备：所述报警设备为复合燃气报警器，能够进行声、光、语音报警；安全物联模块：所述安全物联模块与所述报警设备相连，所述安全物联模块接受所述终端设备获取的信息，并存储信息，并将报警和危险等相关信息上传至燃气安全云服务平台；小区联防模块：接受安全物联模块发送的信息，通知相关人员进行应急处理；通讯模块：所述通讯模块包括nbiot通讯、lora无线通讯、蓝牙通讯。
本实施例中所述智能终端具有摄像头，能够进行扫描、拍照；所述报警设备与所述安全物联模块上贴有二维码；所述智能终端通过扫描二维条码将所述报警设备和所述安全物联模块匹配安装。
其中安全物联模块将包含报警设备厂商id、报警设备id、安全物联模块id、温度、震动、气体类别、泄漏报警级别、系统状态、电磁阀状态和风扇状态的数据信息与安全云服务平台通信采用nbiot以coap、mqtt、http或cpp物联网协议实现远程窄带通讯；所述的安全物联模块与小区联防模块的lora无线通讯方式；所述的安全物联模块采用蓝牙4.0方式进行现场短距离通讯广播，同时使用时钟模块记录时钟并与网络同步。
与本系统相关的用户、物业公司、燃气公司使用微信通过蓝牙ibeacon协议获取安全物联模块中的相关信息。
以上描述中的相关信息包括用户id信息、在用气瓶id、燃气泄漏状态、一氧化碳浓度、温度；所述相关信息经过加密后进行存储在安全物联模块中。报警信息的发送方式包括短信、语音、微信。
用户id信息通过所述智能终端获取，所述智能终端拍摄燃气用户的身份证获取图像后进行计算识别获取姓名、性别、出生年月、地址、身份证号、证件图片等用户信息采集存储，同时对用户人脸拍照采集人员图片信息；所述智能终端通过gps、bd定位模块或者移动网络定位获取经度、纬度地理位置信息，对燃气用户的门牌号码拍照获取门牌信息，同时通过蓝牙将燃气用户信息加密存储到燃气报警器相连接的安全物联模块中，并使用手机等智能终端的移动网络上传至燃气安全云服务平台。
通过智能终端扫描气瓶瓶阀进出气口上的一次性燃气封条上的二维条码并获取用气瓶id信息；本发明中，由于将带有二维条码的一次性燃气封条设置在气瓶瓶阀进出气口上，这样的好处是：一旦对一次性燃气封条进行破坏就无法恢复，避免恶意第三方通过气瓶瓶阀进出气口向气瓶瓶内充装非正常燃气，以及防止恶意第三方将燃气瓶中的燃气偷换掉，不仅减少了燃气厂家的损失，同时也大大提高了用户燃气使用的安全性。
所述在用气瓶id信息包括气瓶技术参数、使用登记、灌装记录、当前的地理位置、配送流转轨迹、配送人员信息，扫描确认结果自动存储在安全物联模块，同时通过手机网络上传扫描信息到燃气安全云服务平台。
本发明一种燃气使用安全防护网络系统，所述安全云服务平台可以与其他业务平台进行数据交换，完成其他相关联业务的数据支撑服务，如燃气安全云服务平台接收到相关数据后与保险公司保险平台数据交换，完成燃气用户使用险自动投保。
本发明所提供一种燃气使用安全防护网络系统，在使用时主要有以下几个关键环节。
环节1：用户实名注册：
燃气工作人员使用手机等智能终端上安装的燃气安全云app或微信程序拍摄燃气用户的身份证获取图像后进行计算识别获取姓名、性别、出生年月、地址、身份证号、证件图片等用户信息采集存储，同时对用户人脸拍照采集人员图片，实现本人和身份证人证合一。燃气安全云app或微信程序通过gps、bd定位模块或者移动网络定位获取经度、纬度地理位置信息，对燃气用户的门牌号码拍照获取门牌信息，同时通过蓝牙将燃气用户信息加密存储到燃气报警器相连接的安全物联模块中，并使用手机等智能终端的移动网络上传至燃气安全云服务平台。
通过图像识别、人脸识别检测、网络定位技术结合门牌识别准确定位用户的用气位置，实现用户注册时人、证、位置的合一，在有效避免只采集用户身份证信息造成的用户身份不准确、被冒用的同时规避了室内gps、bd定位不足的问题。数据加密后存储在安全物联模块中并上传到云平台，确保信息不泄露的同时实现现场和网络的分布存储，确保数据准确可靠，为燃气用户采用电子燃气卡提供数据服务。
环节2：报警设备定位安装
在燃气使用现场安装复合型燃气报警器并与安全物联模块相连，使用手机等智能终端上安装的燃气安全云app或微信程序扫描复合型燃气报警器和安全物联模块上的二维条码完成设备安装匹配，燃气安全云app或微信程序通过gps、bd定位模块或者移动网络定位获取经度、纬度地理位置信息，对燃气用户的门牌号码拍照获取门牌信息，并使用手机等智能终端的移动网络上传至燃气安全云服务平台。针对瓶装燃气用户和管道燃气用户，在安装有燃气应急阀的气管另行安装燃气管道发电机，燃气管道发电机与安全物联模块相连为其电池充电，安全物联模块与复合型燃气报警器连接。
使用微信的网络定位功能完成设备安装定位，在准确绑定复合型燃气报警器、安全物联模块、安装人员单位信息的同时规避了室内gps、bd定位不足的问题。
环节3：燃气入户环节
送气入户时，配送人员使用手机等智能终端上安装的燃气安全云app或微信程序通过蓝牙从安全物联模块中获取燃气用户实名信息，扫描识别气瓶完成空瓶回收、满瓶交付、安全告知、用气培训，通过gps、bd定位模块或者移动网络定位获取经度、纬度地理位置信息，将记录数据通过蓝牙传输到安全物联模块中存储，并使用手机等智能终端的移动网络上传至燃气安全云服务平台。
燃气用户打开手机蓝牙通过微信程序扫描气瓶瓶阀上的燃气封条的二维条码获取包括气瓶技术参数、使用登记、灌装记录、当前的地理位置、配送流转轨迹、配送人员等信息，扫描确认结果自动存储在安全物联模块的同时通过手机网络上传扫描信息到燃气安全云服务平台。
燃气入户包括气瓶收发、安全培训、日常巡查、气瓶信息等记录数据加密后存储在安全物联模块中并上传到云平台，确保信息不泄露的同时实现现场和网络的分布存储，确保现场数据准确可靠，为气瓶安全追溯、燃气经营与安保追溯提供数据依据。确保用户消费的知情权的同时完成电子投保，为用户安全用气提供安全服务。
环节4：发生危险系统处理环节
复合型燃气报警器在检测到燃气泄漏、一氧化碳浓度超标、温度异常时进行声、光、语音报警的同时，驱动与其连接的电磁阀关闭燃气管道并打开与其连接的排风扇进行排风。同时安全物联模块以蓝牙方式进行近距离广播，以lora无线通讯方式上传至小区联防模块，提醒业主管理部门和物业人员进行应急处置，并通过nbiot基站上传至燃气安全云服务平台，燃气安全云服务平台发送短信、语音、微信到相关人员的手机上完成提醒。
燃气管道发电机可以实现只要有气体通过就可以为电池充电再通过电池为安全物联模块和复合型燃气报警器持续供电，达到在停电时一旦燃气泄漏、一氧化碳浓度超标、温度异常时安全物联模块和复合型燃气报警器能正常工作实现不间断防护。
采用lora无线短距离无线传输方式，将数公里内的复合型燃气报警器连成局域网络，采用零通讯费用的方式将报警信息在住户、邻居、物业安保之间及时传送，在实现住户现场声光语音报警的同时，以无线方式进行邻居和物业安保协同告警，在住户家无人时也能够将燃气泄漏进行处置。比较目前市场上的独立报警器、短信远程通知方式的报警器、基于家庭宽带的app和微信通知的报警器，很容易建立独立的燃气安全防护网路。
以下为本发明的燃气使用安全防护网络系统与其他报警方式的比较：