專利名稱：基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的燃?xì)獯笥脩艚K端測(cè)控系統(tǒng)及測(cè)控方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的燃?xì)獯笥脩艚K端測(cè)控系統(tǒng)及測(cè)控方法。
背景技術(shù)：
隨著國(guó)家能源政策的改變，天然氣用量大幅度上升，工業(yè)、商業(yè)等終端大用戶急劇增 加，工業(yè)、商業(yè)終端大用戶的燃?xì)庥昧空颊麄€(gè)城市燃?xì)庥昧康?0%，且城市供應(yīng)燃?xì)饩W(wǎng)絡(luò) 分散以無人值守的特點(diǎn)，對(duì)大用戶終端的燃?xì)庥昧抗芾?、安全生產(chǎn)管理是燃?xì)鉅I(yíng)運(yùn)企業(yè)的 管理核心，建立燃?xì)獯笥脩艚K端管線的流量、壓力、溫度、燃?xì)庑孤?、閥門等狀態(tài)的遠(yuǎn)程 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是降低供氣損失率、提高企業(yè)安全供氣和經(jīng)濟(jì)效益的有效保證。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述不足，而提供一種基于無 線傳感器網(wǎng)絡(luò)的燃?xì)獯笥脩艚K端測(cè)控系統(tǒng)及測(cè)控方法，改進(jìn)燃?xì)鉅I(yíng)運(yùn)公司對(duì)現(xiàn)有燃?xì)獯笥?戶的燃?xì)庥昧?、收費(fèi)方法、安全生產(chǎn)管理辦法和技術(shù)的不足。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案包括:一種燃?xì)獯笥脩艚K端測(cè)控系統(tǒng)及測(cè) 控方法，其特征在于包括氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)、控制閥門節(jié)點(diǎn)、燃?xì)庑孤﹫?bào)警器節(jié)點(diǎn)、燃?xì)饬?量安全報(bào)警器節(jié)點(diǎn)、監(jiān)控網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)、遠(yuǎn)程服務(wù)器和IC卡預(yù)付費(fèi)充值系統(tǒng)，控制閥門節(jié)點(diǎn) 安裝在管道入口，氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)安裝在管道出口，氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)與控制閥門節(jié)點(diǎn)、燃 氣泄漏報(bào)警器節(jié)點(diǎn)、燃?xì)饬髁堪踩珗?bào)警器節(jié)點(diǎn)、監(jiān)控網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)之間通過鏈?zhǔn)綗o線傳感器網(wǎng) 絡(luò)連接，監(jiān)控網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)與遠(yuǎn)程服務(wù)器連接，IC卡預(yù)付費(fèi)充值系統(tǒng)與遠(yuǎn)程服務(wù)器、氣體流 量計(jì)節(jié)點(diǎn)連接，氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)通過采集到的預(yù)付費(fèi)氣量、燃?xì)庑孤┬畔?，根?jù)設(shè)定值對(duì) 控制閥門節(jié)點(diǎn)、燃?xì)饬髁堪踩珗?bào)警器節(jié)點(diǎn)直接控制和報(bào)警，遠(yuǎn)程服務(wù)器通過監(jiān)控網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)、 氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)、控制閥門節(jié)點(diǎn)、燃?xì)饬髁堪踩珗?bào)警器節(jié)點(diǎn)、燃?xì)庑孤﹫?bào)警器節(jié)點(diǎn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng) 燃?xì)獯笥脩羧細(xì)庥昧?、管網(wǎng)壓力、溫度、燃?xì)庑孤?、閥門開關(guān)狀態(tài)及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行直 接網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測(cè)和管理。其中
(1)氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)，包括流量計(jì)單元、預(yù)付費(fèi)和無線通信單元兩部分，流量計(jì)單 元、預(yù)付費(fèi)和無線通信單元安裝在機(jī)械流量計(jì)的密封控制盒內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)具有流量計(jì)量、收 費(fèi)、安全管理、無線信息傳輸?shù)囊惑w化智能氣體流量計(jì)，其中流量計(jì)單元由流量計(jì)積分儀、 氣體流量計(jì)、氣體參數(shù)傳感器組、液晶顯示器組成，流量計(jì)積分儀與氣體參數(shù)傳感器組、 液晶顯示器連接，預(yù)付費(fèi)和無線通信單元由付費(fèi)通信處理器、IC卡數(shù)據(jù)傳輸接口、無線 通信單元組成，付費(fèi)通信處理器與IC卡數(shù)據(jù)傳輸接口、無線通信單元連接，氣體參數(shù)傳 感器組包括氣體流量傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器，流量計(jì)單元、預(yù)付費(fèi)和無線通信 單元之間通過串行數(shù)據(jù)通信接口連接，氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)由電池通過電源管理單元供電，流 量計(jì)單元當(dāng)管網(wǎng)氣體流動(dòng)時(shí)通過氣體流量傳感器實(shí)時(shí)采集燃?xì)饬髁?，通過溫度、壓力傳感 器定時(shí)采集管網(wǎng)溫度和壓力，將采集到的流量、溫度、壓力信息經(jīng)MCU積分補(bǔ)償處理器處 理后保存和顯示,預(yù)付費(fèi)和無線通信單元通過IC卡數(shù)據(jù)傳輸接口隨時(shí)接收IC卡預(yù)付費(fèi)充 值系統(tǒng)充值信息，通過無線通信單元接收燃?xì)庑孤﹫?bào)警器燃?xì)庑孤┬畔ⅲ顿M(fèi)通信處理器 的微處理器根據(jù)充值、燃?xì)庑孤┬畔?duì)閥門進(jìn)行開關(guān)控制，氣體流量計(jì)定時(shí)將流量、溫度、 壓力、閥門狀態(tài)、泄漏報(bào)警信息發(fā)送到燃?xì)饬髁堪踩珗?bào)警器節(jié)點(diǎn)、監(jiān)控網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，管網(wǎng)無 氣體流動(dòng)時(shí)流量計(jì)處于休眠狀態(tài)，等待喚醒信號(hào)。
(2) 控制閥門節(jié)點(diǎn)，包括閥門處理器、先導(dǎo)隔膜主閥體、控制閥門驅(qū)動(dòng)裝置、閥門 狀態(tài)傳感器、無線通信單元，閥門處理器與控制閥門驅(qū)動(dòng)裝置、閥門狀態(tài)傳感器、無線通 信單元均連接，控制閥門驅(qū)動(dòng)裝置用來驅(qū)動(dòng)先導(dǎo)隔膜主閥體，閥門狀態(tài)傳感器用來檢測(cè)閥 門狀態(tài)，控制閥門節(jié)點(diǎn)通過鏈?zhǔn)綗o線傳感器網(wǎng)絡(luò)受氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)、燃?xì)庑孤﹫?bào)警器節(jié)點(diǎn) 的信息控制。
(3) 燃?xì)庑孤﹫?bào)警器節(jié)點(diǎn)，包括燃?xì)庑孤┨幚砥?、無線通信單元、燃?xì)鈾z測(cè)傳感器， 燃?xì)庑孤┨幚砥髋c無線通信單元、燃?xì)鈾z測(cè)傳感器連接，燃?xì)庑孤﹫?bào)警器節(jié)點(diǎn)通過燃?xì)鈾z 測(cè)傳感器獲取空氣中燃?xì)庑孤┬畔?，并將燃?xì)庑孤┬畔⒓叭細(xì)鈾z測(cè)傳感器運(yùn)行狀態(tài)信息傳 輸給氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)，由氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)分別傳輸給控制閥門節(jié)點(diǎn)、燃?xì)饬髁堪踩珗?bào)警器 節(jié)點(diǎn)、監(jiān)控網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)。
(4) 燃?xì)饬髁堪踩珗?bào)警器節(jié)點(diǎn)，包括燃?xì)饬髁刻幚砥?、無線通信單元、蜂鳴器、顯 示器，燃?xì)饬髁刻幚砥髋c無線通信單元、蜂鳴器、顯示器均連接，燃?xì)饬髁堪踩珗?bào)警器節(jié) 點(diǎn)接收氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)母鞣N信息，將根據(jù)實(shí)際情形蜂鳴報(bào)警或顯示。
(5) 監(jiān)控網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，包括監(jiān)控網(wǎng)關(guān)處理器、GPRS通訊單元、無線通信單元，監(jiān)控網(wǎng) 關(guān)處理器與GPRS通訊單元、無線通信單元連接，監(jiān)控網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)接收氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)傳輸 的各種信息，通過GPRS通訊單元將各種信息傳輸給遠(yuǎn)程服務(wù)器，經(jīng)遠(yuǎn)程服務(wù)器處理后， 將處理信息發(fā)送到氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)。
(6) IC卡預(yù)付費(fèi)充值系統(tǒng)，包括IC卡讀卡機(jī)、發(fā)卡器、遠(yuǎn)程服務(wù)器發(fā)卡軟件，以 IC卡為信息傳輸媒體，由遠(yuǎn)程服務(wù)器發(fā)卡軟件通過發(fā)卡器對(duì)IC卡充值，再由IC卡讀卡 機(jī)對(duì)氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行充值，實(shí)現(xiàn)流量計(jì)預(yù)付費(fèi)控制功能。
本發(fā)明燃?xì)獯笥脩艚K端測(cè)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)鏈路以氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)為主節(jié)點(diǎn),燃?xì)庑孤﹫?bào)警 器節(jié)點(diǎn)采集空氣中燃?xì)庑孤┬畔ⅲ瑲怏w流量計(jì)節(jié)點(diǎn)收到燃?xì)庑孤┬畔⒑罅⒓聪蚩刂崎y門節(jié)
點(diǎn)發(fā)送關(guān)閾信息，氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)將關(guān)閥信息和流量計(jì)相關(guān)的流量、溫度、壓力、預(yù)付費(fèi)
使用量、燃?xì)庑孤﹫?bào)警器傳感器狀態(tài)信息向監(jiān)控網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)發(fā)送，由監(jiān)控網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)通過GPRS 通訊單元發(fā)送給遠(yuǎn)程服務(wù)器，再將遠(yuǎn)程服務(wù)器信息反饋給監(jiān)控網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)和氣體流量計(jì)節(jié) 點(diǎn)。
本發(fā)明遠(yuǎn)程服務(wù)器通過氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)、控制閥門節(jié)點(diǎn)、燃?xì)庑孤﹫?bào)警器節(jié)點(diǎn)、燃 氣流量安全報(bào)警器節(jié)點(diǎn)、監(jiān)控網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)和IC卡預(yù)付費(fèi)充值系統(tǒng)對(duì)遠(yuǎn)程燃?xì)獯笥脩艚K端進(jìn) 行實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理，利用這套系統(tǒng)可以對(duì)燃?xì)獯笥脩艚K端現(xiàn)場(chǎng)的燃?xì)庥昧?、用氣高峰進(jìn)行 全方位分析，以便成本核算和防竊氣，同時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)安全生產(chǎn)得到有效管理。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明實(shí)施例氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)的電路原理圖。
圖3是本發(fā)明實(shí)施例控制閥門節(jié)點(diǎn)的電路原理圖。
圖4是本發(fā)明實(shí)施例燃?xì)庑孤﹫?bào)警器節(jié)點(diǎn)的電路原理圖。
圖5是本發(fā)明實(shí)施例燃?xì)饬髁堪踩珗?bào)警器節(jié)點(diǎn)的電路原理圖。
圖6是本發(fā)明實(shí)施例監(jiān)控網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的電路原理圖。
圖7是本發(fā)明實(shí)施例的控制流程圖。
圖8是本發(fā)明實(shí)施例氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)的控制流程圖。
圖9是本發(fā)明實(shí)施例控制閥門節(jié)點(diǎn)的控制流程圖。
圖io是本發(fā)明實(shí)施例燃?xì)庑孤﹫?bào)警器節(jié)點(diǎn)的控制流程圖。
圖11是本發(fā)明實(shí)施例燃?xì)饬髁堪踩珗?bào)警器節(jié)點(diǎn)的控制流程圖。 圖12是本發(fā)明實(shí)施例監(jiān)控網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的控制流程圖。
具體實(shí)施例方式
參見圖1 圖12，本發(fā)明實(shí)施例基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的燃?xì)獯笥脩艚K端測(cè)控系統(tǒng)和測(cè) 控方法，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)包括安裝在燃?xì)夤芫W(wǎng)管道出口的氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)A、安裝在管道入口的 控制閥門節(jié)點(diǎn)B、安裝在現(xiàn)場(chǎng)的燃?xì)庑孤﹫?bào)警器節(jié)點(diǎn)C、燃?xì)饬髁堪踩珗?bào)警器節(jié)點(diǎn)D、監(jiān) 控網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)E和遠(yuǎn)程服務(wù)器W以及IC卡預(yù)付費(fèi)充值系統(tǒng)，氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)A與控制閥門 節(jié)點(diǎn)B、燃?xì)庑孤﹫?bào)警器節(jié)點(diǎn)C、燃?xì)饬髁堪踩珗?bào)警器節(jié)點(diǎn)D、監(jiān)控網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)E之間通過 鏈?zhǔn)綗o線傳感器網(wǎng)絡(luò)連接，監(jiān)控網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)E與遠(yuǎn)程服務(wù)器W連接，IC卡預(yù)付費(fèi)充值系統(tǒng) 與遠(yuǎn)程服務(wù)器W、氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)A連接，氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)A通過采集到的預(yù)付費(fèi)氣量、 燃?xì)庑孤┬畔?，根?jù)設(shè)定值對(duì)控制閥門節(jié)點(diǎn)B、燃?xì)饬髁堪踩珗?bào)警器節(jié)點(diǎn)D直接控制和報(bào) 警，遠(yuǎn)程服務(wù)器W通過監(jiān)控網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)E、氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)A、控制閥門節(jié)點(diǎn)B、燃?xì)饬髁?br> 安全報(bào)警器節(jié)點(diǎn)D、燃?xì)庑孤﹫?bào)警器節(jié)點(diǎn)C對(duì)現(xiàn)場(chǎng)燃?xì)獯笥脩羧細(xì)庥昧?、管網(wǎng)壓力、溫度、 燃?xì)庑孤?、閥門開關(guān)狀態(tài)及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行直接網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測(cè)和管理。氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)A 與控制閥門節(jié)點(diǎn)B之間可設(shè)置過濾器F，遠(yuǎn)程服務(wù)器W可設(shè)置防火墻W1，監(jiān)控網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)E 和IC卡預(yù)付費(fèi)充值系統(tǒng)均通過防火墻Wl與遠(yuǎn)程服務(wù)器W連接。本發(fā)明實(shí)施例的氣體流量 計(jì)節(jié)點(diǎn)A、控制閥門節(jié)點(diǎn)B、燃?xì)庑孤﹫?bào)警器節(jié)點(diǎn)C、燃?xì)饬髁堪踩珗?bào)警器節(jié)點(diǎn)D、監(jiān)控網(wǎng) 關(guān)節(jié)點(diǎn)E均由電池通過電源管理單元供電。
氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)A包括流量計(jì)單元、預(yù)付費(fèi)和無線通信單元兩部分，流量計(jì)單元、預(yù) 付費(fèi)和無線通信單元安裝在機(jī)械流量計(jì)的密封控制盒內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)具有流量計(jì)量、收費(fèi)、安 全管理、無線信息傳輸?shù)囊惑w化智能氣體流量計(jì)，其中流量計(jì)單元由流量計(jì)積分儀、氣體 流量計(jì)、氣體參數(shù)傳感器組、液晶顯示器組成，流量計(jì)積分儀與氣體參數(shù)傳感器組、液晶 顯示器連接，預(yù)付費(fèi)和無線通信單元由付費(fèi)通信處理器、IC卡數(shù)據(jù)傳輸接口、無線通信 單元組成，付費(fèi)通信處理器與IC卡數(shù)據(jù)傳輸接口 (簡(jiǎn)稱IC卡接口)、無線通信單元連接， 氣體參數(shù)傳感器組包括氣體流量傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器，流量計(jì)單元、預(yù)付費(fèi) 和無線通信單元之間通過串行數(shù)據(jù)通信接口 (232接口)連接。流量計(jì)積分儀包括MCU積 分補(bǔ)償處理器、微處理器、存儲(chǔ)器；付費(fèi)通信處理器包括微處理器、存儲(chǔ)器。流量計(jì)單元 當(dāng)管網(wǎng)氣體流動(dòng)時(shí)通過氣體流量傳感器實(shí)時(shí)采集燃?xì)饬髁?，通過溫度傳感器、壓力傳感器 定時(shí)采集管網(wǎng)溫度和壓力，將采集到的流量、溫度、壓力信息經(jīng)MCU積分補(bǔ)償處理器處理 存入存儲(chǔ)器和液晶顯示器顯示；預(yù)付費(fèi)和無線通信單元通過IC卡數(shù)據(jù)傳輸接口隨時(shí)接收 IC卡預(yù)付費(fèi)充值信息，通過無線通信單元接收燃?xì)庑孤﹫?bào)警器節(jié)點(diǎn)C燃?xì)庑孤┬畔?，?處理器根據(jù)充值、燃?xì)庑孤┬畔?duì)控制閥門節(jié)點(diǎn)B的閥門進(jìn)行開關(guān)閥控制；流量計(jì)定時(shí)將 流量、溫度、壓力、閥門狀態(tài)、泄漏報(bào)警等信息發(fā)送到燃?xì)饬髁堪踩珗?bào)警器節(jié)點(diǎn)D、監(jiān)控 網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)E，管網(wǎng)無氣體流動(dòng)時(shí)氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)A處于休眠狀態(tài)，等待喚醒信號(hào)。
控制閥門節(jié)點(diǎn)B包括閥門處理器、先導(dǎo)隔膜主閥體、控制閥門驅(qū)動(dòng)裝置、閥門狀態(tài)傳 感器、無線通信單元，閥門處理器與控制閥門驅(qū)動(dòng)裝置、閥門狀態(tài)傳感器、無線通信單元 均連接，其中閥門處理器包括微處理器、存儲(chǔ)器，閥門處理器發(fā)送控制信號(hào)至控制閥門驅(qū) 動(dòng)裝置，控制閥門驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)先導(dǎo)隔膜主閥體，閥門狀態(tài)傳感器用來檢測(cè)閥門狀態(tài)，控 制閥門節(jié)點(diǎn)B通過鏈?zhǔn)綗o線傳感器網(wǎng)絡(luò)受氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)A、燃?xì)庑孤﹫?bào)警器節(jié)點(diǎn)C的信 息控制。
燃?xì)庑孤﹫?bào)警器節(jié)點(diǎn)C包括燃?xì)庑孤┨幚砥?、無線通信單元、燃?xì)鈾z測(cè)傳感器，燃?xì)?泄漏處理器與無線通信單元、燃?xì)鈾z測(cè)傳感器連接，其中燃?xì)庑孤┨幚砥靼ㄎ⑻幚砥鳌?存儲(chǔ)器。燃?xì)庑孤﹫?bào)警器節(jié)點(diǎn)C通過燃?xì)鈾z測(cè)傳感器獲取空氣中燃?xì)庑孤┬畔ⅲ⑼ㄟ^鏈
式無線傳感器網(wǎng)絡(luò)將燃?xì)庑孤┬畔⒓叭細(xì)鈾z測(cè)傳感器運(yùn)行狀態(tài)信息傳輸給氣體流量計(jì)節(jié)
點(diǎn)A，由氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)A分別傳輸給控制閥門節(jié)點(diǎn)B、燃?xì)饬髁堪踩珗?bào)警器節(jié)點(diǎn)D、監(jiān) 控網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)E。
燃?xì)饬髁堪踩珗?bào)警器節(jié)點(diǎn)D包括燃?xì)饬髁刻幚砥?、無線通信單元、蜂鳴器、顯示器， 燃?xì)饬髁刻幚砥髋c無線通信單元、蜂鳴器、顯示器均連接，其中燃?xì)饬髁刻幚砥靼ㄎ⑻?理器、存儲(chǔ)器。燃?xì)饬髁堪踩珗?bào)警器節(jié)點(diǎn)D通過鏈?zhǔn)綗o線傳感器網(wǎng)絡(luò)接收氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn) A傳輸?shù)母鞣N信息，將根據(jù)實(shí)際情形蜂鳴報(bào)警或LED顯示。
監(jiān)控網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)E包括監(jiān)控網(wǎng)關(guān)處理器、GPRS通訊單元、無線通信單元，監(jiān)控網(wǎng)關(guān)處 理器與GPRS通訊單元、無線通信單元連接，其中監(jiān)控網(wǎng)關(guān)處理器包括微處理器、存儲(chǔ)器。 監(jiān)控網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)E通過鏈?zhǔn)綗o線傳感器網(wǎng)絡(luò)接收接收氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)A傳輸?shù)母鞣N信息，通 過GPRS通訊單元將各種信息傳輸給遠(yuǎn)程服務(wù)器W，經(jīng)遠(yuǎn)程服務(wù)器W處理后，將處理信息 通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)送到氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)A。
IC卡預(yù)付費(fèi)充值系統(tǒng)包括IC卡讀卡機(jī)G、發(fā)卡器H、遠(yuǎn)程服務(wù)器發(fā)卡軟件，以IC卡 為信息傳輸媒體，由遠(yuǎn)程服務(wù)器發(fā)卡軟件通過發(fā)卡器H對(duì)IC卡充值，再由IC卡讀卡機(jī)G 對(duì)氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)A進(jìn)行充值，實(shí)現(xiàn)流量計(jì)預(yù)付費(fèi)控制功能。
燃?xì)獯笥脩艚K端測(cè)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)鏈路以氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)A為主節(jié)點(diǎn)，燃?xì)庑孤﹫?bào)警器節(jié) 點(diǎn)C采集空氣中燃?xì)庑孤┬畔?，氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)A收到燃?xì)庑孤┬畔⒑罅⒓聪蚩刂崎y門節(jié) 點(diǎn)B發(fā)送關(guān)閥信息，氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)A將關(guān)閥信息和流量計(jì)相關(guān)的流量、溫度、壓力、預(yù) 付費(fèi)使用量、燃?xì)庑孤┬畔⒓叭細(xì)鈾z測(cè)傳感器狀態(tài)信息向監(jiān)控網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)E發(fā)送，由監(jiān)控網(wǎng) 關(guān)節(jié)點(diǎn)E通過GPRS通訊單元發(fā)送給遠(yuǎn)程服務(wù)器W,再將遠(yuǎn)程服務(wù)器ff信息反饋給監(jiān)控網(wǎng) 關(guān)節(jié)點(diǎn)E和氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)A。
本發(fā)明系統(tǒng)控制方法包括各節(jié)點(diǎn)以及它們之間的控制互交方法，參見圖7 圖12，這 些控制互交方法是燃?xì)獯笥脩艚K端測(cè)控系統(tǒng)的基本實(shí)現(xiàn)單元。
本發(fā)明將氣體流量計(jì)、先導(dǎo)隔膜控制閥門、燃?xì)庑孤﹫?bào)警器、流量功能報(bào)警器及監(jiān)控 網(wǎng)關(guān)等組成現(xiàn)場(chǎng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，遠(yuǎn)程服務(wù)器W通過GPRS通訊單元、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控網(wǎng)關(guān)信息 互交來實(shí)現(xiàn)對(duì)燃?xì)獯笥脩衄F(xiàn)場(chǎng)終端的燃?xì)庥?jì)量、安全泄漏報(bào)警、預(yù)付費(fèi)、管網(wǎng)壓力、溫度、 閥門工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)和控制，系統(tǒng)分析管理軟件對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行科學(xué)分析， 為燃?xì)鉅I(yíng)運(yùn)公司的生產(chǎn)、調(diào)度、安全檢査等管理提供科學(xué)依據(jù)。
本發(fā)明實(shí)施例無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的無線通信單元均采用端士公司的XE1205收發(fā)芯片， 由XE1205收發(fā)芯片、天線、微處理器MS430、相關(guān)電路及嵌入式系統(tǒng)軟件等組成微功率 收發(fā)模塊，工作頻率433.92MHz/868 MHz/915 MHz;發(fā)射功率5dB、 10dB、 15dB;接收
靈敏度-U5dB;工作方式FSK;通信速率2400;供電方式為電池供電。本發(fā)明實(shí)施 例中的微處理器、存貯器、電源管理單元、流量計(jì)積分儀、各種接口、開關(guān)、IC卡讀卡 機(jī)、發(fā)卡器、閥門驅(qū)動(dòng)電路等均可采用現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)，本發(fā)明的重點(diǎn)在于對(duì)零散的各種控 制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的整合提高。
氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)A是整個(gè)終端現(xiàn)場(chǎng)管理的核心，它負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)管網(wǎng)計(jì)量、溫度、壓力檢 測(cè)和溫度、壓力積分補(bǔ)償運(yùn)算；預(yù)付費(fèi)功能實(shí)施，當(dāng)氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)A通過IC卡對(duì)預(yù)付 費(fèi)接口充值后，確定氣體流量計(jì)有預(yù)付值時(shí)就向控制閥門節(jié)點(diǎn)B發(fā)送開閥信息，充值量用 到充值預(yù)警點(diǎn)時(shí)，氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)A向燃?xì)饬髁堪踩珗?bào)警器節(jié)點(diǎn)D發(fā)出報(bào)警信息，提示用
戶充值，預(yù)付費(fèi)用完時(shí)，氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)A向控制閥門節(jié)點(diǎn)B發(fā)出關(guān)閥信息；負(fù)責(zé)接收燃
氣泄漏報(bào)警器節(jié)點(diǎn)C燃?xì)庑孤┬畔?，?dāng)接收到燃?xì)庑孤┬畔r(shí)，立即向控制閥門節(jié)點(diǎn)B 發(fā)出關(guān)閥信息；氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)A將現(xiàn)場(chǎng)所有采集信息定時(shí)向監(jiān)控網(wǎng)關(guān)發(fā)送。
控制閥門節(jié)點(diǎn)B是系統(tǒng)控制核心，閥門采用先導(dǎo)隔膜原理設(shè)計(jì)而成，在低功耗下正常 運(yùn)行，300mm 口徑閥門開關(guān)閥的工作電流在80mA以下，控制閥門節(jié)點(diǎn)B接受預(yù)付費(fèi)系統(tǒng) 單元、燃?xì)庑孤﹫?bào)警器節(jié)點(diǎn)C和遠(yuǎn)程服務(wù)器W的控制。
燃?xì)庑孤﹫?bào)警器節(jié)點(diǎn)C是檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)空氣中燃?xì)庑孤┑臐舛?，?dāng)空氣中燃?xì)鉂舛冗_(dá)到一 定時(shí)，報(bào)警器發(fā)出報(bào)警信息，通過氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)A向控制閥門節(jié)點(diǎn)B發(fā)出關(guān)閥信息指令， 以防空氣中燃?xì)鉂舛冗_(dá)到爆炸極限發(fā)生爆炸。
燃?xì)饬髁堪踩珗?bào)警器節(jié)點(diǎn)D是個(gè)警示報(bào)警器，由于氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)A、控制閥門節(jié)點(diǎn) B、燃?xì)庑孤﹫?bào)警器節(jié)點(diǎn)C的安裝現(xiàn)場(chǎng)一般在室外或在封閉房間內(nèi)無人值守的地方，在用 戶有常年值班的地方安裝燃?xì)饬髁堪踩珗?bào)警器節(jié)點(diǎn)D，以便及時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)流量計(jì)、控制閥 門、燃?xì)庑孤﹫?bào)警器運(yùn)行情況。
本發(fā)明各節(jié)點(diǎn)設(shè)備間信息傳輸是用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、GPRS網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)，省去了布線 連線的繁瑣，避免了連線老化、外接的麻煩，節(jié)省了經(jīng)營(yíng)成本。
權(quán)利要求
1、一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的燃?xì)獯笥脩艚K端測(cè)控系統(tǒng)及測(cè)控方法，其特征在于包括氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)、控制閥門節(jié)點(diǎn)、燃?xì)庑孤﹫?bào)警器節(jié)點(diǎn)、燃?xì)饬髁堪踩珗?bào)警器節(jié)點(diǎn)、監(jiān)控網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)、遠(yuǎn)程服務(wù)器和IC卡預(yù)付費(fèi)充值系統(tǒng)，控制閥門節(jié)點(diǎn)安裝在管道入口，氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)安裝在管道出口，氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)與控制閥門節(jié)點(diǎn)、燃?xì)庑孤﹫?bào)警器節(jié)點(diǎn)、燃?xì)饬髁堪踩珗?bào)警器節(jié)點(diǎn)、監(jiān)控網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)之間通過鏈?zhǔn)綗o線傳感器網(wǎng)絡(luò)連接，監(jiān)控網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)與遠(yuǎn)程服務(wù)器連接，IC卡預(yù)付費(fèi)充值系統(tǒng)與遠(yuǎn)程服務(wù)器、氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)連接，氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)通過采集到的預(yù)付費(fèi)氣量、燃?xì)庑孤┬畔?，根?jù)設(shè)定值對(duì)控制閥門節(jié)點(diǎn)、燃?xì)饬髁堪踩珗?bào)警器節(jié)點(diǎn)直接控制和報(bào)警，遠(yuǎn)程服務(wù)器通過監(jiān)控網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)、氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)、控制閥門節(jié)點(diǎn)、燃?xì)饬髁堪踩珗?bào)警器節(jié)點(diǎn)、燃?xì)庑孤﹫?bào)警器節(jié)點(diǎn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)燃?xì)獯笥脩羧細(xì)庥昧俊⒐芫W(wǎng)壓力、溫度、燃?xì)庑孤?、閥門開關(guān)狀態(tài)及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行直接網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測(cè)和管理。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的燃?xì)獯笥脩艚K端測(cè)控系統(tǒng)及測(cè)控方法，其特征在于氣體流量 計(jì)節(jié)點(diǎn)包括流量計(jì)單元、預(yù)付費(fèi)和無線通信單元兩部分，流量計(jì)單元由流量計(jì)積分儀、氣體 流量計(jì)、氣體參數(shù)傳感器組、液晶顯示器組成，流量計(jì)積分儀與氣體參數(shù)傳感器組、液晶顯 示器連接，預(yù)付費(fèi)和無線通信單元由付費(fèi)通信處理器、IC卡數(shù)據(jù)傳輸接口、無線通信單元組 成，付費(fèi)通信處理器與IC卡數(shù)據(jù)傳輸接口、無線通信單元連接，氣體參數(shù)傳感器組包括氣體 流量傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器，流量計(jì)單元、預(yù)付費(fèi)和無線通信單元之間通過串行 數(shù)據(jù)通信接口連接，氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)由電池通過電源管理單元供電，流量計(jì)單元當(dāng)管網(wǎng)氣體 流動(dòng)時(shí)通過氣體流量傳感器實(shí)時(shí)采集燃?xì)饬髁?，通過溫度、壓力傳感器定時(shí)采集管網(wǎng)溫度和 壓力，將采集到的流量、溫度、壓力信息經(jīng)MCU積分補(bǔ)償處理器處理后保存和顯示，預(yù)付費(fèi) 和無線通信單元通過ic卡數(shù)據(jù)傳輸接口隨時(shí)接收IC卡預(yù)付費(fèi)充值系統(tǒng)充值信息，通過無線通信單元接收燃?xì)庑孤﹫?bào)警器燃?xì)庑孤┬畔ⅲ顿M(fèi)通信處理器的微處理器根據(jù)充值、燃?xì)庑?漏信息對(duì)閥門進(jìn)行開關(guān)控制，氣體流量計(jì)定時(shí)將流量、溫度、壓力、閥門狀態(tài)、泄漏報(bào)警信 息發(fā)送到燃?xì)饬髁堪踩珗?bào)警器節(jié)點(diǎn)、監(jiān)控網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，管網(wǎng)無氣體流動(dòng)時(shí)流量計(jì)處于休眠狀態(tài)， 等待喚醒信號(hào)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的燃?xì)獯笥脩艚K端測(cè)控系統(tǒng)及測(cè)控方法，其特征在于控制閥門節(jié)點(diǎn)包括閥門處理器、先導(dǎo)隔膜主閥體、控制閥門驅(qū)動(dòng)裝置、閥門狀態(tài)傳感器、無線通信單 元，閥門處理器與控制閥門驅(qū)動(dòng)裝置、閥門狀態(tài)傳感器、無線通信單元均連接，控制閥門驅(qū) 動(dòng)裝置用來驅(qū)動(dòng)先導(dǎo)隔膜主閥體，閥門狀態(tài)傳感器用來檢測(cè)閥門狀態(tài)，控制閥門節(jié)點(diǎn)受氣體 流量計(jì)節(jié)點(diǎn)、燃?xì)庑孤﹫?bào)警器節(jié)點(diǎn)的信息控制。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的燃?xì)獯笥脩艚K端測(cè)控系統(tǒng)及測(cè)控方法,其特征在于燃?xì)庑孤? 報(bào)警器節(jié)點(diǎn)包括燃?xì)庑孤┨幚砥?、無線通信單元、燃?xì)鈾z測(cè)傳感器，燃?xì)庑孤┨幚砥髋c無線 通信單元、燃?xì)鈾z測(cè)傳感器連接，燃?xì)庑孤﹫?bào)警器節(jié)點(diǎn)通過燃?xì)鈾z測(cè)傳感器獲取空氣中燃?xì)?泄漏信息，并將燃?xì)庑孤┬畔⒓叭細(xì)鈾z測(cè)傳感器運(yùn)行狀態(tài)信息傳輸給氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)，由氣 體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)分別傳輸給控制閥門節(jié)點(diǎn)、燃?xì)饬髁堪踩珗?bào)警器節(jié)點(diǎn)、監(jiān)控網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的燃?xì)獯笥脩艚K端測(cè)控系統(tǒng)及測(cè)控方法，其特征在于燃?xì)饬髁?安全報(bào)警器節(jié)點(diǎn)包括燃?xì)饬髁刻幚砥?、無線通信單元、蜂鳴器、顯示器，燃?xì)饬髁刻幚砥髋c 無線通信單元、蜂鳴器、顯示器均連接，燃?xì)饬髁堪踩珗?bào)警器節(jié)點(diǎn)接收氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)傳輸 的各種信息，將根據(jù)實(shí)際情形蜂鳴報(bào)警或顯示。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的燃?xì)獯笥脩艚K端測(cè)控系統(tǒng)及測(cè)控方法，其特征在于監(jiān)控網(wǎng)關(guān) 節(jié)點(diǎn)包括監(jiān)控網(wǎng)關(guān)處理器、GPRS通訊單元、無線通信單元，監(jiān)控網(wǎng)關(guān)處理器與GPRS通訊單 元、無線通信單元連接，監(jiān)控網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)接收氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)母鞣N信息，通過GPRS通訊 單元將各種信息傳輸給遠(yuǎn)程服務(wù)器，經(jīng)遠(yuǎn)程服務(wù)器處理后，將處理信息發(fā)送到氣體流量計(jì)節(jié) 點(diǎn)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的燃?xì)獯笥脩艚K端測(cè)控系統(tǒng)及測(cè)控方法，其特征在于IC卡預(yù) 付費(fèi)充值系統(tǒng)包括IC卡讀卡機(jī)、發(fā)卡器、遠(yuǎn)程服務(wù)器發(fā)卡軟件，以IC卡為信息傳輸媒體， 由遠(yuǎn)程服務(wù)器發(fā)卡軟件通過發(fā)卡器對(duì)IC卡充值，再由IC卡讀卡機(jī)對(duì)氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行充 值，實(shí)現(xiàn)流量計(jì)預(yù)付費(fèi)控制功能。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的燃?xì)獯笥脩艚K端測(cè)控系統(tǒng)及測(cè)控方法，其特征在于燃?xì)獯笥?戶終端測(cè)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)鏈路以氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)為主節(jié)點(diǎn)，燃?xì)庑孤﹫?bào)警器節(jié)點(diǎn)采集空氣中燃?xì)?泄漏信息，氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)收到燃?xì)庑孤┬畔⒑罅⒓聪蚩刂崎y門節(jié)點(diǎn)發(fā)送關(guān)閥信息，氣體流 量計(jì)節(jié)點(diǎn)將關(guān)閥信息和流量計(jì)相關(guān)的流量、溫度、壓力、預(yù)付費(fèi)使用量、燃?xì)庑孤﹫?bào)警器傳 感器狀態(tài)信息向監(jiān)控網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)發(fā)送，由監(jiān)控網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)通過GPRS通訊單元發(fā)送給遠(yuǎn)程服務(wù)器， 再將遠(yuǎn)程服務(wù)器信息反饋給監(jiān)控網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)和氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的燃?xì)獯笥脩艚K端測(cè)控系統(tǒng)及測(cè)控方法，包括氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)、控制閥門節(jié)點(diǎn)、燃?xì)庑孤﹫?bào)警器節(jié)點(diǎn)、燃?xì)饬髁堪踩珗?bào)警器節(jié)點(diǎn)、監(jiān)控網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)、遠(yuǎn)程服務(wù)器和IC卡預(yù)付費(fèi)充值系統(tǒng)，控制閥門節(jié)點(diǎn)安裝在管道入口，氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)安裝在管道出口，氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)與控制閥門節(jié)點(diǎn)、燃?xì)庑孤﹫?bào)警器節(jié)點(diǎn)、燃?xì)饬髁堪踩珗?bào)警器節(jié)點(diǎn)、監(jiān)控網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)之間通過鏈?zhǔn)綗o線傳感器網(wǎng)絡(luò)連接，監(jiān)控網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)與遠(yuǎn)程服務(wù)器連接，IC卡預(yù)付費(fèi)充值系統(tǒng)與遠(yuǎn)程服務(wù)器、氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)連接，氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)通過采集到信息，根據(jù)設(shè)定值對(duì)控制閥門節(jié)點(diǎn)、燃?xì)饬髁堪踩珗?bào)警器節(jié)點(diǎn)控制和報(bào)警，遠(yuǎn)程服務(wù)器通過監(jiān)控網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)、氣體流量計(jì)節(jié)點(diǎn)、控制閥門節(jié)點(diǎn)、燃?xì)饬髁堪踩珗?bào)警器節(jié)點(diǎn)、燃?xì)庑孤﹫?bào)警器節(jié)點(diǎn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)燃?xì)獯笥脩舾鞣N信息及設(shè)備、開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和管理，提高了控制管理效率。
文檔編號(hào)G05B19/418GK101349900SQ20081006338
公開日2009年1月21日 申請(qǐng)日期2008年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月12日
發(fā)明者潘洪源 申請(qǐng)人:潘洪源