CN104200639A - 一种化学气体检测设备野外工作状态远程监控方法与设备 - Google Patents
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Abstract
一种化学气体检测设备野外工作状态远程监控设备，它是由化学气体检测设备、采集器、中转器、接收终端和监控平台组成，采集器通过串口与化学气体检测设备相连，采集器采集器采用Zigbee和wifi的形式与前端中转器相连，中转器通过局域网、3G、北斗与接收终端相连，采集器采集的工况信息字符串通过中转器传输给接收终端，接收终端通过USB接口，将接收的信息传给监控平台，监控平台对采集的信息进行解析，并实时判断各项指标的是否在正常的工作范围，一旦现异常，立即报警。一种化学气体检测设备野外工作状态远程监控方法，它有六大步骤。本发明使化学气体检测设备处于良好状态，满足化学救援行动化学气体检测设备完好率高的需求。
Description
技术领域
本发明涉及设备工况信息采集、无线网络传输、工作状态监测等技术领域，特别是涉及一种化学气体检测设备野外工作状态远程监控方法与设备。
背景技术
随着我国化工行业的发展和化学恐怖威胁的增大，近年来我国出现多起化学事故和化学恐怖事件，给人民的生命安全造成了严重威胁，为此军队和武警配发了大量化学检测仪设备，用于执行化学侦察和救援任务。但大多化学气体检测设备(如Chempro100便携式化学气体检测仪、Hapsite气相色谱质谱仪、智能复合气体检测仪等设备)是国外进口设备，国外主要由专业人员在室内环境下进行化学气体检测。由于我国对这些装备引进时间较短，一些使用人员还没有完全具备操作相应的专业素质，而且这些设备主要用于室外化学气体检测，环境条件比较恶劣，加之消耗器材(例如标气、载气)存储要求高、保障困难，给化学气体检测设备野外使用带来了一些问题，因此需要研究化学气体检测设备野外工作状态远程监控方法，设计相应监控设备，实现野外条件下对化学气体检测设备工况状态实时监控，一旦出现异常，提示报警，进行预防性维修，从而实现保证化学气体检测设备一直处于良好工作状态的目的,对时刻保持化学气体检测设备处于良好工作状态具有重要意义。
国外对化学气体检测设备的工况状态监测有一些研究，但主要针对单一型号设备的工况状态监测，对多种型号的多台化学气体检测设备远程无线监测还没用相关研究。
本发明的目的是在野外条件下对多台化学气体检测设备(例如Chempro100便携式化学气体检测仪、Hapsite气相色谱质谱仪、智能复合气体检测仪等具备串口、USB等数据接口的设备)的工况状态进行监控，一旦出现异常，提示报警，进行预防性维修，从而实现保证化学气体检测设备一直处于良好工作状态，同时记录相关工作时间，为维护保养和更换耗材、部件等提供参考。
本发明的意义在于通过使化学气体检测设备一直处于良好工作状态，保证化学气体检测设备的完好率，满足化学救援行动化学气体检测设备完好率要求高的需求。
发明内容
本发明提出一种化学气体检测设备(Chempro100便携式化学气体检测仪、Hapsite气相色谱质谱仪、智能复合气体检测仪等设备)工况状态远程监控方法和设备。
(一)化学气体检测设备工况状态远程监控方法
本发明一种化学气体检测设备野外工作状态远程监控方法，如图1所示，该方法包括以下步骤：
步骤101：将化学气体检测设备与采集器相连。采集器针对不同的化学气体检测设备设计不同的数据接口，一般为串口或USB接口，将采集器的数据线接入到设备的串口或USB等数据接口中。
步骤102：化学气体检测设备开机，采集器自动与该化学气体检测设备通信，自动读取该化学气体检测设备工况信息，工况信息以字符串形式读取。
步骤103：采集器采用Zigbee和wifi的形式与前端网络中转器相连，采集器与中转器的距离一般不超过200米，中转器通过网络(局域网、3G、北斗)将工况信息字符串无线传给后方的接收终端。
步骤104：接收终端与后方监控平台相连，因此后方监控平台通过接收终端读取前端化学气体检测设备的工况信息字符串，并解析显示，与智能化专家库进行比较，判断该化学气体检测设备是否处于正常的工作状态。
步骤105：通过比对，一旦发现化学气体检测设备的工作状态出现异常，立即提示报警，提示进行预防性维修。
步骤106：对于达到维护保养时限的化学气体检测设备，系统提示维护保养。
其中，步骤101中所述的采集器是由信息采集接口301、专用芯片302、信息传输单元303和电源单元304组成，它们彼此之间相互连接。
(二)化学气体检测设备工况状态远程监控设备
本发明一种化学气体检测设备野外工作状态远程监控设备，它是由化学气体检测设备201、采集器202、中转器203、接收终端204和监控平台205组成，它们之间的位置连接关系是:采集器202通过串口(或USB等其它接口)与化学气体检测设备201相连，采集器202采集器采用Zigbee和wifi的形式与前端中转器203相连，中转器203通过网络(局域网、3G、北斗)与接收终端204相连，采集器202采集的工况信息字符串通过中转器203传输给接收终端204，接收终端204通过USB接口，将接收的信息传给后方监控平台205，监控平台205对采集的信息进行解析，并实时判断各项指标的是否在正常的工作范围，一旦现异常，立即报警。连接如图2所示。
所述采集器用于采集化学气体检测设备的工况信息，然后通过内置的无线传输装置，将工况信息字符串无线传给中转器，采集器结构如图3所示：该设备包括：信息采集接口301、专用芯片302、信息传输单元303和电源单元304；彼此之间相互连接。
该信息采集接口301为采集器提供与化学气体检测设备专用接口(串口或USB等其它接口)，该专用芯片302通过程序控制信息采集和信息传输。该信息传输单元303用于将采集的信息传给中转器。该电源单元304用于给采集器提供5V的直流电，也可外接电源。
所述接收终端是一个无线路由器(型号为TP-LINK 3G无线路由器TL-TR761)，它通过网口，将接收的信息传给后方监控平台。该接收终端可同时接收多个采集器传回的工况信息，因此实现监控平台同时对多台化学气体检测设备工况状态进行监测。
所述监控平台是一套软硬件系统平台，硬件为计算机客户端和服务器，软件为采用VC++.NET2008开发的软件系统，用于解析前端化学气体检测设备的工况信息字符串并将工况信息字符串解析显示，包括关键部件工作参数、工作时间、工作状态等内容，与智能化专家库进行比较，判断该化学气体检测设备是否处于正常的工作状态。该监控平台可同时监测多台化学气体检测设备工况状态。
所述化学气体检测设备是军队和武警配发的化学检测仪设备，例如Chempro100便携式化学气体检测仪、Hapsite气相色谱质谱仪、智能复合气体检测仪等设备；
所述中转器是一个无线路由器(型号为TP-LINK 3G无线路由器TL-MR13U),中转器通过网络(局域网、3G、北斗)与接收终端相连，采集器采集的工况信息字符串通过中转器传输给接收终端。
优点及功效：本发明一种化学气体检测设备野外工作状态远程监控方法与设备，其优点是：
1、能够在野外条件下实时对化学气体检测设备工作状态进行监控，满足化学侦察行动化学气体检测仪完好率要求高的需求。
2、一旦化学气体检测设备工作状态异常，提示报警，指导修理人员进行维修。
3、系统自动对化学气体检测设备维护保养情况进行记录，一旦达到保养时限，系统自动提示，指导使用人员进行维护保养。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1：化学气体检测设备工况状态远程监控方法流程图；
图2：工况状态监控设备连接图；
图3：采集器结构图。
图中符号说明如下：
201 化学气体检测设备；202 采集器；203 中转器；204 接收终端；205 监控平台；
301 信息采集接口；302 专用芯片；303 信息传输单元；304 电源单元。
具体实施方式
(一)见图1，本发明一种化学气体检测设备野外工作状态远程监控方法，该方法包括以下步骤：
步骤101：将化学气体检测设备201与采集器201相连。采集器202针对不同的化学气体检测设备201设计不同的数据接口，一般为串口或USB接口，将采集器202的数据线接入到设备的串口或USB等数据接口中。
步骤102：化学气体检测设备201开机，采集器202自动与该化学气体检测设备201通信，自动读取该化学气体检测设备201工况信息，工况信息以字符串形式读取。
步骤103：采集器202采用Zigbee和wifi的形式与前端网络中转器203相连，采集器202与中转器203的距离一般不超过200米，中转器203通过网络(局域网、3G、北斗)将工况信息字符串无线传给后方的接收终端204。
步骤104：接收终端204与后方监控平台205相连，因此后方监控平台205通过接收终端204读取前端化学气体检测设备201的工况信息字符串，并解析显示，与智能化专家库进行比较，判断该化学气体检测设备201是否处于正常的工作状态。
步骤105：通过比对，一旦发现化学气体检测设备201的工作状态出现异常，立即提示报警，提示进行预防性维修。
步骤106：对于达到维护保养时限的化学气体检测设备201，系统提示维护保养。
其中，步骤101中所述的采集器是由信息采集接口301、专用芯片302、信息传输单元303和电源单元304组成，它们彼此之间相互连接。
(二)本发明一种化学气体检测设备野外工作状状态远程监控设备，它是由化学气体检测设备201、采集器202、中转器203、接收终端204和监控平台205组成，它们之间的位置连接关系是:采集器202通过串口(或USB等其它接口)与化学气体检测设备201相连，采集器202采集器采用Zigbee和wifi的形式与前端中转器203相连，中转器203通过网络(局域网、3G、北斗)与接收终端204相连，采集器202采集的工况信息字符串通过中转器203传输给接收终端204，接收终端204通过USB接口，将接收的信息传给后方监控平台205，监控平台205对采集的信息进行解析，并实时判断各项指标的是否在正常的工作范围，一旦现异常，立即报警。连接如图2所示。
所述采集器202用于采集化学气体检测设备201的工况信息，然后通过内置的无线传输装置，将工况信息字符串无线传给中转器203，采集器202结构如图3所示：该设备包括：信息采集接口301、专用芯片302、信息传输单元303和电源单元304；彼此之间相互连接。
该信息采集接口301为采集器提供与化学气体检测设备专用接口(串口或USB等其它接口)，该专用芯片302通过程序控制信息采集和信息传输。该信息传输单元303用于将采集的信息传给中转器203。该电源单元304用于给采集器202提供5V的直流电，也可外接电源。
所述接收终端204是是一个无线路由器(型号为TP-LINK3G无线路由器TL-TR761)，它通过网口，将接收的信息传给后方监控平台205。该接收终端204可同时接收多个采集器202传回的工况信息，因此实现监控平台205同时对多台化学气体检测设备201工况状态进行监测。
所述监控平台205是一套软硬件系统平台，硬件为计算机客户端和服务器，软件为采用VC++.NET2008开发的软件系统，它通过接收终端204读取前端化学气体检测设备201的工况信息字符串。该后方监控平台205将工况信息字符串解析显示，包括关键部件工作参数、工作时间、工作状态等内容，与智能化专家库进行比较，判断该化学气体检测设备201是否处于正常的工作状态。该监控平台205可同时监测多台化学气体检测设备201工况状态。
所述化学气体检测设备201是军队和武警配发的化学检测仪设备，例如Chempro100便携式化学气体检测仪、Hapsite气相色谱质谱仪、智能复合气体检测仪等设备；；
所述中转器203是一个无线路由器(型号为TP-LINK3G无线路由器TL-MR13U),中转器通过网络(局域网、3G、北斗)与接收终端相连，采集器采集的工况信息字符串通过中转器传输给接收终端。。
实施例
下面主要以Chempro100为例，介绍化学气体检测设备201野外工作状态远程监控方法及设备：
采集器202通过串口数据线与Chempro100相连。
Chempro100开机，采集器202自动与该化学气体检测设备201通信，自动读取Chempro100便携式化学气体检测仪的工况信息，串口波特率9600bps，获取信息07111509E1123。
采集器202通过中转器203将工况信息字符串无线传给后方的接收终端204。
接收终端204通过USB接口与监控平台205相连，监控平台205通过接收终端204读取Chempro100的工况信息字符串，监控平台205依据编码规则，对工况信息进行解析，解析后的信息包括Chempro100的检测器工作状态、气流稳定状态、电机泵转速、化学物质种类、化学物质浓度、气流流量、电池电量等内容。
工况信息解析表如表1：
表1 工况信息解析表
终端编码：07，检测器工作状态：1，气流稳定状态：1，电机泵
转速：509r/s，气流气量：1.1L/M2
监控平台205将解析结果与智能化专家库进行比较，实时判断各项指标的是否在正常的工作范围，一旦超出正常范围，即出现异常，则提示报警。
表2Chempro100工况数据信息正常区间范围
| 序号 | 采集信息名称 | 正常区间范围 |
| 1 | 检测器工作状态 | 1 |
| 2 | 电机泵转速 | 450-600r/s |
| 3 | 气流流量 | >0.3L/M2 |
检测器工作状态、电机泵转速、气流气量均在正常允许的范围内。
Claims (3)
1.一种化学气体检测设备野外工作状态远程监控方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
步骤101：将化学气体检测设备与采集器相连，采集器针对不同的化学气体检测设备设计不同的数据接口，一般为串口或USB接口，将采集器的数据线接入到设备的串口或USB数据接口中；
步骤102：化学气体检测设备开机，采集器自动与该化学气体检测设备通信，自动读取该化学气体检测设备工况信息，工况信息以字符串形式读取；
步骤103：采集器采用Zigbee和wifi的形式与前端网络中转器相连，采集器与中转器的距离一般不超过200米，中转器通过局域网、3G、北斗网络将工况信息字符串无线传给后方的接收终端；
步骤104：接收终端与后方监控平台相连，因此后方监控平台通过接收终端读取前端化学气体检测设备的工况信息字符串，并解析显示，与智能化专家库进行比较，判断该化学气体检测设备是否处于正常的工作状态；
步骤105：通过比对，一旦发现化学气体检测设备的工作状态出现异常，立即提示报警，提示进行预防性维修；
步骤106：对于达到维护保养时限的化学气体检测设备，系统提示维护保养。
2.一种化学气体检测设备野外工作状态远程监控设备，其特征在于：它是由化学气体检测设备、采集器、中转器、接收终端和监控平台组成，:采集器通过串口与化学气体检测设备相连，采集器采集器采用Zigbee和wifi的形式与前端中转器相连，中转器通过局域网、3G、北斗与接收终端相连，采集器采集的工况信息字符串通过中转器传输给接收终端，接收终端通过USB接口，将接收的信息传给后方监控平台，监控平台对采集的信息进行解析，并实时判断各项指标的是否在正常的工作范围，一旦现异常，立即报警；
所述采集器用于采集化学气体检测设备的工况信息，然后通过内置的无线传输装置，将工况信息字符串无线传给中转器，该采集器包括：信息采集接口、专用芯片、信息传输单元和电源单元；彼此之间相互连接；该信息采集接口为采集器提供与化学气体检测设备专用接口，该专用芯片通过程序控制信息采集和信息传输；该信息传输单元用于将采集的信息传给中转器；该电源单元用于给采集器提供5V的直流电，也可外接电源；
所述接收终端是一个无线路由器，它通过网口，将接收的信息传给后方监控平台；该接收终端能同时接收复数个采集器传回的工况信息，因此实现监控平台同时对复数台化学气体检测设备工况状态进行监测；
所述监控平台是一套软硬件系统平台，硬件为计算机客户端和服务器，软件为采用VC++.NET2008开发的软件系统，用于解析前端化学气体检测设备的工况信息字符串并将工况信息字符串解析显示，包括关键部件工作参数、工作时间、工作状态内容，与智能化专家库进行比较，判断该化学气体检测设备是否处于正常的工作状态，该监控平台能同时监测复数台化学气体检测设备工况状态；
所述化学气体检测设备是配发的化学检测仪设备；
所述中转器是一个无线路由器,中转器通过局域网、3G、北斗网络与接收终端相连，采集器采集的工况信息字符串通过中转器传输给接收终端。
3.根据权利要求1所述的一种化学气体检测设备野外工作状态远程监控方法，其特征在于：步骤101中所述的采集器是由信息采集接口、专用芯片、信息传输单元和电源单元组成，它们彼此之间相互连接。
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