CN108881499A - 加油站安全管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了加油站安全管理系统，包括环境感知模块、汇聚节点模块和安全管理模块；所述环境感知模块包括多个传感器节点，多个传感器节点随机部署于设定的加油站监测区域内，传感器节点用于采集所测位置的环境数据；所述汇聚节点模块汇聚各传感器节点的环境数据，进行处理后转发至安全管理模块；安全管理模块用于对汇聚节点模块发送的环境数据进行分析和处理，在环境数据超过设定的对应阈值时执行报警。

Description

加油站安全管理系统

技术领域

本发明涉及加油站监测领域，具体涉及加油站安全管理系统。

背景技术

随着科技的发展，安全生产使用环境也日趋复杂化，危险品管理部门落后的监管手段、陈旧的工作方式已经成为制约危险物品安全监管与服务发挥更大效能的瓶颈。

发明内容

针对上述问题，本发明提供加油站安全管理系统。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

提供了加油站安全管理系统，包括环境感知模块、汇聚节点模块和安全管理模块；所述环境感知模块包括多个传感器节点，多个传感器节点随机部署于设定的加油站监测区域内，传感器节点用于采集所测位置的环境数据；所述汇聚节点模块汇聚各传感器节点的环境数据，进行处理后转发至安全管理模块；安全管理模块用于对汇聚节点模块发送的环境数据进行分析和处理，在环境数据超过设定的对应阈值时执行报警。

优选地，所述安全管理模块包括分析比较单元和显示单元，该分析比较单元将收到的环境数据与对应设定的安全阈值进行比较，输出比较结果，并由显示单元进行比较结果显示；还包括与分析比较单元连接的报警单元，所述报警单元在所述比较结果为环境数据超过设定的对应阈值时执行报警。

优选地，所述传感器节点包括氨气传感器、温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器中的一种或多种。

本发明的有益效果为：能够实时监测加油站的环境情况，在环境不满足条件时执行报警，以及实时显示环境数据，以便监测人员根据加油站环境状况及时采取相应措施，提高了管理的方便性和安全性。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是本发明一个实施例的加油站智能监测系统的结构示意框图；

图2是本发明一个实施例的安全管理模块的框图示意图。

附图标记：

环境感知模块1、汇聚节点模块2、安全管理模块3、分析比较单元10、显示单元20、报警单元30。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

参见图1，本实施例提供的加油站安全管理系统，包括环境感知模块1、汇聚节点模块2和安全管理模块3。

环境感知模块1包括多个随机部署于设定的加油站监测区域内的传感器节点，传感器节点用于对加油站浓度进行监测感知，采集所监测位置的环境数据。汇聚节点模块2汇聚各传感器节点的环境数据，进行处理后转发至安全管理模块3。

安全管理模块3用于对汇聚节点模块2发送的环境数据进行分析和处理，在环境数据超过设定的对应阈值时执行报警。

其中，所述传感器节点包括氨气传感器、温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器中的一种或多种。

在一个实施例中，如图2所示，安全管理模块3包括分析比较单元10和显示单元20，该分析比较单元10将收到的环境数据与对应设定的安全阈值进行比较，输出比较结果，并由显示单元20进行比较结果显示；还包括与分析比较单元10连接的报警单元30，所述报警单元30在所述比较结果为环境数据超过设定的对应阈值时执行报警。

本发明上述实施例能够实时监测加油站的环境情况，在环境不满足条件时执行报警，以及实时显示环境数据，以便监测人员根据加油站环境状况及时采取相应措施，提高了管理的方便性和安全性。

在一个实施例中，按照实际监测需要在设定的监测区域内部署多个传感器节点后，根据传感器节点的部署情况增加适量的传感器节点，包括：

(1)检测已部署的各传感器节点是否符合下列密度条件，将不符合密度条件的传感器节点视为低密度节点：

式中，B_i为传感器节点i的节点度，即传感器节点i的邻居节点个数，其中定义在传感器节点通信范围内的其他传感器节点为其邻居节点；S为网络中已部署的传感器节点个数，Y_j为网络中已部署的第j个传感器节点的通信距离，U为所述监测区域的面积，f为预设的调节因子，f的取值范围为[0.6,0.8]；

(2)在各低密度节点的通信区域内部署新的传感器节点，具体为：对任意低密度节点k，设其通信区域为Ψ_k，计算低密度节点k的所有邻居节点的感知区域重叠部分Ω_k，在Ψ_k-Ω_k的区域内随机部署一个新的传感器节点；

(3)重复执行(1)、(2)，直至不存在低密度节点。

本实施例根据传感器节点的部署情况增加适量的传感器节点，其中创新性地设定了密度条件，将不符合密度条件的传感器节点视为低密度节点，并在低密度节点通信区域内增加新的传感器节点，有利于提高传感器节点分布均匀性。

此外，本实施例在增加新的传感器节点时，避开了低密度节点的所有邻居节点的感知区域重叠部分，有利于使得新增加的传感器节点与其邻居节点的重叠区域尽量小，进一步提高网络覆盖质量。

在一种能够实现的方式中，传感器节点根据节点密度进行分簇，从中确定簇头、普通成员节点、孤立节点；在环境数据传输阶段，普通成员节点将采集的环境数据发送至簇头，以通过簇头将采集的环境数据发送至汇聚节点模块2；孤立节点将自身采集的环境数据通过直接发送方式或者多跳转发方式发送至汇聚节点模块2，包括：孤立节点与汇聚节点模块2的距离不超过预设的距离下限X_min时，孤立节点直接将采集的环境数据传递至汇聚节点模块2；孤立节点与汇聚节点模块2的距离超过预设的距离下限X_min时，孤立节点将采集的环境数据通过多跳转发方式发送至汇聚节点模块2。

本实施例设定了孤立节点到汇聚节点模块2的路由机制。

在一种能够实现的方式中，传感器节点根据节点密度进行分簇，包括：

(1)汇聚节点模块2向网络各传感器节点发送分簇指令，各传感器节点接收到分簇指令后，计算自己的密度因子，若C_i≥1，则传感器节点i成为备选节点，并向邻居节点广播簇头竞选消息，同时设定第一时限：

式中，C_i表示传感器节点i的密度因子；

(2)若备选节点在第一时限内接收到其余备选节点广播的簇头竞选消息，备选节点将自身的当前剩余能量与所述其余备选节点的当前剩余能量进行比较，当前剩余能量最大的备选节点将成为簇头，其余备选节点放弃簇头的竞选；若备选节点在第一时限内没有接收到其余备选节点广播的簇头竞选消息，则成为簇头；

(3)簇头向其邻居节点广播成簇消息，传感器节点在收到成簇消息后设定第二时限；

若传感器节点在第二时限内未收到其余成簇消息，传感器节点作为普通成员节点，加入向其发送成簇消息的簇头；

若传感器节点在第二时限内收到其余成簇消息，传感器节点作为普通成员节点，在向其发送成簇消息的多个簇头中，选择距离最近的加入簇；

若传感器节点始终没有收到成簇消息，该传感器节点成为孤立节点。

本实施例创新性地根据节点密度对传感器节点进行分簇，其中对于传感器节点稠密区域，选取相应的簇头并进行分簇，而对于传感器节点稀疏区域，则不采用分簇模式，而直接确定孤立节点，本实施例能够使得无线传感器网络的拓扑结构更加灵活，具有自适应性。通过在传感器节点稠密区域，由簇头收集普通成员节点采集的环境数据，有利于减少能量消耗，而在传感器节点稀疏区域没有采用分簇模式，有利于避免无谓的环境数据收集过程，进一步节省能量成本。

在一种能够实现的方式中，孤立节点将采集的环境数据通过多跳转发方式发送至汇聚节点模块2时，需要选择下一跳节点。孤立节点选择下一跳节点时，具体执行：

(1)孤立节点确定自身通信范围内的其余孤立节点以及簇头，将确定的其余孤立节点以及簇头作为候选转发节点，建立候选转发节点列表；

(2)计算候选转发节点列表中各候选转发节点的优势值：

式中，V_αβ为孤立节点α的第β个候选转发节点，X_αβ为孤立节点α与其第β个候选转发节点的距离，X_βo为所述第β个候选转发节点到汇聚节点模块2的距离，H_β为所述第β个候选转发节点的当前剩余能量，H₁为传感器节点用于通信的每单位时间内的能量消耗，H₂为传感器节点用于感知和计算的每单位时间内的能耗，H₁、H₂的值为固定设定值，w₁、w₂为预设的权重系数；

(3)选择优势值最大的候选转发节点作为下一跳节点，孤立节点将采集的环境数据发送至该下一跳节点。

本实施例中，孤立节点在选择下一跳节点时，在自身通信范围内的其余孤立节点以及簇头中，选择优势值最大的作为下一跳节点。本实施例能够尽量节省环境数据经过多跳传输至汇聚节点模块2的能量成本，且有益于平衡网络各传感器节点的能耗。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (5)

1.加油站安全管理系统，其特征是，包括环境感知模块、汇聚节点模块和安全管理模块；所述环境感知模块包括多个传感器节点，多个传感器节点随机部署于设定的加油站监测区域内，传感器节点用于采集所测位置的环境数据；所述汇聚节点模块汇聚各传感器节点的环境数据，进行处理后转发至安全管理模块；安全管理模块用于对汇聚节点模块发送的环境数据进行分析和处理，在环境数据超过设定的对应阈值时执行报警。

2.根据权利要求1所述的加油站安全管理系统，其特征是，所述安全管理模块包括分析比较单元和显示单元，该分析比较单元将收到的环境数据与对应设定的安全阈值进行比较，输出比较结果，并由显示单元进行比较结果显示；还包括与分析比较单元连接的报警单元，所述报警单元在所述比较结果为环境数据超过设定的对应阈值时执行报警。

3.根据权利要求1所述的加油站安全管理系统，其特征是，所述传感器节点包括氨气传感器、温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的加油站安全管理系统，其特征是，传感器节点根据节点密度进行分簇，从中确定簇头、普通成员节点、孤立节点；在环境数据传输阶段，普通成员节点将采集的环境数据发送至簇头，以通过簇头将采集的环境数据发送至汇聚节点模块；孤立节点将自身采集的环境数据通过直接发送方式或者多跳转发方式发送至汇聚节点模块，包括：孤立节点与汇聚节点模块的距离不超过预设的距离下限X_min时，孤立节点直接将采集的环境数据传递至汇聚节点模块；孤立节点与汇聚节点模块的距离超过预设的距离下限X_min时，孤立节点将采集的环境数据通过多跳转发方式发送至汇聚节点模块。

5.根据权利要求4所述的加油站安全管理系统，其特征是，传感器节点根据节点密度进行分簇，包括：

(1)汇聚节点模块向网络各传感器节点发送分簇指令，各传感器节点接收到分簇指令后，计算自己的密度因子，若C_i≥1，则传感器节点i成为备选节点，并向邻居节点广播簇头竞选消息，同时设定第一时限：

式中，C_i表示传感器节点i的密度因子；

(2)若备选节点在第一时限内接收到其余备选节点广播的簇头竞选消息，备选节点将自身的当前剩余能量与所述其余备选节点的当前剩余能量进行比较，当前剩余能量最大的备选节点将成为簇头，其余备选节点放弃簇头的竞选；若备选节点在第一时限内没有接收到其余备选节点广播的簇头竞选消息，则成为簇头；

(3)簇头向其邻居节点广播成簇消息，传感器节点在收到成簇消息后设定第二时限；

若传感器节点在第二时限内未收到其余成簇消息，传感器节点作为普通成员节点，加入向其发送成簇消息的簇头；

若传感器节点在第二时限内收到其余成簇消息，传感器节点作为普通成员节点，在向其发送成簇消息的多个簇头中，选择距离最近的加入簇；

若传感器节点始终没有收到成簇消息，该传感器节点成为孤立节点。