CN115826518A - 一种基于物联网的安全监测数据标识轻量化系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于物联网的安全监测数据标识轻量化系统，由布设于场景内的智能传感器利用自身的无线模块向上位机发送带有场景内的智能传感器码+测点码的数据，使得不同场景可以采用相同的智能传感器码和测点码，实现智能传感器编码和场景测点编码位数最小，发送的带有智能传感器码和测点编码的标识数据量最小，同时只要场景安全风险特性相同，即可采用相同的测点及测点编码、智能传感器进行安全监控，由此，实现同类场景安全风险监测数字基础设施布设的标准化。

Description

一种基于物联网的安全监测数据标识轻量化系统

技术领域

本发明属于安全监测领域，更具体地，涉及一种基于物联网的安全监测数据标识轻量化系统。

背景技术

安全监测监控是各行各业安全生产技术手段，安全监控装备的智能化水平决定安全生产管控效果。当前各领域安全生产监测装备智能化有待进一步提升。安全生产监控数据、大数据是安全生产管控的资产，是安全生产长效化管控的依据。为实现安全生产监控数据的高效、高质量传播和应用，数据的唯一性是关键，数据的标识是保证数据唯一性的技术途径。

现有安全监测数据标识存在的主要问题：(1)安全数据标识太过复杂，浪费能源、流量，且不利于数据高效轻量化传输。(2)传感器、设备标识复杂，不利于现场安装、使用、管理、维保。

因此，迫切需要一种适用于各类监测场景安全监测的全国唯一性的数据标识系统，实现监测设备安装、使用、维护简便，数据传输轻量。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于物联网的安全监测数据标识轻量化系统，其目的在于利用物联网技术，建立具有跨场景变参数、多层级数智化管控的数据高效轻量化传输方法。由此，促进安全监控应用的便利化，数据解析的高效准确，促进安全生产实时协同管控和安全生产大数据应用发展。

为实现上述目的，按照本发明的第一方面，提供了一种基于物联网的安全监测数据标识轻量化系统，包括：位于场景内的智能传感器和位于场景外的智能传输设备；

所述智能传感器用于对场景内的安全监测数据赋予第一标识码，得到第一标识数据；其中，所述第一标识码包括场景码、参数类型码、智能传感器设备码及测点码；

所述智能传输设备用于接收所述智能传感器发送的第一标识数据，并在其第一标识码前增加第二标识码，得到第二标识数据；其中，所述第二标识码为智能传输设备码。

优选地，所述场景码、参数类型码、智能传感器设备码及测点码均为2位编码。

优选地，所述第二标识码包括省级、地市级、县区级、村街级及工厂级识别码。

优选地，所述省级、地市级、县区级、村街级识别为均为2位编码，所述工厂级识别码为3位编码。

优选地，所述智能传感器将所述第一标识数据发送至场景内上位机，以供所述场景内上位机进行场景内安全生产管控。

优选地，所述智能传感器包括无线发送模块及第一赋码模块；

所述第一赋码模块用于对场景内的安全监测数据赋予第一数据标识码，得到标识数据；

所述无线发送模块用于将所述标识数据发送至所述智能传输设备和/或场景内上位机。

优选地，所述智能传输设备为无线智能传输设备。

按照本发明的第二方面，提供了一种基于物联网的安全监测数据标识方法，应用于如第一方面所述的基于物联网的安全监测数据标识轻量化系统，包括：

S1，所述智能传感器对场景内的安全监测数据赋予第一标识码，得到第一标识数据，将其发送至智能传输设备；其中，所述第一标识码包括场景码、参数类型码、智能传感器设备码及测点码；

S2，所述智能传输设备接收所述第一标识数据，并在其第一标识码前增加第二标识码，得到第二标识数据；其中，所述第二标识码为智能传输设备码。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果。

1、本发明提供的基于物联网的安全监测数据标识轻量化系统，场景内安全监测数据的标识为：场景码**+参数类型码**+智能传感器设备码**+测点码**，由前端智能传感器附于待发送数据前，形成标识数据，然后，由智能传感器的无线模块向上位机发送场景安全监测标识数据。场景外，受物联网传输距离短、方向性强约束，利用智能传输设备通过物联网接收场景内安全监测标识数据，并将接收的标识数据前缀国内唯一标识的场景设备码，形成新的标识数据，然后利用物联网、5G、以太网等方式向上位机传输，实现上位机接收数据并具有全国唯一性，上位机利用接收数据进行大数据应用。场景外安全监测数据的标识为：以智能传输设备码***********+场景码**+参数类型码**+智能传感器设备码**+测点码**。

2、本发明提供的于物联网的安全监测数据标识轻量化系统，由布设于场景内的智能传感器利用自身的无线模块向上位机发送带有场景内的智能传感器码+测点码的数据，使得不同场景可以采用相同的智能传感器码和测点码，实现智能传感器编码和场景测点编码位数最小，发送的带有智能传感器码和测点编码的标识数据量最小，同时只要场景安全风险特性相同，即可采用相同的测点及测点编码、智能传感器进行安全监控，由此，实现同类场景安全风险监测数字基础设施布设的标准化。

3、本发明提供的基于物联网的安全监测数据标识轻量化系统，遵照安全监测数据标识唯一性、编码位最小化、安全监测数据标识自动化，实现标识数据传输轻量化。系统以场景内传感器、监测仪表编码与生产厂家制造编号映射，实现传感器及监测仪表的特征参数可追溯，以及监测数值向监测物理量转化；以场景码+监测仪表码+传感器码标识监测数据，利用场内智能传感器的物联网功能向上位机传输标识数据，实现场景内监测数据标识编码位最小化、唯一化、传输数据轻量化，场景内上位机接收前端智能传感器发送的标识数据，进行安全生产管控，实现场景内标识数据的高效高质量应用。

附图说明

图1为本发明实施例提供的基于物联网的数据标识轻量化系统示意图；

图2为本发明实施例提供的基于物联网的数据标识编码位设定示意图；

图3为本发明实施例提供的基于物联网的数据标识编码符码设备及符码属性示意图；

图4为聚合反应釜装置示意图；

图5为聚合反应釜化工聚合反应流程安全风险监测参量。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

为便于理解，首先对以下相关概念进行释义。

测点：布设传感器感知监控对象状态的敏感点位。

智能传感器：通过有线连接的感知器件感知监控对象状态值，并实时分析评估预警其状态，同时同步向上位机发送带有场内标识的标识数据的设备。

上位机：接收下位机发送信息，并打包后将其向上一级上位机传输或直接将接收信息分析、应用的设备。如智能管控仪、智能传输设备、云平台等。

智能传输设备：接收下位机发送标识数据，并在接收数据前赋传输设备编码形成新的标识数据，然后通过其发送模块向上位机发送的设备。

场景：生产生活活动及其场所的统称。

数据标识是数据信息化智能化的重要手段，是发展大数据服务产业的高质量数据的基础保障，基于此，本发明实施例提供一种基于物联网的安全监测数据标识轻量化系统，如图1所示，包括：位于场景内的智能传感器和位于场景外的智能传输设备；

所述智能传感器用于对场景内的安全监测数据赋予第一标识码，得到第一标识数据；其中，所述第一标识码包括场景码、参数类型码、智能传感器设备码及测点码；

所述智能传输设备用于接收所述智能传感器发送的第一标识数据，并在其第一标识码前增加第二标识码，得到第二标识数据；其中，所述第二标识码为智能传输设备码。

优选地，所述智能传感器将所述第一标识数据发送至场景内上位机，以供所述场景内上位机进行场景内安全生产管控。

优选地，所述智能传感器包括无线发送模块及第一赋码模块；

所述第一赋码模块用于对场景内的安全监测数据赋予第一数据标识码，得到标识数据；

所述无线发送模块用于将所述标识数据发送至所述智能传输设备和/或场景内上位机。

优选地，所述智能传输设备为无线智能传输设备。

具体地，本发明实施例提供的基于物联网的安全监测数据轻量化标识系统，以场景内设备硬件唯一赋码场景内的数据标识，形成在场景内的唯一标识数据，实现场景内的安全监测管控数据标识和场景外的安全风险管控数据标识。场内数据标识赋码装备为智能传感器；场外数据标识赋码装备为智能传输设备。

场景内布设具有无线发送功能的智能传感器和具有无线收发功能的智能上位机(即场景内上位机)。智能传感器具有状态感知-数据分析-状态评估-预警-传输一体化功能。智能传感器的无线发送模块的短距离、方向性，保证其发送数据限定以场景内，智能上位机通过无线模块接收前端智能传感器发送的数据，进行场景内安全生产管控。即场内监测数据通过智能传感器的无线发送功能，实时将带有场内标识的标识数据向上位机发送。

场景外布设具有无线接收功能和无线或以太网或5G功能模块的智能传输设备，通过无线接收模块接收智能传感器发送的场景内标识数据(即第一标识数据)，并在接收的标识数据前加前缀码：国内唯一的场景传输设备编码，以形成新的标识数据(即第二标识数据)，然后利用物联网、4G、5G、以太网模块等向(场景外)上位机发送国内唯一的安全监测标识数据。即：场景外通过布设于场景中的智能传输设备，无线实时接收场景内各类安全监测参数标识数据，并于标识数据前追加场景智能传输设备码，形成具有全国唯一的新的标识数据，利用以太网、5G或无线等功能模块向上位机发送全国唯一的标识数据，供后台分析应用。

智能传输设备具有无线接收前端无线发送的场景内安全风险监测的实时标识数据模块，控制模块在接收的标识数据前追加智能传输设备编码，形成新的标识数据，以太网、5G或无线等功能模块将新标识的数据向上位机发送具有全国唯一性标识的数据。

进一步地，如图1所示，场景内安全风险监测数据的应用，一是通过智能传感器本身实现测点状态安全评估预警，二是通过具有综合分析场景多参数安全状态能力的场景安全风险移动智能管控仪实现，该移动智能管控仪嵌入场景多参数综合分析模型，通过无线接收模块实时接收监管场景内的各类参数状态数据，经分析评估后进行场景安全风险预警。

优选地，所述场景码、参数类型码、智能传感器设备码及测点码均为2位编码。

具体地，场景内传感器测点标识码、智能传感器仪表标识码、场景标识码，仅在场景内部具有唯一性，有限的设备决定了赋有监测仪表码+测点码的数据量最小；为了将场景内数据标识最小化轻量化，场景数据的可追溯，场景内使用的传感器和智能仪表的出厂编码应映射为相应场景的测点标识码和监测仪表标识码。

如图2-3所示，场景内数据标识码构成为传感器测点号、智能传感器编号、参数类型编号和监测场景编号4个部分。通常，每项2位即可满足安全监测需要，形成的场内安全监测数据标识码为：场景编号**+参数类型号**+智能传感器编号**+测点编号**。安全监测数据的总标识符位8位。实现场景内设备唯一、编码唯一、传输数据唯一。

并且，所述智能传感器利用自身的无线模块向上位机发送带有场景内的智能传感器码+测点码的数据，使得不同场景可以采用相同的智能传感器码和测点码，实现智能传感器编码和场景测点编码位数最小，发送的带有智能传感器码和测点编码的标识数据量最小，同时只要场景安全风险特性相同，即可采用相同的测点及测点编码、智能传感器进行安全监控，由此，实现同类场景安全风险监测数字基础设施布设的标准化。

也即，标识码与现场监测装备、风险场景编号一致，简单明了，标识只在本场内唯一，标识带来的数据传输量最小；监测设备编码和风险场景编码一致，数据标识位码和现场的安全监测设备、风险场景、监测参数类型，测点编码一致，可以加快实现同类场景的安全风险监控的标准化和数字化进程。

优选地，所述第二标识码包括省级、地市级、县区级、村街级及工厂级识别码。

优选地，所述省级、地市级、县区级、村街级识别为均为2位编码，所述工厂级识别码为3位编码。

具体地，如图2-3所示，为实现场景外安全风险监测数据的唯一，场景安全风险监测智能传输设备编号也应唯一，智能传输设备编号采用全国唯一的11位编码方案，包括省、地市、县区、村街、工厂各层级识别码。

场景外数据标识码包括传输场景内数据的智能传输设备编码和场内数据标识码供5部分：场景安全风险监测数据智能传输设备编号***********+场景编号**+参数类型号**+智能传感器编号**+测点编号**。

场景外设置智能传输设备，通过无线模块接收场景内智能传感器发送的场内各类标识数据，并在场内标识数据加前缀智能传输设备码，形成新的标识数据，然后，采用智能传输设备的无线模块，以物联网、4G、5G、以太网等向上位机发送全国唯一标识性数据，这时安全监测数据的标识码为：智能传输设备码+场景码+参数类型码+智能传感器设备码+测点码。只要智能传输设备码为全国唯一，数据标识即为全国唯一。参照移动手机号码11位标识，智能传输设备码也可采用11位，加上场景内的8位标识，数据标识符总长度位19位即可实现场景外标识数据的唯一，场景内外传输的标识数据量最小。实现场景外智能传输设备唯一，接收场内数据唯一，传输数据唯一。

监测设备标识编码与设备出厂编码映射，实现设备制造信息参数质量的可追溯。同时前端智能传感器通过监测参数数值x与物理量Y关系方程Y＝f(x)实现监测数字向监测物理量的转化。以智能传感器、智能传输设备接收到下位设备发送数据后，在数据前赋码标识，形成标识数据，然后向上位机发送标识数据。反过来，依据数据的前缀码追溯数据来源和监测设备信息。

本发明实施例提供一种基于物联网的安全监测数据标识方法，应用于如上述任一实施例所述的基于物联网的安全监测数据标识轻量化系统，包括：

S1，所述智能传感器对场景内的安全监测数据赋予第一标识码，得到第一标识数据，将其发送至智能传输设备；其中，所述第一标识码包括场景码、参数类型码、智能传感器设备码及测点码；

S2，所述智能传输设备接收所述第一标识数据，并在其第一标识码前增加第二标识码，得到第二标识数据；其中，所述第二标识码为智能传输设备码。

下面以化工厂聚合反应工艺的流程安全数字化管控为例，介绍本发明的应用。聚合反应的装置为聚合反应釜，图4为0.5升容量的聚合反应釜。

化工聚合反应是高风险性生产活动，主要安全风险事故包括中毒、火灾、爆炸、高温灼烫等事故风险，安全风险因素包括釜体整体倒塌、釜体部件损伤，部件连接失效、高温、振动等等，选择智能传感器监测预警聚合反应过程安全，传感器测点布设位置，详见图5。

本聚合反应釜作为一个独立的流程生产工艺装备，其聚合反应流程安全风险监测与管控，场内采用智能传感器：智能加速度仪，4个监测测点；智能温度仪，3个监测测点；智能应变仪，7个监测测点；智能流量仪，6个监测测点；智能转速仪，1个监测测点。每台智能传感器均进行监测点位状态监测-分析-评估-预警，并将数据标识后无线上传上位机；设一台智能传输设备，场景安全风险监测数据标识码分段编号示例为：

设备编号13628638001

场景码01(监测场景为化工厂聚合反应釜)

参数类型码(温度01；转速02；倾角03；加速度04；应变05)

智能传感器设备码(01)

测点码01-07

由于各类参数监测测点较少，均可采用2个智能传感器模块，这样场景内外的数据标识码为：

场景内：

实时监测的温度参数测点2的数据标识为 01010102

实时监测的转速参数测点1的数据标识为 01020101

实时监测的倾角参数测点3的数据标识为 01030103

实时监测的加速度参数测点2的数据标识为 01040102

实时监测的应变参数测点6的数据标识为 01050106

场景外：

实时监测的温度参数测点2的数据标识为 1362863800101010102

实时监测的转速参数测点1的数据标识为 1362863800101020101

实时监测的倾角参数测点3的数据标识为 1362863800101030103

实时监测的加速度参数测点2的数据标识为 1362863800101040102

实时监测的应变参数测点6的数据标识为 1362863800101050106

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于物联网的安全监测数据标识轻量化系统，其特征在于，包括：智能传感器和智能传输设备；

所述智能传感器用于对监测场景内的安全监测数据赋予第一标识码，得到第一标识数据；其中，所述第一标识码包括监测场景码、参数类型码、智能传感器设备码及测点码；

所述智能传输设备用于接收所述智能传感器发送的第一标识数据，并在其第一标识码前增加第二标识码，得到第二标识数据；其中，所述第二标识码为智能传输设备码。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述监测场景码、参数类型码、智能传感器设备码及测点码均为2位编码。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二标识码包括省级、地市级、县区级、村街级及工厂级识别码。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述省级、地市级、县区级、村街级识别为均为2位编码，所述工厂级识别码为3位编码。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述智能传感器将所述第一标识数据发送至监测场景内的上位机，以供所述上位机进行监测场景内的安全生产管控。

6.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述智能传感器包括无线发送模块及第一赋码模块；

所述第一赋码模块用于对监测场景内的安全监测数据赋予第一数据标识码，得到标识数据；

所述无线发送模块用于将所述标识数据发送至所述智能传输设备和/或监测场景内的上位机。

7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述智能传输设备为无线智能传输设备。

8.一种基于物联网的安全监测数据标识方法，应用于如权利要求1-7任一项所述的基于物联网的安全监测数据标识轻量化系统，其特征在于，包括：

S1，所述智能传感器对监测场景内的安全监测数据赋予第一标识码，得到第一标识数据，将其发送至智能传输设备；其中，所述第一标识码包括监测场景码、参数类型码、智能传感器设备码及测点码；

S2，所述智能传输设备接收所述第一标识数据，并在其第一标识码前增加第二标识码，得到第二标识数据；其中，所述第二标识码为智能传输设备码。

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