高危作业气体监控方法、终端及系统和报警方法及报警仪与流程

1.本发明涉及石化企业监控技术领域，具体地，涉及一种高危作业气体监控方法、一种移动监控终端、一种高危作业气体报警方法、一种气体报警仪及一种高危作业气体监控系统。


背景技术：

2.石化行业是一个高风险的行业，涉及物料危险性大，尤其是作业现场存在有毒、有害气体的情况下，迫切需要对高危作业区域进行实时监控和有效监管。
3.lora是一种基于扩频技术的远距离无线传输方式，具有功耗低、带宽窄、传输距离远、成本小、覆盖量大的优点，适用于电池供电的远距离、低功耗发送的物联网设备。因此现有技术中在高危作业区域布设多个气体报警仪，对高危作业区域内的气体进行检测，然后通过lora无线网络将检测结果发送给设置在高危作业区域之外设置监控终端，由监控终端将检测结果上传给云端系统，对高危作业区域内的气体进行监控和有效监管。
4.但是现有技术中，监控终端可能在同一时间收到多个气体报警仪的检测结果，由于信道容量有限，监控终端无法同时接收多个检测结果，因此造成信道拥堵，增加了数据冲突概率，丢包率高，重要结果无法及时发送至监测终端，降低了数据传输效率。


技术实现要素：

5.针对现有技术中信道拥堵、丢包率高、数据传输效率低和重要结果的无法及时发送至监测终端的技术问题，本发明提供了一种高危作业气体监控方法、一种移动监控终端、一种高危作业气体报警方法、一种气体报警仪及一种高危作业气体监控系统，本发明技术方案能够避免数据冲突，降低丢包率，提高数据传输效率，对重要数据优先发送，有效对高危作业区域进行监控。
6.为实现上述目的，本发明第一方面提供一种高危作业气体监控方法，应用于移动监控终端，所述移动监控终端通过lora无线网络与安装于高危作业区域内的多个气体报警仪进行数据传输，所述高危作业气体监控方法包括：在设定时间段内接收到来自多个气体报警仪的数据传输请求的情况下，根据数据传输请求生成对应的数据传输指令并分别发送至该数据传输请求对应的气体报警仪，其中所述数据传输请求包括气体检测结果的发送优先级，所述数据传输指令包括发送所述气体检测结果的信号退避时间；将接收自所述气体报警仪的气体检测结果转发至云端系统，其中每一气体报警仪按照接收到的数据传输指令中的信号退避时间发送所述气体检测结果。
7.进一步地，所述发送优先级的级别越高，所述信号退避时间的时长越短。
8.本发明第二方面提供一种高危作业气体报警方法，应用于安装于高危作业区域内的气体报警仪，所述高危作业气体报警方法包括：确定获取到气体采集指令，采集所述高危作业区域内的气体样本；对采集到的气体样本进行分析，生成气体检测结果；根据所述气体检测结果生成对应的数据传输请求，所述数据传输请求包括气体检测结果的发送优先级；
发送所述数据传输请求至设置在所述高危作业区域之外的移动监控终端；确定接收到所述移动监控终端反馈的数据传输指令，按照所述数据传输指令中的信号退避时间发送所述气体检测结果至所述移动监控终端，其中所述移动监控终端在设定时间段内接收到来自多个气体报警仪的数据传输请求的情况下根据数据传输请求生成对应的数据传输指令并分别发送至该数据传输请求对应的气体报警仪，所述数据传输指令包括发送所述气体检测结果的信号退避时间。
9.进一步地，超标气体数量越多，所述发送优先级的级别越高，其中所述超标气体数量为所述气体样本中当前气体浓度大于对应的设定浓度的气体的数量；或最大气体浓度超标率越大，所述发送优先级的级别越高，其中所述最大气体超标率为所述气体样本中气体浓度超标率最大的气体的气体浓度超标率。
10.进一步地，所述方法还包括：在所述气体检测结果发送失败的情况下，以设定频率和设定次数重复发送所述气体检测结果；在按照设定次数重复发送所述气体检测结果失败的情况下，停止发送所述气体检测结果。
11.本发明第三方面提供一种移动监控终端，所述移动监控终端通过lora无线网络与安装于高危作业区域内的多个气体报警仪进行数据传输，所述移动监控终端包括：生成单元，用于在设定时间段内接收到来自多个气体报警仪的数据传输请求的情况下，根据数据传输请求生成对应的数据传输指令并分别发送至该数据传输请求对应的气体报警仪，其中所述数据传输请求包括气体检测结果的发送优先级，所述数据传输指令包括发送所述气体检测结果的信号退避时间；传输单元，用于将接收自所述气体报警仪的气体检测结果转发至云端系统，其中每一气体报警仪按照接收到的数据传输指令中的信号退避时间发送所述气体检测结果。
12.进一步地，所述发送优先级的级别越高，所述信号退避时间的时长越短。
13.本发明第四方面提供一种气体报警仪，所述气体报警仪安装于高危作业区域内，所述气体报警仪包括：气体采集单元，用于确定获取到气体采集指令，采集所述高危作业区域内的气体样本；气体检测结果生成单元，用于对采集到的气体样本进行分析，生成气体检测结果；数据传输请求生成单元，用于根据所述气体检测结果生成对应的数据传输请求，所述数据传输请求包括气体检测结果的发送优先级；通信单元，发送所述数据传输请求至设置在所述高危作业区域之外的移动监控终端；以及确定接收到所述移动监控终端反馈的数据传输指令，按照所述数据传输指令中的信号退避时间发送所述气体检测结果至所述移动监控终端，其中所述移动监控终端在设定时间段内接收到来自多个气体报警仪的数据传输请求的情况下根据数据传输请求生成对应的数据传输指令并分别发送至该数据传输请求对应的气体报警仪，所述数据传输指令包括发送所述气体检测结果的信号退避时间。
14.进一步地，所述气体检测结果包含该气体检测结果的发送优先级；所述根据所述气体检测结果生成数据传输请求，包括：根据所述发送优先级生成所述数据传输请求。
15.进一步地，超标气体数量越多，所述发送优先级的级别越高，其中所述超标气体数量为所述气体样本中当前气体浓度大于对应的设定浓度的气体的数量；或最大气体浓度超标率越大，所述发送优先级的级别越高，其中所述最大气体超标率为所述气体样本中气体浓度超标率最大的气体的气体浓度超标率。
16.进一步地，所述通信单元还用于：在所述气体检测结果发送失败的情况下，以设定
频率和设定次数重复发送所述气体检测结果；在按照设定次数重复发送所述气体检测结果失败的情况下，停止发送所述气体检测结果。
17.本发明第五方面提供一种高危作业气体监控系统，所述高危作业气体监控系统包括：云端系统、上文所述的移动监控终端以及上文所述的气体报警仪；所述移动监控终端的传输单元通过lora无线网络与所述气体报警仪的通信单元进行数据传输；所述移动监控终端的传输单元通过4g和wifi无线网络与所述云端系统进行数据传输。
18.本发明的上述技术方案，移动监控终端安装在高危作业区域之外，通过lora无线网络与安装在高危作业区域内的多个气体报警仪进行数据传输，气体报警仪根据气体采集指令采集高危作业区域内的气体样本，对采集到的气体样本进行分析，生成气体检测结果，确定检测结果的发送优先级，生成对应的数据传输请求，然后将数据传输请求发送给移动监控终端，移动监控终端能够根据在设定时间段内接收到数据传输请求的数量获知信道的占用情况，根据数据传输请求确定对应的气体检测结果的信号退避时间，生成对应的数据传输指令并分别发送至该数据传输请求对应的气体报警仪。每个气体报警仪在接收到数据传输指令后，按照数据传输指令中的信号退避时间发送气体检测结果至移动监控终端，避免多个气体报警仪同时发送气体检测结果，造成信道拥挤，降低丢包率，提高数据传输效率，对重要数据优先发送，有效对高危作业区域进行监控。
19.本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
20.图1为本发明实施例提供的高危作业气体监控方法的流程图；
21.图2为本发明实施例提供的高危作业气体报警方法的流程图；
22.图3为本发明实施例提供的移动监控终端的示意图；
23.图4为本发明实施例提供的气体报警仪的示意图；
24.图5为本发明实施例提供的高危作业气体监控系统的示意图。
25.附图标记说明
26.301-生成单元
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302-传输单元
27.401-气体采集单元
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402-气体采集单元
28.403-数据传输请求生成单元
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404-通信单元
具体实施方式
29.以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
30.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
31.在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。
32.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
33.本发明实施例中采用分体式设计，包括设置在移动监控终端和气体报警仪。移动
监控终端需要将气体报警信号通过4g和wifi无线网络传输至云端系统，以供监控人员实时查看或调阅，由于4g和wifi无线网络通讯模块体积较大，不方便移动，而且4g和wifi无线网络在受限空间或者具有遮挡物的环境下信号无法可靠传输，因此将移动监控终端固定设置在遮挡物少、信号传输强度高的高危作业区域外。移动监控终端和气体报警仪之间通过lora无线网络进行数据传输，lora通讯模块体积小巧，减小了高危作业气体报警仪的体积和重量，能够跟随作业人员移动，提高了高危作业气体监控系统的灵活性，且lora通讯模块低功耗、数据传输稳定，可以将气体报警仪设置于受限空间或者遮挡区域等恶劣环境中。
34.气体报警仪能够对高危作业区域的气体进行检测分析，生成气体检测结果，并将气体检测结果给移动监控终端。移动监控终端将气体报警信号传输给云端系统，监控人员可以从云端系统实时查询或者调阅高危作业区域的气体检测结果，对高危作业区域进行危险气体实时监控以及预警。通过lora无线网络，一台高危作业移动监控终端能够连接多个高危作业气体报警仪，从而实现对多个采样位置同时监测。
35.请参考图1，本发明第一方面提供一种高危作业气体监控方法，应用于移动监控终端，所述移动监控终端通过lora无线网络与安装于高危作业区域内的多个气体报警仪进行数据传输，所述高危作业气体监控方法包括：s101：在设定时间段内接收到来自多个气体报警仪的数据传输请求的情况下，根据数据传输请求生成对应的数据传输指令并分别发送至该数据传输请求对应的气体报警仪，其中所述数据传输请求包括气体检测结果的发送优先级，所述数据传输指令包括发送所述气体检测结果的信号退避时间；s102：将接收自所述气体报警仪的气体检测结果转发至云端系统，其中每一气体报警仪按照接收到的数据传输指令中的信号退避时间发送所述气体检测结果。
36.具体地，本发明实施方式中，气体报警仪根据接收到的气体采集指令采集高危作业区域内的气体样本，对采集到的气体样本进行分析，生成气体检测结果，确定检测结果的发送优先级，生成对应的数据传输请求，然后将数据传输请求发送给移动监控终端，移动监控终端能够根据在设定时间段内接收到气体报警仪的数据传输请求的数量获知信道的占用情况，根据数据传输请求中的发送优先级确定发送对应的气体检测结果的信号退避时间，生成对应的数据传输指令，并分别发送至该数据传输请求对应的气体报警仪。每个气体报警仪在接收到数据传输指令后，能够按照数据传输指令中的信号退避时间发送气体检测结果至移动监控终端，避免多个气体报警仪同时发送气体检测结果，造成信道拥挤，提高数据传输效率。移动监控终端接收到气体检测结果之后，将气体检测结果传输至云端系统，工作人员在云端系统即可对高危作业区域进行危险气体监管。
37.根据本发明提供的高危作业气体监控方法，能够避免数据冲突，降低丢包率，提高数据传输效率，对重要数据优先发送，有效对高危作业区域进行高危气体监控。
38.进一步地，所述发送优先级的级别越高，所述信号退避时间的时长越短。
39.具体地，本发明实施方式中，数据传输请求中的发送优先级的级别越高，则表示气体检测结果的紧急程度越高，需要尽快上报云端系统进行处理，因此该数据传输请求对应的信号退避时间的时长越短。
40.根据本发明提供的高危作业气体监控方法，能够根据气体检测结果的优先级确定该结果的退避时间，气体检测结果的优先级的级别越高退避时间越短，能够将气体检测结果尽快上传至云端系统，由工作人员根据气体检测结果对高危作业区域进行监管，便于对
有毒、有害气体进行处理，防止污染进一步扩散，有针对性的为生产环境安全监管提供支持。
41.请参考图2，本发明第二方面提供一种高危作业气体报警方法，应用于安装于高危作业区域内的气体报警仪，所述高危作业气体报警方法包括：s201：确定获取到气体采集指令，采集所述高危作业区域内的气体样本；s202：对采集到的气体样本进行分析，生成气体检测结果；s203：根据所述气体检测结果生成对应的数据传输请求，所述数据传输请求包括气体检测结果的发送优先级；s204：发送所述数据传输请求至设置在所述高危作业区域之外的移动监控终端；s205：确定接收到所述移动监控终端反馈的数据传输指令，按照所述数据传输指令中的信号退避时间发送所述气体检测结果至所述移动监控终端，其中所述移动监控终端在设定时间段内接收到来自多个气体报警仪的数据传输请求的情况下根据数据传输请求生成对应的数据传输指令并分别发送至该数据传输请求对应的气体报警仪，所述数据传输指令包括发送所述气体检测结果的信号退避时间。
42.具体地，本发明实施方式中，气体报警仪在接收到气体采集指令之后，采集高危作业区域内的气体样本，对采集到的气体样本进行分析，生成气体检测结果，确定检测结果的发送优先级，生成对应的数据传输请求，然后将数据传输请求发送给移动监控终端。移动监控终端能够根据在设定时间段内接收到气体报警仪的数据传输请求的数量获知信道的占用情况，根据发送优先级确定发送对应的气体检测结果的信号退避时间，生成对应的数据传输指令，并分别发送至该数据传输请求对应的气体报警仪。气体报警仪在接收到数据传输指令后，能够按照数据传输指令中的信号退避时间发送气体检测结果至移动监控终端，避免多个气体报警仪同时发送气体检测结果，造成信道拥挤，提高数据传输效率。
43.根据本发明提供的高危作业气体报警方法，能够避免数据冲突，降低丢包率，提高数据传输效率，对重要数据优先发送，有效对高危作业区域进行监控。
44.进一步地，超标气体数量越多，所述发送优先级的级别越高，其中所述超标气体数量为所述气体样本中当前气体浓度大于对应的设定浓度的气体的数量；或最大气体浓度超标率越大，所述发送优先级的级别越高，其中所述最大气体超标率为所述气体样本中气体浓度超标率最大的气体的气体浓度超标率。
45.具体地，本发明实施方式中，可以根据超标气体数量确定发送优先级的级别，超标气体数量为气体样本中当前气体浓度大于对应的设定浓度的气体的数量。气体报警仪中存储有超标气体数量和发送优先级的对应关系表，超标气体数量越多，发送优先级的级别越高。气体报警仪对采集到的样本气体进行检测确定出样本气体的超标气体数量，可以从对应关系表中查找得到对应的发送优先级的级别。在一种可能的实施方式中，在高危作业区域内分别设置气体报警仪a和b，气体报警仪a根据气体采集指令对附近的气体进行采样，并对气体样本进行分析，检测气体样本中包含的气体以及该气体的浓度，如果检测到的气体样本中包含有苯、丙烷、丁烷、戊烷、二甲苯，其中苯、丙烷的气体浓度超出了对应的设定浓度，则该气体样本的超标气体数量为2，根据对应关系表查找到对应的发送优先级为四级。气体报警仪b根据气体采集指令对附近的气体进行采样，并对气体样本进行分析，检测气体样本中包含的气体以及该气体的浓度，如果检测到的气体样本中包含有丁烷、戊烷、乙醇、二氯甲烷、丙酮，其中戊烷、乙醇、二氯甲烷的气体浓度超出了对应的设定浓度，则该气体样本的超标气体数量为3，根据对应关系表查找到对应的发送优先级为三级。气体报警仪b的
气体检测结果的优先级的级别大于气体报警仪a的气体检测结果的优先级的级别。
46.本发明实施方式中，还可以根据最大气体浓度超标率确定发送优先级的级别，最大气体超标率为气体样本中气体浓度超标率最大的气体的气体浓度超标率。气体报警仪中存储有最大气体浓度超标率和发送优先级的对应关系表，最大气体浓度超标率越大，发送优先级的级别越高。气体报警仪对采集到的样本气体进行检测确定样本气体的最大气体浓度超标率，并从对应关系表中查找得到对应的发送优先级的级别。在一种可能的实施方式中，在高危作业区域内分别设置气体报警仪a和b，气体报警仪a根据气体采集指令对附近的气体进行采样，并对气体样本进行分析，检测气体样本中包含的气体以及该气体的浓度超标率，如果检测到的气体样本中包含有苯、丙烷、丁烷、戊烷、二甲苯，其中丁烷、戊烷、二甲苯的当前气体浓度未超出对应的设定气体浓度，苯的气体浓度超标率为50％、丙烷的气体浓度超标率为100％，则该气体样本中气体浓度超标率最大的气体为丙烷，最大气体浓度超标率为100％，根据对应关系表查找到对应的发送优先级为四级。气体报警仪b根据气体采集指令对附近的气体进行采样，并对气体样本进行分析，检测气体样本中包含的气体以及该气体的浓度超标率，如果检测到的气体样本中包含有丁烷、戊烷、乙醇、二氯甲烷、丙酮，其中丁烷、戊烷、乙醇、二氯甲烷的当前气体浓度未超出对应的设定浓度，丙酮的气体浓度超标率为200％，则该气体样本中气体浓度超标率最大的气体为丙酮，最大气体浓度超标率为200％，根据对应关系表查找到对应的发送优先级为二级。气体报警仪b的气体检测结果的优先级的级别大于气体报警仪a的气体检测结果的优先级的级别。
47.根据本发明提供的高危作业气体报警方法，能够根据超标气体数量或最大气体浓度超标率确定发送优先级的级别，更加客观、准确的确定信号退避时间，便于污染泄露严重的气体检测结果优先发送，优先对泄露严重的区域进行监控和处理。
48.进一步地，所述方法还包括：在所述气体检测结果发送失败的情况下，以设定频率和设定次数重复发送所述气体检测结果；在按照设定次数重复发送所述气体检测结果失败的情况下，停止发送所述气体检测结果。
49.具体地，本发明实施方式中，在气体检测结果成功发送至监控终端时，监控终端会发送一个指示气体检测结果发送成功的标识码，如果气体报警仪未在设定时间内收到标识码，则表示发送失败，为了减小丢包率，增加数据传输成功率，气体报警仪以设定频率和设定次数重复发送该气体检测结果，设定次数之后仍旧未发送成功，才停止发送气体检测结果。
50.根据本发明提供的高危作业气体报警方法，能够降低丢包率，提高数据发送的成功率，保证云端系统及时收到气体检测结果，有效对高危作业区域进行监控。
51.请参考图3，本发明第三方面提供一种移动监控终端，所述移动监控终端通过lora无线网络与安装于高危作业区域内的多个气体报警仪进行数据传输，所述移动监控终端包括：生成单元301，用于在设定时间段内接收到来自多个气体报警仪的数据传输请求的情况下，根据数据传输请求生成对应的数据传输指令并分别发送至该数据传输请求对应的气体报警仪，其中所述数据传输请求包括气体检测结果的发送优先级，所述数据传输指令包括发送所述气体检测结果的信号退避时间；传输单元302，用于将接收自所述气体报警仪的气体检测结果转发至云端系统，其中每一气体报警仪按照接收到的数据传输指令中的信号退避时间发送所述气体检测结果。
52.进一步地，所述发送优先级的级别越高，所述信号退避时间的时长越短。
53.请参考图4，本发明第四方面提供一种气体报警仪，所述气体报警仪安装于高危作业区域内，所述气体报警仪包括：气体采集单元401，用于确定获取到气体采集指令，采集所述高危作业区域内的气体样本；气体检测结果生成单元402，用于对采集到的气体样本进行分析，生成气体检测结果；数据传输请求生成单元403，用于根据所述气体检测结果生成对应的数据传输请求，所述数据传输请求包括气体检测结果的发送优先级；通信单元404，发送所述数据传输请求至设置在所述高危作业区域之外的移动监控终端；以及确定接收到所述移动监控终端反馈的数据传输指令，按照所述数据传输指令中的信号退避时间发送所述气体检测结果至所述移动监控终端，其中所述移动监控终端在设定时间段内接收到来自多个气体报警仪的数据传输请求的情况下根据数据传输请求生成对应的数据传输指令并分别发送至该数据传输请求对应的气体报警仪，所述数据传输指令包括发送所述气体检测结果的信号退避时间。
54.进一步地，所述气体检测结果包含该气体检测结果的发送优先级；所述根据所述气体检测结果生成数据传输请求，包括：根据所述发送优先级生成所述数据传输请求。
55.进一步地，超标气体数量越多，所述发送优先级的级别越高，其中所述超标气体数量为所述气体样本中当前气体浓度大于对应的设定浓度的气体的数量；或最大气体浓度超标率越大，所述发送优先级的级别越高，其中所述最大气体超标率为所述气体样本中气体浓度超标率最大的气体的气体浓度超标率。
56.进一步地，所述通信单元还用于：在所述气体检测结果发送失败的情况下，以设定频率和设定次数重复发送所述气体检测结果；在按照设定次数重复发送所述气体检测结果失败的情况下，停止发送所述气体检测结果。
57.请参考图5，本发明第五方面提供一种高危作业气体监控系统，所述高危作业气体监控系统包括：云端系统、上文所述的移动监控终端以及上文所述的气体报警仪；所述移动监控终端的传输单元通过lora无线网络与所述气体报警仪的通信单元进行数据传输；所述移动监控终端的传输单元通过4g和wifi无线网络与所述云端系统进行数据传输。
58.以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
59.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
60.此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。