[发明专利]基于无线传感器网络的燃气大用户终端测控系统及测控方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种基于无线传感器网络的燃气大用户终端测控系统。

背景技术：

随着国家能源政策的改变，天然气用量大幅度上升，工业、商业等终端大用户急剧增加，工业、商业终端大用户的燃气用量占整个城市燃气用量的70％，且城市供应燃气网络分散以无人值守的特点，对大用户终端的燃气用量管理、安全生产管理是燃气营运企业的管理核心，建立燃气大用户终端管线的流量、压力、温度、燃气泄漏、阀门等状态的远程实时监测系统是降低供气损失率、提高企业安全供气和经济效益的有效保证。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中所存在的上述不足，而提供一种基于无线传感器网络的燃气大用户终端测控系统，改进燃气营运公司对现有燃气大用户的燃气用量、收费方法、安全生产管理办法和技术的不足。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案包括：一种燃气大用户终端测控系统，其特征在于包括气体流量计节点、控制阀门节点、燃气泄漏报警器节点、燃气流量安全报警器节点、监控网关节点、远程服务器和IC卡预付费充值系统，控制阀门节点安装在管道入口，气体流量计节点安装在管道出口，气体流量计节点与控制阀门节点、燃气泄漏报警器节点、燃气流量安全报警器节点、监控网关节点之间通过链式无线传感器网络连接，监控网关节点与远程服务器连接，IC卡预付费充值系统与远程服务器、气体流量计节点连接，气体流量计节点通过采集到的预付费气量、燃气泄漏信息，根据设定值对控制阀门节点、燃气流量安全报警器节点直接控制和报警，远程服务器通过监控网关节点、气体流量计节点、控制阀门节点、燃气流量安全报警器节点、燃气泄漏报警器节点对现场燃气大用户燃气用量、管网压力、温度、燃气泄漏、阀门开关状态及设备运行状态进行直接网络化监测和管理。其中：

(1)气体流量计节点，包括流量计单元、预付费和无线通信单元两部分，流量计单元、预付费和无线通信单元安装在机械流量计的密封控制盒内，以实现具有流量计量、收费、安全管理、无线信息传输的一体化智能气体流量计，其中流量计单元由流量计积分仪、气体流量计、气体参数传感器组、液晶显示器组成，流量计积分仪与气体参数传感器组、液晶显示器连接，预付费和无线通信单元由付费通信处理器、IC卡数据传输接口、无线通信单元组成，付费通信处理器与IC卡数据传输接口、无线通信单元连接，气体参数传感器组包括气体流量传感器、温度传感器、压力传感器，流量计单元、预付费和无线通信单元之间通过串行数据通信接口连接，气体流量计节点由电池通过电源管理单元供电，流量计单元当管网气体流动时通过气体流量传感器实时采集燃气流量，通过温度、压力传感器定时采集管网温度和压力，将采集到的流量、温度、压力信息经MCU积分补偿处理器处理后保存和显示，预付费和无线通信单元通过IC卡数据传输接口随时接收IC卡预付费充值系统充值信息，通过无线通信单元接收燃气泄漏报警器燃气泄漏信息，付费通信处理器的微处理器根据充值、燃气泄漏信息对阀门进行开关控制，气体流量计定时将流量、温度、压力、阀门状态、泄漏报警信息发送到燃气流量安全报警器节点、监控网关节点，管网无气体流动时流量计处于休眠状态，等待唤醒信号。

(2)控制阀门节点，包括阀门处理器、先导隔膜主阀体、控制阀门驱动装置、阀门状态传感器、无线通信单元，阀门处理器与控制阀门驱动装置、阀门状态传感器、无线通信单元均连接，控制阀门驱动装置用来驱动先导隔膜主阀体，阀门状态传感器用来检测阀门状态，控制阀门节点通过链式无线传感器网络受气体流量计节点、燃气泄漏报警器节点的信息控制。

(3)燃气泄漏报警器节点，包括燃气泄漏处理器、无线通信单元、燃气检测传感器，燃气泄漏处理器与无线通信单元、燃气检测传感器连接，燃气泄漏报警器节点通过燃气检测传感器获取空气中燃气泄漏信息，并将燃气泄漏信息及燃气检测传感器运行状态信息传输给气体流量计节点，由气体流量计节点分别传输给控制阀门节点、燃气流量安全报警器节点、监控网关节点。

(4)燃气流量安全报警器节点，包括燃气流量处理器、无线通信单元、蜂鸣器、显示器，燃气流量处理器与无线通信单元、蜂鸣器、显示器均连接，燃气流量安全报警器节点接收气体流量计节点传输的各种信息，将根据实际情形蜂鸣报警或显示。

(5)监控网关节点，包括监控网关处理器、GPRS通讯单元、无线通信单元，监控网关处理器与GPRS通讯单元、无线通信单元连接，监控网关节点接收气体流量计节点传输的各种信息，通过GPRS通讯单元将各种信息传输给远程服务器，经远程服务器处理后，将处理信息发送到气体流量计节点。