基于物联网的监控系统研究与应用

发布时间：2017-09-13 05:22

  本文关键词：基于物联网的监控系统研究与应用

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【摘要】：随着信息化进程的不断推进,各种新兴的信息技术不断产生、发展和应用。这些新兴的技术影响着传统的商业模式和生产方式。在第三次工业革命及两化融合的背景下,中国的新兴信息技术在改变现代工业生产方式的同时,也受其需求的不断增长推动着自身技术的发展。从而促进了更多创新性技术的研发与融合。化工园区在增长当地经济社会发展的同时,因为其行业性质的关系对当地的环境和人员安全都造成了安全隐患。如何加强对风险源的管理也是企业安全管理最为重要的内容。近几十年来园区内时不时会出现各种安全事故,如果不加强对风险源的管理,其结果不仅直接关系着每个园区内的员工人身安全,同时还关系到整个企业的发展。化工园区往往集中堆积着大量的危险化学品及原料,如果周遭环境发生变化,则有可能发生爆炸。园区内也存放着各类有毒气体,一旦发生泄漏,则很有可能发生人员的伤亡。如何减少这些安全事故隐患,尽可能对事故提前进行预测,发生事故后能快速准确进行应对决策和实施救援方案,是当前企业急切寻求解决的问题。因此,本系统基于物联网进行设计,利用了物联网能够全面感知环境的变化,根据对感知数据的挖掘分析能够对即将发生的安全事故进行预判,将事故止于始发阶段。加上应急指挥系统的完善,能大体上完成智能检测环境的变化,进行相应预警。实现智能化工厂的美好蓝图。在倡导两化融合的大背景下,如何有效地获取环境基本信息,如何能在化工园区内对数据进行实时传输和智能应用,基于物联网的相关技术正因为这些特点相关实际应用受到越来越多的企业和社会的重视,物联网全面覆盖园区深入环境感知环境参数,准确掌握园区环境危险源风险源状态信息和更改信息,减少对环境的风险判断的不确定性,实施更为有效的风险预警和及时处理预防措施。从而避免和降低环境风险率。本文提出的基于物联网技术的环境监测系统,并且应用到化工园区实时环境监测中,在环境监测过程中实现了整个系统的有线与无线的有效结合,更具实时性,快捷性,易掌控性。在本环境监测应急系统研究中,不仅要充分考虑系统功能的完美设计,而且要结合实际环境条件并且均衡成本代价的各种因素,以建立一个成本低、可靠性高和效率高的化工园区环境监测应急系统；通过提供适当和有效的信息来有效对抗“不确定性”风险问题并进行有效预警,实时的信息反馈污染物超标信息,在应急响应过程中实现的风险源浓度范围,定量分析变化趋势和对健康风险的可视化,提供有效的业务支持和信息支持决策指挥[H]。本基于物联网环境监测应急系统大体上从以下几个开展研究设计工作：(1)首先对一实际的化工园区展开环境监测预警与应急系统的现状的调研,从流程描述、现状描述、目标系统、差距分析和改进建议5大步骤进行需求的分析,经过详细的分析有针对性提出解决方案和进行后续的功能设计实现。(2)设计化工园区环境监测的无线传感网络,结合环境监测的实际要求提出了一种基于位置和剩余能量的集中分簇的的传输协议来确保采集数据的准确,是构建环境监测系统的数据基础。(3)设计环境监测应急系统和数据库。根据需求进行功能设计,本系统主要由环境综合管理子系统、应急指挥子系统两部分组成。环境综合管理子系统包括危险源管理、隐患管理、事故／事件管理、环保管理。应急指挥子系统包括辅助决策支持系统、事故后果模拟及区域定量风险评价子系统、视频监控管理系统、气象参数监测子系统。本系统的数据库设计了空间数据库和安全生产数据库两大类,采用空间数据库结合实际数据用于实现界面的可视化,表达方式更为直观,容易让人接受。安全生产数据库主要实现对危险化学品基本信息的存储和对环境的监测预警数据的存储。(4)系统的设计与实现。从系统基础设施的搭建工作、实时数据传输、软件设计实现三个方面介绍了系统实现的思路。在本文中,为物联网技术在实际需求中的互联网的扩展,以及探索物联网核心技术,依靠其三端框架技术：感应遥感,服务器端和应用程序方面,设计并实现了基于B/S体系结构的网络环境监测系统。该系统的设计目标是主要满足企业对物联网日益增长的需求,并且想要利用信息化建立一个安全可靠可控的系统,使人们可以更便捷地管理和控制空间环境参数,以及提供环境物品安全保障,保证安全生产能顺利进行。在发生安全事故时,决策者能够根据数据的分析加上专家信息库和备用预案进行辅助决策,及时高效开展应急救援工作。
【关键词】：物联网技术 环境监测 预测 应急救援 路由协议
【学位授予单位】：长江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP277;TP391.44;TN929.5
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-16
• 1.1 课题背景和意义11-13
• 1.2 国内外研究的现状13-14
• 1.3 课题主要研究内容14-15
• 1.4 论文结构15-16
• 第2章 关键技术介绍16-20
• 2.1 物联网介绍16-18
• 2.2 地理信息系统18-19
• 2.3 本章小结19-20
• 第3章 化工园区环境监测需求分析20-36
• 3.1 风险源及爆炸管理20-22
• 3.2 危险源及隐患管理22-30
• 3.3 应急指挥平台30-35
• 3.4 本章小结35-36
• 第4章 园区环境监测网络设计36-42
• 4.1 化工园区无线传感器网络布局36-37
• 4.2 基于位置和剩余能量的集中分簇路由协议37-41
• 4.3 本章小结41-42
• 第5章 环境监测应急系统设计42-58
• 5.1 设计原则42
• 5.2 系统设计目标42-43
• 5.3 系统架构43-45
• 5.4 系统逻辑设计45-46
• 5.5 框架设计46-48
• 5.6 系统功能设计48-52
• 5.7 数据库设计52-57
• 5.8 系统安全57
• 5.9 本章小结57-58
• 第6章 系统实现58-61
• 6.1 系统实现环境58
• 6.2 系统实现思路58-59
• 6.3 系统部分主要功能实现59-61
• Appendix II Skills Mastery Questionnaire61-63
• 第7章 总结与展望63-64
• 参考文献64-67
• 致谢67-68
• 个人简介68-69

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本文编号：841766