[发明专利]基于WSN的石化含硫装置员工跟踪监控系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于石化生产的现场监测装置，具体说是一种基于WSN的石化含硫装置员工跟踪监控系统。

背景技术

在石化工业中，硫是石油中最主要、含量最大的非烃元素，硫化氢(H₂S)存在于石油开采、炼制加工的各个环节，是石化企业最重要的化学毒物。H₂S在石化行业发生中毒的可能性和普遍性远高于其它行业。随着石油企业加工进口高含硫原油的增加，H₂S中毒的防治成为企业搞好职业安全卫生的重要课题。面对H2S危害，监测工厂生产过程含硫物的状况，是直接减少工厂损失和确保安全生产的重要措施。

常用的硫化氢检测方法有：

1、化学法：即通过现场的采样，然后将采样到的样本在实验室中进行测定，也有现场进行测定的；这种方法的优点是测量精度高；但是这种方法测定程序繁琐、得到数据不及时，有时还会给测定人员带来危险等缺点。

2、电子直接测定法：采用半导体气体传感器，具有测定迅速、利于现场使用、具有报警等丰富功能等优点；但测定误差较大，价格昂贵。

在电子测定法中，国内外传统网络监控采用固定式H₂S检测系统。固定式H₂S检测系统中H₂S气体智能探测器拾取环境中H₂S浓度信息，转换成电信号，并利用连接的现场总线将信息传递出去。系统通过实时在线测量，获得生产过程的H₂S浓度曲线。但由于监测终端和主控终端采用有线通信，通信严重依赖基础设施。同时，在设计中受到布线限制，布线、改线工程量大，线路容易损坏，网中节点不可移动。特别是当要把相距较远的节点联接起来时，敷设专用通信线路的布线施工难度大、费用高、耗时长，对正在迅速扩大的连网需求形成严重的瓶颈阻塞。

WSN是由大量具有无线通信能力、体积小、能源受限传感器节点组成的无线网络。将WSN应用于石化企业装置的监控，可通过大量分布于不同监控区域的不同类型传感器节点，解决在高危险环境下人工方式现场测量有害生化气体浓度的困难，同时克服有线通信中系统庞大、安装困难等难题，有利于提高有害气体监测的可信度和效率。在石油化工行业的生产流程中，许多装置都会产生二氧化硫，所以实时在线监测生产过程中含硫物的状况及对员工进行跟踪监控，对搞好安全生产、确保工人生命安全具有重要的社会意义和现实意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种可在线监测生产过程中含硫物的状况及对员工进行跟踪监控的基于WSN的石化含硫装置员工跟踪监控系统。

本发明提供的基于WSN的石化含硫装置员工跟踪监控系统，含硫装置监控区域被划分为多个监控小区，每个监控小区部署多个传感器节点及安置一个这些传感器节点的汇聚节点，汇聚节点通过网关节点与厂内计算机网络连接；并设置可对所处位置的H₂S浓度进行采集而通过传感器节点的无线通信模块进行定位和传送信息的便携式硫化氢检测仪。

每个监控小区的3～5个相邻或相近的传感器节点中有一用来汇集监测数据的盟主节点。

便携式硫化氢检测仪由CC2431主控电路、电源电路、温湿度传感电路、硫化氢检测电路、液晶显示电路和报警电路组成。

本发明具有如下优点：

该便携式硫化氢检测仪可以作为网络中的一个节点，可以佩戴在现场工作人员的身上作为移动目标，既可以完成常规硫化氢检测仪表的功能，完成硫化氢浓度、温湿度的采集、显示、报警；而且还具有无线通信功能，将采集到硫化氢浓度、温湿度、位置等信息通过无线传感器网络与厂内计算机网络连接，实现上位监控中心远程监控，集中监视现场的硫化氢浓度和工作人员的位置、安全情况，有效地防止了硫化氢中毒事故的发生。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的便携式硫化氢检测仪的电路原理图。

具体实施方式

参照图1和图2，本发明提供的基于WSN的石化含硫装置员工跟踪监控系统，含硫装置监控区域被划分为多个监控小区2，每个监控小区2部署多个传感器节点1及安置一个这些传感器节点的汇聚节点6，汇聚节点6通过网关节点4与厂内计算机网络5连接；并设置可对所处位置的H₂S浓度进行采集而通过传感器节点1的无线通信模块进行定位和传送信息的便携式硫化氢检测仪。

上述中，每个监控小区的3～5个相邻或相近的传感器节点1中有一用来汇集监测数据的盟主节点3。