基于物聯(lián)網(wǎng)的智能燃?xì)忾y門控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與關(guān)鍵技術(shù)分析

李金陸

摘 要 隨著城市燃?xì)獾钠占昂腿藗儼踩庾R(shí)的提高，燃?xì)庠O(shè)備的安全管理成為社會(huì)關(guān)注的重點(diǎn)，尤其是使用鋼瓶燃?xì)獾挠脩簦細(xì)怃撈康陌踩L(fēng)險(xiǎn)更高，一旦出現(xiàn)安全事故，也更易引起人們的恐慌心理。本文基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，設(shè)計(jì)了燃?xì)庵悄荛y門的控制系統(tǒng)，為降低燃?xì)怃撈康陌踩[患，提升燃?xì)怃撈康陌踩忍峁┙梃b與參考。

關(guān)鍵詞 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);智能燃?xì)忾y門;燃?xì)獍踩?/p>

隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，城市之中燃?xì)獾钠占奥什粩嗌仙瑹o(wú)論是管道燃?xì)膺€是鋼瓶燃?xì)猓x擇使用燃?xì)鈦?lái)提供能源已經(jīng)非常普遍。管道燃?xì)庠诰S護(hù)與安全管理中，燃?xì)夤芾聿块T能夠通過(guò)管道數(shù)據(jù)的追蹤和用戶之間的互動(dòng)交流實(shí)現(xiàn)安全管理和安全監(jiān)測(cè)，而鋼瓶燃?xì)獯嬖谥?jīng)營(yíng)管理混亂，甚至有違規(guī)操作的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了燃?xì)獾陌踩芾恚绊懭藗兊纳踩玔1]。本文對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)之下的燃?xì)忾y門控制系統(tǒng)進(jìn)行分析，提出了智能化的燃?xì)忾y門控制設(shè)計(jì)方法，提升了傳統(tǒng)燃?xì)忾y門的安全性和功能性，降低了燃?xì)獾陌踩[患，對(duì)燃?xì)獾陌踩芾砗腿嗣竦恼Ｉ钣兄匾膬r(jià)值。

1智能燃?xì)忾y門的控制系統(tǒng)需求

本文所探討的智能燃?xì)忾y門是在傳統(tǒng)智能燃?xì)忾y門的基礎(chǔ)之上進(jìn)行升級(jí)改造的，包括對(duì)燃?xì)忾y門，充氣槍、定位功能和遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，將傳統(tǒng)的燃?xì)忾y門變身成為能夠?qū)崿F(xiàn)智能定位，防拆，防充，信息跟蹤等多種功能。防拆功能能夠保證安裝這一閥門的燃?xì)夤芾韱挝荒軌驅(qū)崿F(xiàn)對(duì)鋼瓶燃?xì)獾挠行Ч芾恚乐挂蛴脩綦S意拆卸閥門裝置，影響后續(xù)的管理追蹤;防充功能是為了控制鋼瓶燃?xì)獾娜細(xì)鈦?lái)源，只能在指定的有資質(zhì)燃?xì)獬溲b地點(diǎn)進(jìn)行燃?xì)獬溲b，保證了氣體的質(zhì)量;信息追蹤功能能夠記錄鋼瓶的生產(chǎn)與使用信息，芯片能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)鋼瓶的遠(yuǎn)程監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期的安全追蹤管理;定位功能既能防止燃?xì)怃撈勘槐I，也能防止不合格的鋼瓶再次流入市場(chǎng)或者鋼瓶超期服役。此外，燃?xì)怃撈康闹悄苋細(xì)忾y門控制系統(tǒng)需要電池供應(yīng)的部分都遠(yuǎn)離鋼瓶的閥門，而裝在鋼瓶瓶身的防爆盒中，提升智能燃?xì)忾y門的安全性。

一方面實(shí)現(xiàn)了燃?xì)夤芾聿块T對(duì)鋼瓶燃?xì)鈦?lái)源與使用時(shí)限的監(jiān)控管理，避免了來(lái)源不明的黑心燃?xì)怃撈吭斐缮鐣?huì)危害，又提升了燃?xì)怃撈康墓芾硇剩瑢?duì)鋼瓶的信息追蹤能夠?qū)崿F(xiàn)鋼瓶的找回和燃?xì)獍踩芾淼淖粉櫯c回訪，有利于將鋼瓶燃?xì)庖布{入到管道燃?xì)獾墓芾矸懂牐嵘細(xì)夤镜墓芾硇省?/p>

2基于物聯(lián)網(wǎng)的智能燃?xì)忾y門設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)思路

基于物聯(lián)網(wǎng)的智能燃?xì)忾y門設(shè)計(jì)，防拆功能的原理是利用防拆桿與彈簧的組合，完成閥門安裝之后彈簧上升將防拆桿彈出從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械防拆的目的;防充的原理是在傳統(tǒng)燃?xì)忾y門的基礎(chǔ)之上裝載磁鐵閥芯，當(dāng)不明來(lái)源的充氣站對(duì)鋼瓶進(jìn)行充裝時(shí)，閥芯中的磁鐵吸住了貼片，鐵片保持一定的傾斜度從而阻擋了外界的充氣槍進(jìn)行充裝。當(dāng)用戶到正規(guī)充氣站充氣，打開(kāi)閥門中的壓力則使磁鐵與鐵片分離，可以正常充裝燃?xì)?信息追蹤的設(shè)計(jì)原理是，當(dāng)用戶到正規(guī)燃?xì)獬錃庹具M(jìn)行充裝時(shí)，充氣槍上的讀寫器能夠掃描閥門上的序列號(hào)，此時(shí)序列號(hào)的信息則會(huì)系統(tǒng)收集，當(dāng)序列號(hào)信息與系統(tǒng)中已經(jīng)存儲(chǔ)的信息一致，則充氣槍的電路導(dǎo)通，繼電器的電路能夠?qū)㈦姶盆F切斷，從而使得電磁鐵與鐵片分離，正常充裝燃?xì)狻３錃鈽尩淖x寫器還能夠根據(jù)用戶的情況將燃?xì)饷看纬溲b數(shù)據(jù)進(jìn)行寫入，實(shí)現(xiàn)芯片信息的填充，結(jié)合定位系統(tǒng)，有利于對(duì)燃?xì)怃撈康陌踩O(jiān)控管理[2]。

2.2 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

根據(jù)需求和設(shè)計(jì)思路智能燃?xì)忾y門控制系統(tǒng)主要可分成四個(gè)部分，第一個(gè)部門是燃?xì)忾y門本身，也就是傳統(tǒng)的燃?xì)忾y門，第二部分是裝在瓶身上的控制系統(tǒng)，系統(tǒng)的控制器選用STM32單片機(jī)，加裝無(wú)線導(dǎo)航遠(yuǎn)程定位系統(tǒng)和四頻GSM/GPRS模塊。第三個(gè)部門是裝在充氣槍上的芯片與讀寫器系統(tǒng)，裝載RFID射頻識(shí)別標(biāo)簽，WIFI無(wú)線傳輸系統(tǒng)，繼電器等模塊第四部分是位于燃?xì)夤芾聿块T的遠(yuǎn)程監(jiān)控管理服務(wù)器。

3基于物聯(lián)網(wǎng)的智能燃?xì)忾y門控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

基于物聯(lián)網(wǎng)的智能燃?xì)忾y門控制系統(tǒng)涉及的技術(shù)主要是RFID無(wú)線射頻技術(shù)、GPS定位技術(shù)、GPRS通信技術(shù)和WIFI無(wú)線傳輸技術(shù)四種主要技術(shù)[3]。

在智能燃?xì)忾y門控制系統(tǒng)中RFID無(wú)線射頻技術(shù)在一般狀態(tài)下，會(huì)不斷發(fā)出射頻信號(hào)，若有電子標(biāo)簽進(jìn)入無(wú)線射頻的視線則會(huì)產(chǎn)生共振，啟動(dòng)電子標(biāo)簽，電子標(biāo)簽回應(yīng)射頻器，將信息傳輸給讀寫器，再將信息傳送到控制系統(tǒng)。GPS定位技術(shù)采取的是偽距定位法。GPRS技術(shù)是在GSM網(wǎng)絡(luò)中加入GPRS網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)和業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)，創(chuàng)建無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，利用BSS基站系統(tǒng)分配信息資源。有數(shù)據(jù)傳送時(shí)，信息首先傳到GPRS終端再傳送到基站，再傳到業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，之后GGSN節(jié)點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，再發(fā)到系統(tǒng)終端。

4基于物聯(lián)網(wǎng)的智能燃?xì)忾y門控制系統(tǒng)的應(yīng)用

首先，通過(guò)智能燃?xì)忾y門的軟硬件設(shè)置之后，對(duì)智能燃?xì)忾y門控制系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試。實(shí)驗(yàn)員將智能燃?xì)忾y門控制系統(tǒng)中的充氣槍打開(kāi)開(kāi)關(guān)進(jìn)行燃?xì)獾某溲b，之后換成普通充氣槍對(duì)其進(jìn)行充氣，從而測(cè)試智能燃?xì)忾y門系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，測(cè)試其防拆、防充、定位和追蹤功能;其次，當(dāng)智能燃?xì)忾y門通過(guò)了功能測(cè)試真正投入生產(chǎn)指揮，一方面需要提高充氣站的質(zhì)量檢測(cè)和監(jiān)測(cè)力度，保證充氣站合規(guī)合規(guī)，將充氣站也并入物聯(lián)網(wǎng)智能管理系統(tǒng)，提升充氣站的管理水平;再次，在利用GPS技術(shù)進(jìn)行定位時(shí)，需要根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，若地形較為復(fù)雜可并入WIFI定位、基站定位等其他定位技術(shù)共同實(shí)現(xiàn)對(duì)定位信號(hào)的確定，提升定位的精準(zhǔn)性;最后，智能燃?xì)忾y門控制系統(tǒng)的研究是為了實(shí)現(xiàn)鋼瓶燃?xì)獾臄?shù)據(jù)化、智能化管理，增加鋼瓶燃?xì)庥脩舻陌踩Ｕ稀Ｒ虼耍趯?shí)際的推廣過(guò)程中需要進(jìn)行一定的宣傳普及，提升大眾對(duì)鋼瓶燃?xì)獍踩缘闹匾暢潭龋岣咧悄苋細(xì)忾y門的接受度和配合度，才能充分發(fā)揮出智能燃?xì)忾y門的作用。

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