基于信息融合的智能安全监控自动化系统

基于信息融合的智能安全监控自动化系统（精选8篇）

基于信息融合的智能安全监控自动化系统 第1篇

基于物联网的油田智能信息监控系统实践

1、概述

油田涉及各种设备和系统，油井数量多且分布范围由几十至上百平方公里，分布比较零散，目前大多采用人工巡井方式，由人工每日定时检查各设备运行情况并记录各相关数据。这种方式必然增加工人劳动强度，并且影响了设备监控与采油数据的实时性和准确性。并且当抽油机、电泵、油压、油温等出现异常时不能及时发现，得不到有效监控、防患和控制。为此，油田急需建设一套基于物联网的油田智能信息监控系统。以实现智能的监测和控制油田的油井、计量站、联合站、油品集输、油罐、天燃气站等各种重要设施和油田安全生产场所，监测、采集和汇集生产各环节的数据，并进行相应的分析、定位、处理和控制。

该系统采用以ZigBee为无线通信技术和传感器技术组建无线传感器通信网络，并运用计算机技术、自动控制技术、嵌入式开发技术、现代通信技术、组态技术、音视频监控技术、GIS、GPS以及现代软件工程理论和软件编程方法等技术来解决行业信息化中生产信息的智能监测与控制，还可应用于各相关行业的各种信息化监测与控制领域。

2、应用背景

随着世界科技和经济的高速发展，人们对生产现场各种资源信息的获取和控制倾向于自动化、智能化，特别是具有危险性、人力不方便触及、数量巨大的设备参数控制等方面。例如：人们对石油的需求日益增大，石油资源又是一种不可再生的天然资源，加之油田企业各岗位原则上不增编的用人机制，在此种条件下如何确保油田企业安全、高效稳产是油田企业所面临的严峻现实。油田采油通常由油井、计量站、中转站、联合站、原油外输系统、油罐、天燃气罐以及油田的其它设施组成，整个采油厂、矿、站各种生产设施的工作状态及其产品（如水、油、气等）的相应数据（如温度、压力、流量等）就直接关系到油田生产的稳定及安全，而这些重要数据目前大多由人工方式每日定时检查设备运行情况并测量、统计相关各生产数据，这种客观条件必然使工人劳动强度加重，并且影响了设备监控与生产数据的实时性，甚至准确性，同时存在疏漏、笔误和作假等隐患。目前，我国一些油田企业也采取一些通过诸如RS485总线形式的局域有线网、便携式采集设备的方式或以GSM短信息的方式达到对油井部分生产数据监测和统计智能监控/专业服务

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之目的，一定程度上解决了上述问题，但这些技术有较大的局限性。首先，油田各采油厂、矿、站需要监测的设备量较大，并相对分散，有线组网方式布线困难，灵活性差，建设成本高，而且出现网络故障时，短时间内很难定位和排除故障点；其次，油田各采油厂、矿、站内通常都有大功率的电机、泵机甚至变电站，这些设备工作时所产生的干扰可直接侵入网络而导致有线网络瘫痪，严重时周边设备都不能正常工作；第三，有线网络对油田各设备的检修产生一定程度的障碍，一旦维修人员维修时不小心可能导致有线网络的物理连接失效，使有线网络不能正常工作。至于便携式采集设备，其只能解决部分生产设备或数据的采集和监测问题，而且由于其采集时需要人工安装到相应生产设备上，将相应数据采集到便携式设备中，需要经常拆装，其与生产设备的接口部分磨损严重，常出现接触不良或无法连接的问题，并且将采集来的生产数据需要人工方式再上传至生产监测分析系统，仍然存在数据的实时性差和便携式设备丢失等问题；采用短消息的方式也存在上述问题，即基于（GSM）的短消息（SMS）或无线分组网（GPRS）通信方式实现了仅是对油井设备的监控，虽然解决了油田井口一些设备的监控问题，但仍然存在短消息滞后、丢失、GPRS掉线等通信受阻问题，其通信设备相对于ZigBee模块成本高、还需长期缴纳信息服务费，该系统的实时性、可靠性和控制的安全性差。

传感器技术是一种自动检测技术，被广泛应用于工业自动检测领域；ZigBee（802.15.4协议）技术是一种新一代的短距离双向无线通信技术，具有低成本（免执照频段、免专利协议）、低功耗（省电）、网络容量大、安全性高、抗干扰力强、网络自愈力强的特点，二者融合并辅以相应控制器可克服以上组网方式或系统的局限性，彻底实现油田信息的智能化监测和控制。

3、系统建设目的

本系统是以克服上述缺失和局限性为基础，结合并推广了现有油田生产设备监控管理系统应用的设计思路，将油田的采油厂、矿、站中的计量站、中转站、联合站、原油外输系统、油罐、天燃气罐以及油田的其它设施的生产工况、工作状态等监测数据或信息，利用传感器技术和ZigBee技术构建无线传感器网络，并实时、安全、低成本地将监测和控制信息通过本地监控中心的油田信息监控管理系统软件接入油田企业现有的各级网络中，实现对油田企业各相关生产设备、生智能监控/专业服务

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产数据、安全指标等信息的监测、定位、分析处理、显示、警示和控制。

4、系统实施原理

本系统采用基于ZigBee通信与传感器组网的行业信息监控系统及其监控方法。以无线ZigBee技术为实现方式之一，其中基于ZigBee与传感器组网的油田信息监控系统包括如下单元：

监控对象N：指油田的各采油厂、矿、站生产中所关注的各种生产设备、生产状态、生产参数等信息，监控对象的编号N（以下同）可以取1，2，3，……，n（n<65000以下同）的整数。如各管线（水、气、油）的压力、温度、流速流量等；电机的工作电压、电流和功率等。

传感器模块N：对应于被监控对象从1——n整数编号，用于检测和识别被监控对象的状态，并将识别到的各信息转换为可识别的电信号（称数据信息）；

执行器模块N：对应于被监控对象从1——n整数编号，用于执行ZigBee终端节点模块发来的控制指令，对被监控对象的状态施加影响，使被监控对象的状态保持在系统预设的正常状态下；

ZigBee终端节点模块N：用于将传感器模块传来的数据信息发送给ZigBee路由节点模块（X或Y），并接收来自ZigBee路由节点模块（X或Y），经串行接口发给执行器模块, 同一网段的ZigBee路由节点模块的编号X和Y可分别是1，2，3，……，n的整数，n通常小于65000；

ZigBee路由节点模块（X或Y）：用于将来ZigBee终端节点模块或邻近ZigBee路由节点模块的数据信息发送给就近的ZigBee路由节点模块或ZigBee协调器节点模块，并将来自ZigBee协调器节点模块或ZigBee路由节点模块的控制信息发送给ZigBee路由节点模块或ZigBee终端节点模块；

ZigBee协调器节点模块：用于将来自ZigBee路由节点模块的数据信息通过串行接口或以太网接口传至本地监控中心，并将本地监控中心发出的控制信息发送给ZigBee路由节点模块；

本地监控中心：与ZigBee协调器节点模块直接相连接点监控服务器或服务器群所构成的局域网络称本地监控中心，其通过监控服务器或服务器群内的监控系统软件，处理和分析ZigBee协调器节点模块发来的油田生产信息，将相应的控制信息再下达给ZigBee协调器节点模块，运用组态技术、自动控制技术以及中间件智能监控/专业服务

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技术实现系统融合并直观地实时在大屏幕上显示和配以声光警示，必要时，将必要的相关信息通报异地或上级监控中心；

异地监控中心：油田网络信息系统中，除本地监控中心以外的其他网络均称异地监控中心，必要时其可通过油田现有的光纤网络，与本地监控中心联网，实现油田各生产信息的共享和交互。

传感器模块与ZigBee终端节点模块可组成一体或分体来监测，通过串行接口连接对被监控对象进行监测，按需将多个ZigBee终端节点模块、多个ZigBee路由节点模块和ZigBee协调器节点模块组成星形网、树形网、网状网以及它们间的组合网络，构建无线传感器网络的；以本地监控中心为组网参考点，由就近的协调器节点模块通过串口或以太网接口与本地监控中心的油田信息监控系统服务器或服务器群相连，通过监控系统软件（含数据库）对油田信息进行监测、定位和监控，遇突发事件时立即定位事件点并警示，对警示若无人工处置，则系统在一定时限内适时自动启动本地相应应急预案对事件进行处置；重大突发事件自动上报上级监控中心并根据事件优先级启动相应预案；本地监控中心通过已有的网络与异地监控中心相连，必要时与上级油田信息系统监控中心进行信息交互，重大突发事件可启动上级应急预案数据库中的相应应急预案，形成油田信息点、线、面相结合的智能化立体监控体系。

5、系统实施方法

该系统涉及基于ZigBee的水、气和油相关的温度、压力、流量等各类传感器，为表述表述方便将其定义为监控对象，具体实施方法如图1系统组成结构示意图。

监控对象1：指油田的各采油厂、矿、站等油田生产所关心的包括但不限于诸如油井、计量站、中转站、联合站、原油外输系统、油罐、天燃气罐以及油田的其它设施。具体例如各种生产设施的工作状态及其产品（如水、油、气等）的相应数据（如温度、压力、流量、流速等）；各电机的工作电压、电流和功率、温度等；各种重点安全设备或设施的安全警戒等；

传感器模块2：安装于监控对象1上，用于检测和识别被监控对象1的状态，并将识别到的各信息转换为数据信息；

ZigBee终端节点模块4：通过数据总线或RS232串口接收传感器模块2监测到的数据信息，将收到的数据信息发送给ZigBee路由节点模块5或ZigBee路由节点智能监控/专业服务

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模块6，并接收来自ZigBee路由节点模块5或ZigBee路由节点模块6的控制信息，同时将该控制信息发送给执行器模块3，通过执行器模块3对被监控对象1施加影响，使被监控对象1的各状态保持在系统预设的正常状态下；

ZigBee路由节点模块5和ZigBee路由节点模块6：分别接收来自ZigBee终端节点模块4发来的数据信息并转发给ZigBee协调器节点模块7，同时接收ZigBee协调器节点模块7发出的控制信息并转发给ZigBee终端节点模块4；

ZigBee协调器节点模块7：接收ZigBee路由节点模块5或ZigBee路由节点模块6发来的数据信息，通过串口或以太网接口将该数据信息发送给本地监控中心8的工控机或服务器或服务器群，同时将监控中心发出的控制信息发送给ZigBee路由节点模块5或ZigBee路由节点模块6；

本地监控中心8：由至少1台工控机或服务器或服务器群以及其他设备搭建的局域网络，其通过串口或以太网口与ZigBee协调器节点模块7相连，接收来自ZigBee协调器节点模块7的数据信息，进入系统监控软件数据库进行数据监测、分析、处理和定位，并将处置的结果以控制信息的方式发出给协调器节点模块7；

异地监控中心9：油田网络信息系统中，除本地监控中心8以外的其他网络均称异地监控中心9，其通过油田现有的光纤网络，与本地监控中心8联网，实现油田各生产信息的共享和交互。所有ZigBee模块中由 CC2431芯片及其外围电路构成，用汇编和C语言编程实现各模块的功能。在实际应用中，为实现油田各相关信息的共享，将搭建的无线传感器网络与油田现有的信息网络相连，通过各监控中心B/S架构、C/S架构或二架构相结合的系统监控软件，用逐级授权的方式安全实现油田信息的实时共享和交互，系统总体通信网络结构拓扑示意图见图2，部分油田报表实例间附表1。

需明确的是ZigBee模块无线通信的有效通信半径是100米左右，在实施中的经验是ZigBee各模块间的最远布设距离应小于45米，在实际复杂的工业环境中一旦相邻的一个ZigBee模块失效，则相隔此失效模块的两个ZigBee模块仍能通过自动搜寻而进行通信，从而实现网络的自愈和自恢复，确保了系统的稳定性和可靠性。

监控中心平台软件的具体实施方式是运用组态技术、计算机自控技术、GIS技术、GPS技术、三维浏览技术、中间件技术，以当前主流的B/S和C/S相结合的智能监控/专业服务

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混合架构实现，集信息采集、监视、监测、控制、指挥（调度）为一体的软件平台。

6、结束语

通过各种传感器技术实现对油田工业生产各重要设备或环节的监测与感知，结合ZigBee技术组建无线通信网络，建立物联网感知体系，利用本地和异地监控中心的油田生产信息监控系统软件，实现对油田各生产信息的实时、自动监测与控制。具有低成本（ZigBee免执照频段且免专利协议）、工作时间长（两节5号电池能工作6——24个月）、安全性高、抗干扰力强、组网灵活（拆装方便）、网络容量大、网络自愈力强的特点，并通过监控中心管理系统软件，本系统可有效降低油田工人的劳动强度，彻底解决了人工巡检方式、短消息方式以及其他方式采集和监控油田生产数据的不足和局限性。本系统的监控方法可最大限度地利用油田现有的系统或网络，变革油田信息系统原有分散、独立的集合式监管为以各级监控中心为核心的集成式监管，真正做到油田信息的智能化、实时化、网络化、系统化，特别是对重大突发事件的实时分析、决策和解决发挥不可替代的作用。本系统还可应用于市政、军事、电力、水利、能源矿业、家庭自动化、监狱、交通、汽车自动化、农业自动化、物流管理和医疗护理等领域，另外随着ZigBee芯片技术的完善，其还可以对局部区域内的移动目标例如车辆、监狱的服刑人员等进行跟踪和高精度定位。智能监控/专业服务

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基于信息融合的智能安全监控自动化系统 第2篇

油田的一个采油厂由多口油井、计量站、管汇阀组，转油站，联合站、原油外输系统、油罐以及油田的其它分散设施组成，那么整个采油厂的各种设施的工作状态及采出油品的数据（主要有温度、压力、流量等）就直接关系到油田生产的稳定及原油质量。目前大多由人工每日定时检查设备运行情况并测量、统计采油数据。由于油井数量多且分布范围为几百平方公里，必然使工人劳动强度加重，并且影响了设备监控与采油数据的实时性，甚至准确性。也同时存在笔误，作假等隐患。这样会导致上层无法及时了解到现场情况，并且不能根据生产所消耗的实际劳动力、电力及原料消耗等数据，制定较有效、灵活处理方案。所以提高采油厂的自动化、信息化水平就显得极为突出。

随着网络信息化的飞速发展和生产数据的日积月累，采用传统的管理方式和数据手工记录模式已不能满足现代企业的发展要求。生产信息的实时采集、数据统计和查询的网络化已成为现代企业提高工作效率，降低生产成本的有效手段。要实现现场数据和设备信息的实时采集和数据分析，指令的远程下达以及对设备的控制等功能，迫切要求分布广泛的现场生产数据实现网络化。

二、系统方案：

2.1、系统概述：

远程无线监控厂家的油田生产信息智能监控管理系统通过在抽油井口上安装的温度传感器、压力传感器、流量传感器和三相多功能电表等，实现了油井电力参数检测的同时，扩展了油井的其他参数，如井口温度、压力、电机温度、电流曲线图、示功图等，具备了油井上能够实现的控制功能（报警、空抽控制，定时启停控制、实时节能控制，缺相负荷超限停机控制、启停的远程遥控等）。由于油田的范围很大，各监测点之间以及监测点与监控中心之间距离很远，难以架设有线网络，即使条件较好的油田架设有线网络其前期投入成本及维护成本都非常高。所以本方案采用GPRS无线组网方式实现监测点之间以及监测点与中心之间的信息及数据传输。

油田生产信息智能监控管理系统可以对这个数据做有效的统计、分析。监控中心通常位于厂区内的有线局域网络内，与办公管理网相连接。监控中心的管理服务器负责全部数据在网络内的发布。厂区管理层的相关人员，即可通过办公局域网络直接登录至信息中心的服务器上，进行实时的监视以及各类报表数据的查询。还可以透过互联网的接口让出差在外地的工程师浏览数据。

2.2、系统组成：

2.21、数据管理层（监控中心）：

硬件主要包括：工作站电脑、服务器（电信、移动或联通固定IP专线或者动态ip域名方式）。

软件主要包括：操作系统软件、数据中心软件、数据库软件、油田生产信息智能监控管理系统软件平台（采用B/S结构，可以支持在广域网进行浏览查看）、防火墙软件。

2.22、数据传输层（数据通信网络）：

采用移动公司的GPRS网络传输数据，系统无需布线构建简单、快捷、稳定。

移动GPRS无线组网模式具有：数据传输速率高、信号覆盖范围广、实时性强、安全性高、运行成本低、维护成本低等特点。

2.23、数据采集层（前端硬件设备）：

远程测控成套设备：测控终端。

传感计量设备：压力传感器、温度传感器、流量计、三相多功能电表、电磁阀。

三、系统功能：

1、采集功能：

油井电机：三相电压。

油井电机：三相电流。

油井电机：有功功率。

油井电机：无功功率。

油井电机：总电量。

油井井口：压力值。

油井井口：温度值。

油井井口：流量值。

2、告警功能：

停电告警、电力参数、压力、温度、流量故障告警、测控终端告警。

状态变化报警提示：告警状态变化。如压力突然增大或变小。

电机过载、过压、欠压、缺相、断相、欠流、三相不平衡等故障。

3、存储功能：

电力参数、压力、温度、流量信息、实时数据、事件记录、操作记录存入数据库。

4、查询功能：

电力参数、压力、温度、流量信息、历史纪录、历史曲线、事件记录、操作记录、历史报表。

5、统计功能：

报表功能：日报、月报、年报。

曲线功能：日曲线、月曲线、年曲线。

6、打印功能：

电力参数、压力、温度、流量信息、历史纪录、历史曲线、事件记录、操作记录、报表。

7、安全功能：

密码功能：进入系统必须输入密码。

权限功能：不同的操作员具有不同的功能。

用户切换：不同的操作员交接时可以在系统切换。

8、扩展功能：

电力参数、压力、温度、流量数量：用户可以添加或删除站点。

远程控制：在加电池阀门的情况下可输出远程控制阀门或电机的开启。

9、设置功能：

站点信息录入、修改。

采集周期设置、修改。

10、远程维护功能：

远程设置站点（电力参数、压力、温度、流量）工作参数。

四、系统特点：

1、实用性：油田油井站点地理位置分散，因此采用覆盖广泛的GPRS网络高信号捕捉，必要是采用高增益天线，可确保网络的正常运行。

2、实时性：采用最新的通信和软硬件技术，建立了清晰和合理的系统架构，可以实现多线程的远程并发通信，在几秒时间内，可以让成百上千台的测控终端实时传送到监控中心进行集中监视和远程调度，实现故障信息的及时报警。

3、可扩充性：系统预留接口，可以进行系统或软硬件模块的无限扩展，便于长期的升级和维护，延长系统的寿命，通过更新部件，能让系统一直存在下去，而不至于整个系统瘫痪，造成大量的投资损失。

4、易维护性：系统可对测控终端执行相应的远程操作命令，包括远程参数设置，远程控制、远程数据抄收、远程终端复位、远程测控终端升级等。

基于信息融合的智能安全监控自动化系统 第3篇

关键词：智能照明,信息融合,ANFIS信息融合模型

1 概述

智能照明控制系统是智能家居的重要组件, 它在满足人们日常照明需求的基础上, 也要节约能源和时间, 达到各种智能控制的目的。智能照明系统在控制家庭设备和智能设备的同时, 也应通过智能决策系统来管理各种自动设备, 在不同操作条件下能够实现最低功耗。随着智能移动设备的普及, 人们倾向于结合用户决策和智能移动设备来实现智能照明控制。本文设计了一种新的多agent系统模型, 将环境信息与用户的决策信息进行融合, 利用ANFIS信息融合模型进行模拟, 通过智能移动设备实现自动控制和手动控制。

2 多agent智能控制系统

多agent智能控制系统由若干agent组成, 它能够随环境的变化去调整自己, 以达到在变化的环境中仍能达到与环境相一致的结果。每个agent都是具有特定完整功能的、独立的、高智能化的个体, 掌握一定的知识, 有自己的目标和解决问题的能力。多agent智能控制系统有四种类型agent:用户agent, 局部agent, 传感器agent和核心agent。

(1) 用户agent:主要实现以用户为中心的智能控制。用户agent负责管理主机信息, 将用户命令提供给主机, 提供反馈。同时, 用户agent实现终端控制方式的多样性。

(2) 局部agent:提供信息, 执行决策。局部agent接收传感器agent提供的数据, 将数据传输到数据融合中心进行分析和处理, 执行决策控制。

(3) 传感器agent:采集环境数据。传感器agent能够感知环境存在的冗余数据, 直接影响网络通信的性能。

(4) 核心agent:核心agent有两个主要功能:agent系统配置, 促进局部agent之间的合作。智能照明系统是智能家居的一个子系统, 还有许多其他子系统由局部agent直接管理。核心agent允许管理员启用或停止局部agent。

3 ANFIS信息融合模型

ANFIS信息融合模型结合了神经网络的学习能力和模糊逻辑决定的能力。图1显示ANFIS的基本架构。

第一层:模糊化层。节点函数可以是一个常见的贝尔或高斯隶属函数。节点输出值由公式1组成:

第二层:规则层。形成模糊化规则, 输出为相应输入信号的乘积, 输出表示一条规则的激励强度, 如公式2所示:

第三层:归一化层。进行归一化计算, 输出如公式3所示:

4 实验分析

在系统设计中, 我们采用了环境视觉数据和能源数据这两种类型的传感器数据网络。其中视觉数据指的是建筑的环境参数, 如太阳辐射、光强度等等。在照明控制中, 光强度直接反映室内光线和阴影的程度, 是最重要的因素。在实验中, 我们利用多个传感器收集太阳辐射、室外光强度和室内光线强度等参数。我们控制窗帘打开率, 同时使用ANFIS分别控制LED灯的亮度。在第一个ANFIS, 我们使用室外光强度值和室内光线强度之间的差异、太阳辐射作为输入变量。在第二个ANFIS, 我们使用室内光线强度和用户决策的差异、LED灯的亮度作为输入变量。仿真实验表明, 该模型能够提高智能照明系统多源数据融合的有效性。

5 结论

本文提出了一种新的基于多源信息融合的智能照明控制系统。根据理论研究和仿真结果, 提出多agent系统和ANFIS模型非常适用于照明控制, 可以有效地满足居民智能照明的需要。另外, 它还提供了一个开放的结构, 在这种结构中, agent可以很容易地配置, 也可以适应不同的家庭环境和不同的功能。信息融合模型还可以扩展到其他智能家居系统。在未来的研究中, 我们计划使用更多的基于神经网络的方法进行理论和实验分析, 得到更好的结果。

参考文献

[1]Wang Z, Wang L, Dounis A I, et al.Multi-agent control system with information fusion based comfort model for smart buildings[J].Applied Energy, 2012, 99:247-254.

[2]Pilecki, Jerzy, Marek A.Bednarczyk, and Wojciech Jamroga."Model Checking Properties of Multi-agent Systems with Imperfect Information and Imperfect Recall."Intelligent Systems&apos;2014.Springer International Publishing, 2015.415-426.

[3]Wen, Guanghui, et al."Node-to-node consensus of multi-agent systems with switched pinning links."Control and Decision Conference (2014 CCDC) , The26th Chinese.IEEE, 2014.

[4]V.R.Budyal, S.S.Manvi.ANFIS and agent based bandwidth and delay aware anycast routing in mobile ad hoc networks.ELSEVIER, Journal of Network and Computer Applications 2014:140-151.

基于信息融合的智能安全监控自动化系统 第4篇

基于信息融合的智能安全监控自动化系统 第5篇

张川 蔡其星

浙江中控技术股份有限公司，浙江杭州，310053

摘要：工业自动化监控系统在各种工业生产领域广泛应用，大大提高了工业生产效率和生产安全性，节省了生产成本。传统的监控系统多为基于专用设备和PC实现，便携性差，价格昂贵。近年来，电力、油气传输、化工等行业对移动数据监控的需求越来越强烈，移动工厂的理念也逐渐形成。针对以上问题，本文设计了能够运行在IOS智能移动终端上的监控系统，利用移动终端远程无线传输、携带方便等优势，实现现场数据远程传输和数据查询，降低产品价格，减少投资成本，提高竞争力。从而，使得移动工厂实施成为可能。

关键字：IOS、监控系统、移动终端、报警推送

Design and Implementation of Plant Monitoring System Based on Intelligent

Mobile Terminal

Chuan Zhang Qixing Cai

Zhejiang SUPCON Technology Co., Ltd., Hangzhou, Zhejiang, 310053

Abstract: Industrial automatic monitoring system is wildly applied in various industry production fields, which largely improves the efficiency and security of industry production and reduces production cost.Most traditional monitoring systems are implemented basing on special device and PC, which have poor portability and high price.Nowadays, industries such as electric power, oil and gas transportation and chemical industry increase their requirements for mobile data monitoring, and the theory of mobile plant is formed gradually.Thus, this article introduces the monitoring system for IOS intelligent mobile terminal.With the advantages of mobile terminal like remote wireless transmission and good portability, it realizes field data remote transmission and data query, reduces product price and investment cost and improves competitiveness.Thereby, the mobile plant implementation can be achieved.Keywords: IOS, monitoring system, mobile terminal, alarm push 引言

现有的工厂数据监控系统多基于PC运行，数据传输基于专用封闭式网络，便携式式差，成本高，难以实现异地数据查看。随着移动网络及智能移动终端硬件设备的日益发展，采用智能移动终端随时随地查看工厂生产实时数据的技术成为研究的热点和趋势。本文对基于移动智能终端的数据监控系统作了初步研究和探讨，设计了一款基于IOS移动终端平台的数据监控系统（SIMField）。实现了无需专用PC，只需通过智能移动终端即可查看工厂生产的实时数据。

本文阐述了移动终端数据监控系统在移动设备中（主要是IOS设备）流程图、报警、报表等功能的设计与实现，利用移动设备独特的图形处理技术进行研究与开发。本系统同时支持与已有运行于PC的监控系统进行数据互联，达到在手机中展示数据和报表的目标，从而满足企业中管理层用户的需求。移动监控系统方案

SIMField系统的主要功能是结合企业的生产监控系统（如SCADA系统，企业生产管理系统等）实现移动式监控，可以跟原有的PC生产监控系统无缝结合，共享数据、报警、流程图、报表等。

系统架构采用B/S系统的一般架构模式，采用Web服务器和浏览器客户端结合的体系结构。Web服务器主要功能是提供数据、文件服务、身份认证服务，通过OPC驱动获取异构系统的数据，移动客户端采用APP内部嵌入WEB页面的技术，从Web服务器获取页面数据。移动终端监控软件设计与实现 3.1 系统网络部署

SIMField系统的网络部署如图3-1所示。

图3-1 网络部署图

上图展现了企业生产监控系统典型的网络架构。其中PIMS[1]指某一实时监控系统，它对生产区上实行监控和生产管理；实时监控系统OPC服务器向第三方系统（如SCADA系统、SIMField服务器）提供实时数据；SIMField服务器对内作为组态转存服务，将PIMS监控系统组态信息（流程图、报表等）进行转存，转换为自身格式组态存档，对外为SIMField移动终端提供数据。移动终端使用Internet公网或内部无线网接入生产监控网络，访问SIMFIeld服务器获取组态信息和实时数据。

SIMField移动服务器在整套系统中的主要作用是数据中转，文件解析，将生产管理系统中的数据和报表、流程图解析为移动设备可以显示的格式。选用OPC作为数据传输协议的目的是保证移动服务器的兼容性。

3.2 数据流图

SIMField服务器接入三方监控系统的组态数据流及实时数据流如图3-2所示。

注[1] PIMS： 企业生产管理系统，在此处用于给移动监控软件提供数据。

图3-2 数据流图

SIMField服务器从三方监控系统获取流程图、报表等组态信息文件，并进行转化为自身特定格式组态信息并存储。通过OPC方式从三方监控系统获取实时监控数据。

3.3 SIMField主要功能模块

3.3.1 服务器管理模块

服务器管理模块实现服务器可视化的管理配置界面，具备数据库设置、报警设置、流程图管理、报表管理、设备管理等功能。界面如图3-3所示。

图3-3 服务器管理配置界面

移动监控服务器的主要功能是为移动设备接入数据，而服务器配置的目的就是为数据接入和管理做一个可视化的配置工具。主要包含的功能是:可以监控和启停数据服务，配置组态和运行环境，设置报警，管理流程图，管理报表，管理设备。

3.3.2 报警模块

由于移动监控一般用于企业管理层，只会关注特别重要的报警点。本系统的报警独立于第三方接入系统，需要专门针对移动设备进行报警配置。报警在服务器进行配置，每一条报警配置都对应一个位号，并且需要输入报警类型、报警临界值、报警等级、报警描述、联系人、联系人号码。报警配置存储到数据库，同时可以进行修改和删除。在服务器上有一个专门处理报警的线程，根据报警配置中的临界值和相应的规则来生成报警。每次新报警产生时放入实时报警队列并且存储到历史报警数据库。

当报警产生时，服务器采用IOS的推送技术，将报警主动推送到IOS移动终端。移动终端在同一个界面中查看实时报警和历史报警。客户端在收到报警推送信息后，登录SIMField客户端软件，对报警信息进行阅读、确认等操作，同时可根据该报警关联的联系方式呼叫报警联系人。报警工作流程如图3-4所示。

图3-4 报警工作流程

3.3.3 监控流程图

SIMField系统的监控动态流程图采用XML标准格式来描述。流程图的图形绘制和动画效果使用第三方库“Raphael.js”，根据不同的浏览器类型，自动采用SVG或者VML来绘制矢量图形，通过JavaScript脚本改变图形对象属性实现图形的动画。流程图模块运行时，周期性从WEB服务器请求获取数据，将获取到的新值转换成流程图对象的动态属性值，然后把属性设置到图形对象，实现图形对象的动态效果。动态流程图运行截图如图3-5所示。

图3-5 流程图效果

3.3.4 报表模块

报表模块从第三方系统中获取报表组态信息，并进行转换，存储，供SIMField移动终端客户端调用，浏览。

运行时，报表模块从SIMField获取数据，根据组态配置动态更新到报表页面中，实现报表数据浏览。

本系统可以支持的报表文件类型有 Word 文档，Excel文档，PowerPoint文档，PDF文档，CSV文档，并且可以扩展支持HTML文档和TXT文档。

3.3.5 用户认证模块

本系统的用户认证方式采用密码和移动终端设备编号结合的方式，服务器管理员将移动终端设备的唯一编码审核后在SIMField服务器上进行注册，并且给该终端设备分配用户名和密码，该终端设备即可通过该用户名、密码登录SIMField监控系统。总结

本文设计的智能终端移动监控系统（SIMField）能够运行于IOS智能移动终端，利用移动终端WIFI或者3G网络，实现现场数据远程传输和数据查询。本系统可以紧密结合传统的工厂监控系统，可以随时随地获得现场运行状况，关键数据，报警信息等。它利用几乎每个人都配备的手机为载体，不但可以让企业管理人员快速及时地获取信息，提高效率，还可以减少网络和报警设备的投资，降低系统的成本，提高竞争力。

参考文献

[1] David Mark，Jack Nutting，Jeff LaMarche.Beginning iOS 5 Development Exploring the iOS SDK.Apress [2] Raphaël Reference 作者简介：

张川,1981年出生，男，浙江浦江人，2003年毕业于浙江大学计算机系，学士学位，工程师，从事工业控制软件开发工作。通讯地址：浙江杭州市滨江区六和路309号A3研发大厅0-*** 电子邮箱： zhangchuan@supcon.com

基于信息融合的智能安全监控自动化系统 第6篇

针对以上系统存在的一些问题，研究者们纷纷引入了多传感器信息融合技术，并提出了不同的融合算法。基于视觉系统的传感器可以提供大量的场景信息，其它传感器（如雷达或激光等）可以测定距离、范围等信息，对两方面的信息融合处理后能够给出更可靠的识别信息。融合技术可以采用Beaurais等人于提出的CLARK算法（Combined Likelihood Adding Radar）和Institude Neuroinformatik提出的I

[1] [2] [3] [4] [5]

基于信息融合的智能安全监控自动化系统 第7篇

CSS3000机房安全自动化监控系统，实现了对机房各设备的统一监控与管理，极大地减轻了机房维护人员工作负担，同时又大大提高了整个系统的运行可靠性、稳定性和兼容性，实现了机房的科学管理，真正使“无人值守”机房成为现实。

监控内容

 环境监控

温度、湿度、漏水、粉尘、烟雾、CO₂浓度或其他一些气体指标参数等。

 设备监测

UPS、配电柜、直流电源柜、开关状态、防雷器、电池组、发电机、空调和新风机组等。 网络监测

交换机、路由器等网络设备的端口状态、网络流量、服务器负载、主机性能等。 远程控制

灯光控制、机组启停、设备控制、节能策略运行等。

 设备升级

普通配电柜改造成智能精密配电柜、普通空调增加来电自启功能、新风机自动启停等。三维虚拟现实展示

在现有资源管理系统数据库的基础上，以三维虚拟现实的形式展现数据中心的运行情况。实现可视化管理和服务器设备物理位置的精确定位。

三维虚拟现实对机房楼层、设备区、设备安装部署情况及动力环境等附属设施的直观展示，实时展现监控和报警数据。可实现360度视角调整。

IT资产管理

在三维环境中通过鼠标点击实现楼层、机房、机房子区域、机柜、设备的分级直接浏览。实现机房可用性动态统计，包括空间可用性、用电量分布、温湿度情况和机房承重分布情况统计。

当上架设备物理位置发生变化时，设备位置根据数据库变化自动变更。用户也可通过维护工具自行调整。

运维中心

设备产生报警时，系统根据用户事先设定好的通知方式（语音、短信、邮件等）告知用户。

设备异常时，系统自动给出专家级指导解决方案，提供各类设备检查、设备维护、设备故障处理的规范流程，帮助管理人员迅速排除故障。

对机房设备实行电子文档化管理，包括设备型号、采购时间、使用年限、设备保修期、供应商信息、维护人员信息、故障排除过程及故障分析报告等。

对设备的所有信息提供灵活的条件查询、统计功能、并可对查询、统计结果进行有条件的排序。

功能和特点

报警过滤功能、短信值班功能、短信报平安功能、短信回复功能、短信预警功能、远程故障查询功能、报表统计功能、自定义报表功能、故障分析功能、报警时间计划功能。报警方式

基于信息融合的智能安全监控自动化系统 第8篇

现阶段煤矿安全监控大都采用现场监控模式,管理员在监控室完成监控并将告警上报[1],相关人员不能即时获取井下安全指标的超限警报信息,往往延误最佳防范与管理时机,导致事故的发生。煤矿系统迫切需要实现移动化监控管理,以保障信息传递的及时通畅。

移动互联网蓬勃发展,成为通信网的必然趋势。基于移动通信网络平台,通过手机等移动终端实现的移动互联网信息服务已经成为21世纪的新潮流,这使得煤矿移动化成为可能。

本文实现基于移动互联网的煤矿安全监控系统。相关人员可以直接通过手机终端随时随地查询井下安全实时信息,遇到安全隐患情况是,系统会通过移动终端直接向相关领导发送警报,保障了信息的即使传递与处理,保障了安全生产实时监控。

1移动互联网与煤矿安全监控系统技术

1.1移动互联网技术概述

移动互联网(Mobile Internet)是将移动通信和互联网二者结合,用户借助移动终端(手机、PDA、上网本)通过网络访问互联网。移动互联网的出现与无线通信技术“移动宽带化,宽带移动化”的发展趋势密不可分。

802.16/WiMAX的提出加速了蜂窝移动通信技术演进步伐,3G演进技术E3G的标准化,使得无线移动通信领域呈现明显的宽带化和移动化发展趋势,移动通信数据速率紧随着固网速率的提高而提高。

随着技术的不断进步和用户对信息服务需求的不断提高,移动互联网将成为继宽带技术后互联网发展的又一推动力,同时,随着3G技术的快速发展,越来越多的传统互联网用户开始使用移动互联网服务,使得互联网更加普及。

1.2煤矿安全监控系统现状

现有煤矿安全监测体系不完善,监管缺乏实时性和移动性。目前大部分煤矿的监控系统普遍采用的是有线局域网通讯方式及现场监控模式,大部分系统尚未达到全面的信息沟通与共享,只是仅仅解决了部门内部信息传递的问题,而煤矿安全管理人员及主管领导在安全隐患管理时依然无法方便的查询和录入有关信息,一旦离开了办公场所(休息、开会、出差、下班等)即无法获得煤矿安全生产的实时信息,无法对突发事件进行快速响应和科学决策。

1.3移动互联网应用于煤矿安全生产监控

目前大部分煤矿的监控系统信息沟通共享延时、被动,各级煤炭安全生产监督、管理部门不能及时、准确掌握矿井的安全生产情况,企业的领导及主要安全责任人不能在第一时间获得瓦斯等井下安全指标的超限报警信息。

通过移动互联网技术实现无线数据传输及资源共享,可以使煤矿领导随时随地的了解和掌握生产、安全以及管理情况,随时接收安全隐患告警及下达隐患处理意见;实现危险预警信息即使发布,及时处理。

将移动互联网技术引入到煤矿安全监控系统中来,具有以下优势:

(1)使煤矿企业的各级领导和员工可以采用推和拉两种方式快速、全面地掌握煤矿安全的各项安全指标和生产状况。

(2)使得异地移动办公成为可能,领导及相关负责人可在异地了解生产信息和安全状况,危机情况可快速完成抢险指挥和调度。

(3)实现了信息的移动采集和发布,大大提高了信息采集发布的速度,提高了指挥调度的效率,井下安全情况和处理情况可以实时反馈。

2基于移动互联网的煤矿安全监控系统设计

本文提出了采用移动互联网技术的煤矿安全监控系统,鉴于移动通信的灵活性与移动性。满足了煤矿安全信息发布移动化需求,安全生产信息可以实时推送,井下危险情况紧急告警,煤矿领导与相关人员可以通过移动终端及时下达指令或处理建议。

基于上述的分析以及现有煤矿安全系统的局限性,提出基于移动互联网的煤矿安全监测系统的设计。该系统设计的主要原则是,充分融合煤矿现有煤矿生产系统,融合多媒体技术,实现煤矿安全的移动化监控管理。

新的煤矿信息发布系统,融合原有安全生产系统数据采集以及分析决策的基础上,增加了面向智能终端的信息发布模块,实现各终端信息发布适配与同步机制,系统设计如图1所示。

2.1异构传感系统适配中间件

异构传感系统适配中间件是与多种井下安全检测系统的接口组件,主要完成多模式、多协议传感数据的可扩展适配。完成各种模式传感器的信号接入,这是一个以数据格式转换功能为主的适配中间件,实现了统一数据模型,对外提供统一接口,一方面方便新的监测系统与数据的接入,同时为数据统一化采集与分析处理提供基础。

2.2数据采集与业务融合模块

数据采集与业务融合模块以多业务协同机制下的业务与数据融合为中心,完成生产信息系统的水平化信息融合。本模块基于跨协议会话控制模型的融合业务能力提供方法,通过支持多协议适配的、支持多媒体会话的业务控制模型将各种能力进行整合,并对开放式API进行了功能、安全以及QoS保障方面的增强。

2.3智能分析决策模块

基于融合后的安全生产数据,利用不确定人工智能技术、数据挖掘技术、决策支持技术的最新成果,完成信息处理,完成从数据到信息,进而从信息到知识升华过程,通过建立煤矿安全状态评估模型,形成科学决策信息,生成安全隐患告警信息。有利保障安全生产。

2.4智能终端信息发布模块

实现面向多种智能终端的可扩展的信息发布平台,采用终端与服务端信息同步技术,保障信息的同步与避免操作冲突;通过对各种终端平台的研究分析,提出安全生产信息管理技术在终端实现的通用模型,为用户提供透明的终端使用环境。

2.5管理模块

完成系统管理、业务管理、配置管理、用户管理、紧急情况预案管理等功能。实现业务的定制,面向不同终端不同平台的自动化配置,以及煤矿各级领导与相关人员用户设置,权限分配。使得煤矿安全信息能直接准确的发送到相关人员终端。

3煤矿安全监控系统的实现与应用

3.1煤矿安全移动监控系统的实现

煤矿安全移动监控系统是以满足煤矿安全生产的移动化管理为目标,实现煤矿企业传统安全生产管理的信息化转变而开发的集危险源监测监控、超限预警、人员定位、井下视频监控、安全隐患管理、应急控制、生产和经营报表等功能于一体的移动信息化系统。

移动监控系统采用了应用智能终端信息发布技术,将原有固定设备的监控处理移动化,实现了以下主要业务功能:

(1)数据查询:将现有系统中安全监测数据、设备运行数据、生产报表等数据信息的延伸到移动智能终端查询,实现煤矿安全生产远程化管理;

(2)人员定位:将现有系统中的人员定位发布到移动智能终端,通过智能终端可以查看到井下人员分布以及运动轨迹;

(3)视频监控:相关人员可以通过智能终端查看井下实时视频,实现多路视频的切换与播放;

(4)隐患报警:融合井下危险源检测系统实时获取的数据,采用专家系统进行综合分析决策,判定为安全隐患情况出现时,采用应急化预案,将安全警报信息主动推送给相关人员智能终端。描述详细情况供相关人员及时了解情况并下达指令;

(5)远程控制:出现紧急危险状况,具备权限的相关管理人员可以依照矿山管理流程通过智能终端对井下供电、通风设备进行远程控制,采取危险情况下及时断电停产、加大通风等紧急措施。在最短时间内控制危险情况,将安全隐患降到最低限度。

3.2系统在紧急安全隐患情况下应用

以井下发生瓦斯突出导致瓦斯浓度超标[4]的紧急情况为例阐述智能移动监控系统工作情况:

以往瓦斯浓度超标的状况往往是现场技术人员监控中心监控人员通过井下检测数据或者告警发现,然后上报给相关负责人,相关负责人收到消息后,通过煤矿调度中心下达指令或指派技术人员进行处理,这种方式被动且时延性较大,而且任一环节的疏忽或责任心不强都有可能导致安全隐患的疏漏从而引发事故。

采用移动智能终端信息发布技术,在监测到瓦斯浓度超标情况下,系统通过智能分析判断危险级别,按照设定预案,将不同级别的告警同时发送到相关人员终端。领导可根据危险级别通过终端下达处理意见,相关人员可根据处理意见,对设备进行远程操控,必要时可切断井下生产电源,通知现场人员撤离,同时加大通风力度,直至瓦斯浓度回到正常标准,恢复生产。

基于智能终端的紧急安全隐患处理交互流程如图2所示。

流程详细描述:

1、井下通过各种监测系统感知瓦斯浓度、一氧化碳、温度、风速等安全相关信息,通过数据采集模块将数据收集并融合;

2、智能分析决策模块根据采集到的数据信息进行综合分析,判断出当前安全情况,给出告警级别,启动应急处理预案;

3、从预案管理平台获取级别危机处理流程机制,从用户管理系统获取告警将要发布到的人员信息;

4、通过信息发布模块将告警信息下发至相应用户终端;

5、相关临到通过智能终端查看告警信息并给出处理办法;

6、信息发布处理模块根据处理办法给相关人员下达指令或者直接控制井下设备;

7、信息同步模块将当前的状态以及处理办法同步到其他相关人员终端;

8、井下监测系统监测到瓦斯浓度恢复正常值,发布模块发布恢复正常信息,相关人员进行下一步处理,如恢复正常生产等。

4结论

本文对移动计算技术以及煤矿安全监控系统现状进行分析,得出了煤矿信息监控与处理的实时化、移动化是现代煤矿安全生产的迫切需求,在需求基础上提出了基于互联网的煤矿智能安全系统整体框架设计,给出了详细的设计,描述了系统的实际应用场景,以及在煤矿紧急安全隐患事故的监控与处理中交互流程。由于采用了移动互联网技术,减少了信息传递的中间环节,相关人员也可快速响应,对煤矿安全生产,事故的避免起到了极大的作用。

致谢

在此,非常感谢我的导师的指导,感谢上海欣方智能系统有限公司物联网事业部经理葛懿、感谢我的同事刘鹏、郑杰所给予的帮助与支持。同时,感谢上海欣方智能系统有限公司提供良好的实习机会,我才得以开展煤矿安全移动监控系统的设计与实现。

摘要：近年来,煤矿重大事故频发,其中一个主要的因素就是现有煤矿安全监控系统较为封闭,隐患信息只能通过监控中心获取,缺乏及时性与移动性,安全隐患不能随时随地传递给相关负责人,安全监管较为被动;随着3G网络的发展和移动终端性能的不断提高,移动互联网技术日渐成熟,监控系统实时化、移动化成为必然趋势,也是现代煤矿安全监控的必然需求。本文通过对移动互联网技术以及煤矿安全监控系统现状进行分析,提出了基于移动互联网的煤矿智能安全监控系统整体框架设计,详细阐述了系统的层次结构以及关键技术,并在此基础上实现了系统的应用。

关键词：移动互联网,煤矿安全,智能,移动监控

参考文献

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[2]邬贺铨.互联网技术与业务的发展创新[R].北京,2007.8:43WU H Q.Development of Internet technology and business innovation[R].2007.8:43(in Chinese)

[3]吴伟.移动互联网业务与OMA技术标准[J].电信网技术,2010.2:1-7.WU W.Mobile Internet business and technical standards OMA[J].Telecommunication network technology,2010,2:1-7.(in Chinese)