石化行业泄漏监测与定位预警系统及其建立方法

专利名称：石化行业泄漏监测与定位预警系统及其建立方法
技术领域：
本发明的技术方案涉及气体漏失的预防、检查和确定位置的装置，具体地说是石 化行业泄漏监测与定位预警系统及其建立方法。
背景技术：
国内化工企业对安全生产事故的重视程度日益提高，中国石油、中国石化等大型 化工企业投入大量资金进行设备改造和隐患治理。十多年来，中石化在这方面投入资金 84. 7亿元，其中2001至2003年3年共投入32. 4亿元。为彻底消除隐患，某些石化企业历 时数十年，投入资巨资，采取了诸如修建消防通道、安装储罐冷却水、加固防火提、安装流量 计和控制阀以控制装车流速等预防和减轻生产事故的措施。球罐是专门盛装液化石油气、 丙烯或异丁烷等可燃气体的压力容器，它一旦超标超压外泄，后果不堪设想。为了确保球罐 区的安全，近几年一些石化企业投资100多万元在几十个球罐上安装了气动快速切断阀。 当球阀内的液化石油气、丙烯或异丁烷等可燃气体达到警戒液位时，它就会自动快速地关 闭进口阀，有效地避免了球罐意外事故的发生。为了防止意外事故发生，国内的某石化企业 又投资数百万元在聚丙烯装置上的80多个部位安装了红外探测感应器，新建了一套自动 喷淋灭火系统。然而，当前在我国石化行业，如何高效及时地对泄漏事件进行监测预警，特别是如 何高效及时地对微量泄漏监测与定位预警，如何对现场信息进行采集和传递还存在以下诸 多问题1)监控技术相对落后。至今我国石化行业仍采用有线监控设备，且为人工在监控 中心值班监视。一旦有泄漏事件发生，在用报警器报警之后，操作人员才采取防范措施。这 不利于事故发生之初立即应急处置时和快速部署救援，更缺乏对微量泄漏事件的预警。2)对事故现场应急信息实时获取的技术滞后。现今我国石化行业所采用的监测方 式不适合短时内进行多次数据采集，缺少相应的应急信息采集设备，限制了对设备状况的 实时监测。3)传感器所采集数据的精度和处理方法较低。目前，我国石化行业的现场设备监 控传感器所采集数据以压力值居多，限于传感器精度，对微量泄漏无法感知，而且传感器数 据采集后仅做简单与上下限值的比较判断，在数据融合、分析的智能化和自动化方面水平 还很低，造成对事故预警的缺失。4)对现场事故源的确认困难。目前我国石化行业对现场事故信息处理的技术落 后，在事故发生之后，即使已经关闭阀门，但由于浓烟(雾)、剧毒和高温等影响，很长时间 内人员无法靠近现场，很难确认事故源或泄漏点，从而为事故的及时处理带来很大困难，严 重影响了生产设备的修复及生产的及时恢复。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供石化行业泄漏监测与定位预警系统及其建立方法。本发明基于定点部署传感器、抛洒部署传感器、数据中继和路由、无线通讯以及多传 感器信息融合，通过与无线传感器定位网络的紧密结合，实现了监控中心与整个现场所有 监控点的环境参数、潜在的事故预警信息和事故发生时危险源的准确定位信息的同步，克 服了现有技术不能高效及时地对突发泄漏事件进行监测预警，以及不能对现场信息进行采 集和传输的诸多问题。本发明解决该技术问题所采用的技术方案是石化行业泄漏监测与定位预警系 统，由上位机系统、中心节点、路由节点和终端节点四部分组成，所述上位机系统包括软件 部分和硬件部分，其中，软件部分包括地理信息系统和虚拟现实控制系统，硬件部分包括计 算机、键盘和鼠标，所述地理信息系统基于TI的Z-Location Engine软件，以地图形式显示 事故监测点位置信息，是对整个事故潜在区地理状况的平面描述，所述虚拟现实控制系统 中的虚拟场景通过3DmaX软件建立，实现了对整个事故潜在区的场景虚拟；所述中心节点 是一个网关；所述路由节点是具有信息转发功能的节点；所述终端节点是无转发功能的节 点；上述所有节点均是由ZigBee无线模块、传感器模块和电源模块组成的无线网络节点， 其中，ZigBee无线模块使用了 ZigBee无线传输协议，传感器模块搭载一个微量泄漏气敏传 感器，其中所用的微量泄漏气敏传感器的类型要根据现场事故的类型与泄漏气体的类型而 定，电源模块由3. 6V直流电池和电压转换电路构成。上述石化行业泄漏监测与定位预警系统中，所述传感器模块中的微量泄漏气敏传 感器是二氧化硫传感器ME3-S02、硫化氢传感器NE-H2S、一氧化碳传感器BS4C、酒精传感器 TGS822TF或氧气传感器KE50。上述石化行业泄漏监测与定位预警系统中，所述电源模块中的3. 6V的直流电池 为3. 6V锂亚电池。上述石化行业泄漏监测与定位预警系统中，所述电源模块中的转换电路为图6所
7J\ ο上述石化行业泄漏监测与定位预警系统中，所述的上位机系统中硬件部分和软件 部分、ZigBee无线传输协议、各种微量泄漏气敏传感器和3. 6V的直流电池和转换电路中的 所有元器件都是公知的，可以通过商购获得。上述石化行业泄漏监测与定位预警系统的建立方法，步骤如下第一步，无线网络节点的组成将基于ZigBee无线传输协议的ZigBee无线模块、一个微量泄漏气敏传感器构成 的传感器模块和电压为3. 6V的直流电池和转换电路构成的电源模块组成无线网络节点；第二步，无线网络节点的部署选用下述部署方式中的任意一种第一种，无线网络节点的定点式部署将第一步组成的无线网络节点安装到石化行业的容器、反应釜和管线设备的弯 道、接口处及其它易发生泄漏的地点附近，该无线网络节点中所用的微量泄漏气敏传感器 类型要根据现场事故的类型与泄漏气体的类型而定， 第二种，无线网络节点的动态式部署 在事故发生时，通过机器人或是高空抛撒，根据事故发生区域大小，向该事故发生 区域部署5个至150个由第一步组成的无线网络节点，
第三种，无线网络节点的定点式和动态式有机结合的部署平常时期做好上述第一种的无线网络节点的定点式部署，当突发事故发生时，立 即添加上述第二种的无线网络节点的动态式部署；第三步，ZigBee无线传感器网状网络的形成在上述第二步的无线网络节点部署完成之后，通过ZigBee网络动态自组织技术 在各节点间自动形成ZigBee无线传感器网络，其过程是由ZigBee模块搭载不同程序，从 而实现建立不同类型的无线网络节点，包括中心节点、路由节点和终端节点，各类节点之间 通过级跳与接力方式进行信息传输，该信息传输过程中，中心节点负责组建网络，是一个网 关，具有信息转发功能的节点为路由节点，无转发功能的为终端节点，首先由中心节点来建 立ZigBee无线传感器网络，之后其它无线网络节点自动搜寻ZigBee无线传感器网络并加 入该网络，最后形成ZigBee无线传感器网状网络，该过程会在1 3秒内完成，该ZigBee 无线传感器网络采用了国际通用的2. 4GHz免费ISM频段，并针对事故现场应用特点，选择 ZigBee无线传输协议；第四步，信息数据获取和路由故障的自动诊断由第三步建立的ZigBee无线传感器网状网络来获取近距离现场信息数据，当中 心节点无法通过路由节点获取终端节点信息时，即发生网络故障时，终端节点会自动诊断 路径的通断情况，发现故障时，选择新路径进行数据传输；第五步，信息数据的远程传输配备一个上位机系统，该上位机系统与第三步形成的ZigBee无线传感器网状网 络之间的信息数据交互是通过KQML的数据远程传输协议实现的，按照KQML通信协议形式， 上位机系统自动将控制命令进行封装，解决上位机网络与ZigBee无线传感器网络之间通 信信息编码，实现了不同网络间的通信语言互通，以利用其它网络的协作来实现远程的指 挥监控与现场信息数据的共享，上述上位机系统包括软件部分和硬件部分，所述软件部分 包括地理信息系统和虚拟现实控制系统，所述硬件部分包括计算机、键盘和鼠标；第六步，建立上位机系统中的地理信息系统和虚拟现实控制系统，形成虚拟现实 结合的临场感监控中心在第五步配备的上位机系统的软件部分中，应用TI的Z-Location Engine软件， 通过地图形式建立地理信息系统，该地理信息系统综合考评整个被监测的现场，描述整个 现场平面地理信息，进一步考察现场各种建筑物外形参数，及重要建筑的内部布局参数，应 用3Dmax软件建立虚拟现实控制系统的虚拟场景界面，实现对现实场景的虚拟，最后在场 景内对无线网络节点的安装位置进行标示，并实现对标示点信息检索的动态链接，从而建 立形成虚拟现实结合的临场感监控中心；经过上述第一步到第六步的操作，最终建立起石化行业泄漏监测与定位预警系 统。上述石化行业泄漏监测与定位预警系统的建立方法中，所述ZigBee模块搭 载的不同程序包括中心节点程序、路由节点程序和终端节点程序，通过SmartRF Flash Programmer下载到ZigBee模块，这三种节点的操作程序如下中心节点操作程序第一步，上电后，对ZigBee芯片存储器、寄存器中各个数据进行初始化，初始化完成后转第二步，第二步，中心节点自动组织形成网络，完成后转入第三步，第三步，路由节点及终端节点自动扫描已有网络，申请绑定，中心节点对申请信息 回复确认，完成后进入第四步，第四步，中心节点对绑定列表进行更新，记录新加入的链路节点信息，完成后转入 第五步，第五步，中心节点接收绑定列表中各节点信息，接收完成后转入第六步，第六步，中心节点将接收到的各节点信息上传至上位机，对上位机上相应节点信 息进行更新，完成后转入第七步，第七步，中心节点判断是否进入休眠，如果是“N”，则转至第五步，继续接收节点信 息，如果是“Y”，则关闭32M主晶振，进入休眠，完成后进入第八步，第八步，中心节点收到唤醒信号后，打开32M主晶振，待其稳定后，进入正常工作 状态，完成后进入第九步，第九步，中心节点对原网络进行扫描，完成后进入第十步，第十步，对扫描结果进行分析，查看绑定列表中是否有节点变动，如果是“N”，则转 至第五步；如果是“Y”，转至第十一步，第十一步，判断现有网络中节点是“减少⑴”还是“增加(N) ”，如果是“减少⑴”， 则转至第四步，如果是“增加(N) ”，则转至第三步；路由节点操作程序第一步，上电后，对ZigBee芯片存储器、寄存器中各个数据进行初始化，初始化完 成后转第二步，第二步，路由节点搜索网络，完成后转入第三步，第三步，路由节点加入网络，完成后转入第四步，第四步，搜索到网络后，向父节点发送申请绑定信息，收到确认信息后完成绑定， 同时接收子节点绑定并回复确认，完成后进入第五步，第五步，路由节点更新绑定列表，记录链路信息，完成后转入第六步，第六步，路由节点接收绑定列表中子节点信息。接收完成后转入第七步。第七步，路由节点判断链路通断情况，如果是“N”，则选择新路径并转至第三步，如 果是“Y”，则转至第八步，第八步，路由节点将接收到的子节点信息转发至父节点，完成后转入第九步，第九步，路由判断是否进入休眠，如果是“N”，则转至第六步，继续接收子节点信 息，如果是“Y”，则关闭32M主晶振，进入休眠，完成后进入第十步，第十步，路由节点收到唤醒信号后，打开32M主晶振，待其稳定后，进入正常工作 状态，完成后进入第十一步，第十一步，路由节点对原网络进行扫描，判断是否有绑定节点的变化，如果是“N”， 则转至第六步，如果是“Y”，则进入第十二步，第十二步，判断现有绑定节点是“减少⑴”还是“增加(N) ”，如果是“减少⑴”， 则转至第五步，如果是“增加(N) ”，则转至第四步；终端节点操作程序
第一步，上电后，对ZigBee芯片存储器、寄存器中各个数据进行初始化，初始化完 成后转第二步，第二步，终端节点搜索中心节点，如果是“Y”，即发现中心节点，则转至第四步，如 果是“N”，则转入第三步，第三步，终端节点搜索路由节点，完成后转入第四步，第四步，发送网络加入申请，并等待回复确认，完成后进入第五步，第五步，终端节点向父节点发送绑定申请，并等待确认，完成后进入第六步，第六步，终端节点更新绑定列表，记录链路信息，完成后转入第七步，第七步，终端节点判断链路能断情况，如果是“N”，则转至第二步，如果是“Y”，则 转至第八步，第八步，终端节点向父节点发送信息，完成后转入第九步，第九步，终端节点判断是否进入休眠，如果是“N”，刚转至第七步，如果是“Y”，则 关闭32M主晶振，进入休眠，完成后进入第十步，第十步，终端节点收到唤醒信号后，打开32M主晶振，待其稳定后，进入正常工作 状态，完成后进入第七步。上述石化行业泄漏监测与定位预警系统的建立方法中，所述传感器模块中的微量 泄漏气敏传感器是二氧化硫传感器ME3-S02、硫化氢传感器NE-H2S、一氧化碳传感器BS4C、 酒精传感器TGS822TF或氧气传感器KE50。上述石化行业泄漏监测与定位预警系统的建立方法中，所述电源模块中的3. 6V 的直流电池为3. 6V锂亚电池。上述石化行业泄漏监测与定位预警系统的建立方法中，所述电源模块中的转换电 路为图6所示。上述石化行业泄漏监测与定位预警系统的建立方法中，所述的利用其它网络是利 用互联网。上述石化行业泄漏监测与定位预警系统的建立方法中，通过机器人或是高空抛 撒部署无线网络节点、ZigBee网络动态自组织技术、SmartRF Flash Programmer、应用TI 的Z-Location Engine软件通过地图形式建立地理信息系统和应用3Dmax软件建立的虚 拟现实控制系统的虚拟场景界面，实现对现实场景的虚拟，这些都是本领域普通技术人员 公知的方法技术，也是本领域普通技术人员所能完成的；所涉及到的上位机系统中硬件部 分和软件部分、网关、KQML的数据远程传输协议、ZigBee无线传输协议、微量泄漏气敏传 感器和3. 6V的直流电池和转换电路中的所有元器件都是公知的；所述的微量泄漏气敏传 感器是二氧化硫传感器ME3-S02，硫化氢传感器NE-H2S, —氧化碳传感器BS4C，酒精传感器 TGS822TF，氧气传感器KE50中的一种，这些泄漏气敏传感器都可以通过商购获得。本发明的有益效果是本发明石化行业泄漏监测与定位预警系统及其建立方法的 显著的进步在于(1)具有完善的事故监测与预警功能本发明石化行业泄漏监测与定位预警系统配备有应用于石化行业的各种监测无 线网络节点，具体无线网络节点类型根据现场评估，视设备内输送气体类型而定，以实现对 事故现场的全天候或是指定时间段内的实时定点事故监测。通过实时定点监测，实现了对危险区域的实时监测与预警。本发明中的无线网络节点中采用各种微量泄漏气敏传感器，精度高，对微量泄漏 感知灵敏。并且传感器数据采集后，系统在数据融合、分析的智能化和自动化方面水平较 高，能够准确地对事故的发生作出预警。(2)对突发事故现场的快速应急反应本发明石化行业泄漏监测与定位预警系统建立方法中的无线网络节点的动态式 部署是应用于突发事故现场的一种快速应急反应方案。事故发生后，通过机器人或是高空 抛撒，根据事故发生区域大小，向该区域部署几个至数十个无线网络节点对事故现场进行 检测，具体无线网络节点中选用的微量泄漏气敏传感器的类型根据泄漏区通过气体类型而 定，亦可根据无线网络节点抛撒后不同无线网络节点类型所返回数据作进一步调节。该技 术可急时获取现场状况及各种数据，为救援方案的选择与实施提供依据，从而大大提高事 故发生后的救援反应速度，也就克服了现有技术在事故发生之后，由于浓烟(雾)、剧毒、高 温等影响，很长时间内人员无法靠近现场，很难确认事故源或泄漏点，从而为事故处理带来 很大困难，严重影响生产设备的修复及生产的及时恢复的缺点。(3)实现了远程监控中心与整个现场的各种信息的同步本发明石化行业泄漏监测与定位预警系统中的上位机系统与ZigBee无线传感器 网络之间的信息交互是通过KQML协议实现的，解决了上位机网络与ZigBee无线传感器网 络之间通信信息编码，提高信息传输协议的硬件平台无关性、灵活性、抽象性以及控制命令 的封装性，实现了不同网络间的通信语言互通。本发明石化行业泄漏监测与定位预警系统 依靠无线网络节点获取现场数据，又利用其它网络，如互联网即Internet的协作来实现远 程的指挥监控与现场数据的共享；本发明石化行业泄漏监测与定位预警系统的建立方法又 通过上位虚拟现实控制系统技术与现场定位技术的结合，在远程监控终端上再现了现场的 真实场景，实现了远程监控中心与整个现场的各种信息的同步。该虚拟现实技术是对该域 的整体空间状况描述，两种技术的巧妙结合，使指挥者在数秒内完成对现场全面认识，增加 了远程控制临场感，以此可将救援的可行性方案细化到每一个细节。本发明的这种先进监 控技术，有利于事故发生之后应急处置时快速部署，更有利于对微量泄漏事件的预警。


下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。图1是本发明石化行业泄漏监测与定位预警系统的构成示意图。图2是本发明石化行业泄漏监测与定位预警系统中的无线网络节点的构成示意 图。图3是本发明石化行业泄漏监测与定位预警系统中的中心节点程序框图。图4是本发明石化行业泄漏监测与定位预警系统中的路由节点程序框图。图5是本发明石化行业泄漏监测与定位预警系统中的终端节点程序框图。图6是本发明石化行业泄漏监测与定位预警系统中的电源模块中的转换电路图。图中，1.上位机系统，2.中心节点，3.路由节点，4.终端节点，5.管道。
具体实施例方式图1所示实施例表明，本发明石化行业泄漏监测与定位预警系统由上位机系统1、 中心节点2、路由节点3和终端节点4构成。图1中的椭圆区表示无线网络节点的定点部署 区，即潜在事故区，其中在管道5的五个选定的弯道、接口和其它易发生泄漏的潜在事故易 发生点处部署了二个路由节点3和三个终端节点4。图1中的长方形区表示无线网络节点 的动态部署区，即事故突发区，是通过机器人或高空抛撒在其中部署了三个路由节点3和 六个终端节点4。图1中的一个中心节点2为定点部署区和动态部署区所共用。图1中用 无线网络节点之间的连线表示数据传输进行的路径与方向，终端节点4和路由节点3再和 中心节点2之间的连线表示中心节点2通过路由节点3获取终端节点4的信息，终端节点 4和中心节点2之间的连线表示中心节点2直接获取终端节点4的信息。图2所示实施例表明，本发明石化行业泄漏监测与定位预警系统中的无线网络节 点由ZigBee无线模块、传感器模块和电源模块组成。ZigBee无线模块使用了 ZigBee无线 传输协议，传感器模块搭载一个微量泄漏气敏传感器，其中所用的微量泄漏气敏传感器的 类型要根据现场事故的类型与泄漏气体的类型而定，电源模块由3. 6V直流电池和电压转 换电路构成。图3所示实施例表明，本发明石化行业泄漏监测与定位预警系统中的中心节点操 作程序是第一步，上电后，对ZigBee芯片存储器、寄存器中各个数据进行初始化，初始化完 成后转第二步，第二步，中心节点自动组织形成网络，完成后转入第三步，第三步，路由节点及终端节点自动扫描已有网络，申请绑定，中心节点对申请信息 回复确认，完成后进入第四步，第四步，中心节点对绑定列表进行更新，记录新加入的链路节点信息，完成后转入 第五步，第五步，中心节点接收绑定列表中各节点信息，接收完成后转入第六步，第六步，中心节点将接收到的各节点信息上传至上位机，对上位机上相应节点信 息进行更新，完成后转入第七步，第七步，中心节点判断是否进入休眠，如果是“N”，则转至第五步，继续接收节点信 息，如果是“Y”，则关闭32M主晶振，进入休眠，完成后进入第八步，第八步，中心节点收到唤醒信号后，打开32M主晶振，待其稳定后，进入正常工作 状态，完成后进入第九步，第九步，中心节点对原网络进行扫描，完成后进入第十步，第十步，对扫描结果进行分析，查看绑定列表中是否有节点变动，如果是“N”，则转 至第五步；如果是“Y”，转至第十一步，第十一步，判断现有网络中节点是“减少⑴”还是“增加(N) ”，如果是“减少⑴”， 则转至第四步，如果是“增加(N) ”，则转至第三步。图4所示实施例表明，本发明石化行业泄漏监测与定位预警系统中的路由节点操 作程序是第一步，上电后，对ZigBee芯片存储器、寄存器中各个数据进行初始化，初始化完
12成后转第二步，第二步，路由节点搜索网络，完成后转入第三步，第三步，路由节点加入网络，完成后转入第四步，第四步，搜索到网络后，向父节点发送申请绑定信息，收到确认信息后完成绑定， 同时接收子节点绑定并回复确认，完成后进入第五步，第五步，路由节点更新绑定列表，记录链路信息，完成后转入第六步，第六步，路由节点接收绑定列表中子节点信息。接收完成后转入第七步。第七步，路由节点判断链路通断情况，如果是“N”，则选择新路径并转至第三步，如 果是“Y”，则转至第八步，第八步，路由节点将接收到的子节点信息转发至父节点，完成后转入第九步，第九步，路由判断是否进入休眠，如果是“N”，则转至第六步，继续接收子节点信 息，如果是“Y”，则关闭32M主晶振，进入休眠，完成后进入第十步，第十步，路由节点收到唤醒信号后，打开32M主晶振，待其稳定后，进入正常工作 状态，完成后进入第十一步，第十一步，路由节点对原网络进行扫描，判断是否有绑定节点的变化，如果是“N”， 则转至第六步，如果是“Y”，则进入第十二步，第十二步，判断现有绑定节点是“减少⑴”还是“增加(N) ”，如果是“减少⑴”， 则转至第五步，如果是“增加(N) ”，则转至第四步。图5所示实施例表明，本发明石化行业泄漏监测与定位预警系统中的终端节点操 作程序是第一步，上电后，对ZigBee芯片存储器、寄存器中各个数据进行初始化，初始化完 成后转第二步，第二步，终端节点搜索中心节点，如果是“Y”，即发现中心节点，则转至第四步，如 果是“N”，则转入第三步，第三步，终端节点搜索路由节点，完成后转入第四步，第四步，发送网络加入申请，并等待回复确认，完成后进入第五步，第五步，终端节点向父节点发送绑定申请，并等待确认，完成后进入第六步，第六步，终端节点更新绑定列表，记录链路信息，完成后转入第七步，第七步，终端节点判断链路能断情况，如果是“N”，则转至第二步，如果是“Y”，则 转至第八步，第八步，终端节点向父节点发送信息，完成后转入第九步，第九步，终端节点判断是否进入休眠，如果是“N”，刚转至第七步，如果是“Y”，则 关闭32M主晶振，进入休眠，完成后进入第十步，第十步，终端节点收到唤醒信号后，打开32M主晶振，待其稳定后，进入正常工作 状态，完成后进入第七步。图6所示实施例显示了本发明石化行业泄漏监测与定位预警系统的电源模块中 的转换电路图。实施例1第一步，无线网络节点的组成
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将基于ZigBee传输协议的ZigBee无线模块、一个二氧化硫传感器ME3_S02构成的 传感器模块和3. 6V锂亚电池和如图6所示的转换电路构成的电源模块组成无线网络节点；第二步，无线网络节点的部署选用无线网络节点的定点式部署将第一步组成的六个无线网络节点部署安装到石化行业管线设备的弯道、接口处 及其它易发生泄漏的地点附近；第三步，ZigBee无线传感器网状网络的形成在上述第二步的无线网络节点部署完成之后，通过ZigBee网络动态自组织技术 在各节点间自动形成ZigBee无线传感器网络，其过程是由ZigBee模块搭载不同程序，从 而实现建立不同类型的无线网络节点，包括一个中心节点2、二个路由节点3和三个终端节 点4，各类节点之间通过级跳与接力方式进行信息传输，该信息传输过程中，中心节点2负 责组建网络，是一个网关，具有信息转发功能的节点为路由节点3，无转发功能的为终端节 点4，首先由中心节点2来建立ZigBee无线传感器网络，之后其它无线网络节点自动搜寻 ZigBee无线传感器网络并加入该网络，最后形成ZigBee无线传感器网状网络，该过程会在 1 3秒内完成，该ZigBee无线传感器网络采用了国际通用的2. 4GHz免费ISM频段，并针 对事故现场，选择了 ZigBee无线传输协议；第四步，信息数据获取和路由故障的自动诊断由第三步建立的ZigBee无线传感器网状网络来获取近距离现场信息数据，当中 心节点2无法通过路由节点获取终端节点4信息时，即发生网络故障时，终端节点4会自动 诊断路径的通断情况，发现故障时，选择新路径进行数据传输；第五步，信息数据的远程传输配备一个上位机系统1，该上位机系统1与第三步形成的ZigBee无线传感器网状 网络之间的信息数据交互是通过KQML的数据远程传输协议实现的，按照KQML通信协议形 式，上位机系统1自动将控制命令进行封装，解决上位机网络与ZigBee无线传感器网络之 间通信信息编码，实现了不同网络间的通信语言互通，以利用互联网的协作来实现远程的 指挥监控与现场信息数据的共享，上述上位机系统1包括软件部分和硬件部分，其软件部 分包括地理信息系统和虚拟现实控制系统，其硬件部分包括计算机、键盘和鼠标；第六步，建立上位机系统1中的地理信息系统和虚拟现实控制系统，形成虚拟现 实结合的临场感监控中心在上位机系统1的软件部分中，应用TI的Z-Location Engine软件，通过地图形 式建立地理信息系统，该地理信息系统综合考评整个被监测的现场，描述整个现场平面地 理信息，进一步考察现场各种建筑物外形参数，及重要建筑的内部布局参数，应用3Dmax软 件建立虚拟现实控制系统的虚拟场景界面，实现对现实场景的虚拟，最后在场景内对无线 网络节点的安装位置进行标示，并实现对标示点信息检索的动态链接，从而建立形成虚拟 现实结合的临场感监控中心；经过上述第一步到第六步的操作，最终建立起由一个上位机系统1、一个中心节点 2、二个路由节点3和三个终端节点4组成的石化行业泄漏监测与定位预警系统。上述ZigBee模块搭载的不同程序包括中心节点程序、路由节点程序和终端节点 程序，通过SmartRF Flash Programmer下载到ZigBee模块，这三种节点的操作程序如下
中心节点操作程序第一步，上电后，对ZigBee芯片存储器、寄存器中各个数据进行初始化，初始化完 成后转第二步，第二步，中心节点自动组织形成网络，完成后转入第三步，第三步，路由节点及终端节点自动扫描已有网络，申请绑定，中心节点对申请信息 回复确认，完成后进入第四步，第四步，中心节点对绑定列表进行更新，记录新加入的链路节点信息，完成后转入 第五步，第五步，中心节点接收绑定列表中各节点信息，接收完成后转入第六步，第六步，中心节点将接收到的各节点信息上传至上位机，对上位机上相应节点信 息进行更新，完成后转入第七步，第七步，中心节点判断是否进入休眠，如果是“N”，则转至第五步，继续接收节点信 息，如果是“Y”，则关闭32M主晶振，进入休眠，完成后进入第八步，第八步，中心节点收到唤醒信号后，打开32M主晶振，待其稳定后，进入正常工作 状态，完成后进入第九步，第九步，中心节点对原网络进行扫描，完成后进入第十步，第十步，对扫描结果进行分析，查看绑定列表中是否有节点变动，如果是“N”，则转 至第五步；如果是“Y”，转至第十一步，第十一步，判断现有网络中节点是“减少⑴”还是“增加(N) ”，如果是“减少⑴”， 则转至第四步，如果是“增加(N) ”，则转至第三步；路由节点操作程序第一步，上电后，对ZigBee芯片存储器、寄存器中各个数据进行初始化，初始化完 成后转第二步，第二步，路由节点搜索网络，完成后转入第三步，第三步，路由节点加入网络，完成后转入第四步，第四步，搜索到网络后，向父节点发送申请绑定信息，收到确认信息后完成绑定， 同时接收子节点绑定并回复确认，完成后进入第五步，第五步，路由节点更新绑定列表，记录链路信息，完成后转入第六步，第六步，路由节点接收绑定列表中子节点信息。接收完成后转入第七步。第七步，路由节点判断链路通断情况，如果是“N”，则选择新路径并转至第三步，如 果是“Y”，则转至第八步，第八步，路由节点将接收到的子节点信息转发至父节点，完成后转入第九步，第九步，路由判断是否进入休眠，如果是“N”，则转至第六步，继续接收子节点信 息，如果是“Y”，则关闭32M主晶振，进入休眠，完成后进入第十步，第十步，路由节点收到唤醒信号后，打开32M主晶振，待其稳定后，进入正常工作 状态，完成后进入第十一步，第十一步，路由节点对原网络进行扫描，判断是否有绑定节点的变化，如果是“N”， 则转至第六步，如果是“Y”，则进入第十二步，第十二步，判断现有绑定节点是“减少⑴”还是“增加(N) ”，如果是“减少⑴”，则转至第五步，如果是“增加(N) ”，则转至第四步；终端节点操作程序第一步，上电后，对ZigBee芯片存储器、寄存器中各个数据进行初始化，初始化完 成后转第二步，第二步，终端节点搜索中心节点，如果是“Y”，即发现中心节点，则转至第四步，如 果是“N”，则转入第三步，第三步，终端节点搜索路由节点，完成后转入第四步，第四步，发送网络加入申请，并等待回复确认，完成后进入第五步，第五步，终端节点向父节点发送绑定申请，并等待确认，完成后进入第六步，第六步，终端节点更新绑定列表，记录链路信息，完成后转入第七步，第七步，终端节点判断链路能断情况，如果是“N”，则转至第二步，如果是“Y”，则 转至第八步，第八步，终端节点向父节点发送信息，完成后转入第九步，第九步，终端节点判断是否进入休眠，如果是“N”，刚转至第七步，如果是“Y”，则 关闭32M主晶振，进入休眠，完成后进入第十步，第十步，终端节点收到唤醒信号后，打开32M主晶振，待其稳定后，进入正常工作 状态，完成后进入第七步。实施例2第一步，无线网络节点的组成将基于ZigBee无线传输协议的ZigBee无线模块、分别用一个硫化氢传感器 NE-H2s、一个一氧化碳传感器BS4C和一个二氧化硫传感器ME3-S02构成的传感器模块和 3. 6V锂亚电池和如图6所示的转换电路构成的电源模块组成无线网络节点；第二步，无线网络节点的部署选用无线网络节点的动态式部署在事故发生时，通过机器人或是高空抛撒，根据事故发生区域大小，向该事故发生 区域部署由第一步得到的10个无线网络节点，其中分别是三个含一个硫化氢传感器NE-H2S 的传感器模块的无线网络节点、三个含一个一氧化碳传感器BS4C的传感器模块的无线网 络节点和四个含一个二氧化硫传感器ME3-S02的传感器模块的无线网络节点；第三步，ZigBee无线传感器网状网络的形成在上述第二步的无线网络节点部署完成之后，通过ZigBee网络动态自组织技术 在各节点间自动形成ZigBee无线传感器网络，其过程是由ZigBee模块搭载不同程序，从 而实现建立不同类型的无线网络节点，包括一个中心节点2、三个路由节点3和六个终端节 点4，各类节点之间通过级跳与接力方式进行信息传输，该信息传输过程中，中心节点2负 责组建网络，是一个网关，具有信息转发功能的节点为路由节点3，无转发功能的为终端节 点4，首先由中心节点2来建立ZigBee无线传感器网络，之后其它无线网络节点自动搜寻 ZigBee无线传感器网络并加入该网络，最后形成ZigBee无线传感器网状网络，该过程会在 1 3秒内完成，该ZigBee无线传感器网络采用了国际通用的2. 4GHz免费ISM频段，并针 对事故现场，选择了 ZigBee无线传输协议；第四步，信息数据获取和路由故障的自动诊断
同实施例1 ；第五步，信息数据的远程传输同实施例1 ；第六步，建立上位机系统1中的地理信息系统和虚拟现实控制系统，形成虚拟现 实结合的临场感监控中心同实施例1 ；经过上述第一步到第六步的操作，最终建立起由一个上位机系统1、一个中心节点 2、三个路由节点3和六个终端节点4组成的石化行业泄漏监测与定位预警系统。上述ZigBee模块搭载的不同程序包括中心节点程序、路由节点程序和终端节点 程序，通过SmartRF Flash Programmer下载到ZigBee模块，这三种节点的操作程序同实施 例1。实施例3第一步，无线网络节点的组成同实施例2;第二步，无线网络节点的部署选用无线网络节点的动态式部署在事故发生时，通过机器人或是高空抛撒，根据事故发生区域大小，向该事故发生 区域部署由第一步得到的5个无线网络节点，其中分别是一个含一个硫化氢传感器NE-H2S 的传感器模块的无线网络节点、一个含一个一氧化碳传感器BS4C的传感器模块的无线网 络节点、一个含一个二氧化硫传感器ME3-S02&传感器模块的无线网络节点、一个含一个酒 精传感器TGS822TF的传感器模块的无线网络节点及一个含一个氧气传感器KE50的传感器 模块的无线网络节点中的一种。第三步，ZigBee无线传感器网状网络的形成在上述第二步的无线网络节点部署完成之后，通过ZigBee网络动态自组织技术 在各节点间自动形成ZigBee无线传感器网络，其过程是由ZigBee模块搭载不同程序，从 而实现建立不同类型的无线网络节点，包括一个中心节点2、一个路由节点3和三个终端节 点4，各类节点之间通过级跳与接力方式进行信息传输，该信息传输过程中，中心节点2负 责组建网络，是一个网关，具有信息转发功能的节点为路由节点3，无转发功能的为终端节 点4，首先由中心节点2来建立ZigBee无线传感器网络，之后其它无线网络节点自动搜寻 ZigBee无线传感器网络并加入该网络，最后形成ZigBee无线传感器网状网络，该过程会在 1 3秒内完成，该ZigBee无线传感器网络采用了国际通用的2. 4GHz免费ISM频段，并针 对事故现场，选择了 ZigBee无线传输协议；第四步，信息数据获取和路由故障的自动诊断同实施例1 ；第五步，信息数据的远程传输同实施例1 ；第六步，建立上位机系统1中的地理信息系统和虚拟现实控制系统，形成虚拟现 实结合的临场感监控中心同实施例1 ；
经过上述第一步到第六步的操作，最终建立起由一个上位机系统1、一个中心节点 2、一个路由节点3和三个终端节点4组成的石化行业泄漏监测与定位预警系统。上述ZigBee模块搭载的不同程序包括中心节点程序、路由节点程序和终端节点 程序，通过SmartRF Flash Programmer下载到ZigBee模块，这三种节点的操作程序同实施 例1。实施例4第一步，无线网络节点的组成将由ZigBee无线传输协议形成的ZigBee无线模块、分别用一个硫化氢传感 器NE-H2s、一个一氧化碳传感器BS4C、一个二氧化硫传感器ME3-S02、一个酒精传感器 TGS822TF和一个氧气传感器KE50构成的传感器模块和3. 6V锂亚电池和如图6所示的转换 电路构成的电源模块组成无线网络节点；第二步，无线网络节点的部署选用无线网络节点的动态式部署在事故发生时，通过机器人或是高空抛撒，根据事故发生区域大小，向该事故发生 区域部署由第一步得到的150个无线网络节点，其中分别是三十个含一个硫化氢传感器 NE-H2S的传感器模块的无线网络节点、三十个含一个一氧化碳传感器BS4C的传感器模块的 无线网络节点、三十个含一个二氧化硫传感器ME3-S0J々传感器模块的无线网络节点、三十 个含一个酒精传感器TGS822TF的传感器模块的无线网络节点。第三步，ZigBee无线传感器网状网络的形成在上述第二步的无线网络节点部署完成之后，通过ZigBee网络动态自组织技术 在各节点间自动形成ZigBee无线传感器网络，其过程是由ZigBee模块搭载不同程序，从 而实现建立不同类型的无线网络节点，包括一个中心节点2、四十九个路由节点3和一百个 终端节点4，各类节点之间通过级跳与接力方式进行信息传输，该信息传输过程中，中心节 点2负责组建网络，是一个网关，具有信息转发功能的节点为路由节点3，无转发功能的为 终端节点4，首先由中心节点2来建立ZigBee无线传感器网络，之后其它无线网络节点自动 搜寻ZigBee无线传感器网络并加入该网络，最后形成ZigBee无线传感器网状网络，该过程 会在1 3秒内完成，该ZigBee无线传感器网络采用了国际通用的2. 4GHz免费ISM频段， 并针对事故现场，选择了 ZigBee无线传输协议；第四步，信息数据获取和路由故障的自动诊断同实施例1 ；第五步，信息数据的远程传输同实施例1 ；第六步，建立上位机系统1中的地理信息系统和虚拟现实控制系统，形成虚拟现 实结合的临场感监控中心同实施例1 ；经过上述第一步到第六步的操作，最终建立起由一个上位机系统1、一个中心节点 2、四十九个路由节点3和一百个终端节点4组成的石化行业泄漏监测与定位预警系统。上述ZigBee模块搭载的不同程序包括中心节点程序、路由节点程序和终端节点 程序，通过SmartRF Flash Programmer下载到ZigBee模块，这三种节点的操作程序同实施
18例1。实施例5第一步，无线网络节点的组成将由ZigBee无线传输协议形成的ZigBee无线模块、分别用一个硫化氢传感器 NE-H2s、一个一氧化碳传感器BS4C和一个二氧化硫传感器ME3-S02构成的传感器模块和 3. 6V锂亚电池和如图6所示的转换电路构成的电源模块组成无线网络节点；第二步，无线网络节点的部署无线网络节点的定点式和动态式有机结合的部署平常时期做好同实施例1第二步的无线网络节点的定点式部署，将第一步组成的 含一个二氧化硫传感器ME3-S02构成的传感器模块的六个无线网络节点部署安装到石化 行业管线设备的弯道、接口处及其它易发生泄漏的地点附近；当事故突发发生时，立即添 加上同实施例2第二步的无线网络节点的动态式部署，通过机器人或是高空抛撒，向该事 故突发区域部署由第一步得到的9个无线网络节点，其中分别是三个含一个硫化氢传感器 NE-H2S的传感器模块的无线网络节点、三个含一个一氧化碳传感器BS4C的传感器模块的无 线网络节点和三个含一个二氧化硫传感器ME3-S02的传感器模块的无线网络节点；第三步，ZigBee无线传感器网状网络的形成在上述第二步的无线网络节点部署完成之后，通过ZigBee网络动态自组织技术 在各节点间自动形成ZigBee无线传感器网络，其过程是由ZigBee模块搭载不同程序，从 而实现建立不同类型的无线网络节点，包括一个中心节点2、五个路由节点3和九个终端节 点4，各类节点之间通过级跳与接力方式进行信息传输，该信息传输过程中，中心节点2负 责组建网络，是一个网关，具有信息转发功能的节点为路由节点3，无转发功能的为终端节 点4，首先由中心节点2来建立ZigBee无线传感器网络，之后其它无线网络节点自动搜寻 ZigBee无线传感器网络并加入该网络，最后形成ZigBee无线传感器网状网络，该过程会在 1 3秒内完成，该ZigBee无线传感器网络采用了国际通用的2. 4GHz免费ISM频段，并针 对事故现场，选择了 ZigBee无线传输协议；第四步，信息数据获取和路由故障的自动诊断同实施例1 ； 第五步，信息数据的远程传输同实施例1 ；第六步，建立上位机系统1中的地理信息系统和虚拟现实控制系统，形成虚拟现 实结合的临场感监控中心同实施例1 ；经过上述第一步到第六步的操作，最终建立起由一个上位机系统1、一个中心节点 2、五个路由节点3和九个终端节点4组成的石化行业泄漏监测与定位预警系统。上述ZigBee模块搭载的不同程序包括中心节点程序、路由节点程序和终端节点 程序，通过SmartRF Flash Programmer下载到ZigBee模块，这三种节点的操作程序同实施 例1。上述实施例中，通过机器人或是高空抛撒部署无线网络节点、ZigBee网络动态自 组织技术、SmartRF Flash Programmer、应用TI的Z-Location Engine软件通过地图形式建立地理信息系统和应用3DmaX软件建立虚拟现实控制系统的虚拟场景界面，实现对现实 场景的虚拟，这些都是本领域普通技术人员公知的方法技术，也是本领域普通技术人员所 能完成的；所涉及到的上位机系统中硬件部分和软件部分、网关、KQML的数据远程传输协 议、ZigBee无线传输协议、泄漏气敏传感器和3. 6V锂亚电池和转换电路中的所有元器件都 是公知的；所述的泄漏气敏传感器是二氧化硫传感器ME3-S02，硫化氢传感器NE-H2S,—氧 化碳传感器BS4C，酒精传感器TGS822TF，氧气传感器KE50中的一种，这些泄漏气敏传感器 都可以通过商购获得。
权利要求
石化行业泄漏监测与定位预警系统，其特征在于该系统由上位机系统、中心节点、路由节点和终端节点四部分组成，所述上位机系统包括软件部分和硬件部分，其中，软件部分包括地理信息系统和虚拟现实控制系统，硬件部分包括计算机、键盘和鼠标，所述地理信息系统基于TI的Z-Location Engine软件，以地图形式显示事故监测点位置信息，是对整个事故潜在区地理状况的平面描述，所述虚拟现实控制系统中的虚拟场景通过3Dmax软件建立，实现了对整个事故潜在区的场景虚拟；所述中心节点是一个网关；所述路由节点是具有信息转发功能的节点；所述终端节点是无转发功能的节点；上述所有节点均是由ZigBee无线模块、传感器模块和电源模块组成的无线网络节点，其中，ZigBee无线模块使用了ZigBee无线传输协议，传感器模块搭载一个微量泄漏气敏传感器，其中所用的微量泄漏气敏传感器的类型要根据现场事故的类型与泄漏气体的类型而定，电源模块由3.6V直流电池和电压转换电路构成。
2.根据权利要求1所述石化行业泄漏监测与定位预警系统，其特征在于所述传感器 模块中的微量泄漏气敏传感器是二氧化硫传感器ME3-S02、硫化氢传感器NE-H2S、一氧化碳 传感器BS4C、酒精传感器TGS822TF或氧气传感器KE50。
3.根据权利要求1所述石化行业泄漏监测与定位预警系统，其特征在于所述电源模 块中的3. 6V的直流电池为3. 6V锂亚电池。
4.根据权利要求1所述石化行业泄漏监测与定位预警系统，其特征在于所述电源模 块中的转换电路为图6所示。
5.权利要求1所述石化行业泄漏监测与定位预警系统的建立方法，其特征在于步骤 如下第一步，无线网络节点的组成。将基于ZigBee无线传输协议的ZigBee无线模块、一个微量泄漏气敏传感器构成的传 感器模块和电压为3. 6V的直流电池和转换电路构成的电源模块组成无线网络节点；第二步，无线网络节点的部署选用下述部署方式中的任意一种第一种，无线网络节点的定点式部署将第一步组成的无线网络节点安装到石化行业的容器、反应釜和管线设备的弯道、接 口处及其它易发生泄漏的地点附近，该无线网络节点中所用的微量泄漏气敏传感器类型要 根据现场事故的类型与泄漏气体的类型而定，第二种，无线网络节点的动态式部署在事故发生时，通过机器人或是高空抛撒，根据事故发生区域大小，向该事故发生区域 部署5个至150个由第一步组成的无线网络节点，第三种，无线网络节点的定点式和动态式有机结合的部署平常时期做好上述第一种的无线网络节点的定点式部署，当突发事故发生时，立即添 加上述第二种的无线网络节点的动态式部署；第三步，ZigBee无线传感器网状网络的形成在上述第二步的无线网络节点部署完成之后，通过ZigBee网络动态自组织技术在各 节点间自动形成ZigBee无线传感器网络，其过程是由ZigBee模块搭载不同程序，从而实 现建立不同类型的无线网络节点，包括中心节点、路由节点和终端节点，各类节点之间通过级跳与接力方式进行信息传输，该信息传输过程中，中心节点负责组建网络，是一个网关， 具有信息转发功能的节点为路由节点，无转发功能的为终端节点，首先由中心节点来建立 ZigBee无线传感器网络，之后其它无线网络节点自动搜寻ZigBee无线传感器网络并加入 该网络，最后形成ZigBee无线传感器网状网络，该过程会在1 3秒内完成，该ZigBee无 线传感器网络采用了国际通用的2. 4GHz免费ISM频段，并针对事故现场应用特点，选择 ZigBee无线传输协议；第四步，信息数据获取和路由故障的自动诊断由第三步建立的ZigBee无线传感器网状网络来获取近距离现场信息数据，当中心节 点无法通过路由节点获取终端节点信息时，即发生网络故障时，终端节点会自动诊断路径 的通断情况，发现故障时，选择新路径进行数据传输； 第五步，信息数据的远程传输配备一个上位机系统，该上位机系统与第三步形成的ZigBee无线传感器网状网络之 间的信息数据交互是通过KQML的数据远程传输协议实现的，按照KQML通信协议形式，上位 机系统自动将控制命令进行封装，解决上位机网络与ZigBee无线传感器网络之间通信信 息编码，实现了不同网络间的通信语言互通，以利用其它网络的协作来实现远程的指挥监 控与现场信息数据的共享，上述上位机系统包括软件部分和硬件部分，所述软件部分包括 地理信息系统和虚拟现实控制系统，所述硬件部分包括计算机、键盘和鼠标；第六步，建立上位机系统中的地理信息系统和虚拟现实控制系统，形成虚拟现实结合 的临场感监控中心在第五步配备的上位机系统的软件部分中，应用TI的Z-Location Engine软件，通 过地图形式建立地理信息系统，该地理信息系统综合考评整个被监测的现场，描述整个现 场平面地理信息，进一步考察现场各种建筑物外形参数，及重要建筑的内部布局参数，应用 3Dmax软件建立虚拟现实控制系统的虚拟场景界面，实现对现实场景的虚拟，最后在场景内 对无线网络节点的安装位置进行标示，并实现对标示点信息检索的动态链接，从而建立形 成虚拟现实结合的临场感监控中心；经过上述第一步到第六步的操作，最终建立起石化行业泄漏监测与定位预警系统。
6.根据权利要求5所述石化行业泄漏监测与定位预警系统的建立方法，其特征在于 所述ZigBee模块搭载的不同程序包括中心节点程序、路由节点程序和终端节点程序，通过 SmartRF Flash Programmer下载到ZigBee模块，这三种节点的操作程序如下 中心节点操作程序第一步，上电后，对ZigBee芯片存储器、寄存器中各个数据进行初始化，初始化完成后转第二步，第二步，中心节点自动组织形成网络，完成后转入第三步，第三步，路由节点及终端节点自动扫描已有网络，申请绑定，中心节点对申请信息回复 确认，完成后进入第四步，第四步，中心节点对绑定列表进行更新，记录新加入的链路节点信息，完成后转入第五止少，第五步，中心节点接收绑定列表中各节点信息，接收完成后转入第六步， 第六步，中心节点将接收到的各节点信息上传至上位机，对上位机上相应节点信息进3行更新，完成后转入第七步，第七步，中心节点判断是否进入休眠，如果是“N”，则转至第五步，继续接收节点信息， 如果是“Y”，则关闭32M主晶振，进入休眠，完成后进入第八步，第八步，中心节点收到唤醒信号后，打开32M主晶振，待其稳定后，进入正常工作状态， 完成后进入第九步，第九步，中心节点对原网络进行扫描，完成后进入第十步，第十步，对扫描结果进行分析，查看绑定列表中是否有节点变动，如果是“N”，则转至第 五步；如果是“Y”，转至第十一步，第十一步，判断现有网络中节点是“减少(Y)”还是“增加(N) ”，如果是“减少(Y)”，则 转至第四步，如果是“增加(N) ”，则转至第三步； 路由节点操作程序第一步，上电后，对ZigBee芯片存储器、寄存器中各个数据进行初始化，初始化完成后转第二步，第二步，路由节点搜索网络，完成后转入第三步， 第三步，路由节点加入网络，完成后转入第四步，第四步，搜索到网络后，向父节点发送申请绑定信息，收到确认信息后完成绑定，同时 接收子节点绑定并回复确认，完成后进入第五步，第五步，路由节点更新绑定列表，记录链路信息，完成后转入第六步， 第六步，路由节点接收绑定列表中子节点信息。接收完成后转入第七步。 第七步，路由节点判断链路通断情况，如果是“N”，则选择新路径并转至第三步，如果是 “Y”，则转至第八步，第八步，路由节点将接收到的子节点信息转发至父节点，完成后转入第九步， 第九步，路由判断是否进入休眠，如果是“N”，则转至第六步，继续接收子节点信息，如 果是“Y”，则关闭32M主晶振，进入休眠，完成后进入第十步，第十步，路由节点收到唤醒信号后，打开32M主晶振，待其稳定后，进入正常工作状态， 完成后进入第十一步，第十一步，路由节点对原网络进行扫描，判断是否有绑定节点的变化，如果是“N”，则转 至第六步，如果是“Y”，则进入第十二步，第十二步，判断现有绑定节点是“减少(Y)”还是“增加(N) ”，如果是“减少⑴”，则转 至第五步，如果是“增加(N) ”，则转至第四步； 终端节点操作程序第一步，上电后，对ZigBee芯片存储器、寄存器中各个数据进行初始化，初始化完成后转第二步，第二步，终端节点搜索中心节点，如果是“Y”，即发现中心节点，则转至第四步，如果是 “N”，则转入第三步，第三步，终端节点搜索路由节点，完成后转入第四步， 第四步，发送网络加入申请，并等待回复确认，完成后进入第五步， 第五步，终端节点向父节点发送绑定申请，并等待确认，完成后进入第六步， 第六步，终端节点更新绑定列表，记录链路信息，完成后转入第七步，第七步，终端节点判断链路能断情况，如果是“N”，则转至第二步，如果是“Y”，则转至 第八步，第八步，终端节点向父节点发送信息，完成后转入第九步，第九步，终端节点判断是否进入休眠，如果是“N”，刚转至第七步，如果是“Y”，则关闭 32M主晶振，进入休眠，完成后进入第十步，第十步，终端节点收到唤醒信号后，打开32M主晶振，待其稳定后，进入正常工作状态， 完成后进入第七步。
7.根据权利要求5所述石化行业泄漏监测与定位预警系统的建立方法，其特征在 于所述传感器模块中的微量泄漏气敏传感器是二氧化硫传感器ME3-S02、硫化氢传感器 NE-H2S、一氧化碳传感器BS4C、酒精传感器TGS822TF或氧气传感器KE50。
8.根据权利要求5所述石化行业泄漏监测与定位预警系统的建立方法，其特征在于 所述电源模块中的3. 6V的直流电池为3. 6V锂亚电池。
9.根据权利要求5所述石化行业泄漏监测与定位预警系统的建立方法，其特征在于 上述石化行业泄漏监测与定位预警系统的建立方法中，所述电源模块中的转换电路为图6 所示。
10.根据权利要求5所述石化行业泄漏监测与定位预警系统的建立方法，其特征在于 所述的利用其它网络是利用互联网。
全文摘要
本发明石化行业泄漏监测与定位预警系统及其建立方法，涉及一种气体漏失的预防、检查和确定位置的装置，由上位机系统、中心节点、路由节点和终端节点四部分组成。其中，上位机系统中的软件部分包括地理信息系统和虚拟现实控制系统，所有节点均是由ZigBee无线模块、传感器模块和电源模块组成的无线网络节点，ZigBee无线模块使用了ZigBee无线传输协议，传感器模块搭载一个微量泄漏气敏传感器，电源模块由3.6V直流电池和电压转换电路构成。本发明实现了监控中心与整个现场所有监控点的环境参数、潜在事故预警信息和事故发生时危险源准确定位信息的同步，克服了现有技术不能及时地对突发泄漏事件进行监测预警和对现场信息进行采集和传输的问题。
文档编号H04W84/18GK101888413SQ20101022046
公开日2010年11月17日 申请日期2010年7月8日 优先权日2010年7月8日
发明者丁承君, 刘希茂, 张明路, 段萍 申请人:河北工业大学