用于激光气体检测仪的数据管理终端及其系统的制作方法

本实用新型涉及激光遥测领域，更详细地说，本实用新型涉及一种激光气体检测仪的数据管理终端。

背景技术：

激光遥测仪是目前广泛使用的检测天然气泄漏的装置，遥测仪采用波长调制光谱技术，基本原理为：将激光频率固定在甲烷某一吸收峰附近，同时对激光频率进行调制，根据频率调制谐波信号与待测气体浓度的相关性进行检测，从而获得光路径上的待测气体信息。

激光遥测仪可以被配置为不同形式的产品，例如云台式、手持式和无人机载式。云台式通常用于对固定区域内(如天然气管道、气田、天然气站等)的气体泄漏情况进行扫描监测；此类遥测仪仅需将实时测量的数据直接上传上位机进行查看，并在发生泄漏时通过上位机报警即可。

而对于手持式、无人机载式等便携型的激光遥测仪，通常工程人员需要进入危险区域或其附近实地测量，然而此类激光遥测仪并不需要经由上位机进行报警，当实地测量到高于阈值的待测气体浓度时，由工程人员联系作业人员抢修即可。

鉴于上述原因，此类激光遥测仪的数据即时显示即可，并没有对其进行保存、整合和管理，也就造成大多数此类激光遥测仪仍旧不存在数据管理系统或使用最简单的数据导出方式进行管理。

技术实现要素：

为了解决现有技术的上述问题，本实用新型提供了一种激光气体检测仪的数据管理终端，能够与激光气体检测仪通信连接，将激光气体检测仪实时检测到的待测气体浓度数据整理成为待测气体浓度日志，并发送至服务器，实现了对于激光气体检测仪数据的保存、整合和管理。

具体地，本实用新型提供的数据管理终端包括：

第一通信装置，被配置为能够与所述激光气体检测仪通信连接，以通过该连接获取目标区域的待测气体浓度数据；

控制器，与所述第一通信装置通信连接，能够根据所述待测气体浓度的信息，创建待测气体浓度日志；

第二通信装置，与所述控制器通信连接，且被配置为能够与云服务器通信连接，以将所述待测气体浓度日志发送至服务器，或者，将根据所述待测气体浓度日志创建的检测报告发送至服务器。

本实用新型提供的数据管理终端采用不同于原有的实时测量直接上传的管理方式，通过日志或报告的方式将数据上传至服务器，解决了便携式激光气体检测仪的数据管理问题。

另外，将数据整理成日志或报告此类独立文件上传，可以为工程人员提供一个对数据进行操作的平台，使每个工程人员均可以参与到数据的上传、整合和管理中；另一方面，通过将多个数据管理终端的数据整合汇总，也使得工程人员或服务器端的管理人员能够对所管理片区不同位置的待测气体浓度分布拥有较为宏观的了解，一旦发现泄漏迹象，可以根据泄露点的待测气体浓度及风向以及其他数据管理终端上传的其他位置的待测气体浓度数据等，综合判断泄漏点可能的地理位置及泄漏后的影响范围和涉及区域。再者，服务器接收的是整理好的待测气体浓度日志，相较以往实时接收的方式，也便于服务器的归档整理和下载查看。

此外，通过软件程序实现具体的数据管理步骤，使得本实用新型的数据管理终端能够被配置为各种硬件形态。优选地，所述数据管理终端为智能手机、平板电脑或膝上电脑等个人移动设备。以个人移动设备为终端搭建管理系统，无需额外设计制造终端，而直接于工程人员个人所持有的上述设备内安装相应软件，即可调用其个人移动设备作为数据管理终端，大大降低了系统搭建的成本。例如，当所述数据管理终端为智能手机时，可以将所述智能手机的蓝牙或无线接收装置配置为所述第一通信装置，同时将所述智能手机的无线接收装置或蜂窝移动网络配置为所述第二通信装置，并于所述智能手机的存储器中安装包括执行上述步骤的程序。

在本实用新型的较优技术方案中，所述数据管理终端还包括与所述控制器通信连接的影像采集装置，能够采集所述目标区域的影像数据。

检测人员测量到某一区域的天然气泄漏后，大多情况下自身不具有单独完成抢修工作的能力，而需要调度其他作业人员前来执行抢修任务。在此过程中，检测人员可以利用宝贵的等待抢修时间准确地识别泄漏点，并通过采集目标区域的影像数据上传到服务器，向作业人员展示该泄漏点的准确位置及作业环境条件等信息，以方便作业人员迅速判断需要抢修的位置及程度以及准备适应作业环境条件所必要的设备。

进一步地，所述数据管理终端为智能手机、平板电脑或膝上电脑。当所述数据管理终端为智能手机、平板电脑或膝上电脑此类消费级个人数据助理(Personal Digital Assistant,PDA)时，此类终端自身就带有摄像装置，可以通过软件调用实现影像采集过程，无需额外提供摄像装置；此外，消费级PDA已广泛推广使用，且其数据处理系统相较工业级PDA通常具有更高的运算能力，管理系统仅需配备相应的软件支持即可搭建完成，大幅减少了需要为工程人员配备的硬件成本。

在本实用新型的较优技术方案中，所述数据管理终端还包括显示屏，所述第二通信装置从服务器获取的待测气体浓度日志能够通过所述显示屏显示。

本较优技术方案中，在同一数据管理终端上同时实现数据的收集(即与激光气体检测仪连接并获取实时检测数据)、数据的整合(即整理成日志或报告的形式发送至服务器)和数据的呈现(即从服务器获取后进行查看)，从而使得每个工程人员均可通过为其配备的数据管理终端设备参与到数据的收集、整合、管理和使用中。

在本实用新型的较优技术方案中，所述数据管理终端还包括与所述控制器通信连接的定位装置，用于获取所述数据管理终端或所述激光气体检测仪的位置信息。通过采集并上传位置信息，可以确定检测人员测量点的位置。该技术方案可以与具有影像采集装置的技术方案结合使用，方便作业人员根据所述位置信息还原检测人员的站位，并根据所述影像数据的内容，找到泄漏点的准确位置。优选地，所述数据管理终端为智能手机、平板电脑或膝上电脑，通过程序指令调用所述数据管理终端的GPS定位系统获取位置信息。

在本实用新型的较优技术方案中，所述激光气体检测仪为手持式激光甲烷遥测仪或云台式激光甲烷遥测仪或无人机载激光甲烷遥测仪。

在本实用新型的较优技术方案中，所述数据管理终端为智能手机、平板电脑或膝上电脑。

在本实用新型的较优技术方案中，所述第一通信装置为电缆、红外数据通信、蓝牙、通用串行总线、IEEE 1394、Zigbee或无线局域网通信装置。

本实用新型还提供了具有数据管理终端的数据管理系统。

附图说明

图1是本实用新型第一实施例的数据管理终端的系统配置示意图；

图2是本实用新型第一实施例的数据管理方法的流程示意图；

图3是本实用新型第二实施例的数据管理终端的系统配置示意图；

图4是本实用新型第二实施例中数据管理方法的流程示意图；

图5是本实用新型第二实施例中数据管理终端数据查看界面的示意图；

图6是本实用新型第二实施例中工程人员进行影像采集步骤的示意图；

图7是本实用新型第三实施例的数据管理终端的系统配置示意图；

图8是本实用新型第三实施例中激光气体检测仪预拍摄模式界面的示意图。

具体实施方式

以下，一边参照附图一边说明本实用新型的优选实施例。另外，本实用新型的实施例并不限定于下述实施例，能够采用在本实用新型的技术构思范围内的各种各样的实施例。

实施例一

如图1所示，本实施例首先提供了一种数据管理终端2，及包含该数据管理终端2在内的用于管理手持式激光遥测仪的数据管理系统，该数据管理终端2为由工程人员持有的个人数据助理装置，包括第一通信装置202、第二通信装置204、处理器206和存储器208，其存储器208中存储有供所述处理器206执行的程序，能够调用第一通信装置202、第二通信装置204进行数据的收发。

为了方便图示，图1中仅示出了服务器3对应于一组激光气体检测仪1和数据管理终端2，而实际上每台服务器3可以对应两台或两台以上数据管理终端2，并对数据进行管理和传输，并且每台数据管理终端2可以配合不同的激光气体检测仪1进行工作。

具体地，参考图2，所述存储器208内存储有可由所述处理器206执行的程序指令，所述程序指令能够执行以下步骤：

S100第一通信步骤：连接检测仪，获取目标区域的待测气体浓度数据；

调用第一通信装置202，与激光气体检测仪1的通信接口102建立通信连接，通过该通信连接，数据管理终端2能够获取目标区域的待测气体浓度数据。优选地，数据管理终端2通过通信连接与正在对目标区域进行待测气体浓度测量的激光气体检测仪1实时通信，从而实时地获取目标区域的待测气体浓度数据，但是数据管理终端2也可以通过通信连接与已经完成测量的激光气体检测仪1通信，来获取已经测量并被存储的待测气体浓度数据。其中，所述激光气体检测仪1的通信接口102为激光气体检测仪1出厂配置的或后续加装的通讯模块的接口。

S200日志创建步骤：根据待测气体浓度数据的信息，创建待测气体浓度日志；

数据管理终端2根据从激光气体检测仪1处获取的待测气体浓度数据，创建可供服务器3或数据管理终端2读取、处理的待测气体浓度日志。

S300第二通信步骤：将待测气体浓度日志发送至服务器；

通过第二通信装置204，数据管理终端2将S200步骤中生成的所述待测气体浓度日志发送至服务器3，服务器3对从同一数据处理终端2或者不同数据管理终端2获取的待测气体浓度日志进行汇总管理。

本实施例中，所述数据管理终端2将实时数据转化为服务器及本地应用可读取、处理的报告或日志。一方面，通过为工程人员配备相应的数据管理终端2，可以让每个工程人员均能够参与到数据的上传、整合和管理中；另一方面，通过将多个数据管理终端的数据整合汇总，也使得工程人员或服务器端的管理人员能够对所管理片区的待测气体浓度分布拥有较为宏观的了解，例如，当检测到某相对较高但又未超过警戒值的待测气体浓度时，工程人员倾向于认为该位置附近具有可能的泄漏点，但由于气体的流动扩散作用，通常对于泄漏点的准确位置难以确定。当管理系统使用了本实施例提供的管理方法后，工程人员可以从服务器获取来自其他数据管理终端2上传的附近位置的待测气体浓度数据，结合环境因素，准确判断泄漏点的方位。同时，因为可以为工程人员提供一个对数据进行操作的平台，也有利于每一个工程人员实时参与到泄漏情况分析，抢修方案讨论及决策制定中，有利于应对较大规模的多点泄漏的紧急情况，方便对泄漏后的影响范围和涉及区域进行快速综合评估和预测，为抢修和疏散或预警提供及时的数据信息支持。此外，本实施例中，服务器接收的是已由数据处理终端2整理完成的待测气体浓度日志，相较以往实时接收的方式，也方便归档和查阅。

实施例二

如图3所示，本实施例首先提供了一种数据管理终端2，及包含该数据管理终端2的用于管理手持式激光遥测仪(激光气体检测仪1)的数据管理系统，本实施例中的数据管理终端2为智能手机，包括第一通信装置202(蓝牙通讯装置)、第二通信装置204(蜂窝移动网络)、处理器206、存储器208、影像采集装置210(摄像头)和定位装置212(GPS定位系统)，其中所述处理器206与所述第一通信装置202、第二通信装置204、存储器208、影像采集装置210和定位装置212均通信连接，以传输数据和控制设备运行。

智能手机的存储器208中存储有与该数据管理终端2配合使用的应用程序，该应用程序获得用户授权后，由所述处理器206执行，能够调用手机的第一通信装置202、第二通信装置204进行数据的处理和收发，调用手机的摄像头作为影像采集装置210进行拍照或摄像，并调用手机的GPS定位系统作为定位装置212获取地理坐标信息。

由于本实施例中数据管理终端2的硬件要求均未超出常规智能手机所具备的硬件条件，因此该数据管理系统完全可以免去数据管理终端的设计生产步骤，直接在配发有激光气体检测仪1的工程人员的智能手机上安装该应用程序，通过以上方式，本实施例采用工程人员的个人移动设备作为数据管理终端，可以大大降低系统搭建的成本。

具体地，参考图4，该数据管理终端2通过安装手机应用软件能够执行用于以下步骤的指令：

S100第一通信步骤：连接检测仪，获取目标区域的待测气体浓度数据；

调用第一通信装置202，与激光气体检测仪1的通信接口102建立蓝牙连接，通过该蓝牙连接，智能手机能够获取目标区域的待测气体浓度并保存在所述存储器208中，保存内容包括：测量时间与该测量时间下的待测气体浓度。优选地，智能手机通过蓝牙连接与正在对目标区域进行待测气体浓度测量的激光气体检测仪1实时通信，从而实时地获取目标区域的待测气体浓度数据，但是智能手机也可以通过蓝牙连接与已经完成测量的激光气体检测仪1通信，来获取已经测量并被存储的待测气体浓度数据。

其中，所述激光气体检测仪1的通信接口102为激光气体检测仪1出厂配置的或后续加装的蓝牙通讯模块。获取的待测气体浓度可以以数字、柱状图、折线图等形式呈现于数据管理终端2的显示屏上，方便工程人员读取。

S102影像采集步骤：通过影像采集装置采集目标区域的影像数据；

激光气体检测仪1上配置有可见光发射装置104(可见光激光器)，所述可见光发射装置104发出的可见光光束的传播方向与激光气体检测仪1的测量激光的传播方向保持大致平行，参照可见光激光器的光斑位置指示所述激光气体检测仪1发射的测量激光的照射位置，可以用来指引影像采集装置210对气体泄漏点进行影像采集。通过采集目标区域的影像数据并上传服务器，能够方便检测人员向作业人员展示泄漏点的准确位置。

S200日志创建步骤：根据待测气体浓度数据的信息，创建待测气体浓度日志；

在S102影像采集步骤完成后，泄漏点确认完成。此时，可根据从开始寻找到结束并确认泄漏点的时间范围内收集到的待测气体浓度数据，创建可供服务器3或数据管理终端2应用程序读取的待测气体浓度日志。所述待测气体浓度日志至少包括一部分S100步骤中保存的所述测量时间与该测量时间下的待测气体浓度。

S202位置采集步骤：通过位置采集装置获取位置信息；

调用智能手机的GPS定位系统作为定位装置210，获取智能手机所处位置的地理坐标，以该坐标反映检测人员进行测量时的站位。后续作业人员可以根据该地理坐标，还原该站位并环视四周与影像数据的内容进行比对，进而找到准确的泄漏位置。

S204数据关联步骤：关联待测气体浓度日志、影像数据和位置信息；该步骤发生在S200、S102、S202步骤之后；

以一固定格式的文件名命名标准，命名待测气体浓度日志文件、影像文件以及位置信息文本，以关联所述待测气体浓度日志、影像数据和位置信息，表示所述待测气体浓度日志和影像数据在记录时间和记录地点上的统一性。

S206报告创建步骤：根据待测气体浓度日志、影像数据和位置信息创建检测报告。本实施例中，所述检测报告除了后续被上传服务器端，还在创建时可被选择性地保存在本地的存储器208中。

S300第二通信步骤：将检测报告发送至服务器；

通过蜂窝数据网络将S206步骤中创建的检测报告发送至服务器，服务器对从不同数据管理终端2获取的检测报告进行数据处理。数据处理过程至少包括：提取所述检测报告中所述待测气体浓度日志记录的待测气体浓度值，以及，提取所述位置信息。该待测气体浓度值可以为待测气体浓度日志记录中的待测气体浓度最高值，也可以为待测气体浓度日志记录中待测气体浓度的平均值，另外还可以为待测气体浓度日志记录中最后被记录的待测气体浓度值。还可以包括提取从所述待测气体浓度日志中加工分析获得的待测气体浓度地域分布图或随时间变化的待测气体浓度数据等信息。

S400数据查看步骤：从服务器获取检测报告进行查看；

所述数据管理终端2从服务器获取检测报告进行查看，可供查看的检测报告包括由其他数据管理终端共享的检测报告。通过上述方案，本实用新型提供的数据管理终端可以同时实现数据的收集、整合和呈现功能，使每个工程人员均能参与到数据的收集和使用当中，管理系统的内容更加全面、信息更加互通。

此外，本实施例提供的数据管理终端2的数据查看功能也不仅限于对检测报告的查看，还包括查看基于地理位置的待测气体浓度分布图。参考图5，所述数据管理终端2呈现所述基于地理位置的待测气体浓度分布图包括以下步骤：

显示地图214；

根据所述S300第二通信步骤中数据处理过程提取的所述待测气体浓度日志记录的待测气体浓度值的信息和所述位置信息，在地图214上显示与所述位置信息对应的位置标记点214a和与该位置信息关联的待测气体浓度日志的待测气体浓度值214b。

虽然本实施例中以显示数值的方法呈现该待测气体浓度值214b，技术人员也可以根据实际情况，选择其他合适的呈现方式，例如使用颜色、尺寸、形状等可视化参数的差别以呈现不同地区待测气体浓度值的差异。

为了清楚地说明本实施例中的数据管理终端2及其工作方式，以下将对工程人员使用本实施例中数据管理终端2配合激光气体检测仪1进行数据采集的方式进行详细的说明。

参考图6，所述激光气体检测仪1具有可见光发射装置104(图6中未示出，参见图3)，该可见光发射装置104为一可发射可见光光束108a的激光器，如前所述，该激光器发射出的可见光光束108a的出射方向与检测仪的测量激光106a的出射方向保持大致平行。测量激光106a为了满足测量需要，通常是不可见光。因此，本实施例中通过设置该与测量激光106a方向相同的可见光激光108a，工程人员在测量时能够以可见光激光108a的光斑108b位置反映测量激光106a的照射位置106b，以帮助寻找泄漏点。

除了在寻找泄漏点过程中的辅助作用，在找到泄漏点后，该光斑108b还可以配合本实施例提供的数据管理终端2的影像采集功能，实现对于泄漏点的标记。如图6所示，拍照记录时，工程人员可以用光斑108b标记泄漏点后，保持激光气体检测仪1不动，调用手机的摄像头朝向泄漏点拍照。由于激光光斑的亮度较高，可以在照片上清晰地显示出确定的泄漏点位置。

需要说明的是，虽然本实施例提供的数据管理方法中所列举的各步骤依次执行，但技术人员完全可以根据实际情况，对步骤进行删除、替换和顺序调整，在不偏离本实用新型主旨的前提下，上述变化均未超出本实用新型的保护范围之内。例如，S102、200、S202三个步骤本身的先后顺序是可以相互调换的；再如，若S100步骤中，通过蓝牙连接与已经完成测量的激光气体检测仪1通信，来获取已经测量并被存储的待测气体浓度数据，则该步骤也可以发生在S102和S202步骤之后；此外，本实施例中的部分步骤，例如S102、S202、S400等，也可以根据实际需要予以删除或替换。

实施例三

参考图7，本实施例提供了一种具有数据管理模块20的激光气体检测仪1，该数据管理模块20安装于所述激光气体检测仪1的内部，并与所述激光气体检测仪1的检测模块10通过电连接，以将测得的待测气体浓度数据直接经由第一通信装置202读出。该激光气体检测仪的数据管理模块20包括第一通信装置202、第二通信装置204、处理器206、存储器208、影像采集装置210和定位装置212，以上组件的连接方式、主要功能及其采用的数据管理方法均可参考实施例二，此处不再赘述。为了可视化地呈现数据和交互界面，本实施例中的激光气体检测仪1配置有显示屏30。

本实施例中的激光气体检测仪1由于数据管理模块20与检测模块10一体安装，可将检测模块10的测量激光发射装置106、可见光发射装置104以及所述数据管理模块20的影像采集装置210配置成三者的光轴大致平行，极大地方便了工程人员的影像采集。

本实施例中的激光气体检测仪1还可以自动进入预拍摄模式，以提高工程人员影像采集的效率。

所述数据管理模块20被配置为能够执行用于以下步骤的指令：

S001阈值设定步骤：设定待测气体浓度阈值801；

S100第一通信步骤：所述处理器206通过所述通信接口102及所述第一通信装置202从检测模块10实时获得待测气体浓度测量值802；

当检测到待测气体浓度测量值802达到预先设定的所述待测气体浓度阈值801时，处理器控制所述激光气体检测仪1进入预拍摄模式。所述预拍摄模式所显示的交互界面如图8所示。

当所述激光气体检测仪1进入预拍摄模式时，所述显示屏30实时显示待测气体浓度测量值802，并连续或分次将测量数据存入存储器208中，同时开启影像采集装置接收目标区域的影像数据804。本实施例中，所述显示屏30为触摸屏，优选地，当进入预拍摄模式时，显示拍摄图标803，以接收用户保存影像数据804数据的指令。

检测人员在面临寻找并记录泄漏点的任务时，需要执行多个步骤，操作时间紧迫且操作难度大。拥有了预拍摄模式，当检测到泄漏或者需要预警的待测气体浓度时，能够自动触发激光气体检测仪1进入预拍摄模式，在提醒检测人员存在泄露情况的同时，即时显示当前的待测气体浓度数据以方便用户确认。这样，检测人员可以直接观察待测气体浓度测量值802数据确定泄漏点，并在泄漏点确定的同时，开启摄像头随时准备拍摄保存。通过以上技术方案，检测人员仅需在一体安装的设备上操作整个流程，且操作方法简单快捷，极大降低了检测人员的操作时间和难度。

本实施例与实施例二在数据管理方法的另一差别在于，本实施例在S102影像采集步骤完成之后，S300第二通信步骤之前，还包括：

特征化影像数据804中的矩形区域805；

确定所述待测气体浓度日志中的待测气体浓度值，并将所述待测气体浓度值与该被特征化的区域进行关联；

本实施例中，采用图像识别模块(未示出)利用颜色、亮度的差别在影像数据804中识别出与光斑108b对应的像素，之后标记以所述像素为中心的矩形区域805，以特征化该区域。接着，将该矩形区域805与待测气体浓度日志中的待测气体浓度值进行关联，以向作业人员展示泄漏点。在本实用新型的其他实施例中，区域的特征化还可以采用其他形式实现，例如可以为用户提供标记工具，由用户在拍摄得到的影像数据804中标记出某一区域，以示出泄漏点。

本实施例其他可由所述数据管理模块20执行的步骤可参考实施例二中所述数据管理终端2，在此不再赘述。

此外，需要说明的是，本实用新型各个实施例中各部件间的通信连接方式并不限于上述实施例中所列举的类型，技术人员可以根据实际情况，将其配置为通过电缆、红外数据通信、蓝牙、通用串行总线、IEEE1394、Zigbee、无线局域网或其他合适的方式进行通信连接。

至此，已经结合附图描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施例。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。