燃气使用监控系统和方法
技术领域
本发明涉及燃气监测技术领域，尤其涉及一种燃气使用监控系统和方法。
背景技术
燃气是在工业、商业和家庭中广泛使用的一种资源，但是在燃气输送或燃气使用中，可能发生燃气泄露的情况，如果未能及时监测到燃气泄露并对相关人员进行报警提醒，会引发人身和财产安全隐患问题。
另外，偷气盗气行为时由发生，这给燃气公司带来巨大的经济损失。燃气偷盗方式主要包括两种：一是改装或损坏燃气计量仪表；二是在燃气管道上私自接管，绕过计量设施。目前，燃气公司对盗气行为主要采用人工巡检的方式，这种方式往往需要大量的人力物力财力，而且往往很难及时地监测到盗气行为。
因此，如何能够对燃气泄露和盗气进行及时有效的监测和报警成为亟待解决的技术问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种燃气使用监控系统，包括：燃气计量仪表，布置在燃气入户管道中，以用于获取燃气用户的用气值；第一燃气数据获取模块，布置在燃气使用终端设备处，以用于获取所述燃气使用终端设备的燃气使用数据；第二燃气数据获取模块，布置在所述燃气入户管道的燃气计量仪表的前端，以用于获取所述燃气入户管道中的燃气流动数据；燃气泄露和盗气报警模块，与所述燃气计量仪表、所述第一燃气数据获取模块和所述第二燃气数据获取模块通信连接，以获取所述用气值、所述燃气使用数据和所述燃气入户管道中的燃气流动数据，并基于所述用气值、所述燃气使用数据和所述燃气入户管道中的燃气流动数据来判断是否存在燃气泄露和盗气。
通过上述的燃气使用监控系统，可以分别获取燃气用户的用气值、燃气使用设备的燃气使用数据以及燃气入户管道中的燃气流动数据，从而可以有效地判断是否发生燃气泄露和盗气并进行报警。
进一步地，所述第一燃气数据获取模块包括第一气体流动传感器和温度传感器，所述第一气体流动传感器用于检测所述燃气使用终端设备中的气体流动，所述温度传感器用于检测所述燃气使用终端设备的温度，所述第二燃气数据获取模块包括第二气体流动传感器，所述第二气体流动传感器用于检测所述燃气入户管道中的气体流动。
通过采用上述技术方案，可以进一步获取燃气使用终端设备的燃气流动情况，从而能够更加准确地判断燃气泄露的位置以及时对燃气泄露情况进行应对。
进一步地，所述第二燃气数据获取模块还包括电动控制阀，所述电动控制阀用于控制所述燃气入户管道的通断。
通过采用上述技术方案，可以在发生燃气泄露或者盗气时及时切断燃气入户管道。
进一步地，所述第一气体流动传感器和所述第二气体流动传感器为超声波气体流动传感器。
通过采用上述技术方案，可以更加精确地感测到气体的流动。
进一步地，所述燃气泄露和盗气报警模块包括控制器和云服务器，所述控制器布置在用户房屋中并且与所述燃气计量仪表、所述第一燃气数据获取模块和所述第二燃气数据获取模块连接，以基于所述用气值、所述燃气使用数据和所述燃气入户管道中的燃气流动数据来判断是否存在燃气泄露和盗气，所述云服务器与所述控制器通信连接，以从所述控制器获取燃气泄露和盗气信息并将燃气泄露和盗气信息进行存储和共享。
通过采用上述技术方案，可以实现燃气泄露和盗气报警信息的共享。
进一步地，所述燃气泄露和盗气报警模块包括基站和云服务器，所述基站与所述燃气计量仪表、所述第一燃气数据获取模块和所述第二燃气数据获取模块连接，以基于所述用气值、所述燃气使用数据和所述燃气入户管道中的燃气流动数据来判断是否存在燃气泄露和盗气，所述云服务器与所述基站通信连接，以从所述基站获取燃气泄露和盗气信息并将燃气泄露和盗气信息进行存储和共享。
通过采用上述技术方案，可以实现燃气泄露和盗气报警信息的共享。
进一步地，所述燃气泄露和盗气报警模块包括控制器、基站和云服务器，所述控制器布置在用户房屋中并且与所述燃气计量仪表、所述第一燃气数据获取模块和所述第二燃气数据获取模块连接，以基于所述用气值、所述燃气使用数据和所述燃气入户管道中的燃气流动数据来判断是否存在燃气泄露和盗气，所述基站与所述控制器通信连接以从所述控制器接收燃气泄露和盗气信息，所述云服务器与所述基站通信连接，以从所述基站接收燃气泄露和盗气信息并将燃气泄露和盗气信息进行存储和共享。
通过采用上述技术方案，可以实现燃气泄露和盗气报警信息的共享。
本发明还提供了一种燃气使用监控方法，包括：通过布置在燃气入户管道中的燃气计量仪表，获取燃气用户的用气值；通过布置在燃气使用终端设备处的第一燃气数据获取模块，获取所述燃气使用终端设备的燃气使用数据；通过布置在所述燃气入户管道的所述燃气计量仪表前端的第二燃气数据获取模块，获取所述燃气入户管道中的燃气流动数据；通过与所述燃气计量仪表、所述第一燃气数据获取模块和所述第二燃气数据获取模块通信连接的燃气泄露和盗气报警模块，基于所述用气值、所述燃气使用数据和所述燃气入户管道中的燃气流动数据来判断是否存在燃气泄露和盗气。
通过上述的燃气使用监控方法，可以分别获取燃气用户的用气值、燃气使用设备的燃气使用数据以及燃气入户管道中的燃气流动数据，从而可以有效地判断是否发生燃气泄露和盗气并进行报警。
进一步地，所述第一燃气数据获取模块包括第一气体流动传感器和温度传感器，所述第一气体流动传感器用于检测所述燃气使用终端设备中的气体流动，所述温度传感器用于检测所述燃气使用终端设备的温度，所述第二燃气数据获取模块包括第二气体流动传感器，所述第二气体流动传感器用于检测所述燃气入户管道中的气体流动。
通过采用上述技术方案，可以进一步获取燃气使用终端设备的燃气流动情况，从而能够更加准确地判断燃气泄露的位置以及时对燃气泄露情况进行应对。
进一步地，所述第二燃气数据获取模块还包括用于控制所述燃气入户管道的通断的电动控制阀，其中，在通过所述燃气泄露和盗气报警模块确定发生燃气泄露或盗气时，所述燃气泄露和盗气报警模块向所述电动控制阀发送关阀指令，以切断所述燃气入户管道。
通过采用上述技术方案，可以在发生燃气泄露或者盗气时及时切断燃气入户管道。
附图说明
图1是本发明的燃气使用监控系统的结构框图；
图2是本发明的燃气使用监控系统的燃气泄露和盗气的监控流程图；
图3-图5是根据本发明的实施例和替代实施例的燃气使用监控系统的拓扑结构图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
参见图1，根据本发明的燃气使用监控系统包括布置在燃气入户管道处的燃气计量仪表104，燃气计量仪表104用于获取相应燃气用户的用气值或用气数据。燃气使用监控系统还包括第一燃气数据获取模块102，第一燃气数据获取模块102布置在燃气使用终端设备处，例如燃气灶、热水器、烘干器、供暖炉等，以获取燃气使用终端设备的燃气使用数据(其用于指示燃气使用终端设备是否在使用中)，关于第一燃气数据获取模块102的数量并不受具体限制，其数量例如可以取决于燃气使用设备的数量。燃气使用监控系统还包括第二燃气数据获取模块103，第二燃气数据获取模块103布置在燃气入户管道中，具体地，布置在燃气计量仪表104的前端，以用于获取入户管道中的燃气流动数据。燃气使用监控系统还包括燃气泄露和盗气报警模块101，燃气泄露和盗气报警模块101与燃气计量仪表104、第一燃气数据获取模块102和第二燃气数据获取模块103通信连接，以获取相应燃气用户的用气值、燃气使用数据和燃气流动数据。燃气泄露和盗气报警模块基于用气值、燃气使用数据和燃气流动数据来判断是否发生燃气泄露或盗气，当发生燃气泄露或盗气时进行燃气泄露或盗气报警。
在一具体实例中，第一燃气数据获取模块102可以包括温度传感器，以测量燃气使用终端设备的温度或热量产生，从而通过温度的高低来判断燃气使用终端设备是否正在使用中。第二燃气数据获取模块103可以包括气体流动传感器，以感测入户管道中是否有燃气流动。例如，当通过第二燃气数据获取模块103感测到入户管道中有燃气流动时，而且通过第一燃气数据获取模块102感测到燃气使用终端设备的温度低于一定的阈值或者没有热量产生，则判断存在燃气泄露。在此情况下，燃气泄露和盗气报警模块101进行燃气泄露报警，以及时告知用户或者燃气公司、社区中心等。
在另一具体实例中，当例如通过第一燃气数据获取模块102感测到燃气使用终端设备的温度高于一定的阈值(即，燃气使用终端设备正在使用中)，而且通过燃气计量仪表104获得的用气值没有改变时，则判断存在盗气或偷气。在此情况下，燃气泄露和盗气报警模块101进行燃气盗气报警，以及时告知燃气公司等。
为了及时避免因燃气泄露导致的安全问题以及由于盗气为燃气公司导致的经济损失，第二燃气数据模块103还可以包括电动控制阀，当燃气泄露和盗气报警模块101判断发生燃气泄露或者盗气时，通过向电动控制阀发送关阀指令来及时切断燃气入户管道。
在一具体实施例中，第二燃气数据模块103可以采用带有超声波气体流动检测功能的物联网控制阀，例如在同一申请人的专利CN108717563A中所公开的一种物联网控制阀。
由于在实际使用中，燃气泄露可能发生在室内燃气输送管路中(例如，存在管路损坏导致泄露的情形)，也可能发生在燃气使用终端设备处。因此，为了更精确地判断燃气泄露的位置以及时对燃气泄露情况进行应对，第一燃气数据获取模块102可以进一步包括气体流动传感器，以感测燃气使用终端设备中的气体流动情况。
在这种情况下，第一燃气数据获取模块102除了获取燃气使用终端设备的温度或热量数据之外，进一步获取燃气使用终端设备的气体流动数据。燃气泄露和盗气报警模块102基于燃气使用终端设备的温度或热量数据、气体流动数据以及入户管道中的气体流动数据来判断是否发生燃气泄露：(1)燃气入户管道中有气体流动，但燃气使用终端设备处没有气体流动，则判断燃气入户管道与燃气使用终端设备之间的输送管路发生泄露；(2)燃气入户管道中有气体流动，并且燃气使用终端设备处有气体流动但是燃气使用终端设备没有热量产生或温度低于一定阈值，则判断燃气使用终端设备处发生泄露。
参见图2，其示出了本发明的燃气使用监控系统进行燃气泄露和盗气监控的具体流程。
S1：开始。
S2：获取燃气用户的用气值，并获取燃气使用终端设备的温度数据以及燃气流动数据作为燃气使用终端设备的燃气使用数据D1、以及燃气入户管道中的燃气流动数据D2。
其中，通过布置在燃气入户管道处的燃气计量仪表来获取燃气用户的用气值，通过布置在燃气使用终端设备(例如燃气灶、热水器等)处的温度传感器来感测相应设备处的温度，并通过气体流动传感器来感测燃气使用终端设备中是否有燃气流动，所感测的温度数据以及气体流动数据作为燃气使用数据D1。另外通过布置在燃气入户管道中的气体流动传感器感测入户燃气管道中是否有气体流动，以获得燃气入户管道中的燃气流动数据D2。在具体实施例中，气体流动传感器可以采用超声波气体流动传感器。
所获得的用气值、燃气使用数据D1和燃气流动数据D2发送至燃气泄露和盗气报警模块101。
S3：燃气泄露和盗气报警模块101基于燃气流动数据D2判断燃气入户管道中是否有气体流动，如果是，则进行到步骤S5，否则进行到步骤S4。
S4：计时器开始计时，并判断计时器值是否大于预定时间值，如果是，则进行到步骤S2，否则继续步骤S4。预定时间值例如可以设置为3分钟、5分钟等，通过设定预定时间值，实现对燃气泄露和盗气的定期巡检。当然可以理解的，也可以跳过步骤S4直接进行到步骤S2。
S5：燃气泄露和盗气报警模块101基于燃气使用数据D1(具体地，其中的气体流动数据)判断燃气使用终端设备中是否有气体流动，如果是，则进行到步骤S7，否则进行到步骤S6。
S6：燃气泄露和盗气报警模块101确定室内燃气输送管路发生泄露，并进行燃气输送管路泄露报警。
S7：燃气泄露和盗气报警模块101进一步基于燃气使用数据D1判断燃气使用终端设备中是否有热量产生(例如，当感测的温度大于预定阈值时，判断为有热量产生，此时说明燃气使用终端设备处于正常使用状态)，如果是，则进行到步骤S9，否则进行到步骤S8。
S8：燃气泄露和盗气报警模块101确定燃气使用终端设备处发生泄露，并进行燃气使用终端设备泄露报警。
S9：燃气泄露和盗气报警模块101进一步基于燃气计量仪表104获取的燃气用户的用气值，来判断用气值是否发生改变，如果是，则进行到步骤S4，否则进行到步骤S10。
S10：燃气泄露和盗气报警模块101确定发生盗气，并进行燃气盗气报警。
在第二燃气数据采集模块103包括电动控制阀的情况下，上述步骤S6进一步包括在确定燃气输送管路发生泄露时，燃气泄露和盗气报警模块101通过向电动控制阀发送关阀指令来切断燃气入户管道；步骤S8进一步包括在确定燃气使用终端设备处发生泄露时，燃气泄露和盗气报警模块101通过向电动控制阀发送关阀指令来切断燃气入户管道；步骤S10进一步包括在确定发生盗气时，燃气泄露和盗气报警模块101通过向电动控制阀发送关阀指令来切断燃气入户管道。
参见图3，其示出了根据本发明的燃气使用监控系统的一具体实施例，在该实施例中，燃气泄露和盗气报警模块101可以包括例如安装在每个用户家庭中的智能控制器1011，控制器1011可以通过例如LoRa无线通讯方式与燃气计量仪表104、第一燃气数据获取模块102(布置在燃气使用终端设备处)和第二燃气数据模块103(布置在入户燃气管道中)完成自组网进行通讯，以获取相应的燃气用气值、燃气使用数据D1和燃气流动数据D2，当基于上述数据检测到燃气泄漏时进行燃气泄露报警，例如控制器1011可以具有声、光报警模块，以能够进行相应的声、光报警，以告知在家中的用户。同时控制器1011可以将报警信息进行存储，并提供数据端口便于调取。例如，在检测到燃气输送管路泄露和燃气使用终端设备泄露时，可采用不同的声、光报警，以告知用户发生泄露的位置，以快速采取不同的应对措施。第一燃气数据获取模块102为布置在燃气使用终端设备处的终端传感器，其包括温度传感器和气体流动传感器。第二燃气数据模块103包括气体流动传感器和电动控制阀，例如，可以采用带有气体流动检测功能的的物联网控制阀。
进一步地，燃气泄露和盗气报警模块101还可以包括例如通过WIFI或NB-IoT无线通讯方式与控制器1011通讯的云端(云服务器或云平台)1012，从而控制器1011在检测到燃气泄露或者盗气时可以进一步将报警信息上传到云端1012，从而通过云端1012可以实现燃气泄露和盗气报警信息的共享，例如，通过云端1012可以进一步将燃气泄露和盗气报警信息推送给接入云端1012的燃气公司、燃气用户手机、消防中心、政府平台、社区中心或网格员等，绑定手机号的用户或网格员可以接收到报警智能电话，可第一时间进行处理或到达现场。另外，燃气公司或者燃气用户还可以向云端1012发送远程关阀、远程开阀等指令。
在该实施例中，燃气计量仪表104用于获得每个家庭用户的用气值或用气数据，燃气计量仪表104通过与控制器1011通信连接，从而可以将用气数据通过控制器1011和云端1012共享给燃气公司、燃气用户等，从而方便燃气公司和燃气用户进行用气查询、燃气缴费等。
图4和图5分别示出了图3的其他替代实施例。
在图4中，控制器1011替换为了安装在小区中的智能基站1013。基站1013用于住宅小区范围内的信号覆盖，其通过LoRa无线通讯方式与用户家庭中的燃气计量仪表104、第一燃气数据获取模块102和第二燃气数据模块103完成自组网进行通讯，并通过NB-IoT无线通讯方式与云端通讯。当检测到燃气泄漏或盗气时，将相关报警信息上传到云端，同时将报警信息进行存储，提供数据端口便于调取。
在图5中，燃气泄露和盗气报警模块101既包括安装在用户家庭中的控制器1011，还包括安装在小区中的智能基站1013。控制器1011通过LoRa无线通讯方式与用户家庭中的燃气计量仪表104、第一燃气数据获取模块102和第二燃气数据模块103完成自组网进行通讯，通过LoRa无线通讯方式与基站1013进行通讯。当检测到燃气泄漏或盗气时控制器1011将报警取。另外控制器可以具有声光报警模块，从而当检测到发生燃气泄漏时，可进行声光报警，以告知家中的用户。基站1013用于住宅小区范围内的信号覆盖，通过LoRa无线通讯方式与居民家里的控制器1011完成自组网进行通讯，通过NB-IoT无线通讯方式与云端通讯。当接收到燃气泄露或盗气时，基站1013将相关报警信息上传到云端，从而通过云端将相关报警信息进行共享，同时基站可以将报警信息进行存储，提供数据端口便于调取。
虽然上述实施例仅示出了针对家庭用户燃气安全或泄露进行监测和报警，但是可以理解的，本发明的燃气使用监控系统和方法也可以应用于其他场景，例如，生产车间、商场入驻商家等。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
