該方法基于自適應模糊控制算法，主要應用于城市家庭燃氣泄漏檢測與應急處理。

背景技術(shù)：

目前家用天然氣使用已得到了廣泛普及，但燃氣泄漏問題依舊是一個很嚴重的問題，特別是很多城區(qū)燃氣管道已經(jīng)使用多年，面臨老化腐蝕等問題，易發(fā)生燃氣泄露，而且城市燃氣網(wǎng)絡(luò)管理機制不健全，科技投入少，雖有安防設(shè)備，但卻不能及時通知處理，造成很多事故的發(fā)生。而天然氣在空氣中濃度在5%～15%范圍內(nèi)，遇明火即可發(fā)生爆炸，爆炸在瞬間會產(chǎn)生高壓、高溫，其破壞力和危險性非常大。如果天然氣發(fā)生泄漏后果很嚴重，這是一個很大的安全隱患。因此，本發(fā)明則是針對燃氣泄漏現(xiàn)象，實時監(jiān)測空氣中燃氣濃度，并通過自主研發(fā)的燃氣在線監(jiān)測系統(tǒng)實時監(jiān)測燃氣設(shè)備當前狀態(tài)，發(fā)生泄漏等事故時可及時預警并聯(lián)系戶主和工作人員及時消除隱患，做到安全、可靠、及時。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要針對城市燃氣泄漏具有時變、非線性的特點，為了獲得良好的控制效果，加強家用燃氣防患等級，采用自適應模糊控制方法，實現(xiàn)控制過程中的自動調(diào)整和完善，并自主研發(fā)了家用燃氣報警控制裝置以及家用排氣扇聯(lián)網(wǎng)控制，及時檢測天然氣泄漏狀態(tài)并與上位機實時通訊，做出必要的應急處理，且安裝靈活，快速，組網(wǎng)方便，不用敷設(shè)電纜。

本方法通過建立簡易自適應模糊控制模型，起初控制效果不太精確，但通過數(shù)據(jù)的不斷增多，不斷地補充新的信息，在這自主學習的過程中慢慢修改模糊控制規(guī)則，進而可以更加精確的區(qū)分出出正常、故障、預警，并且系統(tǒng)會根據(jù)泄漏情況自動打開排氣扇，并合理控制轉(zhuǎn)速。通過本方法不僅有利于及時發(fā)現(xiàn)家用燃氣泄漏情況及時觸發(fā)電磁閥關(guān)斷，還有利于及時排出室內(nèi)泄漏燃氣，防止明火引起的意外爆炸。

本方法中主要是通過終端設(shè)備實時檢測出家用燃氣設(shè)備天然氣濃度值，通過傳感器將空氣中的天然氣濃度工程量轉(zhuǎn)換為電氣量，經(jīng) AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，經(jīng)自適應模糊控制分析后，區(qū)分出是否泄漏或故障，若泄漏則根據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)偏差和偏差變化率大小判斷泄漏速度大小，控制排氣扇轉(zhuǎn)速，及時排出。

與此同時，分析結(jié)果及處理措施（電磁閥是否關(guān)斷以及排氣扇是否打開）通過無線的方式實時上傳給分站，分站則以GPRS模式上傳給上位機。上位機接收分站發(fā)來的數(shù)據(jù)井進行進一步的曲線預測，預測出燃氣設(shè)備當前運行狀態(tài)，并在主站擬合出變化曲線圖，上位機界面還會顯示出當前電磁閥以及排氣扇關(guān)斷情況，工作人員可通過監(jiān)控界面可以宏觀的對所有設(shè)備進行了解和掌控，若發(fā)生泄漏預警但終端未動作，上位機可以通過遠程操作來關(guān)閉危險源，并派人及時前往處理。

分站發(fā)給上位機的同時，還會以GSM模塊給手機發(fā)送短信提醒；手機客戶端和分站可進行雙向通信，當用戶想了解家中燃氣設(shè)備狀態(tài)，可通過互聯(lián)網(wǎng)查看自己家中設(shè)備狀態(tài)，同時可發(fā)送控制指令，自動控制電磁閥。

本發(fā)明的分站和監(jiān)測報警終端之間采用2.4G的高頻無線通信技術(shù)，它的的通信距離可以達到150m，使得整個樓或者幾個樓可以共用一個分站集中器。分站集中器跟主站之間的數(shù)據(jù)傳送通過GPRS通信方式，分站集中器采用完全防水防爆的外殼，同時滿足可靠性和實時性，確保在惡劣的現(xiàn)場環(huán)境下仍能可靠通信。

本發(fā)明聲光報警一體化設(shè)計，能更有效及時的提醒使用者現(xiàn)場報警狀態(tài)。

主站服務器界面可顯示報警、故障等工作狀態(tài)，直觀醒目。

用戶通過手機客戶端可以清楚的看到家中的天然氣濃度，實現(xiàn)用戶對戶內(nèi)然氣設(shè)備實時狀態(tài)的查看；如若發(fā)生燃氣泄漏故障，系統(tǒng)可自動控制電磁閥關(guān)閉天然氣閥門，將危險的源頭關(guān)閉，保護用戶安全。

附圖說明

附圖為城市燃氣在線監(jiān)測系統(tǒng)從機和終端的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1為自適應模糊控制流程圖：1-輸入，2-模糊控制器，3-性能辨識，4-決策，5-被控對象，6-外界干擾，7-輸出。

圖2為終端示意圖：1-CPU，2-傳感器模塊，3-A/D轉(zhuǎn)換模塊，4-無線模塊，5和6-報警模塊，7-閥門控制模塊,8-自檢模塊。

圖3為分站示意圖：1-CPU，2-無線模塊，3-GPRS模塊，4-以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)模塊。

實施方式

參照說明書附圖對本發(fā)明的城市燃氣在線實時監(jiān)測設(shè)備和應急處理系統(tǒng)做以下說明。具體操作是：為保證探測器的正確長期使用并防止其故障的發(fā)生，終端探測器設(shè)備安裝點與周圍管線或設(shè)備之間應留有不小于0.5m的空間和出入通道，探測器安裝在可能存在氣體泄漏的點位或區(qū)域中。終端探測器具有自檢功能，在正常工作狀態(tài)下，按下“自檢鍵”，自檢對應的LED會閃爍，同時蜂鳴器會報警，30S內(nèi)電磁閥會自動關(guān)閉，排氣扇也會根據(jù)模糊控制結(jié)果合理控制轉(zhuǎn)速進行排氣處理，通過此功能用戶可自行檢測終端運行是否正常。若發(fā)生泄漏，終端則會發(fā)出光警告和聲音警告并自動關(guān)閉電磁閥，同時會通過GPRS模塊和GSM模塊發(fā)送報警信息給上位機和用戶手機上，進行及時預警。主站服務器界面也會動態(tài)的顯示出當前狀態(tài)以及變化趨勢，通過發(fā)出警告，可以讓用戶和控制室工作人員及時發(fā)現(xiàn)天然氣泄漏問題。上位機與分站以及分站與用戶之間的相互通信，多層監(jiān)管模式，可以保證燃氣泄漏危險源頭的杜絕，消除了隱患，實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)上的互聯(lián)通信，增強了信息交換的時效性和可靠性，保障了用戶安全。

這種城市燃氣監(jiān)測設(shè)備和應急處理系統(tǒng)大大提高了燃氣安全監(jiān)管的可靠性，增強了網(wǎng)絡(luò)管理水平，大大減少了燃氣泄漏意外的發(fā)生，保護了用戶的人身安全以及避免不必要的財產(chǎn)損失。