科创中国

    随着城市现代化的快速发展，城市天然气井数量也越来越多，但日常然气井管理存在诸多问题，如天然气井盖丢失或者被掩埋、井下由于下雨导致水积水过多、然气井可燃气体泄露等，这些问题会导致人们生活不便，造成巨大的经济损失，甚至危及市民的人身安全。虽然我国已经采取人工巡检或者市民上报应对这些问题，但是这种方式不能实现全天候全方位的对天然气井监管。所以开发一套智能天然气井监测系统对天然气井进行实时监测很有必要。

   天然气井监测系统由数据采集终端、Web服务器端、权限管理监控平台、手机客户端组成。系统数据采集终端以STM32处理器为核心，实现对气体浓度、井内水位、井盖状况参数进行采集，通过NB-IoT模块将传感器采集到的数据发送到服务器终端，NB-IoT模块采用BC26，采集终端与服务器之间通信协议采用CoAP协议，监控平台采用B/S架构设计，服务器端采用SSM框架，数据库采用MySQL保存数据，手机客户端（APP）基于Android系统采用Java语言开发。该系统具有实时监测井下天然气泄漏、井盖掩埋、积水过多、井盖发生移动与定位导航等功能，数据采集终端设置低功耗模式与蓝牙初始化配置，并以单容器单服务的微服务策略部署服务器。

    本系统解决了天然气井管理与监测井下安全问题，大大节省人力物力，达到物尽其用，在保障生产生活的安全同时，做到资源的高效利用，对城市智能化建设有很大的实用价值。基于NB-IOT技术的天然气井监测系统的研发，可以对NB-IOT技术的特性有更深的理解，主要表现为系统的整体构架可行性，如数据的无线传输的实时性、可靠性及用户数并发性，同时数据的无线传输协议的探索与验证，为类似的系统提供可靠的数据和经验；在经济方面，由于天然气井在城市中分布广泛，用人工监测费时费力，实时性不好，而采用互联网+技术，可以以较小的成本，检测和控制分布极广的天然气井，这符合智慧城市的需求，同时广阔的市场，如果推广到城市其它功能井（污水、电缆等功能井）的应用，保守统计有数百亿的市场。在社会效益方面，至少有三点意义重大：1) 减少巡检员工作量，维护成本降低。智能天然气井的建成大大减少了工作人员的工作量，巡检人员不需要去每一个井盖位置巡检，只需要在电脑平台或者手机客户端查看即可；2）提高了天然气井的安全性 ，实时监测把事故消灭在萌芽状态；3）提高劳动生产率，大大节省劳动力资源。