刘海磊

（安徽理工大学 电气与信息工程学院，安徽 淮南 232001）

0 引 言

近年来，随着我国能源结构不断调整，天然气的使用也越来越普及。然而，我国城市天然气管道却处在地下环境中，地下环境复杂且多变，而且管道也存在着压力低、分支多等特点，这无疑加大了管道监测管理的难度。城市地下天然气管道泄漏的原因有很多，归结起来有以下三种状况：管道腐蚀、地形塌陷和第三方施工作业破环。现如今，地下天然气管道的泄漏监测是城市生活必须解决的难题之一。为解决这一问题，本文针对城市地下天然气管道泄漏时的状况，选取相应的传感器进行监测，通过对采集到的数据进行合理的分析，选用窄带物联网来实现远距离数据传输，完成地下监测信息的处理、数据的无线远距离传输以及地面计算机集中控制和实时监测。

通过对天然气管道的实时监测能够及时发现天然气的泄漏并精确定位发生泄漏的位置，从而确保了城市居民的人身安全和安定生活以及工业生产能合理有序地进行，大大减少了事故造成的财产损失和人员伤亡，这对改善我国城市地下天然气管道的安全状况具有一定的实际应用价值。

1 系统总体设计

本文设计的天然气管道泄漏的监测系统具有信号采集、信号存储、远程传输、精准定位和平台显示的功能。其系统框架如图1所示。

图1 系统整体框架结构

2 系统硬件设计

基于NB-IoT的天然气管道泄漏监测系统主要由以下几个部分组成：STM32主控模块、电源模块、声光报警模块、NB-IoT模块和云平台服务器。……