CN108431550A - 一种自供电智能水计量系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种智能流体或水计量系统10包括，通过供应管道21连通的流体供应中心20和流体接收中心30。进一步的，包括连接到供应管道21的流体计量构件40，流体计量构件包括用于调节其中流体的流体调节构件41，和连接到流体调节构件41以调节流体供应的数据收发器42。还包括一自发电源50，为流体计量构件40持续充电用于连续操作。所述目的可以使用各种自发电源实现，例如，温差发电机，水电池，涡轮机发电和无线电频谱。该系统可以配备有可充电电池以对电池充电并存储电力。此外，网络操作中心60用于接收和处理数据，并交换相关信息或命令至中心20，30以及流体计量构件40。此外，在可选实施例中，智能系统可选地包括人工神经网络(ANN)模块2030，用于自我训练。自我训练智能系统识别单独事件(冲厕，淋浴，洗衣机转动等)以及自动启动相关行动，例如但不限于，报告事件，限制流速或限制每天的总量等。

Description

一种自供电智能水计量系统和方法

技术领域

本发明涉及流体或水管理系统和方法。具体的，本发明涉及一种自供电智能流体或水管理系统和方法。

背景技术

水或流体计量器被用来测量水或流体的使用量。例如，在一些国家，在一个公共的供水系统中，水或流体计量器被用在每个住宅和商业建筑中。就常规水或流体计量器能够传输使用数据而言，由于电力以及其他限制，这些仪表通常只能相对不频繁地传输数据。水或流体计量器可以使用一个有限的电源，例如电池，为电表供电。结果就是，水或流体计量器中的电池，可能每6到12个月就需要操作员更换一次。如果电源是可充电的，给其充电将会比较困难，因为水或流体计量器通常不会连接到外部电源。此外，经过3到5年的使用，由于磨损的原因，可能需要重新校准仪表。磨损的仪表可能会过量或减少记录通过其的水或流体的数量，并且可能需要花费很大的努力和费用来系统地检查和校准给定服务区域中的各个仪表。此外，一个典型的水或流体计量器的尺寸，不需要将水或流体计量器放置在建筑物的墙壁等中。

此外，传统的水或流体计量器未经过自我训练，来采取实时的自动防故障安全措施。因此，本文讨论的提供了无线通信，结合了自我产生能量，自我训练模块和/或可充电能量储存器的水或流体计量器系统和方法，可以对当前可用的水计量器提供显著改进。另外，水计量系统和方法可在低流量条件下操作，并且可实现高的量程比。

发明内容

本发明的目的是，提供一种方法和系统，其能够监测流过系统的水或流体。

本发明的目的是，提供一种方法和系统，其能够将流过计量器的水或流体的数量的信息传输到远程数据中心。

本发明进一步的目的是，提供一种方法和系统，其能够产生能量，并向水或流体计量系统供应连续且充足的能量，用于该系统计算水或流体的数量，并将流体信息传递到当地控制中心，以执行自动防故障和自我训练措施。

本发明进一步的目的是，提供一种方法和系统，其能够在当地和/或远程地调节或关闭，流过水或流体系统的水或流体。

一方面，提供了一种流体计量系统。该系统包括至少一个流体供应中心，至少一个流体接收中心，至少一个流体计量构件，至少一个自发电电源以及至少一个网络操作中心。所述流体供应中心包括至少一根供应管道。所述流体接收中心经由所述供应管道与所述流体供应中心连通。进一步的，所述流体计量构件安装在所述供应管道上。在一个实施例中，所述流体计量构建包括至少一个流体调节构件和至少一个数据收发器。所述流体调节构件配置为用于调节通过供应管道的流体的供应，并且所述数据收发器连接到所述流体调节构件，用于收集与通过供应管道的供应流体相关的多个数据。此外，所述自发电电源电耦合到流体计量构件，为流体计量构件操作数据收发器提供所需电力。此外，网络操作中心与数据收发器无线连接，以接收与通过供应管道的供应流体相关的数据，以处理和交换相关信息或命令，至流体供应中心，流体接收中心和流体计量构件中的至少一个。

在一个实施例中，自发电电源是一温差发电电源。所述温差发电电源，在一个示例中，基于珀尔帖装置周围与流体之间的温差，利用“塞贝克效应”来发电。根据该示例实施例，所述温差发电电源包括：具有耦合器的贯通管，传热块，散热器元件，珀尔帖装置，印制电路板(PCB)，以及壳体的布置，并且所述壳体配置为容纳并支持所述贯通管，传热块，散热器元件，珀尔帖装置和印制电路板(PCB)的布置。所述贯通管的耦合器安装在其两相对端部，将贯通管与供应管道连接，以使流体能够从其内部流过。在一般性示例中，流过供应管道及贯通管的流体是冷流体。进一步的，传热块包括一容纳贯通管的贯通凹部，以感知流体温度。散热器元件可用于感测其周围环境的空气温度。在一般示例中，环境的空气温度高于流体的温度，但是，反之也是可以的。珀尔帖装置可以设置在传热块周围，并被与其直接接触的散热器元件覆盖，以感知散热器元件和贯通管之间的温差，并将由此产生的热流转换为电压。印制电路板PCB设置在传热块周围，并与珀尔帖装置电耦合，将电压供应到流体计量构件以用于连续操作。在一实施例中，所述印制电路板PCB包括：自激振荡升压变压器和用于信道化电压的初始调节器。此外，印制电路板PCB还包括倍压器或进一步升压级，以根据信道化电压的要求，将产生的电压提升到合适的水平。

在一实施例中，流体接收中心经由至少一个流体接收管道与供应管道连接，并且流体计量构件设置在供应管道和流体接收管道之间。在该实施例中，自发电电源也可以是温差发电电源(未示出)，其被设置为，与环境空气温度之间相比，基于供应管道的流体和流体接收管道之间的温差发电，为流体计量构件提供连续操作的动力。

在一实施例中，所述自发电电源可以是水电池电源，其具备多个用于发电的盛水容器，为流体计量构件提供连续操作的动力。

在一实施例中，所述自发电电源可以是涡轮发电电源，其发电，为流体计量构件提供连续操作的动力。在进一步地实施例中，所述涡轮发电电源和温差发电电源相结合，用于发电，为流体计量构件提供连续操作的动力。

在一实施例中，所述自发电电源可以是无线电频谱发电电源，其适于发电，为流体计量构件提供连续操作的动力。

在一实施例中，所述系统进一步包括一可充电电池，用于储存由任何的或者所有的自发电电源产生的电能。

在一个示例中，所述流体供应中心包括至少一个用于水处理的水处理设施，至少一个用于存储处理后的水的水存储单元，至少一个用于将处理后的水供应到水接收中心的泵站。

在一个示例中，所述网络操作中心包括通信收发器，数据服务器和数据存储器。所述通信收发器适用通过数据收发器接收，与流过供应管道中的供应流体相关的数据，并发出相应的信号或信息。进一步的，数据服务器接收通信收发器发出的信号或信息，并处理和交换相关信息或命令或数据，至流体供应中心、流体接收中心或流体计量构件中的至少一个。数据存储器能够存储来自数据服务器的数据或信息。

该系统进一步包括一名移动领域的技术人员，其用于接收来自网络操作中心的信息并据此作出回应。在进一步地实施例中，该系统还包括一应急中心，用于接收来自网络操作中心的信息并据此作出回应。

另一方面，提供了一流体管理系统。该系统包括流体流动装置，电力管理装置和处理装置。所述流体流动装置包括经由供应管道从至少一个流体供应中心到至少一个流体接收中心的连接。所述流动装置具备至少一个与供应管道连接的流体计量构件，例如流体计量装置。此外，所述电力管理装置与所述流体流动装置连接，以测量流体流量。所述电力管理装置包括至少一个发电电源，以及一个由该发电电源充电的可充电电池。进一步的，所述处理装置包括实时时钟，且其与流体流动装置连接以获取多个数据，并与电力管理装置连接以获得能量。所述实时时钟适用于对事件进行时间标记和唤醒处理装置，以实时发送多个数据。

进一步的，提供了一种水计量方法。所述方法包括以下步骤：

经由至少一个供应管道，将流体从至少一个流体供应中心流动到至少一个流体接收中心；

通过流体计量构件，收集与通过供应管道的供应流体相关的多个数据，并发送所述数据；

连接到供应管道的自供电流体计量构件，连续运行收集和发送数据；以及

接收与通过供应管道的供应流体相关的多个数据，处理所述数据并据此采取行动。

自供电步骤还包括通过温差发电电源对流体计量构件进行热电充电。所述温差发电电源包括：

在其两相对端部具有耦合器的贯通管，所述贯通管能使流体从其内部流过，且流过它的是冷流体；

传热块，其具有用于容纳贯通管的贯通凹部，以感知流体的温度；

散热器元件，适用于感知周围环境的空气温度，所述周围环境的空气温度更高；

珀尔帖装置，设置在传热块周围，且被与其直接接触的散热器元件包裹，以感知散热器元件和贯通管之间的温差，并将由此产生的热流转换成电压；以及

印制电路板(PCB)，设置在传热块周围，并与珀尔帖装置电耦合，以将电压供应到流体计量构件用于连续操作，其中，所述的印制电路板(PCB)包括：

一自激振荡升压变压器和一用于信道化电压的初始调节器；以及

一倍压器或升压转换器，根据基于信道化电压的要求，将产生的电压提升到合适的水平。

在另一实施例中，自供电还可能包括，基于供应管道的流体和流体接收中心的流体接收管道之间的温差，产生热电，为流体计量构件提供连续操作的动力。

一方面，提供了一种智能流体计量系统和方法。该系统包括一个或多个供应管道，一个或多个收发器以及人工神经网络(ANN)。所述供应管道用于向用户供应流体。进一步的，所述收发器与供应管道连接，以识别用户端的多个单独事件。所述人工神经系统(ANN)无线连接到一个或多个收发器，以接收与多个单独事件相关的数据，处理并自动启动或命令用户端处的相关动作。多个单独事件至少是类似于冲厕，淋浴，洗衣机转动等。进一步的，用户端的相关动作至少是类似于，向用户报告每个单独事件的状态，在冲厕或淋浴或洗衣机每次转动使用液体出现故障时，限制其流速；或者限制每天用于冲厕或淋浴或洗衣机每次转动中使用的总水量。

在一实施例中，收发器和人工神经网络(ANN)被配置为测量用户端处流体流量的最小值，以在用户端第一次以事件识别所需的粒度级别，表征流体的流动模式。所述事件识别是基于用户端流体的初始流速及其持续时间。事件标识进一步基于用户端流体的稳定流速和流体流动的持续时间，再加上事件期间的总水量。

进一步的，智能流体计量方法包括：

通过一个或多个供应管道向用户供应流体；

通过连接到一个或多个供应管道的一个或多个收发器，识别用户端的多个单独事件；以及

通过无线连接到一个或多个收发器的人工神经网络(ANN)，接收与多个单独事件相关的数据，处理并自动启动或命令用户端的相关动作。

在一实施例中，通过配置收发器和人工神经网络(ANN)，接收与多个事件相关的数据包括：测量用户端处流体流量的最小值，以在用户端第一次以事件识别所需的粒度级别，表征流体的流动模式。

前述发明内容描述了本发明的系统和方法的示例性实施例，并且不旨在限制。各种其他的是实施例将在下文描述。

附图简要说明

在阅读上述发明内容以及接下来各种实施例的详细描述时，结合本文提供的附图，将会对其更好理解。为了说明，图中示出了示例性实施例，然而，本发明的主题并不限于所公开的具体方法和手段。此外，结合附图，并参考下面的详细描述和权利要求，将更好地理解本发明的优势和特征，其中，相同的元件用相同的符号表示，并且，其中：

图1示出了根据本发明的示例性实施例的，流量计量系统的示例视图；

图2A到2E示出了根据本发明的各种示例性实施例的，为图1所述系统供电的自发电装置的实例；

图3A和3B分别示出了根据本公开的示例性实施例的，为图1所示系统自发供电的，温差发电电源70的分解和组装视图。

图3C示出了根据本发明的一示例性实施例的，为图1所示系统自发供电的珀尔帖装置PCB的示例框图；

图4示出了根据本发明的附加示例性实施例的，流体管理系统的示例框图；

图5示出了根据本发明的示例性实施例的，智能流体计量系统；并且

在对这些图纸的几个视图的描述中，相似的附图标记指代相似的部分。

具体实施方式

下面的描述和图纸都是说明性的，并不构成限制。描述了许多具体的细节以提供透彻的理解。然而，在某些情况下，为了避免描述不清，对于众所周知的或传统的细节没有描述。对本发明中的一个或某个实施例的引用，不一定是对相同实施例的引用；而且，这样的引用不止一个。

在本说明书中，对“一个实施例”或“实施例”的引用，意味着结合该实施例所描述的特定特征，结构或特点，被包括在本发明的至少一个实施例中。在本说明书中多处出现的短语“在一实施例中”，并非总是指同一实施例，也不是与其他实施例相互排斥的单独或替代实施例。此外，描述的许多特征，可以由部分实施例展示，而另外一部分实施例则不包括该特征。类似的，描述的许多要求，也是部分实施例的要求，而对另外一部分实施例则不包括该要求。

在本说明书中，术语“水”和“流体”是可以互换的。“水”可以不止是H2O，“流体”也可以仅指H2O。术语“水”应该被认为可以与那些其他类型的流体互换。

一方面，上述提到的目的或其他目的，可能通过本发明的方法或系统来实现。所述系统包括自发电系统，数据收集模块，用于数据收发的通信系统，用于自我训练的人工神经网络(ANN)以及远程数据中心/服务器的组合。

在如图1所示的示例实施例中，示出了流体计量系统10。如图所示，所述流体计量系统10包括至少一个流体供应中心20，至少一个流体接收中心30，至少一个流体计量构件40，至少一个自发电电源50以及至少一个网络操作中心60。

在一示例性实施例中，所述流体供应中心20包括至少一个供应管道21。流体接收中心30通过供应管道21与流体供应中心连接。在一实施例中，流体供应中心20用于将流体分配到流体接收中心30，例如多个用户，例如服务区域内的家庭和企业。流体供应中心20包括至少一个用于水处理操作的水处理设备22，至少一个用于存储处理后的水的水存储单元23，至少一个用于将存储的处理后的水供应到水接收中心30的泵站24。此外，流体供应中心20视情况也可包括其他设施(未示出)，其适于在整个服务区内接收，处理，存储和分配水。

进一步地，流体计量构件40连接到供应管道21。在一实施例中，所述流体计量构件40包括至少一个流体调节构件41，如图2A所示，以及至少一个数据收发器42。所述流体调节构件41用于调节通过供应管道21的流体的供应。流体计量构件40主要是水计量器，流体调节构件41是与水计量器相关联的阀或类似装置，以调节从供应管道21流向用户的水流。流体计量器可以操作，以决定用户端的用水量，并且控制阀门功能，为用户关闭或打开水供应。此外，流体计量构件40包括与流体调节构件41相连接的数据收发器42，其用于收集与通过供应管道21的供应流体相关的多个数据。

系统10的网络操作中心60与数据收发器42无线连接，以接收与通过供应管道21的供应流体相关的多个数据，并处理和交换相关信息或命令至流体供应中心20，流体接收中心30和流体计量构件40中的至少一个。流体计量构件40，更具体的，流体计量构件40的数据收发器42通过无线网络65收发数据。主要的，无线网络65是任意的公共、私人或专有网络。无线网络65包括，例如，移动电话网络(GSM/GPRS)，WiFi，WiMax，本地无线网络(WiFi/Zigbee)，低功率广域无线电网络(LORA/SIGFOX)，400MHz，900MHz，专有无线电网络协议，或者任意其他类型的无线通信协议。

网络操作中心60管理和监视系统10中的水设施的分配，例如：供应，消耗等。网络操作中心60由例如水务公司来运营。在一个示例中，网络操作中心60包括通信收发器61，数据服务器62和数据存储器63。通信收发器61通过数据收发器42，接收与通过供应管道21的供应流体相关的多个数据，并将相关的信号或信息发送到数据服务器62。数据服务器62接收数据收发器42发出的信号或信息，处理和交换相关信息或命令或数据至流体供应中心20，流体接收中心30和流体计量构件40中至少一个。例如，收发器42通过无线网络65接收射频信号(RF)，并将这些信号转换为互联网协议信号(IF)，或者其他合适的网络协议，然后传输到数据服务器62，或系统10的其他组件。此外，数据存储器63存储关于用户流体使用和服务区流体使用的数据或信息，以及与数据服务器62相关的其他信息。

网络操作中心60从流体计量构件40接收关于用户的流体使用数据。网络操作中心60接收使用警报，通知等。而且，网络操作中心60发送数据或指令到流体计量构件40。系统10进一步包括一个或多个移动领域技术人员110，其接收来自网络操作中心60的信息并据此作出回应。移动领域技术人员110促进与系统10相关联的整个服务区的数据的收集和传输。例如，网络操作中心60经由移动领域技术人员110，向流体计量构件40发送数据，并接收来自流体计量构件40的数据。移动领域技术人员110包括发送者/接受者110a，便携式计算机110b，以及手机或掌上电脑(PDA)110c等，用于与流体计量构件40，网络操作中心60以及无线网络65进行通信。

系统10还允许，就有关于流体供应中心20的状态或使用，与用户进行通信。例如，网络操作中心60向用户发送关于警报或通知的电子邮件。例如，如果网络操作中心60接收到指示有可能漏水的数据，网络操作中心60就会请求用户确认，是否已经观察到漏水。例如，如果服务区受限于水分配或类似形式的受控分配，则网络操作中心60会给用户发送通知，提醒用户在定量配给期间其能够使用的剩余水量。

在进一步的实施例中，系统10还包括应急中心120，其从网络操作中心60接收信息并据此作出回应。应急中心120是任何市，州或联邦政府机构，负责响应紧急情况并有权根据情况(例如自然灾害或污染)，改变或关闭的公用事业。例如，应急中心120包括当地消防部门，联邦应急管理局(FEMA)，美国国土安全部(DHS)，或类似实体。例如，网络操作中心60通过无线网络65，与应急中心120通信，并根据从应急中心120收到的指令，来管理整个系统10中的设施分配。

此外，自发电电源50与流体计量构件40电耦合，且产生为驱动流体计量构件40操作数据收发器42所需的能量，或产生为执行水/流体计量系统的整个过程所需的能量。

发电的方式有多种，例如，如图2A到2E所描绘的，使用温差发电电源，水电池电源，无线电频谱电源，涡轮机等。

在一优选实施例中，所述自发电电源50为一温差发电电源70，如图2A所示。温差发电电源70，在一示例中，是基于珀尔帖装置周围与流体之间的温差来发电。按照该示例实施例，如图3A和3B所示，温差发电电源70包括：具有耦合器72a，72b的贯通管71，传热块73，散热器元件74，珀尔帖装置75，印制电路板(PCB)76，以及外壳78，外壳78被配置为容纳和支撑贯通管71，传热块73，散热器元件74，珀尔帖装置75和印制电路板PCB76。贯通管71上的耦合器72a，72b分别安装在贯通器71的两相对端部71a，71b，用于与供应管道21相连接，使得流体能从其内部流过。在一般性示例中，流过供应管道21和贯通管71的流体是冷流体。进一步的，传热块73包括用于容纳贯通管71的贯通凹部73a，并感知流体的温度。散热器元件74适于感知其周围环境的空气温度。在一般性示例中，环境空气温度比流体温度高，然而，反过来也是有可能的。珀尔帖装置75被设置在传热块73周围，且被与其直接接触的散热器元件74覆盖，以感知散热器元件74和贯通管71之间的温差，并将由此产生的热流转换成电压。印制电路板PCB设置在传热块73周围，并且与珀尔帖装置75电耦合(通过耦合装置77)，将电压供应到流体计量构件40以用于连续操作。

在一实施例中，如图3C所示，印制电路板PCB76与珀尔帖装置75相连接，并且其包括自激振荡升压变压器76a和用于信道化电压的初始调节器76b。进一步的，印制电路板PCB76还包括倍压器76c，以根据基于信道化电压的要求，将产生的电压提升到合适的水平。

在一实施例中，自发点电源50也是一温差发电电源，其被设置为基于流体之间的温差发电，例如，室内温度可能超过17℃，而进入住宅的水约为12℃。该温差允许使用温差发电机向流体计量构件40提供几瓦特的功率，或者用于给电池充电(如果有的话)。在该示例实施例中，流体接收中心30经由至少一个流体接收管道31与供应管道21连接，并且流体计量构件40被设置在供应管道21和流体接收管道31之间。在该实施例中，自发电源50也是一温差发电电源，其被设置为，与环境空气温度相比，基于供应管道21内的流体和流体接收管道31之间的温差来发电，从而为流体计量构件40提供动力用于连续操作。

在一实施例中，如图2B所示，自发电电源50为水电池电源80，其具备多个用于发电的盛水容器，从而为流体计量构件40提供连续操作的动力。该水电池电源80通过简单地连接多个含有自来水的隔离室，形成用于发电的电池。

在另一实施例中，如图2C所示，自发电电源50为涡轮发电电源90，其发电从而为流体计量构件40提供连续操作的动力。在进一步的实施例中，如图2D所示，涡轮发电电源90和温差发电电源70组合在一起发电，从而为流体计量构件40提供连续操作的动力。

在又一个实施例中，如图2E所示，自发电电源50为无线电频谱发电电源100，其发电从而为流体计量构件40提供连续操作的动力。该无线电频谱电源100通过空中的环境无线电信号发电。

在一实施例中，系统10还包括一可充电电池(未示出)，用于存储由任意或全部自发电电源50产生的能量。

所有的自发电电源，例如涡轮发电方法和/或无线电频谱方法和/或水电池方法和/或温差发电方法，均可以根据用户的偏好选用。具体的，在本流体计量构件40中使用的涡轮发电电源90是传统使用的涡轮发电方法的改进。如在名称为“水计量系统和方法”的专利WO2014100496中所描述的，在传统的涡轮发电机中，由于将水流分成两个或更多个水流入口，使用一些现有的涡轮机将导致水压不可接受的下降。我们的内部研究表明，如在WO2014100496中所描述的，一些水/流体流量器即使不将水流分成两个或多个入口，也可以工作。大多数传统的涡轮发电系统使用限制性射流和涡轮机，这大大降低了水计量器的压力并且在其内部产生了不可接受的阻塞风险。在本发明的水/流体系统中使用的涡轮发电系统，是可以连续提供可接受的水压的现成的发电机。

在进一步的实施例中，使用外部电源来向水/流体计量系统供电。这种实施例的例子，通过与系统10相关联的流体管理系统1000的方式，在图4中描述。流体管理系统1000包括流体流动装置1100，电源管理装置1200和处理装置1300。流体流动装置1100包括：经由供给管线21从至少一个流体供应中心20到至少一个流体接收中心30的连接。该流动装置具备至少一个连接到供应管道21的流体计量构件，例如，流体计量装置40。此外，电源管理装置1200与流体流动装置1100相连接，以使流体能够流动。电源管理装置1200包括至少一个发电电源1210和一个由发电电源1210充电的可充电电池1220。进一步的，处理装置1300包括一实时时钟1310，并且其连接到流体流动装置1100用于接收多个收据，并连接到电源管理装置1200以被供电。实时时钟1310适用于对事件进行事件标记和并唤醒处理装置以实时发送多个数据。

在流体管理系统1000的这种实施例中，电源管理装置1200包括，与电源管理模块相关联的发电系统。进一步的，电源管理模块用于给电池1220充电，并且优化可充电电池的使用。此外，本领域众所周知的是，对电池进行连续“滴流”充电会缩短电池的使用寿命，并随着时间的推移降低其存储容量。在传统的水/流体计量系统中，这是一个问题，因为水在一天中定期流动。在本系统10和1000中，超级电容器(SuperCap)1230被用于系统中以利用大部分可用能量而不会连续排空电池。

而且，在这样的实施例中，可选的，将实时时钟1310并入系统中。实时时钟1310用于对事件进行时间标记，并在预定时间“唤醒”电子设备，例如，发送一个每日仪表读数。

而且，在这样的实施例中，可选的，系统10和1000包括显示器或屏幕1320。显示器1320用于显示水计量器的正常的“总量”计量值和其状态。

此外，可选的，数据收集模块/水测量模块与系统1000一起使用，用于测量所使用的水的总量。

此外，在进一步的示例实施例中，提供了一个水测量单元，其能够与实时时钟1310可通信的连接。进一步的，实时时钟1310和水测量单元一起，计算单位时间的水流量以及一天的持续时间。

另外，在其他的示例实施例中，系统10和1000包括用于相应目的的各种收发器和通信介质。

进一步的，在又一示例实施例中，收发器与数据收集模块和远程服务器可通信的连接。进一步的，收发器通过通信介质，传输和接收数据。

在其他示例实施例中，提供了一远程服务器，用于接收来自数据收集模块的信息。此外，远程服务器包括处理器和存储器。

进一步的，处理器(远程处理器)处理从数据收集模块接收到的信息，并且基于存储在存储器中的信息，在任何泄露或过流的情况下，处理器命令水计量器关闭水流。此外，处理器还远程校准智能水计量器，以识别其他各种事件，例如阈值容量的改变等。

在其他示例实施例中，提供了水封单元(未示出)。在这种水封单元中，水流并没有被完全关闭，只是通过限制流速或者将每天的总量限制到固定量(或两者的组合)，来限制水流量。

在进一步的示例实施例中，提供了一智能系统。系统10或1000也可以充当智能系统。智能系统可选的包括一用于自我训练的人工神经网络(ANN)模块。自我训练的智能系统可识别单独事件(冲厕，淋浴，洗衣机转动等)，并自动启动相关行动，例如但不限于，报告事件，限制流速或限制每天的总量等。智能系统能够测量很小体积的使用量(例如100ml)，并将数据发送回服务器，使得公司能够首次以事件识别所需的粒度级别表征流量模式。流量和其他数据的定期传输是一个耗能过程，这是现有智能仪表不以这种粒度级别传输数据的主要原因。示例性实施中的事件识别基于初始流速和持续时间，稳定的流速和持续时间加上事件期间的总水量。

这种智能流体计量系统，在如图5所示的实施例中，用数字2000表示，包括一个或多个供应管道2010，一个或多个收发器2020和一个人工神经网络(ANN)2030。供应管道2010用于向用户供应流体。进一步的，收发器2020与供应管道2010相连接，以识别用户端的多个单独事件2040。人工神经网络(ANN)2030与一个或多个收发器2020无线连接，以接收与多个单独事件相关的数据，以在用户端处理并自动启动或命令相关行动。多个单独事件2040至少是冲厕，淋浴，洗衣机转动等。此外，用户端的相关行动至少是，向用户报告每个单独事件2040的状态，或者在冲厕或淋浴或洗衣机每次转动中使用流体出现故障时限制流速，或限制每天用于冲厕或淋浴或洗衣机每次转动中使用的流体的总量等。

在一实施例中，收发器2020和人工神经网络(ANN)2030被设置为，用于测量用户端流体流量的最小值，以在用户端第一次以事件识别所需的粒度级别表征流体的流动模式。事件识别基于用户端流体的初始流量和用户端流体流量的持续时间。事件识别进一步基于用户端处的稳定流速和流体流动的持续时间加上事件期间的总水量。

在一实施例中，提供了一智能流体计量方法。该方法包括：

经由一个或多个供应管道2010向用户供应流体；

通过连接到一个或多个供应管道2010的一个或多个收发器2020，识别用户端的多个单独事件；并且

通过与一个或多个收发器2020无线连接的人工神经网络(ANN)2030，接收与多个单独事件相关的数据，并在用户端处理和自动启动或命令相关动作。

在一实施例中，通过配置收发器和人工神经网络ANN2030接收与多个事件相关的数据包括，测量用户端的流体流量的最小值，以在用户端首次以事件识别所需的粒度级别表征流体的流动模式。

在一实施例中，提供了一种智能水计量方法。该方法包括以下步骤：

经由至少一个供应管道21，使流体从至少一个流体供应中心20流到至少一个流体接收中心30；

通过流体计量构件40，收集与通过供应管道21的供应流体相关的多个数据，并将其发送到网络上；

自供电的流体计量构件40连接到供应管道21上，以连续进行数据的收集和发送；以及

接收与通过供应管道的供应流体相关的多个数据，并处理所述数据以采取相应行动。

自供电步骤进一步包括通过温差发电电源70对流体计量构件进行热充电。所述温差发电电源70包括：

贯通管71，所述贯通管71在其两相对端部71a和71b分别设有耦合器72a和72b，且流体能从贯通管71内部流过，且流过其中的流体为冷流体；

散热块73，所述散热块具有用于容纳贯通管71的贯通凹部73a，并感知流体的温度；

散热器元件74，用于感知周围环境的空气温度，环境的空气温度更高；

珀尔帖装置75，所述珀尔帖装置设置在散热块73周围，且被直接与其接触的散热器元件74所覆盖，以感知散热器元件74和贯通管71之间的温差，并将由此产生的热流转换成电压；以及

印制电路板(PCB)76，所述印制电路板设置在散热块73周围，且电耦合到珀尔帖装置75(通过耦合装置77)，将电压供应到流体计量构件40用于连续操作，其中，印制电路板76包括：

自激振荡升压变压器76a和用于信道化电压的初始调节器76b；以及

倍压器76c，根据基于信道化电压的要求，将产生的电压提升到合适的水平。

在另一实施例中，自供电步骤还包括：基于供应管道21中的流体与流体接收中心30的流体接收管道31之间的温差来发电，为流体计量构件40供电以用于连续操作。

应当理解，以上说明旨在说明，而非限制。例如，上面讨论的实施例可以相互结合使用。对于本领域技术人员俩说，在参考以上描述之后，许多其他的实施例将是显而易见的。

应当理解，虽然已经参照特定实施例描述了本发明，但是实施例是说明性的，本发明的保护范围并不仅限于这些实施例。上述实施例的许多变化，修改，添加和改进都是可能的。预期的这些变化，修改，添加和改进落入本发明的范围内。

可以为在此描述的组件，操作或结构提供多个实例作为单个实例。最后，各种组件之间的边界是任意的，特定操作在特定说明性配置的上下文中进行说明。功能的其他分配被设想并且可以落入本发明主题的范围内。通常，在示例性配置中作为独立组件呈现的结构和功能，可以作为一个组合的结构或功能来实现。类似地，呈现为单个组件的结构和功能，可以单独实现。这些和其他变化，修改，添加和改进可落入本发明主题的范围内。

Claims (30)

1.一种流体计量系统，包括：

至少一个流体供应中心，所述流体供应中心具备至少一个供应管道；

至少一个流体接收中心，所述流体接收中心通过供应管道连接到流体供应中心；

至少一个流体计量构件，所述流体计量构件与供应管道相连接，并包括，至少一个流体调节构件，用于调节通过供应管道的流体供应，以及至少一个与流体调节构件相连接的数据收发器，用于收集与通过供应管道的供应流体相关的多个数据；

至少一个自发电电源，所述自发电电源电耦合到流体计量构件，为流体计量构件操作数据提供所需能量；以及

至少一个网络操作中心，所述网络操作中心与数据收发器无线连接，以接收与通过供应管道的供应流体相关的多个数据，处理和交换相关信息或命令至流体供应中心，流体接收中心和流体计量构件中的至少一个。

2.根据权利要求1所述的流体计量系统，其中，所述自发电电源是一种温差发电电源。

3.根据权利要求2所述的流体计量系统，其中所述温差发电电源包括：

在其两相对的端部具有耦合器的贯通管，贯通管使流体从其内部流过，且流过贯通管的流体为冷流体；

传热块，其具有贯通凹部，以容纳所述贯通管，并感知流体的温度；

散热器元件，用于感知周围环境的空气温度，所述环境空气温度更高；

珀尔帖装置，其设置在传热块周围，并且被与其直接接触的散热器元件覆盖，以感知散热器元件和贯通管之间的温差，并将由此产生的热流转换成电压；以及

印制电路板(PCB)，其设置在传热块周围并与珀尔帖装置电耦合，向流体计量构件供电以用于连续操作。

4.根据权利要求3所述的流体计量系统，其中，所述印制电路板PCB包括：

自激振荡升压变压器和用于信道化电压的初始调节器；以及

可选的倍压器，根据基于信道化电压的要求，将产生的电压提升到合适的水平。

5.根据权利要求3所述的流体计量系统，其中，所述温差发电电源包括：

壳体，其被配置为容纳和支撑贯通管，传热块，散热器元件，珀尔帖装置和印制电路板的布置。

6.根据权利要求1所述的流体计量系统，其中，所述流体接收中心通过至少一个流体接收管道与供应管道连接，并且所述流体计量构件设置在供应管道和流体接收管道之间。

7.根据权利要求6所述的流体计量系统，其中，所述自发电电源是一温差发电电源，其被配置为基于供应管道的流体和流体接收管道之间的温差发电，为流体计量构件供电用于连续操作。

8.根据权利要求1所述的流体计量系统，其中，所述自发电电源为一水电池电源，其具备多个用于发电的盛水容器，为流体计量构件供电用于连续操作。

9.根据权利要求2所述的流体计量系统，其中，所述自发电电源为涡轮发电电源，其发电为流体计量构件供电，以用于连续操作。

10.根据权利要求9所述的流体计量系统，其中，涡轮发电电源和温差发电电源组合发电，为流体计量构件供电，以用于连续操作。

11.根据权利要求1所述的流体计量系统，其中，自发电电源为无线电频谱发电电源，其发电为流体计量构件供电，以用于连续操作。

12.根据权利要求1所述的流体计量系统，进一步包括一可充电电池，其用于存储由自发电电源产生的电力。

13.根据权利要求1所述的流体计量系统，其中，网络操作中心包括：

通信收发器，其通过数据收发器接收，与通过供应管道的供应流体相关的多个数据，并发出相关信号或信息；

数据服务器，其用于接收由通信收发器发出的信号或信息，处理和交换相关信息或命令至流体供应中心，流体接收中心和流体计量构件中的至少一个；以及

数据存储器，其用于存储来自数据服务器的数据或信息。

14.根据权利要求1所述的流体计量系统，进一步包括应急中心，其用于接收来自网络操作中心的信息并据此作出回应。

15.一种流体管理系统，包括：

从至少一个流体供应中心经由供应管道到至少一个流体接收中心的流体流动装置，流动装置具备至少一个与供应管道相连接的流体计量构件，所述流体计量构件包括：

至少一个流体调节构件，用于调节通过供应管道的流体的供应，以及

至少一个数据收发器，其与流体调节构件相连接，以收集与通过供应管道的供应流体相关的多个数据；

电力管理装置，其与流体流动装置相连接，以保证流体流动，电力管理装置包括至少一个电源和一个由该电源充电的可充电电池；以及

处理装置，其具备一实时时钟，并与流体流动装置相连接以接收多个数据，与电力管理装置连接以被供电，实时时钟用于对事件进行时间标记，并唤醒处理装置，以发送多个实时数据。

16.一种流体计量方法，包括：

通过至少一个流体供应管道，使流体从至少一个流体供应中心流到至少一个流体接收中心；

通过流体计量构件，收集与通过供应管道的供应流体相关的多个数据，并发送所述数据；

自供电的流体计量构件，其与供应管道相连接，以连续操作收集和发送数据；以及

接收并处理与通过供应管道的供应流体相关的多个数据，并据此采取行动。

17.根据权利要求16所述的流体计量方法，其中自供电包括：

通过温差发电电源对流体计量构件进行热充电，所述温差发电电源包括：

在两相对端部具有耦合器的贯通管，贯通管能使流体从其内部流过，且该流体为冷流体；

散热块，其具备用于容纳所述贯通管的贯通凹部，并感知流体温度；

散热器元件，其适于感知周围环境的空气温度，环境的空气温度更高；

珀尔帖装置，其设置在散热块周围，并由与其直接接触的散热器元件覆盖，以感知散热器元件和贯通管之间的温差，并将由此产生的热流转换成电压；以及

印制电路板(PCB)，其被设置在散热块周围，并与珀尔帖装置电耦合，为流体计量构件提供电压以用于连续操作，其中，印制电路板包括：

自激振荡升压变压器和用于信道化电压的初始调节器；以及

可选的倍压器，根据基于信道化电压的要求，将产生的电压提升到合适的水平。

18.根据权利要求6所述的流体计量系统，其中自供电包括：基于供应管道内的流体和流体接收中心的流体接收管道之间的温差，进行温差发电，为流体计量构件供电用于连续操作。

19.一种智能流体计量系统，包括：

用于向用户供应流体的一个或多个供应管道；

与一个或多个供应管道相连接的一个或多个收发器，以识别用户端的多个单独事件；以及

人工神经网络(ANN)，其与一个或多个收发器无线连接，以接收与多个单独事件相关的数据，处理并自动启动或命令用户端的相关行动。

20.根据权利要求19所述的智能流体计量系统，其中，所述的多个单独事件至少是冲厕，淋浴，洗衣机转动等。

21.根据权利要求20所述的智能流体计量系统，其中，所述用户端的相关行动至少是，向用户报告每个单独事件的状态，在冲厕，淋浴或洗衣机每次转动使用流体出现故障时限制流速，或者限制每天用于冲厕或淋浴或洗衣机每次转动中使用的流体总量等。

22.根据权利要求21所述的智能流体计量系统，其中，所述收发器和人工神经网络2030被设置为，用于测量用户端处流体流量的最小值，以在用户端第一次以事件识别所需的粒度水平表征流体的流动模式。

23.根据权利要求22所述的智能流体计量系统，其中，所述事件识别基于用户端处流体的初始流速，和用户端处流体流动的持续时间。

24.根据权利要求23所述的智能流体计量系统，其中，所述事件识别进一步基于，用户端处流体的稳定流速和流动的持续时间，再加上事件期间的总水量。

25.一种智能流体计量方法，包括：

通过一个或多个供应管道向用户供应流体；

通过与一个或多个供应管道相连接的一个或多个收发器，识别用户端的多个单独事件；以及

通过与一个或多个收发器无线连接的人工神经网络(ANN)，接收与多个单独事件相关的数据，处理并自动启动或命令用户端的相关行动。

26.根据权利要求25所述的智能流体计量方法，其中，多个单独事件至少是冲厕，淋浴，洗衣机转动等。

27.根据权利要求26所述的智能流体计量系统，其中，在用户端的相关行为包括：至少向用户报告每个单独事件的状态，当冲厕或淋浴或洗衣机每次转动流体使用出现故障时限制流速；或者限制每天用于冲厕或淋浴或洗衣机每次转动流体使用的总量等。

28.根据权利要求27所述的智能流体计量系统，其中接收与多个事件相关的数据包括：通过收发器和人工神经网络ANN的配置，测量用户端处流体流量的最小值，在用户端首次以事件识别所需的粒度水平表征流体的流动模式。

29.根据权利要求28所述的智能流体计量系统，其中，事件识别是基于用户端处流体的初始流速，以及用户端处流体流动的持续时间。

30.根据权利要求28所述的智能流体计量系统，其中，事件识别进一步基于用户端处稳定的流速和流体流动的持续时间，再加上事件期间的总水量。