CN110597200A - 一种基于物联传感的供水信息分析方法和系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种基于物联传感的供水信息分析方法和系统。该方法包括：在用水设备供水管道和建筑物供水入口管道设置物联传感装置；物联传感装置对建筑物供水情况进行水流监控、数据发送、控制水流；在建筑物内设置供水数据处理装置，接收物联传感装置发送的供水情况，并进行数据分析，得到供水状态信息；当供水状态信息出现异常时，供水数据处理装置计算得出异常区域和处理策略，并向物联传感装置发送控制指令，进行供水控制。本申请实施例的一种基于物联传感的供水信息分析方法及系统，通过结合物联传感技术和供水业务特点，提高了供水控制的准确度和效率。

Description

一种基于物联传感的供水信息分析方法和系统

技术领域

本申请涉及物联网及供水控制领域，尤其涉及一种基于物联传感的供水信息分析方法和系统。

背景技术

物联网也称传感网，是指通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。传统的供水控制过程中，一般只是简单的人工将供水数据发回控制端进行控制，当发现功能水出现故障时，水资源已经大量浪费；而且，对于建筑物业主来说，不能实时掌握建筑物供水情况，而且，对于经常出差或是长期离开建筑物的业主而言，更需要实时掌握建筑物的供水情况，如果仍然停留在人工监测的水平，必然影响业主的入住体验，也严重影响了供水控制的效率。因此，可以考虑改进基于物联传感的供水信息分析方法及系统。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提出一种基于物联传感的供水信息分析方法和系统，降低物联传感控制任务处理延时，解决目前供水管理过程中数据处理效率低、准确度不高的技术问题。

基于上述目的，本申请提出了一种基于物联传感的供水信息分析方法，包括：

在用水设备供水管道和建筑物供水入口管道设置物联传感装置；该物联传感装置对建筑物供水情况进行水流监控、数据发送、控制水流；

在建筑物内设置供水数据处理装置，接收该物联传感装置发送的供水情况，并进行数据分析，得到供水状态信息；

当该供水状态信息出现异常时，该供水数据处理装置计算得出异常区域和处理策略，并向该物联传感装置发送控制指令，进行供水控制。

在一种实施例中，该方法还包括：

在建筑物出水口设置该物联传感装置；

出水口的物联传感装置对建筑物排水进行监控，并向该供水数据处理装置发送出水数据；

当建筑物的出水量与入水量出现异常比例时，供水数据处理装置对全部物联传感装置进行轮询式检查，根据所述检查结果向入口处的物联传感装置发送控制指令。

在一些实施例中，该方法还包括：

当供水状态信息出现异常时，供水数据处理装置生成处理建议，并将供水状态信息和处理建议发送至管理人员；

通过正态分布进行异常的检测，正态分布的误差计算公式为：

其中，σ_i为标准差，x为输入数据集，x_i为x中的第i个数据，μ_i为均值，当p(x)小于指定值时，判定为出现异常。

在一些实施例中，进行数据分析，包括：

供水数据处理装置发出控制指令后，物联传感装置持续监控全部用水设备供水管道和建筑物供水入口管道，得到供水控制效果，并将供水控制效果发送至供水数据处理装置；

供水处理装置根据供水控制效果，产生供水修正指令，并发送至物联传感装置。

在一些实施例中，供水数据处理装置计算得出异常区域和处理策略，包括：

在供水数据处理装置中设置有处理策略查找表，根据异常区域的不同出水状况，通过查找处理策略查找表得到处理策略。

在一些实施例中，进行数据分析，包括：

根据建筑物不同供水状态的历史供水数据，建立供水训练模型；

对供水训练模型进行训练，直至供水训练模型进入稳态；

将建筑物供水数据导入供水训练模型，判断是否出现供水异常。

基于上述目的，本申请还提出了一种基于物联传感的供水信息分析系统，包括：

物联传感模块，用于在用水设备供水管道和建筑物供水入口管道设置物联传感装置；物联传感装置对建筑物供水情况进行水流监控、数据发送、控制水流；

数据处理模块，用于在建筑物内设置供水数据处理装置，接收物联传感装置发送的供水情况，并进行数据分析，得到供水状态信息；

异常检测模块，用于当供水状态信息出现异常时，供水数据处理装置计算得出异常区域和处理策略，并向物联传感装置发送控制指令，进行供水控制。

在一些实施例中，系统还包括：

排水监测模块，用于执行以下步骤：

在建筑物出水口设置物联传感装置；

出水口的物联传感装置对建筑物排水进行监控，并向供水数据处理装置发送出水数据；

当建筑物的出水量与入水量出现异常比例时，供水数据处理装置对全部物联传感装置进行轮询式检查，根据检查结果向物联传感装置发送控制指令。

在一些实施例中，系统还包括：

结果发送模块，用于执行以下步骤：

当供水状态信息出现异常时，供水数据处理装置生成处理建议，并将供水状态信息和处理建议发送至管理人员。

在一些实施例中，数据处理模块，包括：

反馈单元，用于供水数据处理装置发出控制指令后，物联传感装置持续监控全部用水设备供水管道和建筑物供水入口管道，得到供水控制效果，并将供水控制效果发送至供水数据处理装置；

指令单元，用于供水处理装置根据供水控制效果，产生供水修正指令，并发送至物联传感装置。

附图说明

在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本发明公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本发明范围的限制。

图1示出根据本发明实施例的基于物联传感的供水信息分析方法的流程图。

图2示出根据本发明实施例的基于物联传感的供水信息分析方法的流程图。

图3示出根据本发明实施例的基于物联传感的供水信息分析系统的构成图。

图4示出根据本发明实施例的基于物联传感的供水信息分析系统的构成图。

图5示出根据本发明实施例的数据处理模块的构成图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

图1示出根据本发明实施例的基于物联传感的供水信息分析方法的流程图。如图1所示，该基于物联传感的供水信息分析方法包括：

步骤S11、在用水设备供水管道和建筑物供水入口管道设置物联传感装置；该物联传感装置对建筑物供水情况进行水流监控、数据发送、控制水流；

举例来说，用水设备供水管道包括水龙头、饮水器、净水器等用水设备，建筑物供水入口可以包括建筑单元(例如房间、入户口等)的水闸，也可以包括整个建筑物的总水闸。通过对建筑物的这些部位安装物联传感装置，可以实时获得这些关键部位的水流情况。其中，水流监控包括时间维度上指定时间的供水情况，也包括供水管道的水压、水质等供水参数；通过实时的通信设备，可以将数据发送至供水数据处理装置，也可以实时地接收来自供水数据处理装置发送来的操作指令；通过控制水流功能可以对建筑物的指定部位进行实时的工作操作，例如切断水源供应，管道加压或减压等供水控制操作，从而在供水出现故障时，通过供水数据处理中心可以远程进行供水控制操作，无需操作人员进行复杂的供水控制排查和操作。

供水数据处理中心与物联传感装置之间可以通过既有的社区网络，如局域网、无线网、互联网等网络设备进行连接，也可以通过自行组建的网络进行连接，还可以通过信号发射装置，直接进行点对点的数据传输。

步骤S12、在建筑物内设置供水数据处理装置，接收该物联传感装置发送的供水情况，并进行数据分析，得到供水状态信息。

具体来说，根据建筑物的规模，可以设置一个或多个供水数据处理装置。例如，当社区或办公区建筑物较多，用水管道密集的情况下，可以设置多个供水数据处理装置，多个供水数据处理装置可以独自运行，例如每个供水数据处理装置管理一个建筑物或一片区域内的用水情况；而且，多个供水数据处理装置可以通过网络进行连接，供水数据装置之间可以通过云存储、云计算等多种方式共享存储资源和计算资源。

另一方面，为了使个人用户能够廉价使用供水数据处理装置，也可以提供个人用户使用的便携版本。便携版本中，供水数据处理装置可以仅仅针对一个建筑物，通过本地采集、本地分析的模式进行指定建筑物的供水数据处理。例如，对于居住的平房用户而言，由于住房环境的特殊情况，很多供水管道都处于杂乱状态，因此，可以通过供水数据处理装置，在平房供水管道的关键部位设置物联传感装置，在平房中设置供水数据处理装置，仅对整个平房的供水情况进行分析、处理、提醒。便携版本的供水数据处理装置中可以仅仅设置基础的数据存储、分析功能，不进行共享式的大数据分析，而且由于数据存储空间的限制，历史供水数据将定期进行清理，从而保证成本的最优化。

在一种实施方式中，数据分析可以采用目前大量使用的数据挖掘方法，例如机器学习、支持向量机、奇异值分析等数据挖掘方法。对供水的历史数据也进行存储，便于支持站在更加整体的角度对建筑物长期供水情况进行分析。，而且，数据分析可以根据实际数据分析的情况，采用一种或多种数据挖掘方法进行，最后对各种数据挖掘得出的结果进行比对，并以图表的方式呈现给用户，方便用户更加直观地理解数据分析的结果。

步骤S13、当该供水状态信息出现异常时，该供水数据处理装置计算得出异常区域和处理策略，并向该物联传感装置发送控制指令，进行供水控制。

具体来说，对整个供水网络的数据分析后，可以判断出哪些区域处于异常供水状态，并依据异常供水的漏水量、水压等供水参数，通过模型训练的形式(例如，人工智能、深度学习等方法)，得出针对特定异常供水特征的供水处理策略。同时，还可以将供水异常和得出的处理策略同事发送给用户或管理人员，由管理人员判断该处理策略是否需要人工干预。

图2示出根据本发明实施例的基于物联传感的供水信息分析方法的流程图。如图2所示，该基于物联传感的供水信息分析方法还包括：

在一种实施方式中，该方法还包括：

步骤S14、在建筑物出水口设置该物联传感装置；

出水口的物联传感装置对建筑物排水进行监控，并向该供水数据处理装置发送出水数据；

当建筑物的出水量与入水量出现异常比例时，供水数据处理装置对全部物联传感装置进行轮询式检查，根据所述检查结果向入口处的物联传感装置发送控制指令。

具体来说，建筑物如果出现了供水异常，漏出来的水肯定会需要排放出去，因此，可以通过在出水口设置物联传感装置的方式，更加全面、准确地判定建筑物是否存在供水异常。

例如，建筑物的入水量和出水量明显出现过高或过低时，建筑物内就有可能存在供水异常。排水量过大，说明进水计量设备存在异常情况；排水量过小，说明供水可能淤积在建筑物内。此时，供水数据处理装置可以通过对全部物联传感装置进行一次拉网式排查(即轮询式检查)，确定建筑物内具体哪个部位出现了异常情况。

步骤S15、当供水状态信息出现异常时，供水数据处理装置生成处理建议，并将供水状态信息和处理建议发送至管理人员；

通过正态分布进行异常的检测，正态分布的误差计算公式为：

其中，σ_i为标准差，x为输入数据集，x_i为x中的第i个数据，μ_i为均值，当p(x)小于指定值时，判定为出现异常。

可以看出，一般正常供水的情况下，供水情况是符合正态分布的。当供水出现异常情况时，水流状态将落入正态分布的两个极端。

在一种实施方式中，进行数据分析，包括：

供水数据处理装置发出控制指令后，所述物联传感装置持续监控全部所述用水设备供水管道和所述建筑物供水入口管道，得到供水控制效果，并将所述供水控制效果发送至所述供水数据处理装置；

所述供水处理装置根据所述供水控制效果，产生供水修正指令，并发送至所述物联传感装置。

在一些实施例中，供水数据处理装置计算得出异常区域和处理策略，包括：

在供水数据处理装置中设置有处理策略查找表，根据异常区域的不同出水状况，通过查找处理策略查找表得到处理策略。

具体来说，处理策略查找表可以通过以下几种方式获得：首先，通过供水控制经典模型得出的供水策略，将优先存在于处理策略查找表中；其次，通过对指定建筑物设定历史处理训练模型，针对具体供水故障训练得出的控制策略，也将在处理策略模型中；最后，供水业常用的控制策略也可以作为补充存在于处理策略查找表中。

另外，供水数据处理装置在可以综合采用一种或多种控制策略对供水故障进行控制。同时，供水数据处理装置可以进行模拟运行的方式，通过计算模拟其所采用的一种或多种控制策略的控制效果，通过控制效果决定是否需要对其选定的一种或多种控制策略进行就调整。

在一些实施例中，进行数据分析，包括：

根据建筑物不同供水状态的历史供水数据，建立供水训练模型；

对供水训练模型进行训练，直至供水训练模型进入稳态；

将建筑物供水数据导入供水训练模型，判断是否出现供水异常。

图3示出根据本发明实施例的基于物联传感的供水信息分析系统的构成图。如图3所示，该基于物联传感的供水信息分析系统整体可以分为：

物联传感模块21，用于在用水设备供水管道和建筑物供水入口管道设置物联传感装置；物联传感装置对建筑物供水情况进行水流监控、数据发送、控制水流；

数据处理模块22，用于在建筑物内设置供水数据处理装置，接收物联传感装置发送的供水情况，并进行数据分析，得到供水状态信息；

异常检测模块23，用于当供水状态信息出现异常时，供水数据处理装置计算得出异常区域和处理策略，并向物联传感装置发送控制指令，进行供水控制。

图4示出根据本发明实施例的基于物联传感的供水信息分析系统的构成图。如图4所示，该基于物联传感的供水信息分析系统还包括：

排水监测模块24，用于执行以下步骤：

在建筑物出水口设置物联传感装置；

出水口的物联传感装置对建筑物排水进行监控，并向供水数据处理装置发送出水数据；

当建筑物的出水量与入水量出现异常比例时，供水数据处理装置对全部物联传感装置进行轮询式检查，根据检查结果向物联传感装置发送控制指令。

结果发送模块25，用于执行以下步骤：

当供水状态信息出现异常时，供水数据处理装置生成处理建议，并将供水状态信息和处理建议发送至管理人员。

图5示出根据本发明实施例的数据处理模块的构成图。如图5所示，该数据处理模块22包括：

反馈单元221，用于供水数据处理装置发出控制指令后，物联传感装置持续监控全部用水设备供水管道和建筑物供水入口管道，得到供水控制效果，并将供水控制效果发送至供水数据处理装置；

指令单元222，用于供水处理装置根据供水控制效果，产生供水修正指令，并发送至物联传感装置。

以上模型或系统主要实现前述方法中的所描述的功能，具体实现过程可参照前述方法的描述，此处不再赘述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读存储介质中。所述存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于物联传感的供水信息分析方法，其特征在于，包括：

在用水设备供水管道和建筑物供水入口管道设置物联传感装置；所述物联传感装置对建筑物供水情况进行水流监控、数据发送、控制水流；

在建筑物内设置供水数据处理装置，接收所述物联传感装置发送的供水情况，并进行数据分析，得到供水状态信息；

当所述供水状态信息出现异常时，所述供水数据处理装置计算得出异常区域和处理策略，并向所述物联传感装置发送控制指令，进行供水控制。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在建筑物出水口设置所述物联传感装置；

出水口的所述物联传感装置对建筑物排水进行监控，并向所述供水数据处理装置发送出水数据；

当建筑物的出水量与入水量出现异常比例时，所述供水数据处理装置对全部物联传感装置进行轮询式检查，根据所述检查结果向入口处的所述物联传感装置发送控制指令。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述供水状态信息出现异常时，所述供水数据处理装置生成处理建议，并将所述供水状态信息和所述处理建议发送至管理人员；

通过正态分布进行所述异常的检测，所述正态分布的误差计算公式为：

其中，σ_i为标准差，x为输入数据集，x_i为x中的第i个数据，μ_i为均值，当p(x)小于指定值时，判定为出现异常。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述进行数据分析，包括：

所述供水数据处理装置发出控制指令后，所述物联传感装置持续监控全部所述用水设备供水管道和所述建筑物供水入口管道，得到供水控制效果，并将所述供水控制效果发送至所述供水数据处理装置；

所述供水处理装置根据所述供水控制效果，产生供水修正指令，并发送至所述物联传感装置。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述供水数据处理装置计算得出异常区域和处理策略，包括：

在所述供水数据处理装置中设置有处理策略查找表，根据所述异常区域的不同出水状况，通过查找所述处理策略查找表得到所述处理策略。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述进行数据分析，包括：

根据建筑物不同供水状态的历史供水数据，建立供水训练模型；

对所述供水训练模型进行训练，直至所述供水训练模型进入稳态；

将建筑物供水数据导入所述供水训练模型，判断是否出现供水异常。

7.一种基于物联传感的供水信息分析系统，其特征在于，包括：

物联传感模块，用于在用水设备供水管道和建筑物供水入口管道设置物联传感装置；所述物联传感装置对建筑物供水情况进行水流监控、数据发送、控制水流；

数据处理模块，用于在建筑物内设置供水数据处理装置，接收所述物联传感装置发送的供水情况，并进行数据分析，得到供水状态信息；

异常检测模块，用于当所述供水状态信息出现异常时，所述供水数据处理装置计算得出异常区域和处理策略，并向所述物联传感装置发送控制指令，进行供水控制。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

排水监测模块，用于执行以下步骤：

在建筑物出水口设置所述物联传感装置；

出水口的所述物联传感装置对建筑物排水进行监控，并向所述供水数据处理装置发送出水数据；

当建筑物的出水量与入水量出现异常比例时，所述供水数据处理装置对全部物联传感装置进行轮询式检查，根据所述检查结果向所述物联传感装置发送控制指令。

9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

结果发送模块，用于执行以下步骤：

当所述供水状态信息出现异常时，所述供水数据处理装置生成处理建议，并将所述供水状态信息和所述处理建议发送至管理人员。

10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述数据处理模块，还包括：

反馈单元，用于所述供水数据处理装置发出控制指令后，所述物联传感装置持续监控全部所述用水设备供水管道和所述建筑物供水入口管道，得到供水控制效果，并将所述供水控制效果发送至所述供水数据处理装置；

指令单元，用于所述供水处理装置根据所述供水控制效果，产生供水修正指令，并发送至所述物联传感装置。