CN111207881B - 水压监测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提出的一种水压监测系统，包括：水网建模模块、数据接收模块、数据存储模块、末端检测模块、异常巡查模块、源计算模块、水压异常定位模块、温度异常定位模块和异常输出模块。如此，本发明通过巡查末端节点获取异常情况，然后，根据树图逆向检索分析获取水网故障位置，有利于提高水网故障排查效率，并且避免遗漏故障。

Description

水压监测系统
技术领域
本发明涉及水网检测技术领域，尤其涉及一种水压监测系统。
背景技术
农业智能化是计算机科学和自动化发展的必然趋势。水利灌溉作为农业种植的重要因素，智能灌溉一直是农业自动化的重要指标。
现有的智能灌溉，能够实现水阀的自动开关，实现定时灌溉。但是，对于水网的监控，还很不成熟，因为水压难以实施掌控，很难保证灌溉效果。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种水压监测系统。
本发明提出的一种水压监测系统，包括：
水网建模模块，其内部预设有水网模型，并根据水网模型建立树节点模型；
数据接收模块，用于获取树节点模型上各节点的水压和温度
数据存储模块，与数据接收模块连接，用于获取数据接收模块的接收数据并进行存储；
末端检测模块，与数据接收模块连接，用于对数据接收模块接收的各节点中末端节点最新的水压和温度进行巡查，并提取水压或者温度异常的末端节点作为检测对象；
异常巡查模块，分别连接末端检测模块、数据存储模块和水网建模模块；异常巡查模块用于获取末端检测模块提取的检测对象，并用于结合水网模型进行逆向检索获取每一个水压或者温度异常的节点作为异常节点；
源计算模块，其与异常巡查模块和水网建模模块连接，用于根据水网模型提取包含所有异常节点的局部树图，局部树图中还包括每一个异常节点的父节点以及并列节点，同一父节点下的所有子节点称为并列节点；
水压异常定位模块，其与源计算模块连接，用于统计局部树图上各节点的水流量，并用于根据并列节点的水流量之和与父节点水流量的对比判断水压异常位置；
温度异常定位模块，其与源计算模块连接，用于针对每一个局部树图进行逆向检索，获取最接近局部树图根节点的温度异常节点作为目标节点，然后根据目标节点对温度异常位置进行定位；
异常输出模块，其分别连接水压异常定位模块和温度异常定位模块，用于统计水压异常位置和温度异常位置并输出。
优选的，树节点模型上每一个节点均对应水网实体上的一个阀门。
优选的，水网实体上的每一个阀门均为流量阀。
优选的，还包括对应每一个阀门设置的水压传感器和温度传感器，数据接收模块分别连接每一个水压传感器和温度传感器用于获取各节点的水压和温度。
优选的，数据接收模块与各水压传感器和温度传感器均无线连接。
优选的，水压异常定位模块用于针对每一个异常节点，获取异常节点的水压与单位时间内的水流量的比值作为对比值，并获取异常节点的多个并列节点的水压与单位时间内的水流量的比值的均值作为参照值，水压异常定位模块用于根据对比值与参照值的对比结果，从异常节点中选择目标异常节点，并根据目标异常节点获取水压异常位置。
优选的，水压异常模块内预设有浮差值，水压异常模块用于获取对比值与参照值的差值绝对值大于浮差值的异常节点作为目标异常节点。
优选的水压异常定位模块，用于针对目标异常节点，获取该异常节点与其所有并列节点在单位时间内的水流量之和作为异常流量和值，获取该异常节点的父节点在单位时间内的水流量作为父节点流量值，获取该异常节点在单位时间内的水流量作为异常流量值，获取该异常节点的所有子节点在单位时间内的水流量总和作为子节点流量和值；水压异常定位模块用于根据异常流量和值与父节点流量值的比较结果以及异常流量值与子节点流量和值的比较结果判断水压异常位置。
优选的，单位时间为1-30s。
优选的，单位时间为3s、5s或者10s。
本发明提出的一种水压监测系统，末端检测模块内根据水网结构和各末端节点对于的阀门的工作状态预设有各末端节点对于的阀门打开的状态下末端节点对于的温度阈值和水压阈值，末端检测模块用于在周期性循环打开各末端节点对应的阀门，然后获取末端节点的水压和温度，实现末端节点的巡查。异常巡查模块根据水网建模进行逆向检索，即缩小了水网整体排查范围，提高了水网检索效率，并且保证了水网上各节点排查的次序性，有利于避免遗漏异常的水网节点，从而保证在任一末端节点异常时，均可以快速高效精确的获取异常影响范围。
本发明中，源计算模块通过建立局部树图，即收集了异常节点直接相关的父节点，也收集了可作为异常节点参考对象的并列节点，从而为后续异常节点的判断提供了充足的参考依据。如此，通过提取局部树图，有利于突出各异常节点所在的水网区域的影响范围，从而在明确水网异常范围的前提下，根据异常节点与周围节点的相关性，快捷高效的对异常节点进行分析。
如此，本发明通过巡查末端节点获取异常情况，然后，根据树图逆向检索分析获取水网故障位置，有利于提高水网故障排查效率，并且避免遗漏故障。且本发明中，对水网进行水压异常排查的同时，还进行温度异常排查，不仅保证了对灌溉水压的实时监控，还保证对灌溉水温的实时监控。
附图说明
图1为本发明提出的一种水压监测系统模块图。
具体实施方式
参照图1，本发明提出的一种水压监测系统，包括：
水网建模模块，其内部预设有水网模型，并根据水网模型建立树节点模型。具体的，本实施方式中，树节点模型上每一个节点均对应水网实体上的一个阀门，阀门包括直通阀和多通阀，且水网实体上的每一个阀门均为流量阀，以便监控水网上各节点的水流量。
数据接收模块，用于获取树节点模型各节点的水压和温度。具体的，本实施方式中，水网中对应每一个阀门均设置有水压传感器和温度传感器，分别用于检测阀门处的水压和水流温度。数据接收模块分别连接每一个水压传感器和温度传感器用于获取各节点的水压和温度。具体的，本实施方式中，数据接收模块与各水压传感器和温度传感器均无线连接。
如此，通过数据接收模块和水压传感器、温度传感器的设置，实现了水网上各节点的水压和温度的自动监控和远程数据采集，实现了对于水网的远程监控。
数据存储模块，与数据接收模块连接，用于获取数据接收模块的接收数据并进行存储，以便对水网的状态数据进行保留，方便后续数据处理和对水网进行追溯。
末端检测模块，与数据接收模块连接，用于对数据接收模块接收的各节点中末端节点最新的水压和温度进行巡查，并提取水压或者温度异常的末端节点作为检测对象。具体的，本实施方式中，末端检测模块内根据水网结构和各末端节点对于的阀门的工作状态预设有各末端节点对于的阀门打开的状态下末端节点对于的温度阈值和水压阈值，末端检测模块用于在周期性循环打开各末端节点对应的阀门，然后获取末端节点的水压和温度，实现末端节点的巡查。
末端检测模块在获取末端节点的水压和温度后，将获取的水压和温度分布与水压阈值和温度阈值比较，并根据比较结果判断末端节点是否异常。具体的，当检测到的水压值与水压阈值的差值超出允差，或者检测到的温度值与温度阈值的差值超出允差，则判断末端节点异常。
异常巡查模块，分别连接末端检测模块、数据存储模块和水网建模模块；异常巡查模块用于获取末端检测模块提取的检测对象，并用于结合水网模型进行逆向检索获取每一个水压或者温度异常的节点作为异常节点。如此，本步骤中，根据水网建模进行逆向检索，即缩小了水网整体排查范围，提高了水网检索效率，并且保证了水网上各节点排查的次序性，有利于避免遗漏异常的水网节点，从而保证在任一末端节点异常时，均可以快速高效精确的获取异常影响范围。
源计算模块，其与异常巡查模块和水网建模模块连接，用于根据水网模型提取包含所有异常节点的局部树图，局部树图中还包括每一个异常节点的父节点以及并列节点，同一父节点下的所有子节点称为并列节点。如此，本步骤中，通过建立局部树图，即收集了异常节点直接相关的父节点，也收集了可作为异常节点参考对象的并列节点，从而为后续异常节点的判断提供了充足的参考依据。如此，本实施方式中，通过提取局部树图，有利于突出各异常节点所在的水网区域的影响范围，从而在明确水网异常范围的前提下，根据异常节点与周围节点的相关性，快捷高效的对异常节点进行分析。
水压异常定位模块，其与源计算模块连接，用于统计局部树图上各节点的水流量，并用于根据并列节点的水流量之和与父节点水流量的对比判断水压异常位置。
具体的，本实施方式中，水压异常定位模块用于针对每一个异常节点，获取异常节点的水压与单位时间内的水流量的比值作为对比值，并获取异常节点的多个并列节点的水压与单位时间内的水流量的比值的均值作为参照值，水压异常定位模块用于根据对比值与参照值的对比结果，从异常节点中选择目标异常节点，并根据目标异常节点获取水压异常位置。本实施方式中，单位时间为1-30s，具体实施时，单位时间可取值3s、5s或者10s。
水压异常定位模块，用于针对目标异常节点，获取该异常节点与其所有并列节点在单位时间内的水流量之和作为异常流量和值，获取该异常节点的父节点在单位时间内的水流量作为父节点流量值，获取该异常节点在单位时间内的水流量作为异常流量值，获取该异常节点的所有子节点在单位时间内的水流量总和作为子节点流量和值；水压异常定位模块用于根据异常流量和值与父节点流量值的比较结果以及异常流量值与子节点流量和值的比较结果判断水压异常位置。
具体的，本实施方式中，当异常流量和值大于或者小于父节点流量值，则判断水压异常位置存在目标异常节点和父节点之间；当异常流量值大于或者小于子节点流量和值，则判断水压异常位置存在目标异常节点所在流道的下方。
本实施方式中，水压异常模块内预设有浮差值，水压异常模块用于获取对比值与参照值的差值绝对值大于浮差值的异常节点作为目标异常节点。本实施方式中，通过筛选目标异常节点，进一步缩小了水压异常位置的锁定范围，从而有利于进一步提高水网排查效率。通过并列节点水压对比的方式筛选目标异常节点，准确率高，且有利于提高目标异常节点的排查和统计效率。
温度异常定位模块，其与源计算模块连接，用于针对每一个局部树图进行逆向检索，获取最接近局部树图根节点的温度异常节点作为目标节点，然后根据目标节点对温度异常位置进行定位。本实施方式中，根据水流单向流动特点，根据局部树图排查温度异常位置，效率高，排查精准。
异常输出模块，其分别连接水压异常定位模块和温度异常定位模块，用于统计水压异常位置和温度异常位置并输出。
以上所述，仅为本发明涉及的较佳的具体实施方式，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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种水压监测系统，其特征在于，包括：
水网建模模块，其内部预设有水网模型，并根据水网模型建立树节点模型；
数据接收模块，用于获取树节点模型上各节点的水压和温度
数据存储模块，与数据接收模块连接，用于获取数据接收模块的接收数据并进行存储；
末端检测模块，与数据接收模块连接，用于对数据接收模块接收的各节点中末端节点最新的水压和温度进行巡查，并提取水压或者温度异常的末端节点作为检测对象；
异常巡查模块，分别连接末端检测模块、数据存储模块和水网建模模块；异常巡查模块用于获取末端检测模块提取的检测对象，并用于结合水网模型进行逆向检索获取每一个水压或者温度异常的节点作为异常节点；
源计算模块，其与异常巡查模块和水网建模模块连接，用于根据水网模型提取包含所有异常节点的局部树图，局部树图中还包括每一个异常节点的父节点以及并列节点，同一父节点下的所有子节点称为并列节点；
水压异常定位模块，其与源计算模块连接，用于统计局部树图上各节点的水流量，并用于根据并列节点的水流量之和与父节点水流量的对比判断水压异常位置；
温度异常定位模块，其与源计算模块连接，用于针对每一个局部树图进行逆向检索，获取最接近局部树图根节点的温度异常节点作为目标节点，然后根据目标节点对温度异常位置进行定位；
异常输出模块，其分别连接水压异常定位模块和温度异常定位模块，用于统计水压异常位置和温度异常位置并输出；
水压异常定位模块用于针对每一个异常节点，获取异常节点的水压与单位时间内的水流量的比值作为对比值，并获取异常节点的多个并列节点的水压与单位时间内的水流量的比值的均值作为参照值，水压异常定位模块用于根据对比值与参照值的对比结果，从异常节点中选择目标异常节点，并根据目标异常节点获取水压异常位置；
水压异常定位模块，用于针对目标异常节点，获取该异常节点与其所有并列节点在单位时间内的水流量之和作为异常流量和值，获取该异常节点的父节点在单位时间内的水流量作为父节点流量值，获取该异常节点在单位时间内的水流量作为异常流量值，获取该异常节点的所有子节点在单位时间内的水流量总和作为子节点流量和值；水压异常定位模块用于根据异常流量和值与父节点流量值的比较结果以及异常流量值与子节点流量和值的比较结果判断水压异常位置。
2.如权利要求1所述的水压监测系统，其特征在于，树节点模型上每一个节点均对应水网实体上的一个阀门。
3.如权利要求2所述的水压监测系统，其特征在于，水网实体上的每一个阀门均为流量阀。
4.如权利要求2所述的水压监测系统，其特征在于，还包括对应每一个阀门设置的水压传感器和温度传感器，数据接收模块分别连接每一个水压传感器和温度传感器用于获取各节点的水压和温度。
5.如权利要求4所述的水压监测系统，其特征在于，数据接收模块与各水压传感器和温度传感器均无线连接。
6.如权利要求1所述的水压监测系统，其特征在于，水压异常模块内预设有浮差值，水压异常模块用于获取对比值与参照值的差值绝对值大于浮差值的异常节点作为目标异常节点。
7.如权利要求1所述的水压监测系统，其特征在于，单位时间为1-30s。
8.如权利要求7所述的水压监测系统，其特征在于，单位时间为3s、5s或者10s。
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