CN112396813A - 一种水表数据分析预警系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水表数据分析预警系统，包括智能水表，用于采集用户的用水量，所述智能水表包括通信装置；数据采集装置，用于采集多个用户水表数据，并向交换机发送多个用户的水表数据；房屋管理子系统，用于采集用户房屋的房屋信息，并上传至交换机；交换机，用于集中多个用户的水表数据和房屋信息，并上传至设备管理平台；设备管理平台，用于接收交换机上传的水表数据和房屋信息进行分析，并根据分析结果向预警设备发送预警指令；预警设备，用于根据设备管理平台下发的预警指令进行预警，并在web终端显示相关预警信息。本发明对小区业主所使用的水量进行数据分析，挖掘出异常用水数据，根据分析结果向安保单位、社区工作者、公安民警提供预警。
Description
技术领域
本发明涉及数据采集分析技术领域，尤其涉及一种水表数据分析预警系统。
背景技术
随着我国经济的发展，老龄化问题日益突出，其中“空巢老人”现象尤其引人关注。2012年10月29日，首届全国智能化养老战略研讨会介绍，空巢老人比例很大，到2050年，我国临终无子女的老年人将达到7900万左右，独居和空巢老年人将占54%以上，空巢老人的养老问题，也再次引发关注。
目前，市场上缺乏一种有效的针对用户用水数据远程抄表系统。虽然现在的水表包括电子水表、机械水表及自动控制水表等等，但是机械式水表的数据采集方式效率低，准确率低下的问题尤为突出，且采用人工抄表周期长，发现问题周期长，历史用水状况无法复原，需耗费大量人力物力解决纠纷。电子水表采集方式又无法将水表数据远程传输管理平台，且无法对用水异常数据进行深度挖掘分析，对异常数据进行预警，反映出用户的住户情况。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种水表数据分析预警系统，能远程采集用户水表数据和房屋状态进行深度挖掘分析，针对异常用水数据进行预警。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种水表数据分析预警系统，包括智能水表、数据采集装置、房屋管理子系统、交换机、设备管理平台和预警设备。
其中，智能水表用于采集用户的用水量，所述智能水表包括通信装置；数据采集装置，用于采集多个用户水表数据，并向交换机发送多个用户的水表数据；房屋管理子系统，用于采集用户房屋的房屋信息，并上传至交换机；交换机，用于集中多个用户的水表数据和房屋信息，并上传至设备管理平台；设备管理平台，用于接收交换机上传的水表数据和房屋信息进行分析，并根据分析结果向预警设备发送预警指令；预警设备，用于根据设备管理平台下发的预警指令进行预警，并在web终端显示相关预警信息，提醒相关人员及时进行处理。
具体的，智能水表还包括流量传感器、存储器、PLC控制器、报警器、蓄电装置和自供发电装置；所述流量传感器用于采集用户用水量，与PLC控制器的输入端连接；所述存储器用于存储用户用水量数据；所述报警器用于进行漏水报警；所述存储器和报警器分别与PLC控制器的输出端连接；所述PLC控制器通过通信装置与数据采集装置建立网络连接，上传水表数据；所述自动发电装置用于将用户水管的水动能转化为电能并存储在蓄电装置中；所述蓄电装置分别与PLC控制器和自供发电装置连接，用于为智能水表提供电量。
具体的，数据采集装置包括数据采集器和数据发送器；所述数据采集器与数据发送器连接，用于接收多个智能水表上传的水表数据；所述数据发送器与交换机的输入端连接，用于传输接收到的多个用户水表数据。
具体的，房屋管理子系统包括房屋管理主机、门禁设备、监控设备、物业管理终端；所述门禁设备用于采集用户门禁开关信息；所述监控设备用于实时采集用户房屋出入口的图像信息；所述物业管理终端用于记录房屋状态和房屋住户信息；所述门禁设备、监控设备和物业管理终端分别与房屋管理主机的输入端连接；所述房屋监控主机的输出端与交换机连接。
具体的，设备管理平台包括数据分析模块、数据比较模块、预警决策模块、数据存储模块和通信模块；所述通信模块用于获取交换机上传的数据，以及；所述数据分析模块用于解析通信模块接收的数据，获得水表数据和房屋状态信息；所述数据比较模块用于根据水表数据和房屋状态信息进行数据比较分析，挖掘出异常用水数据；所述预警决策模块根据异常用水数据生成预警指令，并通过通信模块下发至预警设备进行预警；所述数据存储模块用于存储设备管理平台的运行数据。
具体的，预警决策模块根据异常用水数据生成预警指令过程具体包括：若获取房屋状态为租房状态，将当月累计用量与往月用水数据比较，超过用户月额定流量进行用水量与登记人数疑似不符报警；若获取房屋状态为空房状态，判断当月累用水量与往月用水数据比较，超过0进行空房用水报警；若获取到房屋状态为老人用户独居状态，判断48小时内的累计流量与以往48小时的用水量记录数据比较，超过48小时用水记录无变化，则进行空巢老人预警；若获取房屋状态为空房状态，从用水量第一个不为0的时间点开始记录点位数据并计算点位标准差，到最后一个不为0时间点结束，如果不为0的时间点位数据占比超过70%且点位标准差小于1，则进行漏水预警。
本发明的有益效果：本发明能远程采集用户的用水数据和房屋的使用状态，并根据实际房屋的使用状态对用户的用水量进行数据挖掘分析，当发现用户的用水量数据出现异常时，能根据实际的用水异常数据生成对应的预警指令下发至预警设备进行预警，可以对用户住房人数和生活状况进行判断分析，节约人力成本。
附图说明
图1是本发明的设备原理框图。
图2是本发明的系统数据采集流程示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
本实施例中，如图1和图2所示，一种水表数据分析预警系统，包括智能水表、数据采集装置、房屋管理子系统、交换机、设备管理平台和预警设备。
其中，智能水表用于采集用户的用水量，智能水表包括通信装置。数据采集装置，用于采集多个用户水表数据，并向交换机发送多个用户的水表数据；房屋管理子系统，用于采集用户房屋的房屋信息，并上传至交换机；交换机，用于集中多个用户的水表数据和房屋信息，并上传至设备管理平台；设备管理平台，用于接收交换机上传的水表数据和房屋信息进行分析，并根据分析结果向预警设备发送预警指令；预警设备，用于根据设备管理平台下发的预警指令进行预警，并在web终端显示相关预警信息，提醒相关人员及时进行处理。图2中，系统利用多个用户的智能水表和数据采集装置构成水表采集服务集群，通过集群方式采集多个用户的智能水表数据，其中智能水表与数据采集装置之间可通过TCP协议进行设备连接，智能水表定时向设备管理平台发送水表基础数据。此外本系统还可以和外界用户用水设备平台对接，采用HTTP接口协议主动定时拉取水表数据到本系统中进行分析，或外界用户用水设备平台采取主动推送的方式进行数据推送，从而获取外界用户用水平台的水表数据。系统的设备管理平台对获取到的水表数据进行分析，并将原数据和分析数据入库存储到数据库集群中。
其中，本发明的通信装置采用无线WIFI进行通信，可在每个楼层设置相应的数据采集装置采集每一层用户的智能水表数据。在本发明的其他实施例中，还可采用如蓝牙、NB通信等方式进行无线通信。
本发明中，智能水表还包括流量传感器、存储器、PLC控制器、报警器、蓄电装置和自供发电装置。流量传感器用于采集用户用水量，与PLC控制器的输入端连接；存储器用于存储用户用水量数据；报警器用于进行漏水报警；存储器和报警器分别与PLC控制器的输出端连接；PLC控制器通过通信装置与数据采集装置建立网络连接，上传水表数据；自动发电装置用于将用户水管的水动能转化为电能并存储在蓄电装置中；蓄电装置分别与PLC控制器和自供发电装置连接，用于为智能水表提供电量。其中，本发明的自供发电装置采用管道式的水量发电机，在用户用水时，利用水流动的势能转换为电能，从而对蓄电装置供电。蓄电装置采用锂电池进行储电。此外，本发明其它实施例中，若智能水表处于室外，自供电装置还可采用太阳能发电板进行自供电，利用太阳能来对蓄电装置进行充电。
数据采集装置包括数据采集器和数据发送器；数据采集器与数据发送器连接，用于接收多个智能水表上传的水表数据；数据发送器与交换机的输入端连接，用于传输接收到的多个用户水表数据。
房屋管理子系统包括房屋管理主机、门禁设备、监控设备、物业管理终端。门禁设备用于采集用户门禁开关信息，可采用人脸识别设备、密码锁、声纹锁等。监控设备用于实时采集用户房屋出入口的图像信息，可采用具有人脸识别的AI摄像头或红外摄像头等设备；物业管理终端用于记录房屋状态和房屋住户信息，可设置于物业管理处，物业管理人员可在终端上登记录入小区住户信息。门禁设备、监控设备和物业管理终端分别与房屋管理主机的输入端连接；房屋监控主机的输出端与交换机连接，将门禁设备、监控设备和物业管理终端采集的信息分别上传至设备管理平台进行分析。
设备管理平台包括数据分析模块、数据比较模块、预警决策模块、数据存储模块和通信模块；通信模块用于获取交换机上传的数据，以及；数据分析模块用于解析通信模块接收的数据，获得水表数据和房屋状态信息；数据比较模块用于根据水表数据和房屋状态信息进行数据比较分析，挖掘出异常用水数据；预警决策模块根据异常用水数据生成预警指令，并通过通信模块下发至预警设备进行预警；数据存储模块用于存储设备管理平台的运行数据。此外，本发明的通信模块还可以向其它平台系统发送预警信息，如安保单位、社区工作者、公安民警提供预警信息。
预警决策模块根据异常用水数据生成预警指令过程具体包括：1、若获取房屋状态为租房状态，将当月累计用量与往月用水数据比较，超过用户月额定流量进行用水量与登记人数疑似不符报警。当月累计用量为居住人数和单人月额定流量的乘积决定。
2、若获取房屋状态为空房状态，判断当月累用水量与往月用水数据比较，超过0进行空房用水报警。
3、若获取到房屋状态为老人用户独居状态，判断48小时内的累计流量与以往48小时的用水量记录数据比较，超过48小时用水记录无变化，则进行空巢老人预警。
4、若获取房屋状态为空房状态，从用水量第一个不为0的时间点开始记录点位数据并计算点位标准差，到最后一个不为0时间点结束，如果不为0的时间点位数据占比超过70%且点位标准差小于1，则进行漏水预警。
本发明的一个实施例中，当空巢老人独居在小区时，本系统能实时采集老人的用水量数据和门禁开关记录，当发现老人在家用水量在48小时内无变化时，则判断用水数据异常，且通过数据没有获取到老人相应的门禁开关记录时，系统自动判断老人发生意外状况，并向小区物业或社区工作者发生预警信息，通知相关人员上门进行排查，以确保老人的人身安全。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种水表数据分析预警系统，其特征在于，包括
智能水表，用于采集用户的用水量，所述智能水表包括通信装置；
数据采集装置，用于采集多个用户水表数据，并向交换机发送多个用户的水表数据；
房屋管理子系统，用于采集用户房屋的房屋信息，并上传至交换机；
交换机，用于集中多个用户的水表数据和房屋信息，并上传至设备管理平台；
设备管理平台，用于接收交换机上传的水表数据和房屋信息进行分析，并根据分析结果向预警设备发送预警指令；
预警设备，用于根据设备管理平台下发的预警指令进行预警，并在web终端显示相关预警信息，提醒相关人员及时进行处理。
2.根据权利要求1所述的一种水表数据分析预警系统，其特征在于，所述智能水表还包括流量传感器、存储器、PLC控制器、报警器、蓄电装置和自供发电装置；所述流量传感器用于采集用户用水量，与PLC控制器的输入端连接；所述存储器用于存储用户用水量数据；所述报警器用于进行漏水报警；所述存储器和报警器分别与PLC控制器的输出端连接；所述PLC控制器通过通信装置与数据采集装置建立网络连接，上传水表数据；所述自动发电装置用于将用户水管的水动能转化为电能并存储在蓄电装置中；所述蓄电装置分别与PLC控制器和自供发电装置连接，用于为智能水表提供电量。
3.根据权利要求1所述的一种水表数据分析预警系统，其特征在于，所述数据采集装置包括数据采集器和数据发送器；所述数据采集器与数据发送器连接，用于接收多个智能水表上传的水表数据；所述数据发送器与交换机的输入端连接，用于传输接收到的多个用户水表数据。
4.根据权利要求1所述的一种水表数据分析预警系统，其特征在于，所述房屋管理子系统包括房屋管理主机、门禁设备、监控设备、物业管理终端；所述门禁设备用于采集用户门禁开关信息；所述监控设备用于实时采集用户房屋出入口的图像信息；所述物业管理终端用于记录房屋状态和房屋住户信息；所述门禁设备、监控设备和物业管理终端分别与房屋管理主机的输入端连接；所述房屋监控主机的输出端与交换机连接。
5.根据权利要求1所述的一种水表数据分析预警系统，其特征在于，所述设备管理平台包括数据分析模块、数据比较模块、预警决策模块、数据存储模块和通信模块；所述通信模块用于获取交换机上传的数据，以及；所述数据分析模块用于解析通信模块接收的数据，获得水表数据和房屋状态信息；所述数据比较模块用于根据水表数据和房屋状态信息进行数据比较分析，挖掘出异常用水数据；所述预警决策模块根据异常用水数据生成预警指令，并通过通信模块下发至预警设备进行预警；所述数据存储模块用于存储设备管理平台的运行数据。
6.根据权利要求5所述的一种水表数据分析预警系统，其特征在于，所述预警决策模块根据异常用水数据生成预警指令过程具体包括：若获取房屋状态为租房状态，将当月累计用量与往月用水数据比较，超过用户月额定流量进行用水量与登记人数疑似不符报警；若获取房屋状态为空房状态，判断当月累用水量与往月用水数据比较，超过0进行空房用水报警；若获取到房屋状态为老人用户独居状态，判断48小时内的累计流量与以往48小时的用水量记录数据比较，超过48小时用水记录无变化，则进行空巢老人预警；若获取房屋状态为空房状态，从用水量第一个不为0的时间点开始记录点位数据并计算点位标准差，到最后一个不为0时间点结束，如果不为0的时间点位数据占比超过70%且点位标准差小于1，则进行漏水预警。
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