CN115061391A - 基于数据处理的水文水资源遥测终端机用能耗管控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于数据处理的水文水资源遥测终端机用能耗管控系统，涉及能耗管控技术领域，解决了现有技术中，遥测终端机在运行过程中无法将能耗进行准确管控的技术问题，将对应遥测终端机进行动态监测分析，判断遥测终端机在运行过程中的实时耗能状态是否合格，从而提高了遥测终端机能耗管控的准确性；将分析对象在静态状态下进行监测分析，判定分析对象在静态状态下的耗能是否正常，从而防止分析对象的在静态状态下的误操作频繁，导致耗能增加，提高了分析对象耗能管控的合格性；将对应分析对象的运行故障进行分析，判定分析对象运行过程中的故障是否正常，从而防止故障异常影响分析对象的监测效率，同时增加了分析对象的运行能耗。

Description

基于数据处理的水文水资源遥测终端机用能耗管控系统

技术领域

本发明涉及能耗管控技术领域，具体为基于数据处理的水文水资源遥测终端机用能耗管控系统。

背景技术

遥测终端集数据采集、传输、存储功能于一体，采用低功耗设计，特别适用于太阳能供电的监测现场，可大大减少太阳能供电成本并降低施工难度，广泛应用于气象、水文水利、地质等行业。遥测终端单元是微处理器控制的，该电子设备接口在物理界中的是通过发布一个分布式控制系统的遥测数据设备，系统是基于控制消息的连接对象来改变系统的。遥测终端通常也叫遥测终端设备，应用在各个领域。

但是在现有技术中，遥测终端机在运行过程中无法将能耗进行准确管控，无法根据其设备的动态运行和静态运行进行分析，以至于能耗管控效果低，且无法对遥测终端机的耗能进行监测。

针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述提出的问题，而提出基于数据处理的水文水资源遥测终端机用能耗管控系统，将对应遥测终端机进行动态监测分析，判断遥测终端机在运行过程中的实时耗能状态是否合格，从而提高了遥测终端机能耗管控的准确性；将分析对象在静态状态下进行监测分析，判定分析对象在静态状态下的耗能是否正常，从而防止分析对象的在静态状态下的误操作频繁，导致耗能增加，提高了分析对象耗能管控的合格性；将对应分析对象的运行故障进行分析，判定分析对象运行过程中的故障是否正常，从而防止故障异常影响分析对象的监测效率，同时增加了分析对象的运行能耗。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

基于数据处理的水文水资源遥测终端机用能耗管控系统，包括服务器，服务器通讯连接有：

动态监测分析单元，用于将对应遥测终端机进行动态监测分析，判断遥测终端机在运行过程中的实时耗能状态是否合格，将遥测终端机标记为分析对象，通过分析获取到分析对象的动态监测分析系数，将动态监测分析系数比较生成动态监测异常信号和动态监测正常信号，并将其发送至服务器；

静态监测分析单元，用于将分析对象在静态状态下进行监测分析，判定分析对象在静态状态下的耗能是否正常，将分析对象不主动运行且在勘测数据浮动时进行勘测的运行状态标记为静态状态，且静态状态用于分析对象的无勘测任务；勘测数据表示为遥测终端机的勘测参数，如勘测的水位、流速；通过分析生成静态监测异常信号和静态监测正常信号，并将其发送至服务器；

运行故障分析单元，用于将对应分析对象的运行故障进行分析，判定分析对象运行过程中的故障是否正常，通过分析生成运行故障异常信号和运行故障正常信号，并将其发送至服务器；

管控效果分析单元，用于将对应分析对象进行能耗管控的效果进行分析，对分析对象能耗进行监测的同时判定能耗管控是否合格，通过管控效果分析生成耗能管控不合格信号和耗能管控合格信号，并将其发送至服务器。

作为本发明的一种优选实施方式，动态监测分析单元的运行过程如下：

采集到运行时间段内不同环境温度下分析对象的启动缓冲时长差值、对应分析对象的数据传输速度差值以及运行时间段内不同环境温度下分析对象内流通电压的浮动值，通过分析获取到分析对象的动态监测分析系数；

将分析对象的动态监测分析系数与动态监测分析系数阈值进行比较：

若分析对象的动态监测分析系数超过动态监测分析系数阈值，则判定对应分析对象的动态监测分析不合格，生成动态监测异常信号并将动态监测异常信号发送至服务器；若分析对象的动态监测分析系数未超过动态监测分析系数阈值，则判定对应分析对象的动态监测分析合格，生成动态监测正常信号并将动态监测正常信号发送至服务器；服务器接收到动态监测正常信号后，则判定对应分析对象运行过程中的能耗分析正常，即分析对象运行能耗不受到环境影响。

作为本发明的一种优选实施方式，静态监测分析单元的运行过程如下：

采集到对应勘测数据未浮动且分析对象进行勘测的操作频率以及对应分析对象在静态状态下设备相邻启动的最短间隔时长，并将其分别与操作频率阈值和最短间隔时长阈值进行比较：

若对应勘测数据未浮动且分析对象进行勘测的操作频率超过操作频率阈值，或者对应分析对象在静态状态下设备相邻启动的最短间隔时长未超过最短间隔时长阈值，则判定对应分析对象的静态监测分析不合格，生成静态监测异常信号并将静态监测异常信号发送至服务器；若对应勘测数据未浮动且分析对象进行勘测的操作频率未超过操作频率阈值，且对应分析对象在静态状态下设备相邻启动的最短间隔时长超过最短间隔时长阈值，则判定对应分析对象的静态监测分析合格，生成静态监测正常信号并将静态监测正常信号发送至服务器。

作为本发明的一种优选实施方式，运行故障分析单元的运行过程如下：

采集到分析对象在运行过程中故障出现到故障维修的间隔时长以及对应分析对象完成维修后故障频率的增加速度，并将其分别与间隔时长阈值和增加速度阈值进行比较：

若分析对象在运行过程中故障出现到故障维修的间隔时长超过间隔时长阈值，或者对应分析对象完成维修后故障频率的增加速度超过增加速度阈值，则判定对应分析对象的运行故障分析不合格，生成运行故障异常信号并将运行故障异常信号发送至服务器；若分析对象在运行过程中故障出现到故障维修的间隔时长未超过间隔时长阈值，且对应分析对象完成维修后故障频率的增加速度未超过增加速度阈值，则判定对应分析对象的运行故障分析合格，生成运行故障正常信号并将运行故障正常信号发送至服务器。

作为本发明的一种优选实施方式，管控效果分析单元的运行过程如下：

采集到分析对象在耗能管控过程中设备本身电流的浮动频率以及分析对象对应耗能降低的幅度，并将分析对象在耗能管控过程中设备本身电流的浮动频率以及分析对象对应耗能降低的幅度分别与浮动频率阈值和降低幅度阈值进行比较：

若分析对象在耗能管控过程中设备本身电流的浮动频率超过浮动频率阈值，或者分析对象对应耗能降低的幅度未超过降低幅度阈值，则判定分析对象的耗能管控效率低，生成耗能管控不合格信号并将耗能管控不合格信号发送至服务器；若分析对象在耗能管控过程中设备本身电流的浮动频率未超过浮动频率阈值，且分析对象对应耗能降低的幅度超过降低幅度阈值，则判定分析对象的耗能管控效率高，生成耗能管控合格信号并将耗能管控合格信号发送至服务器。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明中，将对应遥测终端机进行动态监测分析，判断遥测终端机在运行过程中的实时耗能状态是否合格，从而提高了遥测终端机能耗管控的准确性；将分析对象在静态状态下进行监测分析，判定分析对象在静态状态下的耗能是否正常，从而防止分析对象的在静态状态下的误操作频繁，导致耗能增加，提高了分析对象耗能管控的合格性；将对应分析对象的运行故障进行分析，判定分析对象运行过程中的故障是否正常，从而防止故障异常影响分析对象的监测效率，同时增加了分析对象的运行能耗；将对应分析对象进行能耗管控的效果进行分析，对分析对象能耗进行监测的同时判定能耗管控是否合格，以利于提高了分析对象的工作效率，控制分析对象的能耗成本。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明基于数据处理的水文水资源遥测终端机用能耗管控系统的原理框图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，基于数据处理的水文水资源遥测终端机用能耗管控系统，包括服务器，服务器通讯连接有动态监测分析单元、静态监测分析单元、运行故障分析单元以及管控效果分析单元，其中，服务器与动态监测分析单元、静态监测分析单元、运行故障分析单元以及管控效果分析单元均为双向通讯连接；

服务器生成动态监测分析信号并将动态监测分析信号发送至动态监测分析单元，动态监测分析单元接收到动态监测分析信号后，将对应遥测终端机进行动态监测分析，判断遥测终端机在运行过程中的实时耗能状态是否合格，从而提高了遥测终端机能耗管控的准确性；

将遥测终端机标记为分析对象，设置标号i，i为大于1的自然数，采集到分析对象的运行时间段，采集到运行时间段内不同环境温度下分析对象的启动缓冲时长差值以及对应分析对象的数据传输速度差值，并将运行时间段内不同环境温度下分析对象的启动缓冲时长差值以及对应分析对象的数据传输速度差值分别标记为HCi和SCi；采集到运行时间段内不同环境温度下分析对象内流通电压的浮动值，并将运行时间段内不同环境温度下分析对象内流通电压的浮动值标记为FDi；

通过公式

获取到分析对象的动态监测分析系数Xi，其中，a1、a2以及a3均为预设比例系数，且a1＞a2＞a3＞0；

将分析对象的动态监测分析系数Xi与动态监测分析系数阈值进行比较：

若分析对象的动态监测分析系数Xi超过动态监测分析系数阈值，则判定对应分析对象的动态监测分析不合格，生成动态监测异常信号并将动态监测异常信号发送至服务器，服务器接收到动态监测异常信号后，则判定对应分析对象运行过程中的能耗分析异常，即分析对象运行能耗受到环境影响，将对应分析对象的运行环境进行控制；

若分析对象的动态监测分析系数Xi未超过动态监测分析系数阈值，则判定对应分析对象的动态监测分析合格，生成动态监测正常信号并将动态监测正常信号发送至服务器；服务器接收到动态监测正常信号后，则判定对应分析对象运行过程中的能耗分析正常，即分析对象运行能耗不受到环境影响；

服务器生成静态监测分析信号并将静态监测分析信号发送至静态监测分析单元，静态监测分析单元接收到静态监测分析信号后，将分析对象在静态状态下进行监测分析，判定分析对象在静态状态下的耗能是否正常，从而防止分析对象的在静态状态下的误操作频繁，导致耗能增加，提高了分析对象耗能管控的合格性；

将分析对象不主动运行且在勘测数据浮动时进行勘测的运行状态标记为静态状态，且静态状态用于分析对象的无勘测任务；勘测数据表示为遥测终端机的勘测参数，如勘测的水位、流速等数据；

采集到对应勘测数据未浮动且分析对象进行勘测的操作频率以及对应分析对象在静态状态下设备相邻启动的最短间隔时长，并将对应勘测数据未浮动且分析对象进行勘测的操作频率以及对应分析对象在静态状态下设备相邻启动的最短间隔时长分别与操作频率阈值和最短间隔时长阈值进行比较：

若对应勘测数据未浮动且分析对象进行勘测的操作频率超过操作频率阈值，或者对应分析对象在静态状态下设备相邻启动的最短间隔时长未超过最短间隔时长阈值，则判定对应分析对象的静态监测分析不合格，生成静态监测异常信号并将静态监测异常信号发送至服务器；服务器接收到静态监测异常信号后，判定当前分析对象在静态状态下的耗能异常，则将对应分析对象在静态状态下的勘测操作频率进行控制以及设备相邻启动的最短间隔时长进行增加；

若对应勘测数据未浮动且分析对象进行勘测的操作频率未超过操作频率阈值，且对应分析对象在静态状态下设备相邻启动的最短间隔时长超过最短间隔时长阈值，则判定对应分析对象的静态监测分析合格，生成静态监测正常信号并将静态监测正常信号发送至服务器；

服务器生成运行故障分析信号并将运行故障分析信号发送至运行故障分析单元，运行故障分析单元接收到运行故障分析信号后，将对应分析对象的运行故障进行分析，判定分析对象运行过程中的故障是否正常，从而防止故障异常影响分析对象的监测效率，同时增加了分析对象的运行能耗；

采集到分析对象在运行过程中故障出现到故障维修的间隔时长以及对应分析对象完成维修后故障频率的增加速度，并将分析对象在运行过程中故障出现到故障维修的间隔时长以及对应分析对象完成维修后故障频率的增加速度分别与间隔时长阈值和增加速度阈值进行比较：

可以理解的时，分析对象存在故障的状态运行会降低了数据勘测的效率，增加工作强度使其设备能耗增加；

若分析对象在运行过程中故障出现到故障维修的间隔时长超过间隔时长阈值，或者对应分析对象完成维修后故障频率的增加速度超过增加速度阈值，则判定对应分析对象的运行故障分析不合格，生成运行故障异常信号并将运行故障异常信号发送至服务器，服务器接收到运行故障异常信号后，判定当前分析对象的故障周期异常，即分析对象的运行能耗受到影响，将对应分析对象的故障维修进行管控；

若分析对象在运行过程中故障出现到故障维修的间隔时长未超过间隔时长阈值，且对应分析对象完成维修后故障频率的增加速度未超过增加速度阈值，则判定对应分析对象的运行故障分析合格，生成运行故障正常信号并将运行故障正常信号发送至服务器，服务器接收到运行故障正常信号后，判定当前分析对象的故障周期正常；

服务器生成管控效果分析信号并将管控效果分析信号发送至管控效果分析单元，管控效果分析单元接收到管控效果分析信号后，将对应分析对象进行能耗管控的效果进行分析，对分析对象能耗进行监测的同时判定能耗管控是否合格，以利于提高了分析对象的工作效率，控制分析对象的能耗成本；

采集到分析对象在耗能管控过程中设备本身电流的浮动频率以及分析对象对应耗能降低的幅度，并将分析对象在耗能管控过程中设备本身电流的浮动频率以及分析对象对应耗能降低的幅度分别与浮动频率阈值和降低幅度阈值进行比较：

若分析对象在耗能管控过程中设备本身电流的浮动频率超过浮动频率阈值，或者分析对象对应耗能降低的幅度未超过降低幅度阈值，则判定分析对象的耗能管控效率低，生成耗能管控不合格信号并将耗能管控不合格信号发送至服务器，服务器接收到耗能管控不合格信号后，将对应分析对象的耗能管控进行操作监测，判断实时耗能管控完成操作后分析对象的耗能是否存在变化；

若分析对象在耗能管控过程中设备本身电流的浮动频率未超过浮动频率阈值，且分析对象对应耗能降低的幅度超过降低幅度阈值，则判定分析对象的耗能管控效率高，生成耗能管控合格信号并将耗能管控合格信号发送至服务器。

上述公式均是采集大量数据进行软件模拟得出且选取与真实值接近的一个公式，公式中的系数是由本领域技术人员根据实际情况进行设置；

本发明在使用时，通过动态监测分析单元将对应遥测终端机进行动态监测分析，判断遥测终端机在运行过程中的实时耗能状态是否合格，将遥测终端机标记为分析对象，通过分析获取到分析对象的动态监测分析系数，将动态监测分析系数比较生成动态监测异常信号和动态监测正常信号，并将其发送至服务器；通过静态监测分析单元将分析对象在静态状态下进行监测分析，判定分析对象在静态状态下的耗能是否正常，将分析对象不主动运行且在勘测数据浮动时进行勘测的运行状态标记为静态状态，且静态状态用于分析对象的无勘测任务；通过分析生成静态监测异常信号和静态监测正常信号，并将其发送至服务器；通过运行故障分析单元将对应分析对象的运行故障进行分析，判定分析对象运行过程中的故障是否正常，通过分析生成运行故障异常信号和运行故障正常信号，并将其发送至服务器；通过管控效果分析单元将对应分析对象进行能耗管控的效果进行分析，对分析对象能耗进行监测的同时判定能耗管控是否合格，通过管控效果分析生成耗能管控不合格信号和耗能管控合格信号，并将其发送至服务器。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.基于数据处理的水文水资源遥测终端机用能耗管控系统，其特征在于，包括服务器，服务器通讯连接有：

动态监测分析单元，用于将对应遥测终端机进行动态监测分析，判断遥测终端机在运行过程中的实时耗能状态是否合格，将遥测终端机标记为分析对象，通过分析获取到分析对象的动态监测分析系数，将动态监测分析系数比较生成动态监测异常信号和动态监测正常信号，并将其发送至服务器；

静态监测分析单元，用于将分析对象在静态状态下进行监测分析，判定分析对象在静态状态下的耗能是否正常，将分析对象不主动运行且在勘测数据浮动时进行勘测的运行状态标记为静态状态，且静态状态用于分析对象的无勘测任务；勘测数据表示为遥测终端机的勘测参数，如勘测的水位、流速；通过分析生成静态监测异常信号和静态监测正常信号，并将其发送至服务器；

运行故障分析单元，用于将对应分析对象的运行故障进行分析，判定分析对象运行过程中的故障是否正常，通过分析生成运行故障异常信号和运行故障正常信号，并将其发送至服务器；

管控效果分析单元，用于将对应分析对象进行能耗管控的效果进行分析，对分析对象能耗进行监测的同时判定能耗管控是否合格，通过管控效果分析生成耗能管控不合格信号和耗能管控合格信号，并将其发送至服务器。

2.根据权利要求1所述的基于数据处理的水文水资源遥测终端机用能耗管控系统，其特征在于，动态监测分析单元的运行过程如下：

采集到运行时间段内不同环境温度下分析对象的启动缓冲时长差值、对应分析对象的数据传输速度差值以及运行时间段内不同环境温度下分析对象内流通电压的浮动值，通过分析获取到分析对象的动态监测分析系数；

将分析对象的动态监测分析系数与动态监测分析系数阈值进行比较：

若分析对象的动态监测分析系数超过动态监测分析系数阈值，则判定对应分析对象的动态监测分析不合格，生成动态监测异常信号并将动态监测异常信号发送至服务器；若分析对象的动态监测分析系数未超过动态监测分析系数阈值，则判定对应分析对象的动态监测分析合格，生成动态监测正常信号并将动态监测正常信号发送至服务器；服务器接收到动态监测正常信号后，则判定对应分析对象运行过程中的能耗分析正常，即分析对象运行能耗不受到环境影响。

3.根据权利要求1所述的基于数据处理的水文水资源遥测终端机用能耗管控系统，其特征在于，静态监测分析单元的运行过程如下：

采集到对应勘测数据未浮动且分析对象进行勘测的操作频率以及对应分析对象在静态状态下设备相邻启动的最短间隔时长，并将其分别与操作频率阈值和最短间隔时长阈值进行比较：

若对应勘测数据未浮动且分析对象进行勘测的操作频率超过操作频率阈值，或者对应分析对象在静态状态下设备相邻启动的最短间隔时长未超过最短间隔时长阈值，则判定对应分析对象的静态监测分析不合格，生成静态监测异常信号并将静态监测异常信号发送至服务器；若对应勘测数据未浮动且分析对象进行勘测的操作频率未超过操作频率阈值，且对应分析对象在静态状态下设备相邻启动的最短间隔时长超过最短间隔时长阈值，则判定对应分析对象的静态监测分析合格，生成静态监测正常信号并将静态监测正常信号发送至服务器。

4.根据权利要求1所述的基于数据处理的水文水资源遥测终端机用能耗管控系统，其特征在于，运行故障分析单元的运行过程如下：

采集到分析对象在运行过程中故障出现到故障维修的间隔时长以及对应分析对象完成维修后故障频率的增加速度，并将其分别与间隔时长阈值和增加速度阈值进行比较：

若分析对象在运行过程中故障出现到故障维修的间隔时长超过间隔时长阈值，或者对应分析对象完成维修后故障频率的增加速度超过增加速度阈值，则判定对应分析对象的运行故障分析不合格，生成运行故障异常信号并将运行故障异常信号发送至服务器；若分析对象在运行过程中故障出现到故障维修的间隔时长未超过间隔时长阈值，且对应分析对象完成维修后故障频率的增加速度未超过增加速度阈值，则判定对应分析对象的运行故障分析合格，生成运行故障正常信号并将运行故障正常信号发送至服务器。

5.根据权利要求1所述的基于数据处理的水文水资源遥测终端机用能耗管控系统，其特征在于，管控效果分析单元的运行过程如下：

采集到分析对象在耗能管控过程中设备本身电流的浮动频率以及分析对象对应耗能降低的幅度，并将分析对象在耗能管控过程中设备本身电流的浮动频率以及分析对象对应耗能降低的幅度分别与浮动频率阈值和降低幅度阈值进行比较：

若分析对象在耗能管控过程中设备本身电流的浮动频率超过浮动频率阈值，或者分析对象对应耗能降低的幅度未超过降低幅度阈值，则判定分析对象的耗能管控效率低，生成耗能管控不合格信号并将耗能管控不合格信号发送至服务器；若分析对象在耗能管控过程中设备本身电流的浮动频率未超过浮动频率阈值，且分析对象对应耗能降低的幅度超过降低幅度阈值，则判定分析对象的耗能管控效率高，生成耗能管控合格信号并将耗能管控合格信号发送至服务器。

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