CN115788848A - 一种基于大数据的水泵故障监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于大数据的水泵故障监测系统及方法，属于水泵故障监测领域，该水泵故障监测系统包括数据采集模块、数据库、水流分析模块和数据处理模块，数据采集模块用于采集基础用户数据信息和浴室设备基础信息，数据库用于对采集的基础数据进行匹配，并对采集数据和分析结果进行加密存储，水流分析模块用于对采集的数据进行分析处理，数据处理模块用于根据分析结果对水泵进行控制，并通过显示设备进行预警提醒。本发明通过采集的信息，将用户的信息与使用的浴室进行匹配，对水流喷出角度和流速进行分析，当出现异常时，进行展示并通过语音进行提醒，为用户提供个性化的淋浴服务，提升用户使用体验和水泵的使用效率。

Description

一种基于大数据的水泵故障监测系统及方法

技术领域

本发明涉及水泵故障监测领域，具体为一种基于大数据的水泵故障监测系统及方法。

背景技术

随着经济的不断进步，人们的生活水平不断提高，人们常常选择前往公共浴室放松心情，缓解疲劳。现今，营业性质的公共浴室的服务水平也在不断提高，浴室单人单间，游戏、电影等一应俱全，使用户能够在淋浴之后与朋友们一起娱乐放松；同时，学校内的公共浴室设备也在不断升级，为校内的师生们提供良好的淋浴环境。

公共浴室每天的人流量巨大，使用水量也多，因此需要使用浴室增压水泵来增大水压，使水流足够大，从而满足用户的淋浴需求。水泵是输送液体或使液体增压的机械。它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体，使液体能量增加，主要用来输送液体包括水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等，根据不同的工作原理可分为容积水泵、叶片泵等类型，增压泵就是用来增压的泵，其用途主要有热水器增压用、高楼低水压、桑拿浴、洗浴等加压用。

然而，使用淋浴的用户的身形不同，公共浴室内的固定淋浴设备难以满足用户的个性化服务，对于身高不同的用户，水流存在过大或过小的情况，难以给用户带来良好的淋浴体验。同时使用水泵进行增压，需要对水泵的性能进行监测，避免水泵故障导致水压不稳，从而影响公共浴室的使用。

由此看来，如何为用户提供个性化淋浴服务，满足用户的淋浴用水需求，如何监测浴室水泵的性能情况是十分有必要的。因此，需要一种基于大数据的水泵故障监测系统及方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于大数据的水泵故障监测系统及方法，通过录入用户的基础数据信息和浴室设备基础数据信息，采集用户的面部信息和肩关节位置点，将用户的信息与使用的浴室进行数据匹配，对浴室内的水流喷出角度和流速进行分析，当数据出现异常时，通过显示设备向相关技术人员进行展示，并通过语音进行提醒，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于大数据的水泵故障监测系统，该水泵故障监测系统包括：数据采集模块、数据库、水流分析模块和数据处理模块；

所述数据采集模块与数据库相连接，数据库与水流分析模块相连接，水流分析模块与数据处理模块相连接；所述数据采集模块用于采集基础用户数据信息和浴室设备基础信息，所述数据库用于对采集的基础数据进行匹配，并对采集数据和分析结果进行加密存储，所述水流分析模块用于对采集的数据进行分析处理，所述数据处理模块用于根据分析结果对水泵进行控制，并通过显示设备进行预警提醒。

进一步的，所述数据采集模块包括基础信息采集单元、设备采集单元和图像采集单元，所述基础信息采集单元用于采集用户的基础数据信息和淋浴设备的基础数据信息，例如用户姓名、身高和水泵编号、浴室编号等，所述设备采集单元用于采集浴室内的淋浴装置位置信息，通过压力传感器采集用户站立的地面位置信息，通过流速传感器采集水流的实际流速，所述图像采集单元通过摄像设备采集用户的面部信息，进行人脸识别，该摄像设备安装于服务柜台处，在用户办理淋浴业务时进行图像采集，人脸识别是基于人的脸部特征信息进行身份识别的一种生物识别技术。用摄像机或摄像头采集含有人脸的图像或视频流，并自动在图像中检测和跟踪人脸，进而对检测到的人脸进行识别的一系列相关技术，通常也叫做人像识别、面部识别；采用openpose技术采集用户的姿态信息，确定用户肩关节位置点高度，openpose是人体姿态识别项目，是一种自底向上的算法，可以实现人体动作、面部表情、手指运动等姿态估计，能够检测出图像中人体所有的关节点，再将检测出的关节点分配给每个对应的人。

进一步的，所述数据库包括数据匹配单元、数据存储单元、数据加密单元和数据清理单元，所述数据匹配单元用于对采集的用户数据信息进行分类匹配，例如用户在淋浴前录入基础数据信息，通过摄像设备采集面部信息和肩关节位置点高度后，获取一张绑定信息的电子身份证明，例如电子卡、电子二维码或电子手环等，用户通过电子身份证明和面部识别打开淋浴间的门，该淋浴间数据自动与该用户进行匹配，同时避免使用他人的电子身份证明进行淋浴的情况发生，所述数据存储单元用于对采集的数据信息和分析结果进行存储，所述数据加密单元通过AES加密算法对整个过程进行数据加密，AES加密算法是高级加密标准，在密码学中又称Rijndael加密法，属于分组加密算法，算法规定需要将明文划分成组，每组的数据长度位128位，而密钥长度可以是128位、192位、256位，其主要区别就是加密轮数不一样，128位的是10轮，192位的是12轮，256位的是14轮，AES算法主要有四种操作处理，分别是密钥加法层、字节代换层、行位移层、列混淆层，通过加密算法，能够有效防止用户的数据信息泄露，保障了用户的信息安全，所述数据清理单元用于在用户办理离开手续时，自动清理用户数据信息，便于下一位用户进行信息录入，节省了数据的存储空间，提高了数据库的使用效率。

进一步的，所述水流分析模块包括角度分析单元和流速分析单元，所述角度分析单元用于对用户的肩关节位置点高度、站立位置和淋浴装置位置进行分析，通过控制智能水泵，在用户淋浴时，针对每位用户的身高，使淋浴装置喷出的水流智能调整到最适宜角度，实现用户个性化服务，能够有效提高用户在淋浴时的使用体验，即使用户身高矮小，也能够有效避免水流太大而喷到脸上甚至眼睛的情况发生，即使用户身高高大，也能够保障水流足够大，能够使用户能够完全淋浴到，避免产生水流太小而用户无法冲洗完全的问题，所述流速分析单元用于对水流喷出的距离和水流速度进行分析，通过控制智能水泵，使淋浴装置喷出的水流达到最佳距离，当水泵在工作时，即是水流是相同的喷出角度，也存在喷出距离不相同的情况，例如水泵压力小，导致水流速度慢，则水流喷出距离近；水泵压力大，导致水流速度快，则水流喷出距离远。

进一步的，所述数据处理模块包括水流控制单元、屏幕提示单元和语音报警单元，所述水流控制单元用于根据分析的角度，控制水流的喷出，实现用户淋浴个性化服务，提高用户的淋浴体验，所述屏幕显示单元用于在水泵出现故障的时候，通过显示设备进行预警显示，例如通过电脑或手机等设备显示出现故障的水泵的浴室位置、编号等，所述语音报警单元通过语音提醒相关技术人员对故障水泵进行检测维修，能够有效保障设备的性能安全，即使设备发生故障，也能将损失降到最低。

一种基于大数据的水泵故障监测方法，包括下列步骤：

S1、采集用户和设备的基础数据信息，采集浴室内的淋浴装置位置和站立位置，通过摄像设备采集用户的图像信息，将采集的数据信息进行匹配，并对采集信息和分析结果进行加密存储；

S2、根据采集的数据信息，对用户淋浴的水流角度进行个性化分析；

S3、根据采集的数据信息，对用户淋浴时水流喷出的距离和水流速度进行分析；

S4、根据分析结果，控制水流的喷射角度，当出现异常情况时，通过显示设备向相关技术人员展示，并且进行语音提醒。

进一步的，在步骤S2中，根据采集的浴室中的淋浴装置的位置、用户站立位置和用户肩关节位置点高度，置于坐标系中，对用户淋浴的水流喷出角度进行分析，坐标系可根据浴室实际位置情况建立，例如以浴室地面墙角作为原点建立坐标系等；

通过测量淋浴装置与建立的坐标系原点的位置关系，得到淋浴装置位置坐标A为(x_i，y_i，z_i)，在浴室地面下方分区安装压力传感器，例如将浴室地面分为若干区域，每一区域地面下方安装压力传感器，并测量压力传感器与坐标系原点的位置关系，确定压力传感器的坐标位置，当用户站在相应区域上时，该区域的压力传感器采集到用户的重力，则确定用户站立的地面位置信息，根据用户站立的地面位置信息与采集的肩关节位置点高度，确定用户肩关节位置点坐标B为(x_k，y_k，z_k)，则：

通过下列公式计算喷出水流与竖直方向的理论夹角θ_理为：

其中，d＝|z_i-z_k|表示为用户肩关节位置点与淋浴装置的高度差；

则水流的压强p为：

其中，ρ为水的密度，g为重力加速度，h为淋浴装置的高度；根据计算所得的压强，控制水泵对水管中的水流进行增压，便于根据用户的身高控制水流，使淋浴时的水流达到最适宜角度，实现个性化淋浴服务；

设喷出水流与竖直方向的实际夹角为θ_实；当θ_实＝θ_理时，表示水泵正常工作；当θ_实>θ_理时，表示淋浴装置喷出水流角度高，水泵出现故障，例如水泵的泄压阀故障或水泵线路老化短路等；当θ_实<θ_理时，表示淋浴装置喷出水流角度低，水泵出现故障，例如叶轮转速小、水泵有磨损或有异物堵塞等。

进一步的，在步骤S3中，根据采集的用户站立位置和淋浴装置安装位置，获取用户到淋浴装置的水平距离为x，则通过下列公式计算水流喷出的理论速度v_理：

其中，g为重力加速度，d为用户肩关节位置点与淋浴装置的高度差，水流喷出速度与喷出距离成正比；

则水流的压强P为：

根据计算所得的压强，控制水泵对水管中的水流进行增压，使淋浴时的水流达到最适宜速度，提升用户的淋浴体验；

通过流速传感器采集水流的实际流速为v_实；当v_实＝v_理时，表示水泵正常工作；当v_实>v_理时，表示淋浴装置喷出水流流速大，则水压大，水流喷出距离超过应当喷出的距离，水泵出现故障；当v_实<v_理时，表示淋浴装置喷出水流流速小，则水压小，水流喷出距离达不到应该喷出的距离，水泵出现故障。

进一步的，在步骤S4中，根据分析结果，针对用户不同的身高，控制水流的喷出角度和喷出速度，实现公共浴室内的每个单独浴室的个性化淋浴，当水流实际喷出角度与理论角度不一致或水流实际速度与理论速度不一致时，表示水泵出现故障，通过显示设备，例如手机、电脑等，对用户展示水泵的基础数据信息，例如对应编号、位置等，同时通过语音提醒相关技术人员进行检查维修。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

本发明通过在用户进入淋浴前，录入用户的基础数据信息和浴室设备基础数据信息，通过摄像设备采集用户的面部信息和肩关节位置点高度，获取一张绑定用户信息的电子身份证明，例如电子卡、电子二维码或电子手环等，用户通过电子身份证明和面部识别打开淋浴间的门，该淋浴间数据自动与该用户进行匹配，避免使用他人的电子身份证明进行淋浴的情况发生。对用户使用的浴室内的水流喷出角度和流速根据用户的信息进行分析，为用户提供个性化的淋浴服务。本发明能够根据用户的身高，个性化设置水流的喷出角度和流速，满足不同用户的淋浴要求，提升用户的淋浴体验。当数据出现异常时，表示水泵存在发生故障的情况，及时通过显示设备向相关技术人员进行展示，并通过语音进行提醒相关技术人员采取措施，进行检查维修，避免产生更大损失，提高水泵的使用效率。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明一种基于大数据的水泵故障监测系统的模块组成示意图；

图2是本发明一种基于大数据的水泵故障监测方法的步骤示意图；

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图2，本发明提供技术方案：一种基于大数据的水泵故障监测系统，该水泵故障监测系统包括：数据采集模块、数据库、水流分析模块和数据处理模块；

所述数据采集模块与数据库相连接，数据库与水流分析模块相连接，水流分析模块与数据处理模块相连接；

所述数据采集模块用于采集基础用户数据信息和浴室设备基础信息。数据采集模块包括基础信息采集单元、设备采集单元和图像采集单元，所述基础信息采集单元用于采集用户的基础数据信息和淋浴设备的基础数据信息，例如用户姓名、身高和水泵编号、浴室编号等，所述设备采集单元用于采集浴室内的淋浴装置位置信息，通过压力传感器采集用户站立的地面位置信息，通过流速传感器采集水流的实际流速，所述图像采集单元通过摄像设备采集用户的面部信息，进行人脸识别，该摄像设备安装于服务柜台处，在用户办理淋浴业务时进行图像采集，人脸识别是基于人的脸部特征信息进行身份识别的一种生物识别技术。用摄像机或摄像头采集含有人脸的图像或视频流，并自动在图像中检测和跟踪人脸，进而对检测到的人脸进行识别的一系列相关技术，通常也叫做人像识别、面部识别；采用openpose技术采集用户的姿态信息，确定用户肩关节位置点高度，openpose是人体姿态识别项目，是一种自底向上的算法，可以实现人体动作、面部表情、手指运动等姿态估计，能够检测出图像中人体所有的关节点，再将检测出的关节点分配给每个对应的人。

所述数据库用于对采集的基础数据进行匹配，并对采集数据和分析结果进行加密存储。数据库包括数据匹配单元、数据存储单元、数据加密单元和数据清理单元，所述数据匹配单元用于对采集的用户数据信息进行分类匹配，例如用户在淋浴前录入基础数据信息，通过摄像设备采集面部信息和肩关节位置点高度后，获取一张绑定信息的电子身份证明，例如电子卡、电子二维码或电子手环等，用户通过电子身份证明和面部识别打开淋浴间的门，该淋浴间数据自动与该用户进行匹配，同时避免使用他人的电子身份证明进行淋浴的情况发生，所述数据存储单元用于对采集的数据信息和分析结果进行存储，所述数据加密单元通过AES加密算法对整个过程进行数据加密，AES加密算法是高级加密标准，在密码学中又称Rijndael加密法，属于分组加密算法，算法规定需要将明文划分成组，每组的数据长度位128位，而密钥长度可以是128位、192位、256位，其主要区别就是加密轮数不一样，128位的是10轮，192位的是12轮，256位的是14轮，AES算法主要有四种操作处理，分别是密钥加法层、字节代换层、行位移层、列混淆层，通过加密算法，能够有效防止用户的数据信息泄露，保障了用户的信息安全，所述数据清理单元用于在用户办理离开手续时，自动清理用户数据信息，便于下一位用户进行信息录入，节省了数据的存储空间，提高了数据库的使用效率。

所述水流分析模块用于对采集的数据进行分析处理。水流分析模块包括角度分析单元和流速分析单元，所述角度分析单元用于对用户的肩关节位置点高度、站立位置和淋浴装置位置进行分析，通过控制智能水泵，在用户淋浴时，针对每位用户的身高，使淋浴装置喷出的水流智能调整到最适宜角度，实现用户个性化服务，能够有效提高用户在淋浴时的使用体验，即使用户身高矮小，也能够有效避免水流太大而喷到脸上甚至眼睛的情况发生，即使用户身高高大，也能够保障水流足够大，能够使用户能够完全淋浴到，避免产生水流太小而用户无法冲洗完全的问题，所述流速分析单元用于对水流喷出的距离和水流速度进行分析，通过控制智能水泵，使淋浴装置喷出的水流达到最佳距离，当水泵在工作时，即是水流是相同的喷出角度，也存在喷出距离不相同的情况，例如水泵压力小，导致水流速度慢，则水流喷出距离近；水泵压力大，导致水流速度快，则水流喷出距离远。

所述数据处理模块用于根据分析结果对水泵进行控制，并通过显示设备进行预警提醒。数据处理模块包括水流控制单元、屏幕提示单元和语音报警单元，所述水流控制单元用于根据分析的角度，控制水流的喷出，实现用户淋浴个性化服务，提高用户的淋浴体验，所述屏幕显示单元用于在水泵出现故障的时候，通过显示设备进行预警显示，例如通过电脑或手机等设备显示出现故障的水泵的浴室位置、编号等，所述语音报警单元通过语音提醒相关技术人员对故障水泵进行检测维修，能够有效保障设备的性能安全，即使设备发生故障，也能将损失降到最低。

一种基于大数据的水泵故障监测方法，包括下列步骤：

S1、采集用户和设备的基础数据信息，采集浴室内的淋浴装置位置和站立位置，通过摄像设备采集用户的图像信息，将采集的数据信息进行匹配，并对采集信息和分析结果进行加密存储；

S2、根据采集的数据信息，对用户淋浴的水流角度进行个性化分析；

在步骤S2中，根据采集的浴室中的淋浴装置的位置、用户站立位置和用户肩关节位置点高度，置于坐标系中，对用户淋浴的水流喷出角度进行分析，坐标系可根据浴室实际位置情况建立，例如以浴室地面墙角作为原点建立坐标系等；

通过测量淋浴装置与建立的坐标系原点的位置关系，得到淋浴装置位置坐标A为(x_i，y_i，z_i)，在浴室地面下方分区安装压力传感器，例如将浴室地面分为若干区域，每一区域地面下方安装压力传感器，并测量压力传感器与坐标系原点的位置关系，确定压力传感器的坐标位置，当用户站在相应区域上时，该区域的压力传感器采集到用户的重力，则确定用户站立的地面位置信息，根据用户站立的地面位置信息与采集的肩关节位置点高度，确定用户肩关节位置点坐标B为(x_k，y_k，z_k)，则：

通过下列公式计算喷出水流与竖直方向的理论夹角θ_理为：

其中，d＝|z_i-z_k|表示为用户肩关节位置点与淋浴装置的高度差；

则水流的压强p为：

其中，ρ为水的密度，g为重力加速度，h为淋浴装置的高度；根据计算所得的压强，控制水泵对水管中的水流进行增压，便于根据用户的身高控制水流，使淋浴时的水流达到最适宜角度，实现个性化淋浴服务；

设喷出水流与竖直方向的实际夹角为θ_实；当θ_实＝θ_理时，表示水泵正常工作；当θ_实>θ_理时，表示淋浴装置喷出水流角度高，水泵出现故障，例如水泵的泄压阀故障或水泵线路老化短路等；当θ_实<θ_理时，表示淋浴装置喷出水流角度低，水泵出现故障，例如叶轮转速小、水泵有磨损或有异物堵塞等。

S3、根据采集的数据信息，对用户淋浴时水流喷出的距离和水流速度进行分析；

在步骤S3中，根据采集的用户站立位置和淋浴装置安装位置，获取用户到淋浴装置的水平距离为x，则通过下列公式计算水流喷出的理论速度v_理：

其中，g为重力加速度，d为用户肩关节位置点与淋浴装置的高度差，水流喷出速度与喷出距离成正比；

则水流的压强P为：

根据计算所得的压强，控制水泵对水管中的水流进行增压，使淋浴时的水流达到最适宜速度，提升用户的淋浴体验；

通过流速传感器采集水流的实际流速为v_实；当v_实＝v_理时，表示水泵正常工作；当v_实>v_理时，表示淋浴装置喷出水流流速大，则水压大，水流喷出距离超过应当喷出的距离，水泵出现故障；当v_实<v_理时，表示淋浴装置喷出水流流速小，则水压小，水流喷出距离达不到应该喷出的距离，水泵出现故障。S4、根据分析结果，控制水流的喷射角度，当出现异常情况时，通过显示设备向相关技术人员展示，并且进行语音提醒。

在步骤S4中，根据分析结果，针对用户不同的身高，控制水流的喷出角度和喷出速度，实现公共浴室内的每个单独浴室的个性化淋浴，当水流实际喷出角度与理论角度不一致或水流实际速度与理论速度不一致时，表示水泵出现故障，通过显示设备，例如手机、电脑等，对用户展示水泵的基础数据信息，例如对应编号、位置等，同时通过语音提醒相关技术人员进行检查维修。

实施例一：

若淋浴装置位置坐标A为(0，2，3)，用户肩关节位置点坐标B为(2，2，1.6)，则：

通过下列公式计算喷出水流与竖直方向的理论夹角θ_理为：

则水流的压强p为：

控制水泵根据水压进行运转，实现淋浴达到最佳水流角度，实现个性化淋浴服务。

喷出水流与竖直方向的实际夹角为θ_实，若θ_实＝θ_理＝55°，则水泵正常工作，若θ_实＝60°>θ_理，表示表示淋浴装置喷出水流角度高，水泵出现故障，对相关技术人员进行提醒；若θ_实＝30°<θ_理，表示表示淋浴装置喷出水流角度低，水泵出现故障，对相关技术人员进行提醒。

实施例二：

若用户到淋浴装置的水平距离为0.8米，用户肩关节位置点与淋浴装置的高度差为0.5米，则：

则水流的压强P为：

控制水泵根据水压进行运转，使淋浴时的水流达到最适宜速度，提升用户淋浴体验。

水流的实际流速为v_实，若v_实＝27.44m/s＝v_理，表示水泵正常工作；若v_实＝30m/s>v_理，表示淋浴装置喷出水流流速大，则水压大，水流喷出距离超过应当喷出的距离，水泵出现故障，对相关技术人员进行提醒；若v_实＝25m/s<v_理，表示淋浴装置喷出水流流速小，则水压小，水流喷出距离达不到应该喷出的距离，水泵出现故障，对相关技术人员进行提醒。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于大数据的水泵故障监测系统，其特征在于：该水泵故障监测系统包括：数据采集模块、数据库、水流分析模块和数据处理模块；

所述数据采集模块与数据库相连接，数据库与水流分析模块相连接，水流分析模块与数据处理模块相连接；所述数据采集模块用于采集基础用户数据信息和浴室设备基础信息，所述数据库用于对采集的基础数据进行匹配，并对采集数据和分析结果进行加密存储，所述水流分析模块用于对采集的数据进行分析处理，所述数据处理模块用于根据分析结果对水泵进行控制，并通过显示设备进行预警提醒。

2.根据权利要求1所述的一种基于大数据的水泵故障监测系统，其特征在于：所述数据采集模块包括基础信息采集单元、设备采集单元和图像采集单元，所述基础信息采集单元用于采集用户的基础数据信息和淋浴设备的基础数据信息，所述设备采集单元用于采集浴室内的淋浴装置位置信息，通过压力传感器采集用户站立的地面位置信息，通过流速传感器采集水流的实际流速，所述图像采集单元通过摄像设备采集用户的面部信息，进行人脸识别，采用openpose技术采集用户的姿态信息，确定用户肩关节位置点高度。

3.根据权利要求2所述的一种基于大数据的水泵故障监测系统，其特征在于：所述数据库包括数据匹配单元、数据存储单元、数据加密单元和数据清理单元，所述数据匹配单元用于对采集的用户数据信息进行分类匹配，所述数据存储单元用于对采集的数据信息和分析结果进行存储，所述数据加密单元通过AES加密算法对整个过程进行数据加密，所述数据清理单元用于在用户办理离开手续时，自动清理用户数据信息。

4.根据权利要求3所述的一种基于大数据的水泵故障监测系统，其特征在于：所述水流分析模块包括角度分析单元和流速分析单元，所述角度分析单元用于对用户的肩关节位置点高度、站立位置和淋浴装置位置进行分析，通过控制智能水泵，在用户淋浴时，针对每位用户的身高，使淋浴装置喷出的水流智能调整到最适宜角度，所述流速分析单元用于对水流喷出的距离和水流速度进行分析，通过控制智能水泵，使淋浴装置喷出的水流达到最佳距离。

5.根据权利要求4所述的一种基于大数据的水泵故障监测系统，其特征在于：所述数据处理模块包括水流控制单元、屏幕提示单元和语音报警单元，所述水流控制单元用于根据分析的角度，控制水流的喷出，所述屏幕显示单元用于在水泵出现故障的时候，通过显示设备进行预警显示，所述语音报警单元通过语音提醒相关技术人员对故障水泵进行检测维修。

6.一种基于大数据的水泵故障监测方法，其特征在于：包括下列步骤：

S1、采集用户和设备的基础数据信息，采集浴室内的淋浴装置位置和站立位置，通过摄像设备采集用户的图像信息，将采集的数据信息进行匹配，并对采集信息和分析结果进行加密存储；

S2、根据采集的数据信息，对用户淋浴的水流角度进行个性化分析；

S3、根据采集的数据信息，对用户淋浴时水流喷出的距离和水流速度进行分析；

S4、根据分析结果，控制水流的喷射角度，当出现异常情况时，通过显示设备向相关技术人员展示，并且进行语音提醒。

7.根据权利要求6所述的一种基于大数据的水泵故障监测方法，其特征在于：在步骤S2中，根据采集的浴室中的淋浴装置的位置、用户站立位置和用户肩关节位置点高度，置于坐标系中，对用户淋浴的水流喷出角度进行分析；

通过测量淋浴装置与建立的坐标系原点的位置关系，得到淋浴装置位置坐标A为(x_i，y_i，z_i)，在浴室地面下方分区安装压力传感器，并测量压力传感器与坐标系原点的位置关系，确定压力传感器的坐标位置，当用户站在相应区域上时，该区域的压力传感器采集到用户的重力，则确定用户站立的地面位置信息，根据用户站立的地面位置信息与采集的肩关节位置点高度，确定用户肩关节位置点坐标B为(x_k，y_k，z_k)，则：

通过下列公式计算喷出水流与竖直方向的理论夹角θ_理为：

其中，d＝|z_i-z_k|表示为用户肩关节位置点与淋浴装置的高度差；

则水流的压强p为：

其中，ρ为水的密度，g为重力加速度，h为淋浴装置的高度；根据计算所得的压强，控制水泵对水管中的水流进行增压；

设喷出水流与竖直方向的实际夹角为θ_实；当θ_实＝θ_理时，表示水泵正常工作；当θ_实>θ_理时，表示淋浴装置喷出水流角度高，水泵出现故障；当θ_实<θ_理时，表示淋浴装置喷出水流角度低，水泵出现故障。

8.根据权利要求7所述的一种基于大数据的水泵故障监测方法，其特征在于：在步骤S3中，根据采集的用户站立位置和淋浴装置安装位置，获取用户到淋浴装置的水平距离为x，则通过下列公式计算水流喷出的理论速度v_理：

其中，g为重力加速度，d为用户肩关节位置点与淋浴装置的高度差；水流喷出速度与喷出距离成正比；

则水流的压强P为：

根据计算所得的压强，控制水泵对水管中的水流进行增压，水流压强与喷出速度成正比；

通过流速传感器采集水流的实际流速为v_实，当v_实＝v_理时，表示水泵正常工作；当v_实>v_理时，表示淋浴装置喷出水流流速大，则水压大，水流喷出距离超过应当喷出的距离，水泵出现故障；当v_实<v_理时，表示淋浴装置喷出水流流速小，则水压小，水流喷出距离达不到应该喷出的距离，水泵出现故障。

9.根据权利要求8所述的一种基于大数据的水泵故障监测方法，其特征在于：在步骤S4中，根据分析结果，针对用户不同的身高，控制水流的喷出角度和喷出速度，当水流实际喷出角度与理论角度不一致或水流实际速度与理论速度不一致时，表示水泵出现故障，通过显示设备，对用户展示水泵的基础数据信息，同时通过语音提醒相关技术人员进行检查维修。

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