CN115909600A - 一种应用于数字校园的热水淋浴计费显示及核算设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种应用于数字校园的热水淋浴计费显示及核算设备，属于核算装置技术领域，具体包括：包括读卡模块，显示模块，控制模块，通信模块，红外检测模块，核算模块；其中显示模块负责进行可用时间的显示；控制模块负责开启淋浴阀门、基于可用时间、淋浴时间、淋浴的设置流量采用基于PSO‑BIGRU算法的预测模型，确定修正淋浴流量，并进行异常工作状态的判断；通信模块负责将异常工作状态传输至远端服务器；红外检测模块负责对淋浴用户是否存在进行判断；核算模块根据基于淋浴热水温度确定淋浴单价，并基于淋浴单价、淋浴控制流量、淋浴时间，得到所述用户的淋浴核算结果，从而进一步减少了资源的浪费和保证了淋浴核算结果的准确性。

Description

一种应用于数字校园的热水淋浴计费显示及核算设备

技术领域

本发明属于核算装置技术领域，尤其涉及一种应用于数字校园的热水淋浴计费显示及核算设备。

背景技术

为了实现对热水淋浴的自动计费，在发明专利公开号CN110084976A《一种共享淋浴系统》中通过设置流量传感器持续地检测水的流量，并把水的流量传输给云计算平台，云计算平台把水的流量换算成货币金额，开始给用户计费，并在计费显示面板上显示费用的数值，从而实现自动计费且使用者通过手机APP可以直接在手机APP上进行充值，从而无需排队充卡，此外在现有的技术方案中为了解决淋浴过程中的浪费水的问题，还有通过设置阶梯阈值的方式实现对淋浴系统进行计费，但是却存在以下技术问题：

1、未考虑同时结合水温和流量实现对用户进行计费，对于温度较高的热水淋浴用户，对于服务提供者来说，其相同流量下的成本明显要高于温度较低的热水淋浴用户，因此若不进行水温的结合，进而会使得最终的计费准确性受到影响。

2、未考虑结合淋浴用户的状态进行监测，在校园等共享淋浴的场景中，经常存在由于淋浴用户已离开，若由于忘记关闭阀门等问题导致此时淋浴仍旧处于工作状态，从而造成巨大的资源的浪费。

3、未考虑将淋浴用户的可用时间进行实时显示，且根据可用时间的不同采用不同的流量，从而有可能会导致用户由于余额不足，导致无法完成淋浴工作。

发明内容

为实现本发明目的，本发明采用如下技术方案：

根据本发明的一个方面，提供了一种应用于数字校园的热水淋浴计费显示及核算设备。

一种应用于数字校园的热水淋浴计费显示及核算方法，其特征在于，具体包括：

S11基于读卡模块获取淋浴用户的身份信息以及可用余额，并基于所述用户的可用余额确定可用时间，并将可用时间通过显示模块进行显示；

S12判断所述淋浴用户的可用时间是否大于第一阈值，若是，则进入步骤S13,若否，则输出无法完成淋浴，建议用户充值；

S13判断所述淋浴用户是否存在，若是，开启淋浴阀门，若否，则输出用户不存在，无法进行淋浴；

S14 判断是否所述可用时间小于第二阈值且所述用户的淋浴时间小于第一时间阈值，若是，则基于所述可用时间、淋浴时间、淋浴的设置流量，采用基于PSO-BIGRU算法的预测模型，确定此时的修正淋浴流量，并将所述修正淋浴流量作为淋浴控制流量，若否，则将淋浴的设置流量作为淋浴控制流量；

S15判断用户的淋浴时间是否大于第二时间阈值，若否，则基于淋浴热水温度确定淋浴单价，并基于淋浴单价、淋浴控制流量、淋浴时间，得到所述用户的淋浴核算结果；若是，则基于所述淋浴时间对所述淋浴单价进行修正得到修正淋浴单价，并基于所述修正淋浴单价、淋浴控制流量、淋浴时间，得到所述用户的淋浴核算结果。

通过将可用时间进行实时显示，并根据第一阈值的设置，从而使得可用时间无法满足淋浴的人员能够在一开始就不能进行淋浴，防止由于可用时间过短导致无法完成淋浴产生的用户体验度较差等问题的出现。

通过对淋浴用户的状态的监测，从而避免了原有的用户不存在仍旧开启淋浴从而产生的资源的浪费，在保证具有较好的淋浴体验的基础上，同时也减少了资源浪费的情况的出现。

通过采用基于PSO-BIGRU算法的预测模型，确定此时的修正淋浴流量，从而将原有的固定的淋浴的设置流量导致的技术问题的出现，从而进一步保证了淋浴用户在可用时间较少时，仍旧能够完成洗浴，并且保证了修正淋浴流量的准确性和全面性。

通过结合淋浴热水温度、淋浴时间得到淋浴单价，从而使得淋浴用户的结算结果更加准确，解决了原有的仅仅依靠单一的流量进行计费的不够准确的技术问题，进一步保证了最终的计费结果的准确性。

进一步的技术方案在于，所述可用时间根据所述淋浴的设置流量、淋浴的平均单价进行确定，所述淋浴的平均单价根据本校的所有学生的淋浴单价的平均值进行确定。

进一步的技术方案在于，所述第一阈值、第二阈值根据本校的所有学生的淋浴时间的平均值进行确定，且所述第二阈值大于第一阈值。

进一步的技术方案在于，当所述淋浴用户的可用时间小于第二阈值时，输出告警信号，提醒所述用户尽快完成淋浴。

进一步的技术方案在于，所述修正淋浴流量构建的具体步骤为：

S21基于所述淋浴用户的身份信息获取所述用户的性别，并根据所述淋浴用户的性别确定本校同性别的所有学生的平均淋浴时间；

S22判断所述平均淋浴时间是否大于所述淋浴时间，若是，则进入步骤S23，若否，则不对所述淋浴的设置流量进行修正；

S23基于所述平均淋浴时间与所述淋浴时间的差值得到淋浴时间差，并判断所述淋浴时间差是否小于可用时间，若是，则不对所述淋浴的设置流量进行修正，若否，则进入步骤S24；

S24基于所述用户的淋浴时间差与所述可用时间的比值构建可用时间比，并将所述可用时间比、淋浴的设置流量、淋浴的热水温度、所述淋浴用户历史的平均淋浴用时、所述淋浴用户距离上次淋浴的时间，送入到基于PSO-BIGRU算法的预测模型中，得到修正淋浴流量。

通过首先对用户的性别、平均淋浴时间、淋浴时间差的设置，从而准确的考虑到不同性别的用户的平均淋浴时间的差异，并且实现了对浪费用水和不需要修正的情况的准确识别，提升了判断的效率，并且综合基于淋浴用户的个人情况以及淋浴的流量、温度等数据，从而使得最终修正淋浴流量能够基于多方面的因素进行考虑，保证了最终的准确性和可靠性。

进一步的技术方案在于，所述第二时间阈值根据本校的所有学生的淋浴时间的平均值进行确定。

进一步的技术方案在于，所述淋浴单价的计算公式为:

其中T_P、T_P1分别为淋浴的热水温度、淋浴的热水温度的阈值，t_p、t_pmax分别为淋浴时间、淋浴时间的阈值，P₁为基础单价。

进一步的技术方案在于，淋浴核算结果构建的具体步骤为：

S31基于淋浴用户的淋浴时间构建修正系数，并基于所述修正系数得到修正淋浴单价；

S32获取所述用户的本月淋浴次数，判断所述用户的本月淋浴次数是否小于本校的所有学生的平均淋浴次数，若是，则进入步骤S32，若否，则基于所述修正淋浴单价、淋浴控制流量、淋浴时间，得到所述用户的淋浴核算结果；

S33基于所述用户的本月淋浴次数与所有学生的平均淋浴次数的比值得到淋浴次数比，并基于所述淋浴次数比、修正系数，采用基于BP神经网络算法的预测模型，得到淋浴次数修正系数，并基于所述淋浴次数修正系数对所述淋浴单价进行修正得到淋浴次数修正单价，并基于所述淋浴次数修正单价、淋浴控制流量、淋浴时间，得到所述用户的淋浴核算结果。

通过结合淋浴用户的本月淋浴次数，从而实现了对淋浴次数较多的用户的识别，对于淋浴次数较多的用户，通过淋浴次数修正系数的构建，通过增加收费的方式，减少了淋浴次数较多的用户造成的资源的浪费。

进一步的技术方案在于，当淋浴设备处于异常工作状态时，将所述淋浴设备的状态传输至远端服务器，其中对淋浴设备进行异常工作状态判断的具体步骤为：

S41判断所述淋浴设备是否存在淋浴热水的输出，若是，则进入步骤S42,若否，则无法进行异常工作状态判断；

S42判断所述淋浴设备的淋浴阀门是否开启，若是，则进入步骤S43,若否，则所述淋浴设备处于异常工作状态；

S43判断所述淋浴用户是否存在，若是，则进入步骤S44,若否，则所述淋浴设备处于异常工作状态；

S44判断淋浴设备是否可以正常计费，若是，则处于正常工作状态，若否，所述淋浴设备处于异常工作状态。

通过首先进行淋浴热水的输出的判断，从而首先将没有淋浴热水的输出的淋浴设备排除在外，实现了对于存在潜在异常工作状态的淋浴设备的输出，并进一步结合淋浴阀门的开启状态、淋浴用户的状态、淋浴设备的正常计费情况的判断，从而实现了对淋浴设备的多种异常状态的判断，并从异常状态的影响程度的不同、判断难度的不同进行排序，从而进一步减少了资源的浪费以及判断的效率。

另一方面，本发明提供了一种应用于数字校园的热水淋浴计费显示及核算设备，采用上述的一种应用于数字校园的热水淋浴计费显示及核算方法，包括读卡模块，显示模块，控制模块，通信模块，红外检测模块，核算模块；

其中所述读卡模块负责获取淋浴用户的身份信息以及可用余额，并基于所述用户的可用余额确定可用时间；

所述显示模块负责进行可用时间的显示；

所述控制模块负责基于淋浴用户的可用余额确定可用时间、开启淋浴阀门、基于所述可用时间、淋浴时间、淋浴的设置流量，采用基于PSO-BIGRU算法的预测模型，确定修正淋浴流量，并进行淋浴控制流量的生成，并进行异常工作状态的判断；

所述通信模块负责将异常工作状态传输至远端服务器；

所述红外检测模块负责对淋浴用户是否存在进行判断；

所述核算模块根据用户的淋浴时间的不同，基于淋浴热水温度确定淋浴单价，并基于淋浴单价、淋浴控制流量、淋浴时间，得到所述用户的淋浴核算结果；基于所述淋浴时间对所述淋浴单价进行修正得到修正淋浴单价，并基于所述修正淋浴单价、淋浴控制流量、淋浴时间，得到所述用户的淋浴核算结果。

其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1是根据实施例1的一种应用于数字校园的热水淋浴计费显示及核算方法的流程图；

图2是实施例2中的一种应用于数字校园的热水淋浴计费显示及核算设备的框架图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

用语“一个”、“一”、“该”、“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。

实施例1

为解决上述问题，根据本发明的一个方面，如图1所示，提供了一种应用于数字校园的热水淋浴计费显示及核算设备。

一种应用于数字校园的热水淋浴计费显示及核算方法，其特征在于，具体包括：

S11基于读卡模块获取淋浴用户的身份信息以及可用余额，并基于所述用户的可用余额确定可用时间，并将可用时间通过显示模块进行显示；

具体的，所述读卡模块基于RFID读写器进行构建，（Radio FrequencyIdentification的缩写）又称为“RFID阅读器”，即无线射频识别，通过射频识别信号自动识别目标对象并获取相关数据，无须人工干预，可识别高速运动物体并可同时识别多个RFID标签，操作快捷方便。RFID读写器有固定式的和手持式的，手持RFID读写器包含有低频，高频，超高频，有源等。

具体的，基于当前淋浴热水的温度，确定淋浴淋浴单价，基于用户的可用余额与淋浴单价的比值实现对可用时间的构建。

具体的，显示模块采用基于LCD、LED等显示技术的显示屏进行构建或者数码管进行构建，实现对可用时间的显示。

S12判断所述淋浴用户的可用时间是否大于第一阈值，若是，则进入步骤S13,若否，则输出无法完成淋浴，建议用户充值；

具体的，第一阈值可以根据淋浴用户在近一年的平均洗浴时间进行确定，也可以采用固定设置的方式进行确定，一般来说，取值范围在15-30分钟之间。

S13判断所述淋浴用户是否存在，若是，开启淋浴阀门，若否，则输出用户不存在，无法进行淋浴；

具体的，可以采用基于红外模块或者红外阵列传感器的方式实现对淋浴用户是否存在的判断，具体的，还可以实现对淋浴用户的意外摔倒等状态的判断，并根据判断结果通过通信模块传输至远端服务器或者监测终端。

S14 判断是否所述可用时间小于第二阈值且所述用户的淋浴时间小于第一时间阈值，若是，则基于所述可用时间、淋浴时间、淋浴的设置流量，采用基于PSO-BIGRU算法的预测模型，确定此时的修正淋浴流量，并将所述修正淋浴流量作为淋浴控制流量，若否，则将淋浴的设置流量作为淋浴控制流量；

具体的，第二阈值、第一时间阈值可以根据淋浴用户在近一年的平均洗浴时间进行确定，也可以采用固定设置的方式进行确定，一般来说，取值范围在8-10分钟之间，第一时间阈值的取值范围在15-30分钟之间。

具体的，采用基于PSO-BIGRU算法的预测模型，得到修正淋浴流量的具体步骤为：

具体的，输入集为x={t₁、t₂、S₁}，其中，t₁、t₂、S₁分别为可用时间、淋浴时间、淋浴的设置流量。

步骤1：构建BIGRU模型。选择第一层BIGRU神经元数量、第二层BIGRU神经元数量、学习率作为寻优的参数，并且确定每个参数寻优的大小范围。

步骤 2：随机生成一个四维的种群粒子(𝑔1, 𝑔2, l, 𝑏)，𝑔1代表的是BIGRU的第一个隐含层神经元数量，𝑔2代表的是BIGRU的第二个隐含层神经元数量，l代表的是学习率，𝑏代表的是批处理大小。然后完成粒子位置和速度的初始化工作。

步骤 3：计算粒子的适应度。适应度函数越小代表拟合精度越高，适应度函数公式如下：

式中𝑚和𝑛分别表示训练集和测试集的长度，𝑘表示数据的维度，𝑥̂^𝑖𝑗和𝑥^𝑖𝑗代表训练集中的预测值和实际值，𝑦̂^𝑖𝑗和𝑦^𝑖𝑗代表测试集中的预测值和实际值。

步骤 4：比较粒子的适应度值，然后通过公式

更新粒子的个体最优位置(𝑝𝑒𝑠𝑡)和全局最优位置(𝑔𝑏𝑒𝑠𝑡)。

其中，为第i个粒子在第𝑡次迭代的速度，𝑤为惯性因子，惯性因子越大搜索的区域也就越广，𝑐₁、𝑐₂为粒子的加速学习因子，𝑐₁是为了让粒子意识到局部最优解，𝑐₂是为了让粒子意识到全局最优解，因子𝑟₁、𝑟₂为随机数，𝑝_𝑖,𝑡是第i个粒子在第𝑡次迭代的个体最优解，𝑔_t是粒子群在𝑡次迭代后的全局最优解，位置信息𝑥_i,𝑡代表第i个粒子在第𝑡次迭代的局部解。

具体的，PSO算法的惯性因子的计算公式为：

其中为惯性权重的最大值，为惯性权重的最小值，t为当前的迭代次数，T_max为最大迭代次数，为第t次迭代时的惯性权重，rand（0，0.1）为0到0.1之间的随机函数。

步骤 5：满足最大迭代次数执行步骤 6，未达到最大迭代次数返回执行步骤 3。

步骤 6：最终生成的最优粒子就是最优参数组合。

通过PSO算法对BIGRU模型中的参数进行优化，得到神经元数量、学习率。

具体的，寻优完成后的第一层神经元个数为229，第二层神经元个数为165，学习率为0.127。

具体的，将输入集输入到训练完成的PSO-BIGRU算法中得到所述学生的折扣系数。

具体的，修正淋浴流量小于淋浴的设置流量。

S15判断用户的淋浴时间是否大于第二时间阈值，若否，则基于淋浴热水温度确定淋浴单价，并基于淋浴单价、淋浴控制流量、淋浴时间，得到所述用户的淋浴核算结果；若是，则基于所述淋浴时间对所述淋浴单价进行修正得到修正淋浴单价，并基于所述修正淋浴单价、淋浴控制流量、淋浴时间，得到所述用户的淋浴核算结果。

具体的，淋浴温度小于38度时属于正常的淋浴单价，当淋浴温度在38度以上时，则每增长1摄氏度，则淋浴单价相对应的增长1元，淋浴单价按吨进行确定。

具体的，当淋浴时间大于30分钟以后，则淋浴时间每增长10分钟，则淋浴单价相对应的增长1元。

通过将可用时间进行实时显示，并根据第一阈值的设置，从而使得可用时间无法满足淋浴的人员能够在一开始就不能进行淋浴，防止由于可用时间过短导致无法完成淋浴产生的用户体验度较差等问题的出现。

通过对淋浴用户的状态的监测，从而避免了原有的用户不存在仍旧开启淋浴从而产生的资源的浪费，在保证具有较好的淋浴体验的基础上，同时也减少了资源浪费的情况的出现。

通过采用基于PSO-BIGRU算法的预测模型，确定此时的修正淋浴流量，从而将原有的固定的淋浴的设置流量导致的技术问题的出现，从而进一步保证了淋浴用户在可用时间较少时，仍旧能够完成洗浴，并且保证了修正淋浴流量的准确性和全面性。

通过结合淋浴热水温度、淋浴时间得到淋浴单价，从而使得淋浴用户的结算结果更加准确，解决了原有的仅仅依靠单一的流量进行计费的不够准确的技术问题，进一步保证了最终的计费结果的准确性。

在另外一种可能的实施例中，所述可用时间根据所述淋浴的设置流量、淋浴的平均单价进行确定，所述淋浴的平均单价根据本校的所有学生的淋浴单价的平均值进行确定。

在另外一种可能的实施例中，所述第一阈值、第二阈值根据本校的所有学生的淋浴时间的平均值进行确定，且所述第二阈值大于第一阈值。

在另外一种可能的实施例中，当所述淋浴用户的可用时间小于第二阈值时，输出告警信号，提醒所述用户尽快完成淋浴。

具体的，第二阈值一般取值在5分钟以内。

在另外一种可能的实施例中，所述修正淋浴流量构建的具体步骤为：

S21基于所述淋浴用户的身份信息获取所述用户的性别，并根据所述淋浴用户的性别确定本校同性别的所有学生的平均淋浴时间；

S22判断所述平均淋浴时间是否大于所述淋浴时间，若是，则进入步骤S23，若否，则不对所述淋浴的设置流量进行修正；

通过将平均淋浴时间和所述淋浴时间的对比，从而避免了某些长时间洗澡对资源的浪费，同时通过对淋浴的设置流量进行修正，进一步增加了资源的浪费。

S23基于所述平均淋浴时间与所述淋浴时间的差值得到淋浴时间差，并判断所述淋浴时间差是否小于可用时间，若是，则不对所述淋浴的设置流量进行修正，若否，则进入步骤S24；

S24基于所述用户的淋浴时间差与所述可用时间的比值构建可用时间比，并将所述可用时间比、淋浴的设置流量、淋浴的热水温度、所述淋浴用户历史的平均淋浴用时、所述淋浴用户距离上次淋浴的时间，送入到基于PSO-BIGRU算法的预测模型中，得到修正淋浴流量。

通过首先对用户的性别、平均淋浴时间、淋浴时间差的设置，从而准确的考虑到不同性别的用户的平均淋浴时间的差异，并且实现了对浪费用水和不需要修正的情况的准确识别，提升了判断的效率，并且综合基于淋浴用户的个人情况以及淋浴的流量、温度等数据，从而使得最终修正淋浴流量能够基于多方面的因素进行考虑，保证了最终的准确性和可靠性。

在另外一种可能的实施例中，所述第二时间阈值根据本校的所有学生的淋浴时间的平均值进行确定。

在另外一种可能的实施例中，所述淋浴单价的计算公式为:

其中T_P、T_P1分别为淋浴的热水温度、淋浴的热水温度的阈值，t_p、t_pmax分别为淋浴时间、淋浴时间的阈值，P₁为基础单价。

在另外一种可能的实施例中，淋浴核算结果构建的具体步骤为：

S31基于淋浴用户的淋浴时间构建修正系数，并基于所述修正系数得到修正淋浴单价；

S32获取所述用户的本月淋浴次数，判断所述用户的本月淋浴次数是否小于本校的所有学生的平均淋浴次数，若是，则进入步骤S32，若否，则基于所述修正淋浴单价、淋浴控制流量、淋浴时间，得到所述用户的淋浴核算结果；

S33基于所述用户的本月淋浴次数与所有学生的平均淋浴次数的比值得到淋浴次数比，并基于所述淋浴次数比、修正系数，采用基于BP神经网络算法的预测模型，得到淋浴次数修正系数，并基于所述淋浴次数修正系数对所述淋浴单价进行修正得到淋浴次数修正单价，并基于所述淋浴次数修正单价、淋浴控制流量、淋浴时间，得到所述用户的淋浴核算结果。

通过结合淋浴用户的本月淋浴次数，从而实现了对淋浴次数较多的用户的识别，对于淋浴次数较多的用户，通过淋浴次数修正系数的构建，通过增加收费的方式，减少了淋浴次数较多的用户造成的资源的浪费。

在另外一种可能的实施例中，当淋浴设备处于异常工作状态时，将所述淋浴设备的状态传输至远端服务器，其中对淋浴设备进行异常工作状态判断的具体步骤为：

S41判断所述淋浴设备是否存在淋浴热水的输出，若是，则进入步骤S42,若否，则无法进行异常工作状态判断；

S42判断所述淋浴设备的淋浴阀门是否开启，若是，则进入步骤S43,若否，则所述淋浴设备处于异常工作状态；

S43判断所述淋浴用户是否存在，若是，则进入步骤S44,若否，则所述淋浴设备处于异常工作状态；

S44判断淋浴设备是否可以正常计费，若是，则处于正常工作状态，若否，所述淋浴设备处于异常工作状态。

通过首先进行淋浴热水的输出的判断，从而首先将没有淋浴热水的输出的淋浴设备排除在外，实现了对于存在潜在异常工作状态的淋浴设备的输出，并进一步结合淋浴阀门的开启状态、淋浴用户的状态、淋浴设备的正常计费情况的判断，从而实现了对淋浴设备的多种异常状态的判断，并从异常状态的影响程度的不同、判断难度的不同进行排序，从而进一步减少了资源的浪费以及判断的效率。

实施例2

如图2所示，本发明提供了一种应用于数字校园的热水淋浴计费显示及核算设备，采用上述的一种应用于数字校园的热水淋浴计费显示及核算方法，包括读卡模块，显示模块，控制模块，通信模块，红外检测模块，核算模块；

其中所述读卡模块负责获取淋浴用户的身份信息以及可用余额，并基于所述用户的可用余额确定可用时间；

所述显示模块负责进行可用时间的显示；

所述控制模块负责基于淋浴用户的可用余额确定可用时间、开启淋浴阀门、基于所述可用时间、淋浴时间、淋浴的设置流量，采用基于PSO-BIGRU算法的预测模型，确定修正淋浴流量，并进行淋浴控制流量的生成，并进行异常工作状态的判断；

所述通信模块负责将异常工作状态传输至远端服务器；

所述红外检测模块负责对淋浴用户是否存在进行判断；

所述核算模块根据用户的淋浴时间的不同，基于淋浴热水温度确定淋浴单价，并基于淋浴单价、淋浴控制流量、淋浴时间，得到所述用户的淋浴核算结果；基于所述淋浴时间对所述淋浴单价进行修正得到修正淋浴单价，并基于所述修正淋浴单价、淋浴控制流量、淋浴时间，得到所述用户的淋浴核算结果。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

功能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，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种应用于数字校园的热水淋浴计费显示及核算方法，其特征在于，具体包括：

S11基于读卡模块获取淋浴用户的身份信息以及可用余额，并基于所述用户的可用余额确定可用时间，并将可用时间通过显示模块进行显示；

S12判断所述淋浴用户的可用时间是否大于第一阈值，若是，则进入步骤S13,若否，则输出无法完成淋浴，建议用户充值；

S13判断所述淋浴用户是否存在，若是，开启淋浴阀门，若否，则输出用户不存在，无法进行淋浴；

S14 判断是否所述可用时间小于第二阈值且所述用户的淋浴时间小于第一时间阈值，若是，则基于所述可用时间、淋浴时间、淋浴的设置流量，采用基于PSO-BIGRU算法的预测模型，确定此时的修正淋浴流量，并将所述修正淋浴流量作为淋浴控制流量，若否，则将淋浴的设置流量作为淋浴控制流量；

S15判断用户的淋浴时间是否大于第二时间阈值，若否，则基于淋浴热水温度确定淋浴单价，并基于淋浴单价、淋浴控制流量、淋浴时间，得到所述用户的淋浴核算结果；若是，则基于所述淋浴时间对所述淋浴单价进行修正得到修正淋浴单价，并基于所述修正淋浴单价、淋浴控制流量、淋浴时间，得到所述用户的淋浴核算结果。

2.如权利要求1所述的热水淋浴计费显示及核算方法，其特征在于，所述可用时间根据所述淋浴的设置流量、淋浴的平均单价进行确定，所述淋浴的平均单价根据本校的所有学生的淋浴单价的平均值进行确定。

3.如权利要求1所述的热水淋浴计费显示及核算方法，其特征在于，所述第一阈值、第二阈值根据本校的所有学生的淋浴时间的平均值进行确定，且所述第二阈值大于第一阈值。

4.如权利要求1所述的热水淋浴计费显示及核算方法，其特征在于，当所述淋浴用户的可用时间小于第二阈值时，输出告警信号，提醒所述用户尽快完成淋浴。

5.如权利要求1所述的热水淋浴计费显示及核算方法，其特征在于，所述修正淋浴流量构建的具体步骤为：

S21基于所述淋浴用户的身份信息获取所述用户的性别，并根据所述淋浴用户的性别确定本校同性别的所有学生的平均淋浴时间；

S22判断所述平均淋浴时间是否大于所述淋浴时间，若是，则进入步骤S23，若否，则不对所述淋浴的设置流量进行修正；

S23基于所述平均淋浴时间与所述淋浴时间的差值得到淋浴时间差，并判断所述淋浴时间差是否小于可用时间，若是，则不对所述淋浴的设置流量进行修正，若否，则进入步骤S24；

S24基于所述用户的淋浴时间差与所述可用时间的比值构建可用时间比，并将所述可用时间比、淋浴的设置流量、淋浴的热水温度、所述淋浴用户历史的平均淋浴用时、所述淋浴用户距离上次淋浴的时间，送入到基于PSO-BIGRU算法的预测模型中，得到修正淋浴流量。

6.如权利要求1所述的热水淋浴计费显示及核算方法，其特征在于，所述第二时间阈值根据本校的所有学生的淋浴时间的平均值进行确定。

7.如权利要求1所述的热水淋浴计费显示及核算方法，其特征在于，所述淋浴单价的计算公式为:

其中T_P、T_P1分别为淋浴的热水温度、淋浴的热水温度的阈值，t_p、t_pmax分别为淋浴时间、淋浴时间的阈值，P₁为基础单价。

8.如权利要求1所述的热水淋浴计费显示及核算方法，其特征在于，淋浴核算结果构建的具体步骤为：

S31基于淋浴用户的淋浴时间构建修正系数，并基于所述修正系数得到修正淋浴单价；

S32获取所述用户的本月淋浴次数，判断所述用户的本月淋浴次数是否小于本校的所有学生的平均淋浴次数，若是，则进入步骤S32，若否，则基于所述修正淋浴单价、淋浴控制流量、淋浴时间，得到所述用户的淋浴核算结果；

S33基于所述用户的本月淋浴次数与所有学生的平均淋浴次数的比值得到淋浴次数比，并基于所述淋浴次数比、修正系数，采用基于BP神经网络算法的预测模型，得到淋浴次数修正系数，并基于所述淋浴次数修正系数对所述淋浴单价进行修正得到淋浴次数修正单价，并基于所述淋浴次数修正单价、淋浴控制流量、淋浴时间，得到所述用户的淋浴核算结果。

9.如权利要求1所述的热水淋浴计费显示及核算方法，其特征在于，当淋浴设备处于异常工作状态时，将所述淋浴设备的状态传输至远端服务器，其中对淋浴设备进行异常工作状态判断的具体步骤为：

S41判断所述淋浴设备是否存在淋浴热水的输出，若是，则进入步骤S42,若否，则无法进行异常工作状态判断；

S42判断所述淋浴设备的淋浴阀门是否开启，若是，则进入步骤S43,若否，则所述淋浴设备处于异常工作状态；

S43判断所述淋浴用户是否存在，若是，则进入步骤S44,若否，则所述淋浴设备处于异常工作状态；

S44判断淋浴设备是否可以正常计费，若是，则处于正常工作状态，若否，所述淋浴设备处于异常工作状态。

10.一种应用于数字校园的热水淋浴计费显示及核算设备，采用权利要求1-9任意一项所述的一种应用于数字校园的热水淋浴计费显示及核算方法，包括读卡模块，显示模块，控制模块，通信模块，红外检测模块，核算模块；

其中所述读卡模块负责获取淋浴用户的身份信息以及可用余额，并基于所述用户的可用余额确定可用时间；

所述显示模块负责进行可用时间的显示；

所述控制模块负责基于淋浴用户的可用余额确定可用时间、开启淋浴阀门、基于所述可用时间、淋浴时间、淋浴的设置流量，采用基于PSO-BIGRU算法的预测模型，确定修正淋浴流量，并进行淋浴控制流量的生成，并进行异常工作状态的判断；

所述通信模块负责将异常工作状态传输至远端服务器；

所述红外检测模块负责对淋浴用户是否存在进行判断；

所述核算模块根据用户的淋浴时间的不同，基于淋浴热水温度确定淋浴单价，并基于淋浴单价、淋浴控制流量、淋浴时间，得到所述用户的淋浴核算结果；基于所述淋浴时间对所述淋浴单价进行修正得到修正淋浴单价，并基于所述修正淋浴单价、淋浴控制流量、淋浴时间，得到所述用户的淋浴核算结果。

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