CN116543540A - 基于物联网的水池液位在线智能监测感知系统及感知方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了基于物联网的水池液位在线智能监测感知系统及感知方法，其系统包括：数据采集模块用于基于预设传感器采集水池内的水位数据，并将采集到的水位数据基于物联网网关传输至数据云平台；数据处理及报告生成模块用于基于数据云平台对水位数据进行清洗融合，并对清洗融合后的水位数据进行分析，得到水池液位，且当水池液位不满足预设要求时，基于水池液位生成监测报告；报警及控制模块用于基于数据云平台将监测报告传输至管理终端进行报警提醒，并同步生成水池补水指令，基于水池补水指令控制补水设备对水池进行补水操作。确保水池内的储水量满足水池用途，提高了应对突发情况的可靠性，也提高了对水池内水池液位监测的及时性以及准确性。

Description

基于物联网的水池液位在线智能监测感知系统及感知方法

技术领域

本发明涉及监控及数据处理技术领域，特别涉及一种基于物联网的水池液位在线智能监测感知系统及感知方法。

背景技术

水池是用自然形成的装有水的小型坑洼或者人工材料修建、具有防渗作用的蓄水设施，通过水池可对水进行存储，从而满足不同用途的需求，水池包括多种类型，例如：生活蓄水池以及消防蓄水池等，对水池内的水池液位进行有效监测，确保水池内的储水量满足水池用途；

但是，目前在对水池液位监测时，大都采用人工巡检的方式，由于采用人工巡检，不能及时发现水池内水池页面的变化情况，也不能再水池内储水量异常时，及时进行相应的报警和补水操作，同时，由于需要人工训练，浪费了大量的人力物力，从而大大降低了水池的作用以及储水的效果；

因此，为了克服上述缺陷，本发明提供了一种基于物联网的水池液位在线智能监测感知系统及感知方法。

发明内容

本发明提供一种基于物联网的水池液位在线智能监测感知系统及感知方法，用以通过预设传感器对水池内的水位数据进行采集，并对采集到的水位数据进行分时，实现对水池内的水池液位进行准确有效的分析，从而便于在水池液位不满足预设要求时，及时进行相应的报警提醒以及补水操作，确保水池内的储水量满足水池用途，提高了应对突发情况的可靠性，也提高了对水池内水池液位监测的及时性以及准确性，节省了大量的人力物力。

本发明提供了一种基于物联网的水池液位在线智能监测感知系统，包括：

数据采集模块，用于基于预设传感器采集水池内的水位数据，并将采集到的水位数据基于物联网网关传输至数据云平台；

数据处理及报告生成模块，用于基于数据云平台对水位数据进行清洗融合，并对清洗融合后的水位数据进行分析，得到水池液位，且当水池液位不满足预设要求时，基于水池液位生成监测报告；

报警及控制模块，用于基于数据云平台将监测报告传输至管理终端进行报警提醒，并同步生成水池补水指令，基于水池补水指令控制补水设备对水池进行补水操作。

优选的，一种基于物联网的水池液位在线智能监测感知系统，数据采集模块，包括：

结构分析单元，用于获取水池的结构图纸，并基于结构图纸确定水池的结构特征；

关键点确定单元，用于获取对水池液位的监测要求，并基于监测要求以及水池的结构特征确定对水池液位的监测关键点，且将监测关键点在结构图纸上进行标注；

指引单元，用于将标注后的结构图纸反馈至管理终端，并基于结构图纸向工作人员进行预设传感器安装指引。

优选的，一种基于物联网的水池液位在线智能监测感知系统，指引单元，包括：

监测子单元，用于基于预设监控设备实时获取工作人员对预设传感器的安装视频，并基于安装视频确定工作人员对预设传感器的安装进度，且当预设传感器安装结束后，基于物联网网关对不同预设传感器分配数据传输端口；

链路构建子单元，用于基于数据传输端口构建不同预设传感器与物联网网关的分布式无线通讯链路，并从预设服务器中调取测试数据包；

链路测试子单元，用于将测试数据包下发至对应预设传感器，并基于预设传感器根据分布式无线通讯链路将测试数据包预传输至物联网网关，且当物联网网关成功接收到各预设传感器传输的测试数据包时，判定分布式无线通讯链路构建合格，否则，重新构建分布式无线通讯链路。

优选的，一种基于物联网的水池液位在线智能监测感知系统，数据采集模块，包括：

数据采集单元，用于基于预设传感器实时采集水池内的水位数据，并基于预设传感器对采集到的水位数据进行封装，得到水位数据包；

数据标记单元，用于提取不同预设传感器的装置标识，并将装置标识作为数据来源添加至水位数据包的包头，得到待传输数据包；

数据传输单元，用于将待传输数据包放置在相应传输链路中的缓存队列，并确定物联网网关配置的预设周期性脉冲信号，同时，基于预设周期性脉冲信号对缓存队列中的待传输数据包进行携带，并基于携带结果将待传输数据包传输至数据云平台。

优选的，一种基于物联网的水池液位在线智能监测感知系统，数据处理及报告生成模块，包括：

数据接收单元，用于基于数据云平台接收采集到的水位数据，并基于时间发展顺序对水位数据进行序列化处理，且基于序列化处理结果得到不同时刻水位数据对应的目标取值；

数据分析单元，用于基于预设二维直角坐标系对不同时刻水位数据对应的目标取值进行可视化展示，并基于可视化展示结果确定相邻时刻水位数据对应的目标取值的变量序列，且基于监测时间段内的环境变化因素确定对变量序列进行异常评估的置信区间；

数据清洗单元，用于将变量序列与置信区间进行比较，并基于比较结果确定造成变量序列不在置信区间的异常水位数据，且对异常水位数据进行剔除；

数据融合单元，用以基于剔除结果提取上位水位数据和下位水位数据的数据特征，并基于数据特征确定上位水位数据和下位水位数据的数据关联点，且基于预设数据融合规则通过数据关联点将上位水位数据和下位水位数据进行数据融合，得到清洗后的水位数据；

水位确定单元，用于基于预设二维直角坐标系对不同时刻的清洗后的水位数据的目标取值进行线性拟合，得到水位拟合曲线，并确定水位拟合曲线在监测时间段内的变化趋势，同时，基于变化趋势确定监测时间段内水位数据的目标取值对应的平均值，并基于平均值得到最终的水池液位。

优选的，一种基于物联网的水池液位在线智能监测感知系统，水位确定单元，包括：

位置确定子单元，用于获取数据云平台接收采集到的水位数据，并对水位数据进行解析，提取水位数据对应的数据来源标识；

关联子单元，用于获取得到的水池液位，并将数据来源标识和水池液位进行关联绑定，且将关联绑定结果作为监测报告记录项。

优选的，一种基于物联网的水池液位在线智能监测感知系统，数据处理及报告生成模块，包括：

要求确定单元，用于获取水池的目标用途以及水池的目标尺寸，并基于目标用途确定水池内的最低储水量，且基于水池的目标尺寸确定水池内最低储水量对应的目标水位值；

所述要求确定单元，还用于基于水池的目标尺寸确定水池内的最高水位值，并基于目标水位值以及最高水位值确定可允许水位区间，且基于可允许水位区间确定水池液位的预设要求；

报告生成单元，用于将得到的水池液位与预设要求进行比较，并当水池液位不在可允许水位区间时，判定不满足预设要求，同时，获取基于预设报告数据库获取报告记录模板，并基于获取结果确定当前水池液位对应的目标时刻；

所述报告生成单元，用于获取水池液位对应的数据来源标识，并将数据来源标识、目标时刻以及当前水池液位作为待记录项，同时，确定报告记录模板中的目标记录位置，并将待记录项填充至对应目标记录位置，得到监测报告。

优选的，一种基于物联网的水池液位在线智能监测感知系统，报警及控制模块，包括：

属性确定单元，用于获取得到的监测报告，并确定待通知管理终端，且提取待通知管理终端的终端属性，其中，待通知管理终端至少为一种；

传输模式确定单元，用于基于终端属性确定对不同待通知管理终端的传输模式，并确定不同传输模式下的网络协议，且基于传输模式以及网络协议通过数据云平台将得到的监测报告同步传输至待通知管理终端进行水池液位较低报警提醒；

指令生成单元，用于基于报警提醒结果通过数据云平台从预设指令数据库中调取目标指令元，并提取各目标指令元的目标语义，且基于目标语义确定对目标指令元的拼接逻辑；

所述指令生成单元，用于基于拼接逻辑将目标指令元进行拼接，并基于拼接结果得到水池补水指令；

设备控制单元，用于基于水池补水指令控制补水设备对水池进行补水操作，直至水池内的水池液位满足预设要求。

优选的，一种基于物联网的水池液位在线智能监测感知系统，报警及控制模块，包括：

报警统计单元，用于获取目标时间段内向管理终端发送的报警提醒总次数，并对报警提醒结果进行核验，确定报警提醒中存在的错误报警次数；

计算单元，用于基于报警提醒总次数和错误报警次数计算对水池液位在线监测感知的准确率，并将准确率与预设准确率阈值进行比较；

若计算得到的准确率大于或等于预设准确率阈值，则判定对水池液位在线监测感知效果合格，否则，判定对水池液位在线监测感知效果不合格；

优化单元，用于当判定对水池液位在线监测感知效果不合格后，对预设传感器的监测灵敏度进行调整，直至计算得到的准确率大于或等于预设准确率阈值。

本发明提供了一种基于物联网的水池液位在线智能监测感知方法，包括：

步骤1：基于预设传感器采集水池内的水位数据，并将采集到的水位数据基于物联网网关传输至数据云平台；

步骤2基于数据云平台对水位数据进行清洗融合，并对清洗融合后的水位数据进行分析，得到水池液位，且当水池液位不满足预设要求时，基于水池液位生成监测报告；

步骤3：基于数据云平台将监测报告传输至管理终端进行报警提醒，并同步生成水池补水指令，基于水池补水指令控制补水设备对水池进行补水操作。

本发明的其它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可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

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为本发明实施例中一种基于物联网的水池液位在线智能监测感知系统的结构图；

图2为本发明实施例中一种基于物联网的水池液位在线智能监测感知系统中数据采集模块的结构图

图3为本发明实施例中一种基于物联网的水池液位在线智能监测感知方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

本实施例提供了一种基于物联网的水池液位在线智能监测感知系统，如图1所示，包括：

数据采集模块，用于基于预设传感器采集水池内的水位数据，并将采集到的水位数据基于物联网网关传输至数据云平台；

数据处理及报告生成模块，用于基于数据云平台对水位数据进行清洗融合，并对清洗融合后的水位数据进行分析，得到水池液位，且当水池液位不满足预设要求时，基于水池液位生成监测报告；

报警及控制模块，用于基于数据云平台将监测报告传输至管理终端进行报警提醒，并同步生成水池补水指令，基于水池补水指令控制补水设备对水池进行补水操作。

该实施例中，预设传感器是提前设定好的，用于采集水池内的水位数据，从而便于对水池内水位情况进行有效监测。

该实施例中，水位数据指的是预设传感器采集到的水池内不同时刻当前的水位高度数据，目的是为了对水池内的水位情况进行准确监测。

该实施例中，物联网网关是提前设定好的，用于将预设传感器采集到的水位数据有效传输至数据云平台，从而实现对水位数据进行分析，实现对水池液位进行准确有效的监测。

该实施例中，数据云平台是用于对采集到的水位数据进行分析，从而实现对水池液位情况进行有效监测。

该实施例中，清洗融合指的是对得到的水位数据中的异常数据进行清洗，并将清洗后的水位数据进行拼接，得到完整的水位数据，目的是为了确保最终得到的水池液位的准确性。

该实施例中，水池液位指的是根据预设传感器采集到的水位数据最终确定的水池内的水位高度情况。

该实施例中，预设要求是根据水池的用途以及水池的尺寸的确定的，不同的水池对应的预设要求不同。

该实施例中，监测报告是将不满足预设要求的水池液位、当前时刻以及当前水池的位置等进行记录后得到的报告，目的是为了便于对当前水池进行管理。从而便于对当前水池进行补水操作。

该实施例中，管理终端可以是用户的微信或者邮箱等。

该实施例中，同步生成水池补水指令指的是在向管理终端进行报警提醒的同一时刻生成相应的设备控制指令，从而实现控制不睡设备对水池进行补水操作，确保水池内的水池液位满足预设要求。

该实施例中，补水设备是提前设定好的，例如可以是水泵等设备。

该实施例中，基于水池补水指令控制补水设备对水池进行补水操作指的是当水池内的水池液位低于预设要求时，及时对水池进行补水操作，确保水池内的水池液位满足预设要求(即高于或等于要求的水池液位值)。

上述技术方案的有益效果是：通过预设传感器对水池内的水位数据进行采集，并对采集到的水位数据进行分时，实现对水池内的水池液位进行准确有效的分析，从而便于在水池液位不满足预设要求时，及时进行相应的报警提醒以及补水操作，确保水池内的储水量满足水池用途，提高了应对突发情况的可靠性，也提高了对水池内水池液位监测的及时性以及准确性，节省了大量的人力物力。

实施例2：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种基于物联网的水池液位在线智能监测感知系统，数据采集模块，包括：

结构分析单元，用于获取水池的结构图纸，并基于结构图纸确定水池的结构特征；

关键点确定单元，用于获取对水池液位的监测要求，并基于监测要求以及水池的结构特征确定对水池液位的监测关键点，且将监测关键点在结构图纸上进行标注；

指引单元，用于将标注后的结构图纸反馈至管理终端，并基于结构图纸向工作人员进行预设传感器安装指引。

该实施例中，结构图纸是用于表征水池尺寸以及水池形状的设计图。

该实施例中，结构特征指的是水池内水管的走向、布局以及水池形状等。

该实施例中，监测要求是提前已知的，用于表征对水池液位监测的严谨程度等。

该实施例中，监测关键点指的是能够布置预设传感器的位置点，是在水池内部，且不唯一。

该实施例中，基于结构图纸向工作人员进行预设传感器安装指引指的是对工作人员安装预设传感器进行指引，从而确保对水池内水位数据采集的准确性。

上述技术方案的有益效果是：通过对水池的结构特征进行获取和分析，实现对水池内的监测关键点进行准确有效的确认，从而便于确保预设传感器安装位置的准确可靠性，也保障了对水位数据采集的可靠性，从而保障了对水池液位分析的准确性以及对水池进行补水操作的及时性。

实施例3：

在实施例2的基础上，本实施例提供了一种基于物联网的水池液位在线智能监测感知系统，指引单元，包括：

监测子单元，用于基于预设监控设备实时获取工作人员对预设传感器的安装视频，并基于安装视频确定工作人员对预设传感器的安装进度，且当预设传感器安装结束后，基于物联网网关对不同预设传感器分配数据传输端口；

链路构建子单元，用于基于数据传输端口构建不同预设传感器与物联网网关的分布式无线通讯链路，并从预设服务器中调取测试数据包；

链路测试子单元，用于将测试数据包下发至对应预设传感器，并基于预设传感器根据分布式无线通讯链路将测试数据包预传输至物联网网关，且当物联网网关成功接收到各预设传感器传输的测试数据包时，判定分布式无线通讯链路构建合格，否则，重新构建分布式无线通讯链路。

该实施例中，预设监控设备是提前设定好的，例如可以是摄像头等。

该实施例中，数据传输端口是通过物联网网关对不同预设传感器分配的，目的是确保各预设传感器可将采集到的水位数据通过物联网网关传输至数据云平台。

该实施例中，分布式无线通讯网络是用于连接不同预设传感器与物联网网关的数据通信链路，目的是为了确保各预设传感器与物联网网关之间通信互不影响。

该实施例中，预设服务器是提前设定好的，用于存储测试数据包，其中，测试数据包是用于测试构建的分布式无线通讯链路是否畅通。

该实施例中，预传输指的是通过分布式无线通讯链路将测试数据包传输至物联网网关，从而便于验证构建的分布式无线通讯链路是否合格。

上述技术方案的有益效果是：通过物联网网关对不同的预设传感器分配传输端口，并通过传输端口构建不同预设传感器与物联网网关的分布式无线通讯链路，并对构建的分布式无线通讯链路进行测试，从而保障了构建的分布式无线通讯链路的准确可靠性，确保可将采集到的水位数据准确无误的传输至物联网网关，进而传输至数据云平台，保障了对水池液位分析的可靠性，也提高了对水池内水池液位监测的及时性以及准确性。

实施例4：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种基于物联网的水池液位在线智能监测感知系统，如图2所示，数据采集模块，包括：

数据采集单元，用于基于预设传感器实时采集水池内的水位数据，并基于预设传感器对采集到的水位数据进行封装，得到水位数据包；

数据标记单元，用于提取不同预设传感器的装置标识，并将装置标识作为数据来源添加至水位数据包的包头，得到待传输数据包；

数据传输单元，用于将待传输数据包放置在相应传输链路中的缓存队列，并确定物联网网关配置的预设周期性脉冲信号，同时，基于预设周期性脉冲信号对缓存队列中的待传输数据包进行携带，并基于携带结果将待传输数据包传输至数据云平台。

该实施例中，水位数据包指的是对预设传感器采集到的水位数据进行封装后得到的数据包。

该实施例中，装置标识是用于标记不同预设传感器的一种标记标签，通过该标识可快速对预设传感器进行区分和识别。

该实施例中，包头指的是水位数据包的前端，通过将装置标识作为数据来源添加至水位数据包的包头，便于数据云平台快速对水位数据包的身份信息进行确认。

该实施例中，待传输数据包指的是将装置标识作为数据来源添加至水位数据包的包头后，能够直接用于传输的数据包。

该实施例中，缓存队列是传输链路中用于将待传输数据包进行排队等待传输的载体。

该实施例中，预设周期性脉冲信号是通过物联网网关配置，用于周期性对缓存队列中的待传输数据包进行传输，是携带待传输数据包的载体。

上述技术方案的有益效果是：通过预设传感器对水位数据进行采集，并对采集到的水位数据进行封装和数据来源标记，实现对待传输数据包进行准确有效的获取，最后，通过数据传输链路将得到的待传输数据包及时有效的传输至数据云平台，保障数据云平台对水位数据分析的及时性以及可靠性，从而在水池液位不满足要求时及时对水池进行补水操作，提高了对水池内水池液位监测的及时性以及准确性，节省了大量的人力物力。

实施例5：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种基于物联网的水池液位在线智能监测感知系统，数据处理及报告生成模块，包括：

数据接收单元，用于基于数据云平台接收采集到的水位数据，并基于时间发展顺序对水位数据进行序列化处理，且基于序列化处理结果得到不同时刻水位数据对应的目标取值；

数据分析单元，用于基于预设二维直角坐标系对不同时刻水位数据对应的目标取值进行可视化展示，并基于可视化展示结果确定相邻时刻水位数据对应的目标取值的变量序列，且基于监测时间段内的环境变化因素确定对变量序列进行异常评估的置信区间；

数据清洗单元，用于将变量序列与置信区间进行比较，并基于比较结果确定造成变量序列不在置信区间的异常水位数据，且对异常水位数据进行剔除；

数据融合单元，用以基于剔除结果提取上位水位数据和下位水位数据的数据特征，并基于数据特征确定上位水位数据和下位水位数据的数据关联点，且基于预设数据融合规则通过数据关联点将上位水位数据和下位水位数据进行数据融合，得到清洗后的水位数据；

水位确定单元，用于基于预设二维直角坐标系对不同时刻的清洗后的水位数据的目标取值进行线性拟合，得到水位拟合曲线，并确定水位拟合曲线在监测时间段内的变化趋势，同时，基于变化趋势确定监测时间段内水位数据的目标取值对应的平均值，并基于平均值得到最终的水池液位。

该实施例中，基于时间发展顺序对水位数据进行序列化处理指的是将采集到的水位数据根据时间发展顺序进行拆分，从而实现对不同时刻对应的水位数据的具体取值情况进行准确有效的确定。

该实施例中，目标取值指的是不同时刻的水位数据对应的具体取值大小情况。

该实施例中，预设二维直角坐标系是提前设定好的，用于对不同时刻的水位数据的目标取值进行可视化展示，从而便于确定其中的异常数据。

该实施例中，可视化展示指的是将不同时刻的水位数据的目标取值采用可视化点在预设二维直角坐标系中进行显示。

该实施例中，变量序列是用于表征相邻时刻水位数据对应的目标取值的变化情况，从而便于对不同时刻的水位数据的取值情况进行异常校验。

该实施例中，监测时间段是已知的，例如可以是一天内或者一周内。

该实施例中，环境变化因素指的是是否出现炎热天气或者降雨天气等。

该实施例中，置信区间是用于表征在监测时间段内相邻时刻水位数据对应的目标取值的可允许变化阈值区间，是用于衡量不同时刻的水位数据的目标取值是否异常的参考标准。

该实施例中，异常水位数据指的是造成变量序列不在置信区间的水位数据，即某一时刻的水位数据的目标取值过高或过低。

该实施例中，上位水位数据指的是异常水位数据上一时刻对应的水位数据。

该实施例中，下位水位数据指的是异常水位数据下一时刻对应的水位数据。

该实施例中，数据特征指的是能够表征上位水位数据和下位水位数据的数据结构或数据组成的数据参数。

该实施例中，数据关联点指的是上位水位数据和下位水位数据之间存在相似的数据参数，从而便于将上位水位数据和下位水位数据进行关联。

该实施例中，预设数据融合规则是提前设定好的，用于将上位水位数据和下位水位数据进行融合，从而得到完整的数据片段。

该实施例中，水位拟合曲线指的是将不同时刻的水位数据对应的目标取值采用线段进行连接，从而便于确定水位数据的目标取值在监测时间段内的变化情况，为确定水池液位提供了便利与保障。

该实施例中，基于变化趋势确定监测时间段内水位数据的目标取值对应的平均值，并基于平均值得到最终的水池液位指的是当环境对水池内的水造成影响(例如可以是刮风造成水面起伏不定)，故通过监测时间段内的平均值表征水池液位。

上述技术方案的有益效果是：通过对得到的水位数据进行分析，实现通过预设二维直角坐标系对得到的水位数据的目标取值进行可视化展示，从而实现通过可视化展示结果对水位数据中的异常水位数据进行清洗融合，最后对清洗融合后的水位数据进行有效分析，实现对水池液位进行准确可靠的获取，从而便于及时了解水池内水池液位的变化情况，也便于在水池液位不满足预设要求时，及时进行相应的报警提醒以及补水操作，确保水池内的储水量满足水池用途，提高了应对突发情况的可靠性，也提高了对水池内水池液位监测的及时性以及准确性，节省了大量的人力物。

实施例6：

在实施例5的基础上，本实施例提供了一种基于物联网的水池液位在线智能监测感知系统，水位确定单元，包括：

位置确定子单元，用于获取数据云平台接收采集到的水位数据，并对水位数据进行解析，提取水位数据对应的数据来源标识；

关联子单元，用于获取得到的水池液位，并将数据来源标识和水池液位进行关联绑定，且将关联绑定结果作为监测报告记录项。

该实施例中，数据来源标识是用于表征水位数据对应的预设传感器的标记标签，通过该标识可快速对水位数据的来源进行准确有效的确定。

该实施例中，监测报告记录项指的是需要在监测报告中进行记录的数据，从而便于做到有效的数据备查。

上述技术方案的有益效果是：通过对将得到的水池液位和对应的数据来源进行关联绑定，从而便于实现对当前水池液位对应的具体水池进行有效记录，确保对水池液位在线智能监测感知的实用性，也便于工作人员根据数据对水池进行有效的管理。

实施例7：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种基于物联网的水池液位在线智能监测感知系统，数据处理及报告生成模块，包括：

要求确定单元，用于获取水池的目标用途以及水池的目标尺寸，并基于目标用途确定水池内的最低储水量，且基于水池的目标尺寸确定水池内最低储水量对应的目标水位值；

所述要求确定单元，还用于基于水池的目标尺寸确定水池内的最高水位值，并基于目标水位值以及最高水位值确定可允许水位区间，且基于可允许水位区间确定水池液位的预设要求；

报告生成单元，用于将得到的水池液位与预设要求进行比较，并当水池液位不在可允许水位区间时，判定不满足预设要求，同时，获取基于预设报告数据库获取报告记录模板，并基于获取结果确定当前水池液位对应的目标时刻；

所述报告生成单元，用于获取水池液位对应的数据来源标识，并将数据来源标识、目标时刻以及当前水池液位作为待记录项，同时，确定报告记录模板中的目标记录位置，并将待记录项填充至对应目标记录位置，得到监测报告。

该实施例中，目标用途是用于表征当前水池的作用，例如可以是隧道消防等。

该实施例中，目标尺寸指的是水池的长、宽以及高度等。

该实施例中，最低储水量指的是水池内需要存储水量最低值，例如可以是当水池的作用是隧道消防时，需确保水池内的水量为满池状态。

该实施例中，目标水位值指的是当水池内的储水量为最低值时对应的水位高度。

该实施例中，可允许水位区间指的是水池在当前目标用途下水位可保持的高度值，不同的用途对应的可允许水位区间不同。

该实施例中，预设报告数据库是提前设定好的，用于存储不同的报告模板。

该实施例中，目标时刻指的是当前水池液位情况下对应的时间信息，从而便于生成有效的监测报告，也便于管理人员进行相应管理。

该实施例中，待记录项指的是需要在报告模板记录模板中进行存储数据内容。

该实施例中，目标记录位置可以是报告记录模板中能够记录数据来源标识、目标时刻以及当前水池液位的具体位置。

上述技术方案的有益效果是：通过将得到的水池液位与预设要求进行比较，实现对水池内的储水情况进行及时有效的分析，从而便于在水池内的储水情况不满足要求时，及时生成相应的监测报告，节省了大量的人力物力，实现对水池液位进行有效管理，也便于在水池液位不满足预设要求时及时进行相应的补水操作，确保水池内的储水量满足水池用途。

实施例8：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种基于物联网的水池液位在线智能监测感知系统，报警及控制模块，包括：

属性确定单元，用于获取得到的监测报告，并确定待通知管理终端，且提取待通知管理终端的终端属性，其中，待通知管理终端至少为一种；

传输模式确定单元，用于基于终端属性确定对不同待通知管理终端的传输模式，并确定不同传输模式下的网络协议，且基于传输模式以及网络协议通过数据云平台将得到的监测报告同步传输至待通知管理终端进行水池液位较低报警提醒；

指令生成单元，用于基于报警提醒结果通过数据云平台从预设指令数据库中调取目标指令元，并提取各目标指令元的目标语义，且基于目标语义确定对目标指令元的拼接逻辑；

所述指令生成单元，用于基于拼接逻辑将目标指令元进行拼接，并基于拼接结果得到水池补水指令；

设备控制单元，用于基于水池补水指令控制补水设备对水池进行补水操作，直至水池内的水池液位满足预设要求。

该实施例中，待通知管理终端指的是需要对监测报告进行接收的终端，且不唯一。

该实施例中，终端属性是用于表征待通知管理终端的类型，例如可以是微信或者短信等。

该实施例中，传输模式指的是根据不同待通知管理终端的类型进行通知的方式，即对监测报告进行传输的方式。

该实施例中，网络协议指的是不同传输模式下的网络要求，例如可以是数据云平台与待通知管理终端之间的对接方式以及数据传输格式等。

该实施例中，水池液位较低报警提醒指的是通过监测报告项管理人员通知当前水池的水池液位较低，需要进行补水操作。

该实施例中，预设指令数据库是提前设定好的，用于存储不同的目标指令元，其中，目标指令元是用于生成控制指令的指令元素。

该实施例中，目标语义是用于表征不同目标指令元能够实现的控制功能。

该实施例中，拼接逻辑是用于表征对不同目标指令元进行拼接的方式，即表征不同目标指令元在控制指令中所处的具体位置。

上述技术方案的有益效果是：通过将得到的监测报告传输至管理终端进行报警提醒，便于工作人员及时发现水池的异常情况，同时，同步生成控制指令，实现通过控制指令控制相应的补水设备对水池进行补水操作，保障了水池液位不满足预设要求时，及时进行相应的报警提醒以及补水操作，确保水池内的储水量满足水池用途，提高了应对突发情况的可靠性，也提高了对水池内水池液位监测的及时性以及准确性，节省了大量的人力物力。

实施例9：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种基于物联网的水池液位在线智能监测感知系统，报警及控制模块，包括：

报警统计单元，用于获取目标时间段内向管理终端发送的报警提醒总次数，并对报警提醒结果进行核验，确定报警提醒中存在的错误报警次数；

计算单元，用于基于报警提醒总次数和错误报警次数计算对水池液位在线监测感知的准确率：

根据如下公式计算对水池液位在线监测感知的准确率：

其中，η表示对水池液位在线监测感知的准确率，且取值范围为(0，1)；μ表示误差因子，且取值范围为(0.01，0.015)；M表示目标时间段内向管理终端发送的报警提醒总次数；N表示报警提醒中存在的错误报警次数，且取值小于M；K表示错误报警次数中被误判的次数，且取值小于N；τ表示预设传感器的灵敏度值，且取值范围为(0.8，0.95)；

将准确率与预设准确率阈值进行比较；

若计算得到的准确率大于或等于预设准确率阈值，则判定对水池液位在线监测感知效果合格，否则，判定对水池液位在线监测感知效果不合格；

优化单元，用于当判定对水池液位在线监测感知效果不合格后，对预设传感器的监测灵敏度进行调整，直至计算得到的准确率大于或等于预设准确率阈值。

该实施例中，目标时间段是提前设定好的，例如课题是一周或一个月等。

该实施例中，预设准确率阈值是提前设定好的，是用于衡量当前对水池液位在线监测感知的准确率是否满足最低标准，是可以进行调整的。

该实施例中，对预设传感器的监测灵敏度进行调整指的是当预设传感器的监测灵敏度过高(即当水面受外界环境影响受到起伏后则会监测到水面变化)时，对预设传感器的灵敏度进行降低处理等。

上述技术方案的有益效果是：通过统计目标时间段内报警提醒总次数以及报警提醒中存在的错误报警次数，实现对水池液位在线监测感知的准确率进行有效计算，从而便于对对水池液位在线监测感知的效果进行有效把握，也便于在水池液位不满足预设要求时，及时进行相应的报警提醒以及补水操作，确保水池内的储水量满足水池用途，提高了应对突发情况的可靠性，节省了大量的人力物力。

实施例10：

本实施例提供了一种基于物联网的水池液位在线智能监测感知方法，如图3所示，包括：

步骤1：基于预设传感器采集水池内的水位数据，并将采集到的水位数据基于物联网网关传输至数据云平台；

步骤2基于数据云平台对水位数据进行清洗融合，并对清洗融合后的水位数据进行分析，得到水池液位，且当水池液位不满足预设要求时，基于水池液位生成监测报告；

步骤3：基于数据云平台将监测报告传输至管理终端进行报警提醒，并同步生成水池补水指令，基于水池补水指令控制补水设备对水池进行补水操作。

上述技术方案的有益效果是：通过预设传感器对水池内的水位数据进行采集，并对采集到的水位数据进行分时，实现对水池内的水池液位进行准确有效的分析，从而便于在水池液位不满足预设要求时，及时进行相应的报警提醒以及补水操作，确保水池内的储水量满足水池用途，提高了应对突发情况的可靠性，也提高了对水池内水池液位监测的及时性以及准确性，节省了大量的人力物力。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种基于物联网的水池液位在线智能监测感知系统，其特征在于，包括：

数据采集模块，用于基于预设传感器采集水池内的水位数据，并将采集到的水位数据基于物联网网关传输至数据云平台；

数据处理及报告生成模块，用于基于数据云平台对水位数据进行清洗融合，并对清洗融合后的水位数据进行分析，得到水池液位，且当水池液位不满足预设要求时，基于水池液位生成监测报告；

报警及控制模块，用于基于数据云平台将监测报告传输至管理终端进行报警提醒，并同步生成水池补水指令，基于水池补水指令控制补水设备对水池进行补水操作。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的水池液位在线智能监测感知系统，其特征在于，数据采集模块，包括：

结构分析单元，用于获取水池的结构图纸，并基于结构图纸确定水池的结构特征；

关键点确定单元，用于获取对水池液位的监测要求，并基于监测要求以及水池的结构特征确定对水池液位的监测关键点，且将监测关键点在结构图纸上进行标注；

指引单元，用于将标注后的结构图纸反馈至管理终端，并基于结构图纸向工作人员进行预设传感器安装指引。

3.根据权利要求2所述的一种基于物联网的水池液位在线智能监测感知系统，其特征在于，指引单元，包括：

监测子单元，用于基于预设监控设备实时获取工作人员对预设传感器的安装视频，并基于安装视频确定工作人员对预设传感器的安装进度，且当预设传感器安装结束后，基于物联网网关对不同预设传感器分配数据传输端口；

链路构建子单元，用于基于数据传输端口构建不同预设传感器与物联网网关的分布式无线通讯链路，并从预设服务器中调取测试数据包；

链路测试子单元，用于将测试数据包下发至对应预设传感器，并基于预设传感器根据分布式无线通讯链路将测试数据包预传输至物联网网关，且当物联网网关成功接收到各预设传感器传输的测试数据包时，判定分布式无线通讯链路构建合格，否则，重新构建分布式无线通讯链路。

4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的水池液位在线智能监测感知系统，其特征在于，数据采集模块，包括：

数据采集单元，用于基于预设传感器实时采集水池内的水位数据，并基于预设传感器对采集到的水位数据进行封装，得到水位数据包；

数据标记单元，用于提取不同预设传感器的装置标识，并将装置标识作为数据来源添加至水位数据包的包头，得到待传输数据包；

数据传输单元，用于将待传输数据包放置在相应传输链路中的缓存队列，并确定物联网网关配置的预设周期性脉冲信号，同时，基于预设周期性脉冲信号对缓存队列中的待传输数据包进行携带，并基于携带结果将待传输数据包传输至数据云平台。

5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的水池液位在线智能监测感知系统，其特征在于，数据处理及报告生成模块，包括：

数据接收单元，用于基于数据云平台接收采集到的水位数据，并基于时间发展顺序对水位数据进行序列化处理，且基于序列化处理结果得到不同时刻水位数据对应的目标取值；

数据分析单元，用于基于预设二维直角坐标系对不同时刻水位数据对应的目标取值进行可视化展示，并基于可视化展示结果确定相邻时刻水位数据对应的目标取值的变量序列，且基于监测时间段内的环境变化因素确定对变量序列进行异常评估的置信区间；

数据清洗单元，用于将变量序列与置信区间进行比较，并基于比较结果确定造成变量序列不在置信区间的异常水位数据，且对异常水位数据进行剔除；

数据融合单元，用以基于剔除结果提取上位水位数据和下位水位数据的数据特征，并基于数据特征确定上位水位数据和下位水位数据的数据关联点，且基于预设数据融合规则通过数据关联点将上位水位数据和下位水位数据进行数据融合，得到清洗后的水位数据；

水位确定单元，用于基于预设二维直角坐标系对不同时刻的清洗后的水位数据的目标取值进行线性拟合，得到水位拟合曲线，并确定水位拟合曲线在监测时间段内的变化趋势，同时，基于变化趋势确定监测时间段内水位数据的目标取值对应的平均值，并基于平均值得到最终的水池液位。

6.根据权利要求5所述的一种基于物联网的水池液位在线智能监测感知系统，其特征在于，水位确定单元，包括：

位置确定子单元，用于获取数据云平台接收采集到的水位数据，并对水位数据进行解析，提取水位数据对应的数据来源标识；

关联子单元，用于获取得到的水池液位，并将数据来源标识和水池液位进行关联绑定，且将关联绑定结果作为监测报告记录项。

7.根据权利要求1所述的一种基于物联网的水池液位在线智能监测感知系统，其特征在于，数据处理及报告生成模块，包括：

要求确定单元，用于获取水池的目标用途以及水池的目标尺寸，并基于目标用途确定水池内的最低储水量，且基于水池的目标尺寸确定水池内最低储水量对应的目标水位值；

所述要求确定单元，还用于基于水池的目标尺寸确定水池内的最高水位值，并基于目标水位值以及最高水位值确定可允许水位区间，且基于可允许水位区间确定水池液位的预设要求；

报告生成单元，用于将得到的水池液位与预设要求进行比较，并当水池液位不在可允许水位区间时，判定不满足预设要求，同时，获取基于预设报告数据库获取报告记录模板，并基于获取结果确定当前水池液位对应的目标时刻；

所述报告生成单元，用于获取水池液位对应的数据来源标识，并将数据来源标识、目标时刻以及当前水池液位作为待记录项，同时，确定报告记录模板中的目标记录位置，并将待记录项填充至对应目标记录位置，得到监测报告。

8.根据权利要求1所述的一种基于物联网的水池液位在线智能监测感知系统，其特征在于，报警及控制模块，包括：

属性确定单元，用于获取得到的监测报告，并确定待通知管理终端，且提取待通知管理终端的终端属性，其中，待通知管理终端至少为一种；

传输模式确定单元，用于基于终端属性确定对不同待通知管理终端的传输模式，并确定不同传输模式下的网络协议，且基于传输模式以及网络协议通过数据云平台将得到的监测报告同步传输至待通知管理终端进行水池液位较低报警提醒；

指令生成单元，用于基于报警提醒结果通过数据云平台从预设指令数据库中调取目标指令元，并提取各目标指令元的目标语义，且基于目标语义确定对目标指令元的拼接逻辑；

所述指令生成单元，用于基于拼接逻辑将目标指令元进行拼接，并基于拼接结果得到水池补水指令；

设备控制单元，用于基于水池补水指令控制补水设备对水池进行补水操作，直至水池内的水池液位满足预设要求。

9.根据权利要求1所述的一种基于物联网的水池液位在线智能监测感知系统，其特征在于，报警及控制模块，包括：

报警统计单元，用于获取目标时间段内向管理终端发送的报警提醒总次数，并对报警提醒结果进行核验，确定报警提醒中存在的错误报警次数；

计算单元，用于基于报警提醒总次数和错误报警次数计算对水池液位在线监测感知的准确率，并将准确率与预设准确率阈值进行比较；

若计算得到的准确率大于或等于预设准确率阈值，则判定对水池液位在线监测感知效果合格，否则，判定对水池液位在线监测感知效果不合格；

优化单元，用于当判定对水池液位在线监测感知效果不合格后，对预设传感器的监测灵敏度进行调整，直至计算得到的准确率大于或等于预设准确率阈值。

10.一种基于物联网的水池液位在线智能监测感知方法，其特征在于，包括：

步骤1：基于预设传感器采集水池内的水位数据，并将采集到的水位数据基于物联网网关传输至数据云平台；

步骤2基于数据云平台对水位数据进行清洗融合，并对清洗融合后的水位数据进行分析，得到水池液位，且当水池液位不满足预设要求时，基于水池液位生成监测报告；

步骤3：基于数据云平台将监测报告传输至管理终端进行报警提醒，并同步生成水池补水指令，基于水池补水指令控制补水设备对水池进行补水操作。