CN117990191A - 一种超声波水表校准方法、物联网系统及设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种超声波水表校准方法、物联网系统及设备,首先,确认被校验超声波水表对应的参照水表,构建参照水表的流量守恒的拓扑图;判断被校验超声波水表采集数据是否存在异常,若不存在异常时,获取所述拓扑图中与被校验超声波水表同层级各个水表的标准误差,并得出所述被校验水表标准误差与所述拓扑图中同层级各个超声波水表的标准误差之和的函数关系并计算总误差;根据总误差及所述函数关系,计算得到第一实际误差;将所述第一实际误差设置为被校验水表新的第一标准误差并反馈给被校验水表。本方案提供了一种超声波水表的自动校准方案,至少解决了被校验水表因不确定的系统误差而显示的流量数据不正确的问题。
Description
技术领域
本申请涉及超声波计量领域,尤其涉及一种超声波水表校准方法、物联网系统及设备。
背景技术
超声波水表是一种通过产生超声波激励信号,感测超声波信号在水流中传播的响应来实现流量测量的水表。常用的测量原理是基于超声波传播时间差法,利用超声波在流动介质中顺流和逆流传播存在时间差,通过测量传播时间,按确定的数学模型计算得到流体的平均流速,再与管道横截面积相乘计算出流体的瞬间流量,经计算得到累积流量。超声波水表主要由测量管、超声波换能器、测量电路和显示装置等组成。
运用超声波水表进行测量时,可能产生参考声速精度误差、渡越时间差及系统误差,目前对超声波水表的校准是通过标准表人工来进行校准的,不但工作量大、工作效率低且不能对超声表水表进行实时校准。
发明内容
本发明提供了一种超声波水表校准方法、物联网系统及设备,提供了一种简洁高效的超声波水表在线校准方案,至少解决了需要在每个超声波水表利用标准表单独进行校准,效率较低的问题。
一种超声波水表校准方法,包括:
获取第一数据,所述第一数据包括第一超声波水表的第一流量数据;
根据所述第一超声波水表,确定所述第一超声波水表对应的参照水表,并获取所述参照水表的总流量数据;
根据所述第一超声波水表和所述参照水表,构建所述参照水表的流量守恒的拓扑图;
判断所述第一数据是否存在异常;
当所述第一数据不存在异常时,则根据所述拓扑图,获取所述第一超声波水表的第一标准误差、与所述第一超声波水表相同层级的至少一个第二超声波水表的第二标准误差和所述至少一个第二超声波水表的第二流量数据;
根据所述第一标准误差和所述第二标准误差,确定所述第一标准误差与所述第二标准误差之和的函数关系;
根据所述总流量数据、所述第一流量数据和所述第二流量数据,确定第一超声波水表和第二超声波水表的总误差;
根据所述总误差和所述函数关系,获得所述第一超声水表的第一实际误差;将所述第一实际误差设置为所述第一超声波水表新的第一标准误差并反馈给所述第一超声波水表,以修正所述第一超声波水表显示的流量数据。
可选的,所述判断所述第一数据是否存在异常的步骤,包括:
根据所述第一超声波水表的历史数据判断所述第一数据是否异常。
可选的,所述判断所述第一数据是否存在异常的步骤之后,还包括:
当所述第一数据存在异常时,将所述参照水表的总流量数据减去所述第二超声波水表显示的流量数据后的数据反馈给第一超声波水表,以使第一超声波水表显示的流量数据正确,并提示对所述第一超声波水表进行检测。
可选的,所述将所述第一实际误差设置为所述第一超声波水表新的第一标准误差并反馈给所述第一超声波水表,以修正所述第一超声波水表显示的流量数据的步骤,包括:
判断所述第一实际误差与所述第一标准误差的差值是否小于预设的第一阈值;如果所述第一实际误差与所述第一标准误差的差值小于预设的第一阈值,则反馈校准通过;
如果所述第一实际误差与所述第一标准误差的差值不小于预设的第一阈值,则将所述第一实际误差设置为所述第一超声波水表新的第一标准误差并反馈给所述第一超声波水表,以修正所述第一超声波水表显示的流量数据。
可选的,所述获取第一数据的周期是固定的或根据需要进行设置的。
可选的,所述获取第一数据的步骤之后,还包括:将所述第一数据存储到预设的时序数据库中。
可选的,根据所述第一标准误差和所述第二标准误差,确定所述第一标准误差与所述第二标准误差之和的函数关系的步骤,包括:
根据所述预设的时序数据库,获得至少一个时段的所述第一标准误差和至少一个所述第二标准误差;
根据所述至少一个时段的所述第一标准误差和至少一个所述第二标准误差,确定至少一个时段的函数关系;
根据所述至少一个时段的函数关系,确定所述第一标准误差与全部所述第二标准误差之和的函数关系。
可选的,所述判断所述第一数据是否存在异常的步骤之后,还包括:
当所述第一数据存在异常时,根据所述第一数据,判断所述第一数据是否符合爆管的数据特征;
当所述第一数据符合爆管的数据特征时,向所述第一超声波水表发送关闭阀门的信号。
再一方面,一种超声波水表物联网系统,其特征在于,包括依次通信连接的用户平台、服务平台、管理平台、传感网络平台和超声波水表对象平台,其中:
所述管理平台被配置为:
获取第一数据,所述第一数据包括第一超声波水表采集的第一流量数据;
根据所述第一超声波水表,确定所述第一超声波水表对应的参照水表,并获取所述参照水表的总流量数据;
根据所述第一超声波水表和所述参照水表,构建所述参照水表的流量守恒的拓扑图;
判断所述第一数据是否存在异常;
当所述第一数据不存在异常时,则根据所述拓扑图,获取所述第一超声波水表的第一标准误差、与所述第一超声波水表相同层级的至少一个第二超声波水表的第二标准误差和所述至少一个第二超声波水表的第二流量数据;
根据所述第一标准误差和所述第二标准误差,确定所述第一标准误差与所述第二标准误差之和的函数关系;
根据所述总流量数据、所述第一流量数据和所述第二流量数据,确定第一超声波水表和第二超声波水表的总误差;
根据所述总误差和所述函数关系,获得所述第一超声水表的第一实际误差;将所述第一实际误差设置为所述第一超声波水表新的第一标准误差并反馈给所述第一超声波水表,以修正所述第一超声波水表显示的流量数据。
所述超声波水表对象平台被配置为:
采集各个数据并发送给管理平台,采集的数据包括温度、流速、压力、换能器距离、管道内径、气泡或固体颗粒的密度、换能器距离;
根据所述管理平台反馈的新的第一标准误差并进行配置。
再一方面,一种电子设备,包括处理器及存储器,其中:
所述存储器用于存储计算机程序;
所述处理器用于加载执行所述计算机程序,以使所述电子设备执行上述中任一项所述的超声波水表校准方法。
本发明与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:
本发明一种超声波水表校准方法、物联网系统及设备,通过获取第一数据,所述第一数据是第一超声波水表采集的数据,所述第一数据包括第一超声波水表的第一流量数据;根据所述第一超声波水表,确定所述第一超声波水表对应的参照水表,并获取所述参照水表的总流量数据;根据所述第一超声波水表和所述参照水表,构建所述参照水表的流量守恒的拓扑图;判断所述第一数据是否存在异常;当所述第一数据不存在异常时,则根据所述拓扑图,获取所述第一超声波水表的第一标准误差、与所述第一超声波水表相同层级的至少一个第二超声波水表的第二标准误差和所述至少一个第二超声波水表的第二流量数据;根据所述第一标准误差和所述第二标准误差,确定所述第一标准误差与所述第二标准误差之和的函数关系;根据所述总流量数据、所述第一流量数据和所述第二流量数据,确定第一超声波水表和第二超声波水表的总误差;根据所述总误差和所述函数关系,获得所述第一超声水表的第一实际误差;将所述第一实际误差设置为所述第一超声波水表新的第一标准误差并反馈给所述第一超声波水表,以修正所述第一超声波水表显示的流量数据。本方案提供了一种简洁高效的在线校准方案,至少解决进行超声水表校准时需要安装标准表进行对比校准,工作量大、效率较低及校准不及时的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。在所有附图中,类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中,各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本申请中一种超声波水表校准方法的流程示意图;
图2为本申请中参照水表的流量守恒的拓扑图;
图3为本申请中一种超声波水表物联网系统示意图。
本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本公开方案,下面将结合本公开实施例中的附图,对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述的实施例仅仅是本公开一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例,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,都应当属于本公开保护的范围。
需要说明的是,本公开的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本公开的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例1
如图1所示,一种超声波水表校准方法,由超声波水表管理平台执行,包括:
S10、获取第一数据;
具体的,所述第一数据包括第一超声波水表的第一流量数据;
可选的,第一数据是第一超声波水表采集的实时数据,第一数据包括:温度、流量、流速、压力、换能器距离、管道内径、气泡或固体颗粒的密度等数据。具体的,第一超声波水表配置有流量传感器、温度传感器、气泡或固体颗粒的密度测量传感器对相关数据进行实时采集,将采集到的第一数据传输给第一超声波水表的物联网通信模块,物联网通信模块将第一数据按时间顺序发送给管理平台,管理平台接收第一超声波水表的第一数据,并根据第一超声波水表的标识对第一数据进行存储。
可选的,将所述第一数据存储到预设的时序数据库中。
可选的,管理平台还可以对接收的各个超声波水表的数据按时间进行储存,各个超声波水表的数据发送时间可以是固定的也可以在管理平台上根据需要进行设置。
S11、确定参照水表,获取总流量;
根据所述第一超声波水表,确定所述第一超声波水表对应的参照水表,并获取所述参照水表的总流量数据;
具体的,确定参照水表,获取总流量,即确定第一超声波水表对应第一参照表,参照水表即为第一超声波水表对应的标准水表,如图2所示,假设超声波水表WM-6为第一超声波水表,而在其上游WM-1为标准表,则WM-1即为参照水表。
可选的,获取第一数据的周期是固定的或根据需要进行设置的。
可选的,接收第一超声波水表发送的包括第一流量数据的获取第一数据的步骤之后,还包括:
将所述第一数据存储到预设的时序数据库中。
具体的,按照第一数据分属的数据类型,按照温度、流量、流速、压力、换能器距离、管道内径、气泡或固体颗粒的密度等分类按采集时间进行存储。
S12、构建流量守恒拓扑图;
根据所述第一超声波水表和所述参照水表,构建所述参照水表的流量守恒的拓扑图。
具体的,流量守恒即在理想情况下第一参照的流量和其下游各个分支的流量之和是相等的。构建参照水表的流量守恒拓扑图,若第一数据不存在异常,构建第一参照表的拓扑图;具体的,构建参照水表的流量守恒拓扑图,若第一数据不存在异常,构建第一参照表的流量守恒拓扑图;如图2所示,假设超声波水表WM-6为第一超声波水表,此时参照水表的流量守恒的流量拓扑图,即为WM-1及其所有分支的超声波水表构成参照水表的流量拓扑图(即WM-1到WM-11即构成参照水表的流量拓扑图)。
S13、判断第一数据是否存在异常;
可选的,所述判断所述第一数据是否存在异常的步骤,包括:
根据所述第一超声波水表的历史数据判断所述第一数据是否异常。。
具体的,根据接收到第一数据,按数据的种类,分别对第一数据中的各个数据进行校验,如对温度、压力、流速、流量、气泡或固体颗粒的密度数据进行校验时会根据第一超声波水表采集的历史温度数据及其他超声波水表发送的实时温度数据进行大数据的校验,若校验通过则接收的第一数据不存在异常,若校验未通过则接收到的第一数据存在异常。例如,可以将实际换能器距离、实际管道内径与第一超声波水表的标准换能器距离的标准值及安装第一超声波水表时管道内径的标准值进行比较,若与标准值相等或小于预设误差值,则第一数据不存在异常,若大于预设误差值则第一数据存在异常。
可选的,对异常数据的判断可用假设检验(3σ原则)不妨假设当前时间点的指标数据为b,历史用于对比的指标数据为:
a=(a1,a2,a3,...,an)
其中:
分别表示对比数据的平均水平和波动情况。则根据大数定律和假设检验,当:
即可认为当前时间点的指标数据为异常波动。其中z为置信水平所对应的值,如当z=1.96时,置信水平为95%,即可认为在100次的波动下,有95次是在正常范围内波动的(置信水平及其对应的值可参考标准正态分布表)。当z=2.58,置信水平为99%。
S14、获取拓扑图中与第一超声波水表相同层级的第二超声波水表的第二标准误差及第二流量数据;
当所述第一数据不存在异常时,则根据所述拓扑图,获取所述第一超声波水表的第一标准误差、与所述第一超声波水表相同层级的至少一个第二超声波水表的第二标准误差和所述至少一个第二超声波水表的第二流量数据;
具体地,超声波水表的误差包括:参考声速精度误差、渡越时间误差、系统误差。参考声速精度误差一般利用实测声速方法进行补偿,由于补偿声速与测量声波传播路径所处的环境极为相似,所受的环境影响也基本一致,其声速通常比较接近,所以这种方法是目前使用最精确的声速修正方式。但是这种方法的使用中,声程架应选用低温度膨胀系数的材料,以免环境温度变化声程架发生热胀冷缩,使声程距离发生改变,影响实测声速精度。
目前比较简单的消除渡越时间误差的方法是增加时间控制电路(TGC),利用TGC电路补偿声波在传播过程中的衰减,使各种液面高度情况下,,接收波的幅度基本保持一致,从而尽量减小测量误差。但是这种方法还是具有较大局限性。该方法需要预知不同液位高度声波的传播时间,以及在这段距离内声波的衰减量,然后将两者的对应关系拟制出一条曲线,并设计出符合这一曲线方程的时间增益控制电路。
系统误差主要由系统时延产生,系统延时的主要来源有硬件电路延时、单片机的中断响应延时、探头响应延时等。由于超声波液位计工作于脉冲发射状态,单片机每次发出发射命令后,发射功放电路要经过一个能量蓄积的过程才能达到发射状态,同时探头内的压电陶瓷也有一个起振过程,要达到40kHz的振动频率也需要一定时间。而计时却是从发射命令发出开始的,因此这个系统时延必须予以考虑,并在软件上进行补偿。
具体地,如图2所示,以第一参照表为起点,直接与第一参照表相邻的表WM-2、WM-3、WM-4、WM-5为第一层级的超声波水表,与第一层级的超声波水表相邻的下游超声波水表为第二层级的超声波水表,以此类推。假设WM-6为第一超声波水表,则与其相同层级的第二超声波水表为WM-7、WM-5、WM-9、WM-10。管理平台储存了所有超声波水表采集的流量数据,及其标准误差。标准误差的初始值为0,若某一拓扑图中仅有第一超声波水表和参照水表,则第一标准误差为参照水表的流量数据减去第一超声波水表的第一流量数据,第一、第二、第三超声波水表的标准误差根据以后步骤S16-S17不断迭代,形成新的第一标准误差并进行存储。
S16、构建函数关系;
根据所述第一标准误差和所述第二标准误差,确定所述第一标准误差与所述第二标准误差之和的函数关系;
具体地,如图2所述,假设水表WM-6为第一超声波水表,则所述函数关系是第一超声波水表的第一标准误差与同层级的第二超声波水表(即超声波水表WM-7、WM-8、WM-9、WM-10)的第二标准误差之和的函数关系,构建函数关系的方法是以与第一超声波水表同层级的所有第二超声波水表的第二标准误差和的某一时段历史数据为输入,以对应时段第一超声波水表的历史数据为输出,通过大数据统计的方法得出第一超声波水表的第一标准误差与其所在同层级的第二超声波水表的第二标准误差之和的某一时段函数关系。
可选的,可用回归分析研究第一超声波水表的第一标准误差和其所在同层级的超声波水表的第二标准误差和之间某一时段的函数关系,如可使用多项式回归(PolynomialRegression)来明确两者之间的关系,使用多项式函数来拟合自变量和因变量之间的关系,可以通过增加多项式项的阶数来拟合更复杂的非线性关系。具体如下:
多项式回归(polynomial regression)是一种在线性回归的基础上,通过引入多项式项来拟合非线性关系的回归方法。它将自变量的多项式函数作为回归模型的基础函数,通过最小二乘法拟合模型参数。多项式回归的一般形式可以表示为:
y=β0+β1*x+β2*x^2+...+βn*x^n+ε
其中,y是因变量,x是自变量,ε是误差项。β0,β1,β2,...,βn分别是对应的回归系数,n表示多项式的阶数。
通过增加更高阶的多项式项,可以拟合出更复杂的非线性关系。例如,当n=2时,多项式回归变为二次多项式回归;当n=3时,多项式回归变为三次多项式回归,依此类推。
具体到本申请的方案中与第一超声波水表同层级的所有第二超声波水表的第二标准误差之和某一时段的历史数据是自变量,对应时段第一超声波水表的第一标准误差历史数据是因变量。输入第一超声波水表的历史第一标准误差的值与对应同层级的所有第二超声波水表的历史标准误差的和的值,使用最小二乘法训练模型可得到参数(即β0,β1,β2,...,βn及ε)的最优解,继而得出函数关系。可选地,根据所述第一标准误差和所述第二标准误差,确定所述第一标准误差与所述第二标准误差之和的函数关系的步骤,包括:
根据所述预设的时序数据库,获得至少一个时段的所述第一标准误差和至少一个所述第二标准误差;
根据所述至少一个时段的所述第一标准误差和至少一个所述第二标准误差,确定至少一个时段的函数关系;
根据所述至少一个时段的函数关系,确定所述第一标准误差与全部所述第二标准误差之和的函数关系。
因不同时间段第一标准误差和第二标准误差所构成的函数关系有可能不同,又标准误差是按时序存储的,故可按时间段获取对应的标准误差,获得至少一个时段的所述第一标准误差和至少一个所述第二标准误差,根据所述至少一个时段的所述第一标准误差和至少一个所述第二标准误差,获得至少一个时段的函数关系。所述第一标准误差与全部所述第二标准误差之和的函数关系,可选的,可以根据各个时段的函数关系,构成的分段函数确认最终的函数关系,也可以根据各个时段的函数关系,确定最终的函数关系中各个系数和参数的平均值以获取和确定最终的函数关系,也可以根据各个时段的函数关系进行线性或非线性的拟合获得和确定最终的函数关系。
S17、计算第一实际误差;
根据所述总流量数据、所述第一流量数据和所述第二流量数据,确定第一超声波水表和第二超声波水表的总误差;
根据所述总误差和所述函数关系,获得所述第一超声水表的第一实际误差;具体地,计算第一超声波水表的第一实际误差,首先用参照水表的总流量数据减去所述第一超声波水表第一流量数据再减去与其同层级的全部第二超声波水表的第二流量之后的数据得到总误差。将总误差作为输入,通过步骤S16的函数关系,得到第一超声波水表的第一实际误差。第一实际误差即为第一超声波水表的第一标准误差。
可选的,所述将所述第一实际误差设置为所述第一超声波水表新的第一标准误差并反馈给所述第一超声波水表,以修正所述第一超声波水表显示的流量数据的步骤,包括:
判断所述第一实际误差与所述第一标准误差的差值是否小于预设的第一阈值;如果所述第一实际误差与所述第一标准误差的差值小于预设的第一阈值,则反馈校准通过;
如果所述第一实际误差与所述第一标准误差的差值不小于预设的第一阈值,则将所述第一实际误差设置为所述第一超声波水表新的第一标准误差并反馈给所述第一超声波水表,以修正所述第一超声波水表显示的流量数据。
在进行校准时,判断所述第一实际误差与所述第一标准误差的差值是否小于预设的第一阈值,如果所述第一实际误差与所述第一标准误差的差值小于预设的第一阈值,则反馈校准通过。如果所述第一实际误差与所述第一标准误差的差值不小于预设的第一阈值,则将所述第一实际误差设置为所述第一超声波水表新的第一标准误差并反馈给所述第一超声波水表,以使所述第一超声波水表显示正确的流量数据。
可选的,所述第一超声波水表显示正确的流量数据为所述第一超声波水表新的第一标准误差与所述第一超声波水表采集的第一流量数据之和。
可选的,校准选项可以在第一超声波水表上,也可以在超声波水表管理平台上,校准选项可以按需设置校准时间或者校准时间设置为固定的。在管理平台上的校准选项可以设置对某一超声波水表进行校准,或者设置对某几个超声波水表进行校准。
S18、反馈给第一超声波水表;
将所述第一实际误差设置为所述第一超声波水表新的第一标准误差并反馈给所述第一超声波水表,以修正所述第一超声波水表显示的流量数据。
具体地,将上述第一超声波水表的第一标准误差,发送给第一超声波水表的物联网通信模块,物联网通信模块计算出第一超声波水表的正确流量数据,修正第一超声波水表的显示的流量数据。
可选的,在管理平台上显示对应异常的第一超声波水表,并提示工作人员对异常的第一超声波水表进行检修。
可选的,超声波水表管理平台,会根据第一超声波水表的历史数据的统计结果,判断所述第一超声波水表当前第一数据是否异常,对所述异常的第一超声波水表进行显示并提示工作人员进行检修。
可选地,当步骤S13中判断第一数据存在异常时,还包括:
当所述第一数据存在异常时,将所述参照水表的总流量数据减去所述第二超声波水表显示的流量数据后的数据反馈给第一超声波水表,以使第一超声波水表显示的流量数据正确,并提示对所述第一超声波水表进行检测。
S19、判断第一数据是否符合爆管特征;
当所述第一数据存在异常时,根据所述第一数据,判断所述第一数据是否符合爆管的数据特征;
可选的,当所述第一数据存在异常,且符合爆管的数据特征,超声波水表的管理平台可以向第一超声波水表控制发送关闭开关阀的信号。爆管的数据特征可以根据第一超声水表发生爆管情况时的历史数据获得。
S20、关闭第一超声波水表阀门;
当所述第一数据符合爆管的数据特征时,向所述第一超声波水表发送关闭阀门的信号。
可选的,管理平台可以向第一超声波水表控制发送关闭开关阀的信号,当第一超声波水表接收到关闭开关阀门的信号时,执行关闭开关阀的操作。
S15、计算正确流量数据;
当所述第一数据存在异常时且第一数据不符合爆管的数据特征时,计算所述第一超声波水表的正确流量数据。具体地,计算第一超声波水表的正确流量数据,计算方法为参照水表的总流量数据减去所述拓扑图中除所述第一超声波水表外与其同层级的全部第二超声波水表的显示的流量数据之和。
S18、反馈给第一超声波水表;
具体地,将上述第一超声波水表的正确流量数据,发送给第一超声波水表的物联网通信模块,修正第一超声波水表的显示数据。
实施例2
如图3所示,一种超声波水表校准物联网系统,包括依次通信连接的用户平台、服务平台、管理平台、传感网络平台和超声波水表对象平台,其中:
所述管理平台被配置为:
获取第一数据,所述第一数据是第一超声波水表采集的数据,所述第一数据包括第一超声波水表采集的第一流量数据;
根据所述第一超声波水表,确定所述第一超声波水表对应的参照水表,并获取所述参照水表的总流量数据;
根据所述第一超声波水表和所述参照水表,构建所述参照水表的流量守恒的拓扑图;
判断所述第一数据是否存在异常;
当所述第一数据为不存在异常时,则根据所述拓扑图,获取所述第一超声波水表的第一标准误差、与所述第一超声波水表相同层级的至少一个第二超声波水表的第二标准误差和所述至少一个第二超声波水表的第二流量数据;
根据所述第一标准误差和所述第二标准误差,确定所述第一标准误差与所述第二标准误差之和的函数关系;
根据所述总流量数据、所述第一流量数据和所述第二流量数据,确定第一超声波水表和第二超声波水表的总误差;
根据所述总误差和所述函数关系,获得所述第一超声水表的第一实际误差;将所述第一实际误差设置为所述第一超声波水表新的第一标准误差并反馈给所述第一超声波水表,以修正所述第一超声波水表显示的流量数据。
所述超声波水表对象平台被配置为:
采集各个数据并发送给管理平台,采集的数据包括温度、流速、压力、换能器距离、管道内径、气泡或固体颗粒的密度、换能器距离;
根据所述管理平台反馈的新的第一标准误差并进行配置。
可选的,超声波水表包括:通信模块、数据采集模块、控制模块。
其中数据采集模块通过这个传感器装置对超声波水表的数据进行采集,采集的数据包括:温度、流速、压力、换能器距离、管道内径、气泡或固体颗粒的密度等数据。数据采集模块在采集到上述数据后,将上述数据传输给通信模块。
通信模块负责超声波水表与管理平台之间的通信,也负责与其他超声波水表之间的通信。通信模块在接收到数据采集模块发送的数据后,将上述数据发送给管理平台或其他超声波水表。通信模块可以主动发送上述数据,也可以应管理平台及其他超声波水表的请求发送上述数据。发送各个数据的时间可以是固定的,也可以根据实际情况进行设置。
控制模块用于对超声波水表的显示数据及开关阀进行控制,其可以根据超声波水表管理平台或其他超声水表的反馈数据对超声水表的显示及开关阀进行控制。上述数据校准的方法可以在终端超声水表里执行,也可以在管理平台执行,校准选项可以设置在超声波水表上。
可选的,超声波水表管理平台,接收各个超声波水表发送的数据信息并按时间进行存储,亦可向各个超声波水表发送获取其数据的请求。向各个超声波水表请求数据的时间可以是固定的也可以根据实际需要对请求时间进行确认。超声波水表管理平台有校准选项,可以选择对某个超声波水表进行校准,也可以选择对多个超声波水表进行校准。
超声波水表管理平台对各个历史数据进行存储并根据历史数据进行大数据分析,若数据存在异常,对异常数据进行修正并反馈给对应超声波水表,进行显示并提示工作人员对对应超声波水表进行检修。
实施例3
如图3所示,本实施例提供了一种具体的物联网系统,包括通过用户平台、服务平台、管理平台、传感网络平台和智能水表对象平台。智能水表对象平台由至少一个超声波水表和标准表终端组成,服务平台由若干应用功能实体组成,用户平台由若干用户终端组成;
智能水表对象平台被配置为执行上述的任意一种方法中的超声波水表或标准表的功能,超声波水表或标准表的数据采集模块对水表的相关数据进行采集;传感网络平台被配置为执行上述的任意一种方法中的传感网络平台的功能;可选的,传感网络平台包括设备管理模块和数据传输管理模块;设备管理模块被配置为网络管理、指令管理、设备状态管理;数据传输管理模块被配置为数据协议管理、数据解析、数据分类、数据传输监控、数据传输安全;
管理平台被配置为执行上述的任意一种方法中的管理平台的功能;可选的,管理平台包括设备管理分平台和业务管理分平台,设备管理分模块被配置为设备运行状态监控管理、故障数据监控管理、设备参数管理、设备生命周期管理;业务管理分平台被配置为营收管理、工商户管理、报装管理、消息管理、调度管理、购销差管理、运行分析管理、综合业务管理;
传感网络平台或管理平台还被配置为执行上述管理平台的功能;
用户平台中的用户终端被配置为执行上述的任意一种方法中的用户终端或第一用户终端的功能;可选的,用户终端可以根据用户对象分为个人用户终端、政府用户终端和监管用户终端;
服务平台被配置为API服务器或其他用于建立管理平台和用户平台之间的通信以实现相应的功能的服务器;可选的,服务平台包括用水服务、运营服务、安全服务。
进一步的,超声波水表终端与后台服务器和用户终端的通信采用以下方法:智能水表对象平台和传感网络平台之间、传感网络平台和管理平台之间采用NB-IOT协议或LORA协议进行通信,传感网络平台、管理平台和服务平台和用户平台采用互联网通信,用户平台与智能水表对象平台之间采用低功耗蓝牙进行通信,用户终端可以通过扫描其智能水表终端上的二维码或其他方法在用户平台与服务平台中与智能水表终端进行绑定。
实施例4
电子设备
本实施例提供一种电子设备,包括处理器及存储器,其中:
所述存储器用于存储计算机程序;
所述处理器用于加载执行所述计算机程序,以使所述电子设备执行上述中任一项所述的超声波水表校准方法。
实施例5
本实施例提供一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质上存储有计算机程序,处理器执行计算机程序,实现上述任一方法。
在一些实施例中,计算机可读存储介质可以是FRAM、ROM、PROM、EPROM、EEPROM、闪存、磁表面存储器、光盘、或CD-ROM等存储器;也可以是包括上述存储器之一或任意组合的各种设备。计算机可以是包括智能终端和服务器在内的各种计算设备。
在本公开的上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的技术内容,可通过其它的方式实现。其中,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如单元的划分,可以为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,单元或模块的间接耦合或通信连接,可以是电性或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本公开各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。集成的单元如果以软件功能单元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非易失性存储介质中。基于这样的理解,本公开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全部或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非易失性存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本公开各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的非易失性存储介质包括:U盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上仅是本公开的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本公开原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本公开的保护范围。
Claims (10)
1.一种超声波水表校准方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
获取第一数据,所述第一数据包括第一超声波水表的第一流量数据;
根据所述第一超声波水表,确定所述第一超声波水表对应的参照水表,并获取所述参照水表的总流量数据;
根据所述第一超声波水表和所述参照水表,构建所述参照水表的流量守恒的拓扑图;
判断所述第一数据是否存在异常;
当所述第一数据不存在异常时,则根据所述拓扑图,获取所述第一超声波水表的第一标准误差、与所述第一超声波水表相同层级的至少一个第二超声波水表的第二标准误差和所述至少一个第二超声波水表的第二流量数据;
根据所述第一标准误差和所述第二标准误差,确定所述第一标准误差与所述第二标准误差之和的函数关系;
根据所述总流量数据、所述第一流量数据和所述第二流量数据,确定第一超声波水表和第二超声波水表的总误差;
根据所述总误差和所述函数关系,获得所述第一超声水表的第一实际误差;
将所述第一实际误差设置为所述第一超声波水表新的第一标准误差并反馈给所述第一超声波水表,以修正所述第一超声波水表显示的流量数据。
2.根据权利要求1所述的超声波水表校准方法,其特征在于,所述判断所述第一数据是否存在异常的步骤,包括:
根据所述第一超声波水表的历史数据判断所述第一数据是否异常。
3.根据权利要求2所述的超声波水表校准方法,其特征在于,所述判断所述第一数据是否存在异常的步骤之后,还包括:
当所述第一数据存在异常时,将所述参照水表的总流量数据减去所述第二超声波水表显示的流量数据后的数据反馈给第一超声波水表,以使第一超声波水表显示的流量数据正确,并提示对所述第一超声波水表进行检测。
4.根据权利要求1所述的超声波水表校准方法,其特征在于,所述将所述第一实际误差设置为所述第一超声波水表新的第一标准误差并反馈给所述第一超声波水表,以修正所述第一超声波水表显示的流量数据的步骤,包括:
判断所述第一实际误差与所述第一标准误差的差值是否小于预设的第一阈值;
如果所述第一实际误差与所述第一标准误差的差值小于预设的第一阈值,则反馈校准通过;
如果所述第一实际误差与所述第一标准误差的差值不小于预设的第一阈值,则将所述第一实际误差设置为所述第一超声波水表新的第一标准误差并反馈给所述第一超声波水表,以修正所述第一超声波水表显示的流量数据。
5.根据权利要求1所述的超声波水表校准方法,其特征在于,所述获取第一数据的周期是固定的或根据需要进行设置的。
6.根据权利要求1所述的超声波水表校准方法,其特征在于,所述获取第一数据的步骤之后,还包括:
将所述第一数据存储到预设的时序数据库中。
7.根据权利要求6所述的超声波水表校准方法,其特征在于,根据所述第一标准误差和所述第二标准误差,确定所述第一标准误差与所述第二标准误差之和的函数关系的步骤,包括:
根据所述预设的时序数据库,获得至少一个时段的所述第一标准误差和至少一个所述第二标准误差;
根据所述至少一个时段的所述第一标准误差和至少一个所述第二标准误差,确定至少一个时段的函数关系;
根据所述至少一个时段的函数关系,确定所述第一标准误差与全部所述第二标准误差之和的函数关系。
8.根据权利要求1所述的超声波水表校准方法,其特征在于,所述判断所述第一数据是否存在异常的步骤之后,还包括:
当所述第一数据存在异常时,根据所述第一数据,判断所述第一数据是否符合爆管的数据特征;
当所述第一数据符合爆管的数据特征时,向所述第一超声波水表发送关闭阀门的信号。
9.一种超声波水表物联网系统,其特征在于,包括依次通信连接的用户平台、服务平台、管理平台、传感网络平台和超声波水表对象平台,其中:
所述管理平台被配置为:
获取第一数据,所述第一数据包括第一超声波水表采集的第一流量数据;
根据所述第一超声波水表,确定所述第一超声波水表对应的参照水表,并获取所述参照水表的总流量数据;
根据所述第一超声波水表和所述参照水表,构建所述参照水表的流量守恒的拓扑图;
判断所述第一数据是否存在异常;
当所述第一数据不存在异常时,则根据所述拓扑图,获取所述第一超声波水表的第一标准误差、与所述第一超声波水表相同层级的至少一个第二超声波水表的第二标准误差和所述至少一个第二超声波水表的第二流量数据;
根据所述第一标准误差和所述第二标准误差,确定所述第一标准误差与所述第二标准误差之和的函数关系;
根据所述总流量数据、所述第一流量数据和所述第二流量数据,确定第一超声波水表和第二超声波水表的总误差;
根据所述总误差和所述函数关系,获得所述第一超声水表的第一实际误差;
将所述第一实际误差设置为所述第一超声波水表新的第一标准误差并反馈给所述第一超声波水表,以修正所述第一超声波水表显示的流量数据。
所述超声波水表对象平台被配置为:
采集各个数据并发送给管理平台,采集的数据包括温度、流速、压力、换能器距离、管道内径、气泡或固体颗粒的密度、换能器距离;
根据所述管理平台反馈的新的第一标准误差并进行配置。
10.一种电子设备,其特征在于,包括处理器及存储器,其中:
所述存储器用于存储计算机程序;
所述处理器用于加载执行所述计算机程序,以使所述电子设备执行如权利要求1-8中任一项所述的超声波水表校准方法。
Priority Applications (1)
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