一种基于数据采集定位分析的节水节能系统及方法技术方案

本发明专利技术提出一种基于数据采集定位分析的节水节能系统及方法,属于数据分析与调度技术领域。方法包括步骤S1：基于多个目标用水位置的历史用水数据，确定目标用水位置的多个调度时间段以及每个调度时间段对应的调度比值；S2：当到达调度时间段时，按照预设周期采集多个目标用水位置的实时用水数据；S3：当预设周期内的实时用水数据满足调度条件时，生成调度策略；S4：基于调度策略对实时用水数据满足调度条件的目标用水位置的用水控制参数进行调整。系统包括中央控制器与分布于多个目标用水位置的RTU。本发明专利技术能够基于客观用水数据确定调度时间段并在发生异常时及时进行调度，实现节水节能的精密控制。节水节能的精密控制。节水节能的精密控制。

【技术实现步骤摘要】
一种基于数据采集定位分析的节水节能系统及方法


[0001]本专利技术属于数据分析与调度
，尤其涉及一种基于数据采集定位分析的节水节能系统及方法。

技术介绍

[0002]随着物联网技术（IoT）、远程终端单元（RTU）以及边缘计算（EC）技术的普及，在多点分布式用水环境中实现单节点针对性的精密控制调节成为可能。多点分布式用水环境不同于原有的所有节点统一调度用水的粗犷式控制，而是针对每一个用水节点执行单独的控制和调节策略。
[0003]多节点分布式用水环境的用水节点通常是需要执行用水精密控制的对象，例如培育珍稀植物、例如稀有花卉的大型温室，在这些大型温室中，通常布置有多个相对独立的稀有花卉培育池。不同于传统植物的粗放式浇水，在这种精密控制场景中，每个培育池均为一个用水节点，每个用水节点均设置有单独的用水控制器，用于精确控制该用水节点的水压、流速、每次用水的开始时间点、每次用水的结束时间点。由于稀有花卉的特殊性质，需要在不同的时间段给予不同的水压或者流速，并且需要控制用水时长。当水压或者流速发生异常时，不仅会影响稀有花卉的正常培育进程，无法得到预期的培育效果，也无法进行对应的科研参数获取或者研究，同时还会增加无谓的水量消耗；此外，用水节点通常还会按照比例兑入相应的微量元素，如果水压或者流速发生异常也会导致较大的元素无谓消耗。
[0004]所述分布式多点用水环境还可以是精密工件的水压水洗环境。在这种环境下，将水基清洗剂按照比例兑蒸馏水形成的“水洗剂”，用于精密制造业中的工业清洗过程。在这些场合中，由于不同精密工件本身的参数不同，也需要针对每一个精密工件的水洗剂的出水水压、出水流速以及每次出水持续时间进行精密控制；当出现异常时，则需要及时识别出异常并予以精确步长的逐步调度，不能使得用水参数产生剧烈变动，以免损坏精密工艺件，否则，不仅浪费水基清洗剂与用水量，同时还提升了工业能耗。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提出一种基于数据采集定位分析的节水节能系统及方法。
[0006]在本专利技术的第一个方面，提供一种基于数据采集定位分析的节水节能方法，所述方法包括步骤S1
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S4，各个步骤具体执行如下：S1：基于多个目标用水位置的历史用水数据，确定目标用水位置的多个调度时间段以及每个调度时间段对应的调度比值；S2：当到达所述调度时间段时，按照预设周期采集多个目标用水位置的实时用水数据；S3：当所述预设周期内的实时用水数据满足调度条件时，生成调度策略；S4：基于所述调度策略对实时用水数据满足调度条件的目标用水位置的用水控制
参数进行调整；其中，所述调度策略包括基于所述调度比值确定所述用水控制参数；所述历史用水数据包括用水开始时间点、用水结束时间点以及用水流速；所述实时用水数据包括用水水压、用水流速；所述用水控制参数包括水压控制参数、流速控制参数之一或者其任意组合。
[0007]作为进一步的改进，为实现用水精密控制，首先需要精密的确定用水调度时间段。在本专利技术中，通过分析过去时间段的实际历史用水数据来确定最新的调度时间段。
[0008]具体的，确定D个历史统计日与N个目标用水位置；可以理解，D是从当前时间节点往后推移D天，由于当前时间节点不断更新，因此，对应的D个历史统计日也是不断更新的，即本专利技术采用的历史统计区段永远是最新的D个历史日，以确保跟随最新的用水数据。
[0009]采集目标用水位置在历史统计日的历史用水数据集合；；其中，为每次的用水开始时间点，与对应于用水开始时间点的用水结束时间点；为用水时间段的用水流速； 基于所述历史用水数据集合，确定目标用水位置的调度时间段与对应的调度比值。
[0010]在此基础上，当到达所述调度时间段时，按照预设周期采集多个目标用水位置的实时用水数据；具体的，所述实时用水数据包括用水水压、用水流速；当在所述预设周期内针对目标用水位置采集的用水水压值或者用水流速值持续低于第一预设值或者持续高于第二预设值时，所述预设周期内的实时用水数据即满足调度条件，需要生成针对目标用水位置在当前调度时间段的调度策略。
[0011]此时，基于所述调度策略对实时用水数据满足调度条件的目标用水位置的用水控制参数进行调整，具体包括：基于目标用水位置在当前调度时间段对应的调度比值，逐步调整目标用水位置的水压或者流速。
[0012]具体的，若目标用水位置采集的用水水压值或者用水流速值持续低于第一预设值，则按照下述步长递增的方式精密逐步增加用水水压值
或者用水流速值，直到用水水压值或者用水流速值超过第一预设值：其中，、分别为在、基础上进行一次步长递增调整后的用水水压值、用水流速值。
[0013]为实现上述方法，在本专利技术的第二个方面，提供一种基于数据采集定位分析的节水节能系统，所述系统包括中央控制器与分布于多个目标用水位置的水压传感器、流速传感器以及计时器；所述水压传感器、流速传感器以及计时器与所述中央控制器通信；所述中央控制器还包括对应于所述多个目标用水位置的目标存储单元；所述流速传感器采集所述目标用水位置的用水流速，所述水压传感器用于采集所述目标用水位置的用水水压；当所述用水流速大于预设流速值时，启动所述计时器；当所述用水流速低于预设流速值时，关闭所述计时器；将所述计时器启动和关闭的时间节点以及所述用水流速发送至所述目标存储单元；所述中央控制器基于所述目标存储单元存储的用水数据，确定目标用水位置的多个调度时间段以及每个调度时间段对应的调度比值；当到达所述调度时间段时，所述水压传感器、流速传感器按照预设周期采集多个目标用水位置的实时用水数据并发送至所述中央控制器；当所述预设周期内的实时用水数据满足调度条件时，所述中央控制器生成调度策略并基于所述调度策略对实时用水数据满足调度条件的目标用水位置的用水控制参数进行调整。
[0014]具体的，所述调度策略包括基于所述调度比值确定所述用水控制参数后，逐步调整目标用水位置的水压和/或流速。
[0015]作为进一步的改进，所述中央控制器基于所述目标存储单元存储的用水数据，确定目标用水位置的多个调度时间段以及每个调度时间段对应的调度比值，具体包括：确定D个历史统计日与N个目标用水位置采集目标用水位置在历史统计日的历史用水数据集合；；其中，为每次的用水开始时间点，与对应于用水开始时间点的用水结束时间点；为用水时间段的用水流速；
基于所述历史用水数据集合，确定目标用水位置的调度时间段与对应的调度比值。
[0016]作为进一步的精密算法实现，基于所述历史用水数据集合，确定目标用水位置的调度时间段与对应的调度比值，具体包括：合并历史用水数据集合中符合合并条件的相邻元素，得到合并后的集合：其中，为合并后的用水开始时间点，与对应于合并后的用水开始时间点的合并用水结束时间点；为用水时间段的合并后的用水流速；确定目标用水位置在历史统计日的候选调度时间段：；基于候选时间段确定目标用水位置的调度时间段如下：，其中表示求交集；调度时间段对应的调度比值如下：；其中，表示集合，包含的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数据采集定位分析的节水节能方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：S1：基于多个目标用水位置的历史用水数据，确定目标用水位置的多个调度时间段以及每个调度时间段对应的调度比值；S2：当到达所述调度时间段时，按照预设周期采集多个目标用水位置的实时用水数据；S3：当所述预设周期内的实时用水数据满足调度条件时，生成调度策略；S4：基于所述调度策略对实时用水数据满足调度条件的目标用水位置的用水控制参数进行调整；其中，所述调度策略包括基于所述调度比值确定所述用水控制参数；所述历史用水数据包括用水开始时间点、用水结束时间点以及用水流速；所述实时用水数据包括用水水压、用水流速；所述用水控制参数包括水压控制参数和/或流速控制参数。2.如权利要求1所述的一种基于数据采集定位分析的节水节能方法，其特征在于，步骤S1具体包括：确定D个历史统计日与N个目标用水位置；采集目标用水位置在历史统计日的历史用水数据集合；；；其中，为每次的用水开始时间点，为对应于用水开始时间点的用水结束时间点；为用水时间段的用水流速；；基于所述历史用水数据集合，确定目标用水位置的调度时间段与对应的调度比值。3.如权利要求2所述的一种基于数据采集定位分析的节水节能方法，其特征在于，基于所述历史用水数据集合，确定目标用水位置的调度时间段与对应的调度比值，具体包括：合并历史用水数据集合中符合合并条件的相邻元素，得到合并后的集合：；其中，为合并后的用水开始时间点，与对应于合并后的用水开始时间点的合并用水结束时间点；为用水时间段的合并后的用水流速；确定目标用水位置在历史统计日的候选调度时间段：；
基于候选时间段确定目标用水位置的调度时间段如下：，其中表示求交集；调度时间段对应的调度比值如下：；其中，表示集合包含的元素个数；。4.如权利要求3所述的一种基于数据采集定位分析的节水节能方法，其特征在于，合并历史用水数据集合中符合合并条件的相邻元素，得到合并后的集合，具体包括：针对集合，当时，合并与为；其中为预设的合并时间阈值；重复执行上述合并步骤，直到不存在可以合并的元素，得到合并后的集合。5.如权利要求2所述的一种基于数据采集定位分析的节水节能方法，其特征在于，步骤S3中当所述预设周期内的实时用水数据满足调度条件时，生成调度策略，具体包括：当在所述预设周期内针对目标用水位置采集的用水水压值或者用水流速值持续低于第一预设值或者持续高于第二预设值时，生成针对目标用水位置在当前调度时间段的调度策略。6.如权利要求5所述的一种基于数据采集定位分析的节水节能方法，其特征在于，步骤S5基于所述调度策略对实时用水数据满足调度条件的目标用水...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙永跃，王慧君，王雨馨，霍林，许圣传，
申请(专利权)人：天津晨天自动化设备工程有限公司，
类型：发明
国别省市：