一种基于时间序列异常检测的智能阀门检测系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种基于时间序列异常检测的智能阀门检测系统，包括阀门本体、阀门启闭件、前端流道、后端流道、压力传感器、流速传感器，阀门本体内的中部设置有阀门启闭件，阀门本体内的另一侧开设有后端流道；本实用新型专利技术在阀门启闭件前后端的流道内安装压力传感器模块、流速传感器模块以及主控与蓝牙传输模块，传感器收集到数据后，通过数据采集程序，将数据打包，以字符形式发送，并通过主控与蓝牙传输模块以热点形式与电脑连接实现无线数据传输，将数据传入网络，而后对数据进行预处理，并通过建立lstm时间序列异常监测模型，对相应数据进行异常判定与检测，并通过前后端实现数据可视化，并在发现异常后及时对用户进行预警。警。警。

【技术实现步骤摘要】
一种基于时间序列异常检测的智能阀门检测系统


[0001]本技术属于阀门检测
，涉及一种基于时间序列异常检测的智能阀门检测系统。

技术介绍

[0002]阀门是用来开闭管路、控制流向、调节和控制输送介质的参数(温度、压力和流量)的管路附件。在各类管网系统中，阀门有“咽喉”之称。随着国家愈发重视管网运输安全问题，以及阀门顺应西气东送、南水北调等工程化应用，阀门极为广阔的市场以及需求，这也对阀门质量、创新性功能提出更多要求，这进一步促进了阀门的科技化、高端化、现代化转型。
[0003]阀门在管网运行一段时间后，会出现各式各样的故障。经过调研，我们发现可能存在阀门内液体泄漏、输送水质出现问题、阀门密封面损坏、管道磨损等问题。无论何种问题如果在平时维修、维护不及时，都可能造成消耗较高的维修成本、不必要的损失以及能源浪费甚至对环境造成影响。故而，维护人员、用户能否及时知道异常并采取措施止损，是极为重要的。
[0004]阀门质量是否出现异常无法直接量化，将问题转化为判断两个重要指标是否异常，由此我们建立一个基于lstm的时间序列异常监测模型来判断，最终，我们将阀门与多通道采集、处理与传输的硬件系统、基于lstm的时间序列异常监测模型相结合，构建一个智能化的阀门检测测系统。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种基于时间序列异常检测的智能阀门检测系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]本技术的目的可通过下列技术方案来实现：
[0007]一种基于时间序列异常检测的智能阀门检测系统，包括阀门本体、阀门启闭件、前端流道、后端流道、压力传感器、流速传感器和主控模块，所述阀门本体内的中部设置有阀门启闭件，所述阀门本体内的一侧开设有前端流道，所述阀门本体内的另一侧开设有后端流道，且所述前端流道和后端流道相通。
[0008]在上述的一种基于时间序列异常检测的智能阀门检测系统中，所述前端流道的内部和后端流道的内部均设置有压力传感器，且两组所述压力传感器对称设置。
[0009]在上述的一种基于时间序列异常检测的智能阀门检测系统中，所述前端流道的内部和后端流道的内部均设置有流速传感器，且两组所述流速传感器对称设置。
[0010]在上述的一种基于时间序列异常检测的智能阀门检测系统中，所述阀门本体的外侧设置有主控模块。
[0011]在上述的一种基于时间序列异常检测的智能阀门检测系统中，所述阀门本体的外侧还设置有蓝牙传输模块。
[0012]与现有技术相比，本技术一种基于时间序列异常检测的智能阀门检测系统的优点为：
[0013]在阀门启闭件前后端的流道内安装压力传感器模块、流速传感器模块以及主控与蓝牙传输模块，传感器收集到数据后，通过数据采集程序，将数据打包，以字符形式发送，并通过主控与蓝牙传输模块以热点形式与电脑连接实现无线数据传输，将数据传入网络，而后对数据进行预处理，并通过建立lstm时间序列异常监测模型，对相应数据进行异常判定与检测，并通过前后端实现数据可视化，并在发现异常后及时对用户进行预警。
附图说明
[0014]图1是本技术一种基于时间序列异常检测的智能阀门检测系统的结构示意图。
[0015]图中，1、阀门本体；2、阀门启闭件；3、前端流道；4、后端流道；5、压力传感器；6、流速传感器；7、主控模块。
具体实施方式
[0016]以下是本技术的具体实施例并结合附图，对本技术的技术方案作进一步的描述，但本技术并不限于这些实施例。
[0017]一种基于时间序列异常检测的智能阀门检测系统，包括阀门本体1、阀门启闭件2、前端流道3、后端流道4、压力传感器5、流速传感器6和主控模块7，阀门本体1内的中部设置有阀门启闭件2，阀门本体1内的一侧开设有前端流道3，阀门本体1内的另一侧开设有后端流道4，且前端流道3和后端流道4相通。
[0018]如图1所示，本技术一种基于时间序列异常检测的智能阀门检测系统，前端流道3的内部和后端流道4的内部均设置有压力传感器5，且两组压力传感器5对称设置。
[0019]如图1所示，本技术一种基于时间序列异常检测的智能阀门检测系统，前端流道3的内部和后端流道4的内部均设置有流速传感器6，且两组流速传感器6对称设置。
[0020]如图1所示，本技术一种基于时间序列异常检测的智能阀门检测系统，阀门本体1的外侧设置有主控模块7。
[0021]如图1所示，本技术一种基于时间序列异常检测的智能阀门检测系统，阀门本体1的外侧还设置有蓝牙传输模块。
[0022]具体操作如下：
[0023]S1：基于阀门功能实现与流体力学等相关领域知识判断，在阀门启闭件前后端的流道内(图1)安装压力传感器模块、流速传感器模块以及主控与蓝牙传输模块，主控与蓝牙传输模块通过ESP8266模块实现主控与无线传输功能，具有完整的TCP/IP协议栈；
[0024]S2：传感器收集到数据后，通过数据采集程序，将数据打包，数据采集程序主要由初始化、读取一次串口中断数据、数据打包发送等模块组成，初始化主要是对MCU运行环境进行初始化配置，设置临时储存串口中断数据的数据类型为32位机的unsignedint型，数据长度即为16bits，串口中断实时更新压力数据，并在固定时间中断中进行二次滤波，MCU将读取的十六位压力数据打断，分成前八位与后八位，以0x03、0x03为数据针头，0x03、0x03为数据针尾，将以上数据打包，最后以字符形式发送；
[0025]S3：打包后的数据，通过主控与蓝牙传输模块中的ESP8266模块以热点形式与电脑连接实现无线数据传输，传入网络；
[0026]S4：而后对数据进行预处理，采用滑动窗口的思想，充分利用上传的数据，对原始的时间序列进行重采样，即确定一个长度固定的滑动窗口，然后将它以一定的步长，从序列的开始不断向右移动，每次移动后覆盖的序列区域就是一个小样本，从而把原始长时间序列划分成多个子序列，作为新的数据集用于模型的训练，之后则是对每个小样本进行进一步处理和分析；
[0027]S4：通过建立基于lstm时间序列异常监测模型，对样本进行分析处理从而进行异常判定与检测，lstm在RNN的基础上，设置了4个参数矩阵(遗忘门，输入门，更新值，输出门)，其加入一个非常重要的传输带Ct，过去的信息通过这个传输带送给下一时刻，且可有效避免梯度消失的问题；
[0028]S6：处理后的压力值、流体流速数据被整理成监督学习中常见的数据类型，一行为一个样本，行数为样本数，列数为变量总数，构建的lstm模型根据前T个时刻的观测数据推算出T+1时刻的压力值、流体流速数据序列的值，当发现某一时刻传感器收集的压力值、流体流速数据明显高于或低于预测常值，即怀疑传感器可能出现异常，发出传感器异常预警，及时提醒用户避险，维修人员及时维修；
[0029]S7：同时，模型预测的数据时间序列也通过前后端实现数据可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于时间序列异常检测的智能阀门检测系统，包括阀门本体(1)、阀门启闭件(2)、前端流道(3)、后端流道(4)、压力传感器(5)、流速传感器(6)和主控模块(7)，其特征在于，所述阀门本体(1)内的中部设置有阀门启闭件(2)，所述阀门本体(1)内的一侧开设有前端流道(3)，所述阀门本体(1)内的另一侧开设有后端流道(4)，且所述前端流道(3)和后端流道(4)相通。2.根据权利要求1所述的一种基于时间序列异常检测的智能阀门检测系统，其特征在于，所述前端流道(3)的内部和后端流道(4)的内部均设置有...

【专利技术属性】
技术研发人员：周奕希，
申请(专利权)人：周奕希，
类型：新型
国别省市：