一种基于物联网的智能阀门远程管理系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及阀门管理技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网的智能阀门远程管理系统及方法


[0001]本专利技术涉及阀门管理
，具体为一种基于物联网的智能阀门远程管理系统及方法
。

技术介绍

[0002]家用水阀的主要作用是控制水管的出水的开关并且控制水管出水的水流大小，当水阀长时间没有维护修检的话，金属材料的阀门会在与周围环境自发的相互作用当中发生腐蚀的现象
。
水阀出现腐蚀现象的话，会存在水阀漏水情况的出现，在用户在没有察觉到水阀漏水之前，水阀会一直漏水；在用户出门匆忙忘记关水阀或者水阀没有关紧，用户不仅需要承担实际用水的额外费用而且还会造成水资源的浪费
。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种基于物联网的智能阀门远程管理系统及方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题
。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种基于物联网的智能阀门远程管理方法，所述智能阀门远程管理方法具体步骤如下：
[0005]S1
‑
1、
利用大数据采集用户在工作日早中晚三个时间段用水变化量的历史数据，根据采集的三个时间段的用水变化量的历史数据建立早中晚三个时间段用水变化量的预测模型；
[0006]S1
‑
2、
通过早中晚三个时间段用水变化量的预测模型对早中晚三个时间段的用水变化量进行监测，当检测到用户在早中晚三个时刻的实际用水变化量与用水变化量的预测模型相差超过设定的阈值时，对水阀的进行故障检测；
[0007]S1
‑
3、
当检测到水阀出现故障后阀门管理系统第一时间对移动终端设备发送告警提示，提醒用户寻找相关人员对水阀检查维修；
[0008]S1
‑
4、
当检测到水阀没有出现故障，对用户的行为进行分析；分析用户是否存在用水需求，当用户不存在用水需求时，检测到水阀处于开启状态，阀门管理系统将水阀没有关闭的消息发送给移动终端设备，待用户通过移动终端确认水阀没有关闭的消息后，水阀管理系统将水阀关闭
。
[0009]进一步的，所述
S1
‑1中采集用户在早中晚三个时间段用水变化量的历史数据建立一个用水变化量的预测模型的具体方法如下：
[0010]S2
‑
1、
采集用户早中晚三个时间段用水变化量的历史数据，设置早中晚三个时间段用水变化量的数据分别为样本点
(x
1i
，
y
1i
)、(x
2i
，
y
2i
)、(x
3i
，
y
3i
)
，
i
＝
1、2、3
，
……
，
n
，
n
为常数；其中
x
1i
代表第
i
次用户早晨用水的时间段，
y
1i
代表第
i
次用户在早晨时间段用水的变化量；其中
x
2i
代表第
i
次用户中午用水的时间段，
y
2i
代表第
i
次用户在中午时间段用水的变化量；
x
3i
代表第
i
次用户在夜晚的用水时间段，
y
3i
代表第
i
次用户在夜晚时间段用水的变化量；其中
y
2i
＜
y
1i
＜
y
3i
；
[0011]S2
‑
2、
根据采集的历史数据生成拟合曲线，设置早中晚三个时间段的拟合曲线为
y1＝
k1x1+b1、y2＝
k2x2+b2、y3＝
k3x3+b3；令早中晚的拟合值分别为；令早中晚的拟合值分别为其中为第
i
次用户在早晨用水时间段用水变化量的预测值，为第
i
次用户在中午用水时间段用水变化量的预测值，为第
i
次用户在夜晚用水时间段用水变化量的预测值；
[0012]已知样本点与拟合曲线的定义条件是能够得到能够得到能够得到其中
k
为曲线系数，
b
为误差项，为早晨用水时间段与用水变化量的曲线系数预测值，为早晨用水时间段与用水变化量曲线的误差项预测值；为中午用水时间段与用水变化量的曲线系数预测值，为中午用水时间段与用水变化量曲线的误差项预测值；为夜晚用水时间段与用水变化量的曲线系数预测值，为夜晚用水时间段与用水变化量曲线的误差项预测值；
[0013]S2
‑
3、
设置需要找到
k1和
b1使得
P1最小，其中
P1为残差平方和；设置需要找到
k2和
b2使得
P2最小，其中
P2为残差平方和；设置需要找到
k3和
b3使得
P3最小，其中
P3为残差平方和；
[0014]S2
‑
4、
计算
[0015][0016][0017][0018][0019][0020]同理可得
[0021][0022][0023][0024][0025][0026]S2
‑
5、
通过计算能够得到早中晚三个时间段的拟合曲线
[0027][0028]其中
q
＝
i+1
，
i
＝
1、2、3
，
……
，
n
，
n
为常数
。
[0029]进一步的，所述
S1
‑2中对早中晚三个时间段的用水变化量进行监测，当检测到用户在早中晚三个时刻的实际用水变化量与用水变化量的预测模型相差超过设定的阈值时，对水阀关闭情况进行检测；具体方法如下：
[0030]S3
‑
1、
设置用户所在房屋外来访客人员为数量
m
，所述外来访客人员为在房屋滞留时间
t
超过
12
小时的人员；外来访客人员在房屋滞留的时间段以及停留的时间长分别为
d
，
t
；外来访客人员的用水变化量为
Y
＝
η1tm+
η2tm+
η3tm+
δ
，当
d∈(24:00
‑
10
：
00]时，
η2＝
η3＝0，
Y1
＝
η1tm+
δ
；当
d∈(10:00
‑
16
：
00]时，
η1＝...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于物联网的智能阀门远程管理方法，其特征在于：所述智能阀门远程管理方法具体步骤如下：
S1
‑
1、
利用大数据采集用户在工作日早中晚三个时间段用水变化量的历史数据，根据采集的三个时间段的用水变化量的历史数据建立早中晚三个时间段用水变化量的预测模型；
S1
‑
2、
通过早中晚三个时间段用水变化量的预测模型对早中晚三个时间段的用水变化量进行监测，当检测到用户在早中晚三个时刻的实际用水变化量与用水变化量的预测模型相差超过设定的阈值时，对水阀的进行故障检测；
S1
‑
3、
当检测到水阀出现故障后阀门管理系统第一时间对移动终端设备发送告警提示，提醒用户寻找相关人员对水阀检查维修；
S1
‑
4、
当检测到水阀没有出现故障，对用户的行为进行分析；分析用户是否存在用水需求，当用户不存在用水需求时，检测到水阀处于开启状态，阀门管理系统将水阀没有关闭的消息发送给移动终端设备，待用户通过移动终端确认水阀没有关闭的消息后，水阀管理系统将水阀关闭
。2.
根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能阀门远程管理方法，其特征在于：所述
S1
‑1中采集用户在早中晚三个时间段用水变化量的历史数据建立一个用水变化量的预测模型的具体方法如下：
S2
‑
1、
采集用户早中晚三个时间段用水变化量的历史数据，设置早中晚三个时间段用水变化量的数据分别为样本点
(x
1i
，
y
1i
)、(x
2i
，
y
2i
)、(x
3i
，
y
3i
)
，
i
＝
1、2、3
，
……
，
n
，
n
为常数；其中
x
1i
代表第
i
次用户早晨用水的时间段，
y
1i
代表第
i
次用户在早晨时间段用水的变化量；其中
x
2i
代表第
i
次用户中午用水的时间段，
y
2i
代表第
i
次用户在中午时间段用水的变化量；
x
3i
代表第
i
次用户在夜晚的用水时间段，
y
3i
代表第
i
次用户在夜晚时间段用水的变化量；其中
y
2i
＜
y
1i
＜
y
3i
；
S2
‑
2、
根据采集的历史数据生成拟合曲线，设置早中晚三个时间段的拟合曲线为
y1＝
k1x1+b1、y2＝
k2x2+b2、y3＝
k3x3+b3；令早中晚的拟合值分别为；令早中晚的拟合值分别为其中为第
i
次用户在早晨用水时间段用水变化量的预测值，为第
i
次用户在中午用水时间段用水变化量的预测值，为第
i
次用户在夜晚用水时间段用水变化量的预测值；已知样本点与拟合曲线的定义条件是能够得到能够得到能够得到能够得到其中
k
为曲线系数，
b
为误差项，为早晨用水时间段与用水变化量的曲线系数预测值，为早晨用水时间段与用水变化量曲线的误差项预测值；为中午用水时间段与用水变化量的曲线系数预测值，为中午用
水时间段与用水变化量曲线的误差项预测值；为夜晚用水时间段与用水变化量的曲线系数预测值，为夜晚用水时间段与用水变化量曲线的误差项预测值；
S2
‑
3、
设置需要找到
k1和
b1使得
P1最小，其中
P1为残差平方和；设置需要找到
k2和
b2使得
P2最小，其中
P2为残差平方和；设置需要找到
k3和
b3使得
P3最小，其中
P3为残差平方和；
S2
‑
4、
通过计算能够得到早中晚三个时间段的拟合曲线通过计算能够得到早中晚三个时间段的拟合曲线通过计算能够得到早中晚三个时间段的拟合曲线其中
q
＝
i+1
，
i
＝
1、2、3
，
……
，
n
，
n
为常数
。3.
根据权利要求2所述的一种基于物联网的智能阀门远程管理方法，其特征在于：所述
S1
‑2中对早中晚三个时间段的用水变化量进行监测，当检测到用户在早中晚三个时刻的实际用水变化量与用水变化量的预测模型相差超过设定的阈值时，对水阀关闭情况进行检测；具体方法如下：
S3
‑
1、
设置用户所在房屋外来访客人员为数量
m
，所述外来访客人员为在房屋滞留时间
t
超过
12
小时的人员；外来访客人员在房屋滞留的时间段以及停留的时间长分别为
d
，
t
；外来访客人员的用水变化量为
Y
＝
η1tm+
η2tm+
η3tm+
δ
，当
d∈(24
：
00
‑
10
：
00]
时，
η2＝
η3＝0，
Y1
＝
η1tm+
δ
；当
d∈(10
：
00
‑
16
：
00]
时，
η1＝
η3＝0，
Y2
＝
η2tm+
δ
；当
d∈(16
：
00
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：夏益祺，
申请(专利权)人：盐城师范学院，
类型：发明
国别省市：