【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及燃气计费，具体为一种基于物联网的智能燃气计费系统。
技术介绍
1、随着社会科技的不断进步，燃气作为一种重要的能源得到广泛应用，传统燃气计费系统存在计费方式缺乏灵活性的问题，无法根据用户实际需求和行为模式进行动态调整，导致用户体验不佳。例如，很多人在离家几天的情况下，有可能会忘记关闭家中的燃气设备。传统系统无法感知用户行为的变化，无法提供智能化的提醒和调整，容易造成不必要的能源浪费或安全隐患。
2、同时，燃气设备调节受限于固定的模式，难以适应不同环境和用户行为变化，影响了能效和舒适度。此外，传统系统对于安全问题的处理不及时，缺乏及时的警报和远程监控机制。为了解决这些问题，本专利技术提出了一种基于物联网的智能燃气计费系统。
技术实现思路
1、(一)解决的技术问题
2、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于物联网的智能燃气计费系统，以解决
技术介绍
中提到的问题。
3、(二)技术方案
4、为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种基于物联网的智能燃气计费系统，包括第一物联网实时监测模块、第一分析模块、第二燃气数据采集模块、第二分析模块、自适应智能调节模块、实时计费模块和远程预警模块；
5、所述第一物联网实时监测模块用于采用物联网第一传感器组实时监测用户室外温度wd1、室内温度wd2、湿度sdz、二氧化碳浓度值co2、甲烷浓度值ch4、风速值fsz、大气压力值ylz，建立第一实时数据组；用于后续对燃气
6、所述第一分析模块用于依据建立实时环境数字模型，对第一实时数据组进行训练，分析和计算，获得：第一环境系数hjx和第二空气质量系数tfx；
7、所述第二燃气数据采集模块用于采用物联网第二传感器组采集用户用气数据，并收集用户用气的历史数据，包括用气量、用气时段、设备运行状态、用户离家和归家时间，每日、每周和每月的用气模式数据，建立第二用户用气数据组；
8、第二分析模块用于从第二用户用气数据组，提取时间特征和用气量特征；所述时间特征包括离家时间、回家时间、用气时段的频率和时长；用气量特征包括平均用气量和高峰时段用气量；建立自适应训练模型，学习用户的用气行为模式，并将第二用户用气数据集进行监督学习，计算获取实时用户行为系数xwx、用户偏好系数phx和电器负荷系数fhx，并将实时用户行为系数xwx与预设第一阈值进行对比识别，获取第一判断结果，并依据第一判断结果识别出用户当前的行为是离家模式还是归家模式；
9、当识别用户为归家模式后，所述自适应智能调节模块用于设置第一调节模式，所述第一调节模式用于根据第一环境系数hjx、用户偏好系数phx和电器负荷系数fhx进行相关联，计算获取舒适调节系数tj，并根据舒适调节系数tj进行自动调节燃气取暖设备、燃气烘干设备、燃气热水器以及燃气阀门或调节器设备的燃气分配用量，并通过实时计费模块根据实时分配用量进行相对应的计费；
10、当识别用户为离家模式后，所述自适应智能调节模块用于设置第二调节模式，所述第二调节模式用于关闭燃气阀门，并将第二空气质量系数tfx与第二预设阈值进行对比识别，生成第二判断结果，当第二判断结果为异常时，生成异常指令，并智能控制门窗开启进行通风；由远程预警模块将生成异常指令发送至用户移动端上，所述远程预警模块和用户移动端通过无线通信连接。
11、优选的，所述室外温度wd1和室内温度wd2通过温度传感器直接测量获取；
12、所述湿度sdz通过湿度传感器直接测量获取；
13、所述二氧化碳浓度值co2通过二氧化氮传感器mh-z19直接测量获取；
14、所述甲烷浓度值ch4通过mq-4气体传感器直接测量获取；
15、所述风速值fsz通过风速传感器直接测量获取；
16、所述大气压力值ylz通过气压传感器直接测量获取。
17、优选的，所述第一分析模块包括实时环境分析单元和空气质量分析单元；
18、所述实时环境分析单元用于提取第一实时数据组中的室外温度wd1、室内温度wd2和湿度sdz，无量纲处理后，通过以下公式计算获得第一环境系数hjx：
19、
20、式中，k1、k2和k3表示室外温度wd1、室内温度wd2和湿度sdz的权重值，且k1+k2+k3＝1.0；
21、所述空气质量分析单元用于提取第一实时数据组中的二氧化碳浓度值co2、甲烷浓度值ch4、风速值fsz和大气压力值ylz，无量纲处理后，通过以下公式计算获得第二空气质量系数tfx：
22、
23、式中，ysfs表示预设风速标准值，k4、k5、k6和k7表示权重值，且k4+k5+k6+k7＝1.0。
24、优选的，所述第二燃气数据采集模块包括燃气计量单元、设备状态传感监测单元、用户动态监测单元和时间戳记录单元；
25、所述燃气计量单元用于监测用户的实时用气量和历史用气数据；
26、所述设备状态传感监测单元用于实时监测燃气设备的运行状态，包括燃气灶、燃气热水器、燃气取暖设备、燃气烘干设备以及燃气阀门或调节器设备的开关状态；并通过门窗状态传感器监测门装的开关状态；
27、所述用户动态监测单元用于通过人体红外传感器监测用户离家或用户归家的动态数据；
28、所述时间戳记录用于记录用气数据的时间戳。
29、优选的，所述第二分析模块包括提取特征单元和自适应训练模型计算单元；
30、所述提取特征单元用于从第二用户用气数据组，提取时间特征和用气量特征；提取分析用户的用气数据和用户离家或用户归家的动态数据结合，获得离家时间t1和归家时间t2，并统计用户用气时段的频率pl和每日累计时长sc；
31、提取用气量特征，获得用户历史平均每日用气量pjyql，并设置高峰用气量阈值，统计每日、每周或每月的高峰用气时段，对应时段的高峰用气量，并获取平均高峰用气量gfyql；
32、所述自适应训练模型计算单元用于通过决策树、神经网络或回归模型，建立自适应训练模型，对提取的特征进行分析和学习，并通过以下公式计算获得实时用户行为系数xwx、用户偏好系数phx和电器负荷系数fhx：
33、
34、式中，t1-t2表示用户每日在家里活跃的时间总长，w1、w2和w3表示权重值，且w1+w2+w3＝1.0；
35、
36、式中，w4和w5表示历史平均每日用气量pjyql和平均高峰用气量gfyql的权重值，且w4+w5＝1.0；
37、
38、式中，n表示实际同时运行燃气设备的数量，i表示采样时间，yxnh表示运行设备的时间长度值。
39、优选的，所述第二分析模块还包括判断单元，所述将实时用户行为系数xwx与预设第一阈值进行对比识别，获取第一判断结果，包括：
40、如果实本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于物联网的智能燃气计费系统，其特征在于：包括第一物联网实时监测模块(1)、第一分析模块(2)、第二燃气数据采集模块(3)、第二分析模块(4)、自适应智能调节模块(5)、实时计费模块(6)和远程预警模块(7)；
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能燃气计费系统，其特征在于：所述室外温度wd1和室内温度wd2通过温度传感器直接测量获取；
3.根据权利要求2所述的一种基于物联网的智能燃气计费系统，其特征在于：所述第一分析模块(2)包括实时环境分析单元(21)和空气质量分析单元(22)；
4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能燃气计费系统，其特征在于：所述第二燃气数据采集模块(3)包括燃气计量单元(31)、设备状态传感监测单元(32)、用户动态监测单元(33)和时间戳记录单元(34)；
5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能燃气计费系统，其特征在于：所述第二分析模块(4)包括提取特征单元(41)和自适应训练模型计算单元(42)；
6.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能燃气计费系统，其特征在于：
7.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能燃气计费系统，其特征在于：所述自适应智能调节模块(5)包括第一调节单元(51)；所述第一调节单元(51)用于当识别用户为归家模式后，第一调节单元(51)用于设置第一调节模式，所述第一调节模式用于根据第一环境系数HJx、用户偏好系数Phx和电器负荷系数Fhx进行相关联，通过以下相关联公式生成获取舒适调节系数TJ：
8.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能燃气计费系统，其特征在于：所述自适应智能调节模块(5)包括第二调节单元(52)，所述第二调节单元(52)用于当识别用户为离家模式时，第二调节模式被启动，负责关闭燃气阀门，使得用户离家时燃气设备处于安全状态；
9.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能燃气计费系统，其特征在于：所述实时计费模块(6)包括第一校准单元(61)，所述第一校准单元(61)用于在每次用户归家和用户离家时，对用气设备的运行状态进行重新监测，并通过和历史平均每日用气量PJYQL，当实际使用量偏离历史平均每日用气量PJYQL的30％时，第一校准单元(61)则启动校准机制，会对当日燃气使用量进行重新校准。
10.根据权利要求9所述的一种基于物联网的智能燃气计费系统，其特征在于：所述实时计费模块(6)还包括可视化界面(62)，所述可视化界面(62)提供第一调节模式和第二调节模式的切换交互按键，以及相对应参数和实际当日燃气使用率计费的每日报告。
...【技术特征摘要】
1.一种基于物联网的智能燃气计费系统，其特征在于：包括第一物联网实时监测模块(1)、第一分析模块(2)、第二燃气数据采集模块(3)、第二分析模块(4)、自适应智能调节模块(5)、实时计费模块(6)和远程预警模块(7)；
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能燃气计费系统，其特征在于：所述室外温度wd1和室内温度wd2通过温度传感器直接测量获取；
3.根据权利要求2所述的一种基于物联网的智能燃气计费系统，其特征在于：所述第一分析模块(2)包括实时环境分析单元(21)和空气质量分析单元(22)；
4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能燃气计费系统，其特征在于：所述第二燃气数据采集模块(3)包括燃气计量单元(31)、设备状态传感监测单元(32)、用户动态监测单元(33)和时间戳记录单元(34)；
5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能燃气计费系统，其特征在于：所述第二分析模块(4)包括提取特征单元(41)和自适应训练模型计算单元(42)；
6.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能燃气计费系统，其特征在于：所述第二分析模块(4)还包括判断单元(43)，所述将实时用户行为系数xwx与预设第一阈值进行对比识别，获取第一判断结果，包括：
7.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能燃气计费系统，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：张楠，
申请(专利权)人：承德石油高等专科学校，
类型：发明
国别省市：
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