CN112483905A - 一种基于物联网的水管破裂告警*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于物联网的水管破裂告警***，通过水管数据采集单元采集水管的运行信息和位置信息，利用水管数据分析单元接收运行信息和位置信息，并对运行信息进行分析，得到运行分析信息，将运行分析信息和位置信息发送至告警单元；根据告警单元接收运行分析信息并生成告警信号集，利用告警信号集进行告警提示，并将告警信号集和位置信息发送至控制单元；通过对水管的运行信息和位置信息进行综合考虑，可以对水管的工作情况进行实时监测并告警；本发明公开的各个方面，用于解决现有方案中不能实时获取水管内流量的工作情况，无法对水管的异常状态进行监控和告警的问题，以及无法对告警的破裂水管进行自动截流关闭的问题。

Description

一种基于物联网的水管破裂告警***

技术领域

本发明涉及三联供水管技术领域，尤其涉及一种基于物联网的水管破裂告警***。

背景技术

“中央空调+地暖”两联供是结合传统氟机空调及壁挂炉地暖***，利用空气源热泵主机，一机两用，实现夏季空调制冷，冬季地暖制热，达到冬暖夏凉的效果。而三联供则是在两联供的基础上，增加生活热水功能，达到一机三用，更加节能舒适。

在专利“CN205302602U一种空压机遥控***”，涉及空压机启动停止操控***领域。该遥控***，包括遥控器，遥控器内置有无线发射通讯模块，空压机电路中设有相应的无线接收通讯模块，所述遥控器上设有启动按钮和停止按钮，启动按钮连接无线启动发射通讯模块，停止按钮连接无线停止发射通讯模块；在空压机启动电路开关处并联有启动接收器，内设有接收无线启动发射通讯模块信号的无线启动接收通讯模块，空压机运行电路开关处并联有运行/停止接收器，内设有接收无线启动发射通讯模块和无线停止发射通讯模块信号的无线运行/停止接收通讯模块。操作方便简单，操作人员无论是远程还是本地都可控制空压机的启、停操作，工人发现问题可及时停止。

现有的水管破裂告警***存在的缺陷是：不能实时获取水管内流量的工作情况，无法对水管的异常状态进行监控和告警的问题，以及无法对告警的破裂水管进行自动截流关闭的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于物联网的水管破裂告警***，本发明所要解决的技术问题为：

如何解决现有方案中不能实时获取水管内流量的工作情况，无法对水管的异常状态进行监控和告警的问题，以及无法对告警的破裂水管进行自动截流关闭的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于物联网的水管破裂告警***，包括水管数据采集单元、水管数据分析单元、告警单元、控制单元和数据传输单元；

所述水管数据采集单元用于采集水管的运行信息和位置信息，运行信息包含水管内的压力数据和流量数据，位置信息包含水管的位置坐标集和连接集，并通过数据传输单元将运行信息和位置信息发送至水管数据分析单元；

所述水管数据分析单元用于接收运行信息和位置信息，并对运行信息进行分析，得到运行分析信息，将运行分析信息和位置信息发送至告警单元；具体的分析步骤包括：

步骤一：获取运行信息和位置信息，得到连接集中的第一连接点和第二连接点；

步骤二：获取流量通过第一连接点时的速度，并将其设定为初速v1，获取流量通过第二连接点时的速度，并将其设定为末速v2；

步骤三：利用公式T＝α*v1*v2*V*t获取水管的流量检测值，其中，α表示为预设的流量损失系数，t表示为持续时间，V表示为流量装载体积；

步骤四：将流量检测值与预设的标准装载范围进行对比，若流量检测值属于标准装载范围，则生成第一检测信号；若流量检测值不属于标准装载范围，则生成第二检测信号；所述第一检测信号和第二检测信号构成检测集；

步骤五：根据压力数据获取第一连接点和第二连接点之间的压力值，将所述压力值与预设的标准压力阈值进行对比，若所述压力值不小于标准压力阈值，则生成第一对比信号；若所述压力值小于标准压力阈值，则生成第二对比信号；所述第一对比信号和第二对比信号构成对比集；

步骤六：将所述检测集和对比集分类组合，得到运行分析信息；

所述告警单元用于接收运行分析信息并生成告警信号集，利用告警信号集进行告警提示，并将告警信号集和位置信息发送至控制单元；

所述控制单元包含若干个控制阀，用于控制水管的开启和关闭；所述数据传输单元用于对各个单元的数据进行传输。

优选的，所述水管数据采集单元用于采集水管的运行信息和位置信息，具体的步骤包括：

S21：随机设定位置原点，根据预设的距离值获取若干个水管的位置坐标，并将位置坐标设定为Zi，i＝1，2，3...n；将若干个水管的位置坐标组合，得到位置坐标集；

S22：分别将水管的两端设定为第一连接点和第二连接点，并将若干个水管的第一连接点和第二连接点组合，得到连接集，将位置坐标集和连接集排列组合，得到位置信息；

S23：获取第一连接点和第二连接点之间的距离，并将其设定为L，利用公式V＝π*r²*L获取水管的流量装载体积；其中，r表示为水管的内径；

S24：将流量装载体积与连接集组合，得到流量数据；

S25：获取若干个水管内的压力值，将若干个压力值降序排列，得到压力数据，并将压力数据与流量数据组合，得到运行信息。

优选的，所述告警单元用于接收运行分析信息并生成告警信号集，具体的步骤包括：

S31：接收运行分析信息，对运行分析信息中的检测集和对比集进行分析；

S32：若检测集中包含有第二检测信号，则生成第一告警信号，所述第一告警信号表示水管内流量不达标；

S33：若对比集中包含有第二对比信号，则生成第二告警信号，所述第二告警信号表示水管内压力不达标；

S34：若检测集中包含有第二检测信号且对比集中包含有第二对比信号，则生成第三告警信号，所述第三告警信号表示水管内有破裂；

S35：将第一告警信号、第二告警信号和第三告警信号组合，得到告警信号集。

优选的，所述控制单元包含若干个控制阀，用于控制水管的开启和关闭，具体的步骤包括：

S41：获取告警信号集和位置信息；

S42：若告警信号集中包含第一告警信号，利用位置信息获取第一告警信号对应的第一连接点和第二连接点的位置坐标，对第一连接点和第二连接点进行流量处理，提高第一连接点和第二连接点对应水管内的流量；

S43：若告警信号集中包含第二告警信号，利用位置信息获取第二告警信号对应的第一连接点和第二连接点的位置坐标，对第一连接点和第二连接点进行压力处理，提高第一连接点和第二连接点对应水管内的压力；

S44：若告警信号集中包含第三告警信号，利用位置信息获取第三告警信号对应的第一连接点和第二连接点的位置坐标，对第一连接点和第二连接点进行截流控制，利用第一连接点和第二连接点处的控制阀关闭破裂水管的工作。

本发明的有益效果：

本发明公开的一方面，通过水管数据采集单元采集水管的运行信息和位置信息，运行信息包含水管内的压力数据和流量数据，位置信息包含水管的位置坐标集和连接集，并通过数据传输单元将运行信息和位置信息发送至水管数据分析单元；

并利用水管数据分析单元接收运行信息和位置信息，并对运行信息进行分析，得到运行分析信息，将运行分析信息和位置信息发送至告警单元；

根据告警单元接收运行分析信息并生成告警信号集，利用告警信号集进行告警提示，并将告警信号集和位置信息发送至控制单元；通过对水管的运行信息和位置信息进行综合考虑，可以对水管的工作情况进行实时监测并告警，并且可以获取出现异常的水管的位置，可以有效提高告警的效果，解决了现有方案中不能实时获取水管内流量的工作情况，无法对水管的异常状态进行监控和告警的缺陷；

本发明公开的另一方面，设置的控制单元包含若干个控制阀，用于控制水管的开启和关闭，并通过第一告警信号提高第一连接点和第二连接点对应水管内的流量，通过第二告警信号提高第一连接点和第二连接点对应水管内的压力，通过第二告警信号并利用第一连接点和第二连接点处的控制阀关闭破裂水管的工作，可以达到对破裂水管进行告警和关闭的目的，解决了现有方案中无法及时对破裂水管进行告警，并且无法自主控制破裂水管关闭导致资源浪费的缺陷。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明一种基于物联网的水管破裂告警***的原理框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，本发明为一种基于物联网的水管破裂告警***，包括水管数据采集单元、水管数据分析单元、告警单元、控制单元和数据传输单元；

所述水管数据采集单元用于采集水管的运行信息和位置信息，运行信息包含水管内的压力数据和流量数据，位置信息包含水管的位置坐标集和连接集，并通过数据传输单元将运行信息和位置信息发送至水管数据分析单元；具体的步骤包括：

随机设定位置原点，根据预设的距离值获取若干个水管的位置坐标，并将位置坐标设定为Zi，i＝1，2，3...n；将若干个水管的位置坐标组合，得到位置坐标集；

分别将水管的两端设定为第一连接点和第二连接点，并将若干个水管的第一连接点和第二连接点组合，得到连接集，将位置坐标集和连接集排列组合，得到位置信息；

获取第一连接点和第二连接点之间的距离，并将其设定为L，利用公式V＝π*r²*L获取水管的流量装载体积；其中，r表示为水管的内径；

将流量装载体积与连接集组合，得到流量数据；

获取若干个水管内的压力值，将若干个压力值降序排列，得到压力数据，并将压力数据与流量数据组合，得到运行信息；

所述水管数据分析单元用于接收运行信息和位置信息，并对运行信息进行分析，得到运行分析信息，将运行分析信息和位置信息发送至告警单元；具体的分析步骤包括：

步骤一：获取运行信息和位置信息，得到连接集中的第一连接点和第二连接点；

步骤二：获取流量通过第一连接点时的速度，并将其设定为初速v1，获取流量通过第二连接点时的速度，并将其设定为末速v2；

步骤三：利用公式T＝α*v1*v2*V*t获取水管的流量检测值，其中，α表示为预设的流量损失系数，t表示为持续时间，V表示为流量装载体积；

步骤四：将流量检测值与预设的标准装载范围进行对比，若流量检测值属于标准装载范围，则生成第一检测信号；若流量检测值不属于标准装载范围，则生成第二检测信号；所述第一检测信号和第二检测信号构成检测集；

步骤五：根据压力数据获取第一连接点和第二连接点之间的压力值，将所述压力值与预设的标准压力阈值进行对比，若所述压力值不小于标准压力阈值，则生成第一对比信号；若所述压力值小于标准压力阈值，则生成第二对比信号；所述第一对比信号和第二对比信号构成对比集；

步骤六：将所述检测集和对比集分类组合，得到运行分析信息；

所述告警单元用于接收运行分析信息并生成告警信号集，利用告警信号集进行告警提示，并将告警信号集和位置信息发送至控制单元；具体的步骤包括：

接收运行分析信息，对运行分析信息中的检测集和对比集进行分析；

若检测集中包含有第二检测信号，则生成第一告警信号，所述第一告警信号表示水管内流量不达标；

若对比集中包含有第二对比信号，则生成第二告警信号，所述第二告警信号表示水管内压力不达标；

若检测集中包含有第二检测信号且对比集中包含有第二对比信号，则生成第三告警信号，所述第三告警信号表示水管内有破裂；

将第一告警信号、第二告警信号和第三告警信号组合，得到告警信号集；

所述控制单元包含若干个控制阀，用于控制水管的开启和关闭；具体的步骤包括：

获取告警信号集和位置信息；

若告警信号集中包含第一告警信号，利用位置信息获取第一告警信号对应的第一连接点和第二连接点的位置坐标，对第一连接点和第二连接点进行流量处理，提高第一连接点和第二连接点对应水管内的流量；

若告警信号集中包含第二告警信号，利用位置信息获取第二告警信号对应的第一连接点和第二连接点的位置坐标，对第一连接点和第二连接点进行压力处理，提高第一连接点和第二连接点对应水管内的压力；

若告警信号集中包含第三告警信号，利用位置信息获取第三告警信号对应的第一连接点和第二连接点的位置坐标，对第一连接点和第二连接点进行截流控制，利用第一连接点和第二连接点处的控制阀关闭破裂水管的工作；

所述数据传输单元用于对各个单元的数据进行传输。

本发明的运行原理：与现有技术方案相比，本发明公开的一方面，通过水管数据采集单元采集水管的运行信息和位置信息，运行信息包含水管内的压力数据和流量数据，位置信息包含水管的位置坐标集和连接集，并通过数据传输单元将运行信息和位置信息发送至水管数据分析单元；

并利用水管数据分析单元接收运行信息和位置信息，并对运行信息进行分析，得到运行分析信息，将运行分析信息和位置信息发送至告警单元；

根据告警单元接收运行分析信息并生成告警信号集，利用告警信号集进行告警提示，并将告警信号集和位置信息发送至控制单元；通过对水管的运行信息和位置信息进行综合考虑，可以对水管的工作情况进行实时监测并告警，并且可以获取出现异常的水管的位置，可以有效提高告警的效果，解决了现有方案中不能实时获取水管内流量的工作情况，无法对水管的异常状态进行监控和告警的缺陷；

本发明公开的另一方面，设置的控制单元包含若干个控制阀，用于控制水管的开启和关闭，并通过第一告警信号提高第一连接点和第二连接点对应水管内的流量，通过第二告警信号提高第一连接点和第二连接点对应水管内的压力，通过第二告警信号并利用第一连接点和第二连接点处的控制阀关闭破裂水管的工作，可以达到对破裂水管进行告警和关闭的目的，解决了现有方案中无法及时对破裂水管进行告警，并且无法自主控制破裂水管关闭导致资源浪费的缺陷。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的***和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。

所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块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网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方法的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块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，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。

因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附关联图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。***权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (4)

1.一种基于物联网的水管破裂告警***，其特征在于，包括水管数据采集单元、水管数据分析单元、告警单元、控制单元和数据传输单元；

所述水管数据采集单元用于采集水管的运行信息和位置信息，运行信息包含水管内的压力数据和流量数据，位置信息包含水管的位置坐标集和连接集，并通过数据传输单元将运行信息和位置信息发送至水管数据分析单元；

所述水管数据分析单元用于接收运行信息和位置信息，并对运行信息进行分析，得到运行分析信息，将运行分析信息和位置信息发送至告警单元；具体的分析步骤包括：

步骤一：获取运行信息和位置信息，得到连接集中的第一连接点和第二连接点；

步骤二：获取流量通过第一连接点时的速度，并将其设定为初速v1，获取流量通过第二连接点时的速度，并将其设定为末速v2；

步骤三：利用公式T＝α*v1*v2*V*t获取水管的流量检测值，其中，α表示为预设的流量损失系数，t表示为持续时间，V表示为流量装载体积；

步骤四：将流量检测值与预设的标准装载范围进行对比，若流量检测值属于标准装载范围，则生成第一检测信号；若流量检测值不属于标准装载范围，则生成第二检测信号；所述第一检测信号和第二检测信号构成检测集；

步骤五：根据压力数据获取第一连接点和第二连接点之间的压力值，将所述压力值与预设的标准压力阈值进行对比，若所述压力值不小于标准压力阈值，则生成第一对比信号；若所述压力值小于标准压力阈值，则生成第二对比信号；所述第一对比信号和第二对比信号构成对比集；

步骤六：将所述检测集和对比集分类组合，得到运行分析信息；

所述告警单元用于接收运行分析信息并生成告警信号集，利用告警信号集进行告警提示，并将告警信号集和位置信息发送至控制单元；

所述控制单元包含若干个控制阀，用于控制水管的开启和关闭；所述数据传输单元用于对各个单元的数据进行传输。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的水管破裂告警***，其特征在于，所述水管数据采集单元用于采集水管的运行信息和位置信息，具体的步骤包括：

S21：随机设定位置原点，根据预设的距离值获取若干个水管的位置坐标，并将位置坐标设定为Zi，i＝1，2，3...n；将若干个水管的位置坐标组合，得到位置坐标集；

S22：分别将水管的两端设定为第一连接点和第二连接点，并将若干个水管的第一连接点和第二连接点组合，得到连接集，将位置坐标集和连接集排列组合，得到位置信息；

S23：获取第一连接点和第二连接点之间的距离，并将其设定为L，利用公式V＝π*r²*L获取水管的流量装载体积；其中，r表示为水管的内径；

S24：将流量装载体积与连接集组合，得到流量数据；

S25：获取若干个水管内的压力值，将若干个压力值降序排列，得到压力数据，并将压力数据与流量数据组合，得到运行信息。

3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的水管破裂告警***，其特征在于，所述告警单元用于接收运行分析信息并生成告警信号集，具体的步骤包括：

S31：接收运行分析信息，对运行分析信息中的检测集和对比集进行分析；

S32：若检测集中包含有第二检测信号，则生成第一告警信号，所述第一告警信号表示水管内流量不达标；

S33：若对比集中包含有第二对比信号，则生成第二告警信号，所述第二告警信号表示水管内压力不达标；

S34：若检测集中包含有第二检测信号且对比集中包含有第二对比信号，则生成第三告警信号，所述第三告警信号表示水管内有破裂；

S35：将第一告警信号、第二告警信号和第三告警信号组合，得到告警信号集。

4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的水管破裂告警***，其特征在于，所述控制单元包含若干个控制阀，用于控制水管的开启和关闭，具体的步骤包括：

S41：获取告警信号集和位置信息；

S42：若告警信号集中包含第一告警信号，利用位置信息获取第一告警信号对应的第一连接点和第二连接点的位置坐标，对第一连接点和第二连接点进行流量处理，提高第一连接点和第二连接点对应水管内的流量；

S43：若告警信号集中包含第二告警信号，利用位置信息获取第二告警信号对应的第一连接点和第二连接点的位置坐标，对第一连接点和第二连接点进行压力处理，提高第一连接点和第二连接点对应水管内的压力；

S44：若告警信号集中包含第三告警信号，利用位置信息获取第三告警信号对应的第一连接点和第二连接点的位置坐标，对第一连接点和第二连接点进行截流控制，利用第一连接点和第二连接点处的控制阀关闭破裂水管的工作。

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