CN116592519A - 一种基于数据分析的电热水器运行安全预警*** - Google Patents
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Abstract
本发明属于电热水器运行预警技术领域，具体是一种基于数据分析的电热水器运行安全预警***，包括服务器、加热实时检测分析模块、加热运行评估模块、温变趋势分析模块以及运行预警显示模块。本发明是通过将电热水器进行加热实时检测分析以分时段判断加热合理性和耗电合理性，实现对电热水器加热过程的实时检测并分析预警，以便及时进行电热水器的检查和异常原因排查诊断，且基于实时检测分析判断信息将当次加热过程进行运行评估分析以实现对电热水器加热过程的整体评估，以及通过温变趋势分析模块将电热水器的加热过程和保温过程分别进行分析并结合运行预警显示模块的运行异常监测判断，进一步保证电热水器运行过程的安全。
Description
技术领域
本发明涉及电热水器运行预警技术领域，具体是一种基于数据分析的电热水器运行安全预警***。
背景技术
电热水器是指以电作为能源进行加热的热水器，与燃气热水器、太阳能热水器相并列的三大热水器之一，相较于燃气热水器而言，电热水器具有寿命较长、高效节能及安全环保等优点，还可隐藏在壁柜中、阳台上。
但现有技术中的电热水器在运行过程中，不能对其加热过程中的加热合理性和耗电合理性进行实时检测分析，更无法在加热结束后基于其实时检测分析信息进行加热过程的运行评估，以及在电热水器的运行过程中无法将其进行分状态多点温度变化监测预警，难以有效保证电热水器的持续安全运行，不利于及时进行电热水器的检查维护和降低电热水器的运行风险。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种基于数据分析的电热水器运行安全预警***，以解决上述的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于数据分析的电热水器运行安全预警***，包括服务器、加热实时检测分析模块、加热运行评估模块、温变趋势分析模块以及运行预警显示模块；加热实时检测分析模块，用于将电热水器的加热过程设定若干个检测时段，以及将检测时段i进行加热实时检测分析，通过加热实时检测分析判断检测时段i加热过程正常或加热过程异常，在判断检测时段i加热过程异常时生成实时加热异常信号，并将实时加热异常信号经服务器发送至运行预警显示模块，运行预警显示模块接收到实时加热异常信号时进行预警和对应信息显示，以及将实时检测分析判断信息经服务器发送至加热运行评估模块；在电热水器的加热结束后，加热运行评估模块将当次加热过程进行运行评估分析，通过运行评估分析生成运行评估不合格信号或运行评估合格信号，将运行评估不合格信号或运行评估合格信号发送至服务器，服务器将运行评估不合格信号发送至运行预警显示模块进行显示并预警；温变趋势分析模块将电热水器的加热过程和保温过程分别进行分析，通过分析生成加热不均信号或加热均匀信号以及生成保温合格信号或保温不合格信号，并将加热不均信号或加热均匀信号以及生成保温合格信号或保温不合格信号发送至服务器，服务器将加热不均信号或保温不合格信号发送至运行预警显示模块进行显示并预警；服务器与电热水器的用户终端通信连接，以用于将电热水器的运行分析信息发送至用户终端，以及用于实现用户的远程操控。
进一步的，加热实时检测分析的具体分析过程包括：在电热水器的加热过程中设定若干个检测时段，将检测时段标记为i，i={1,2，…，m}，m表示检测时段的数目且m为大于3的自然数；通过加热检测分析和耗电检测分析获取到检测时段i电热水器的加热监测系数和耗电系数，若加热监测系数处于预设加热监测系数范围内且耗电系数位于预设耗电系数范围内，则判断检测时段i电热水器加热过程正常，若加热监测系数未处于预设加热监测系数范围内或耗电系数未处于预设耗电系数范围内，则判断检测时段i电热水器加热过程异常并生成实时加热异常信号。
进一步的，加热检测分析和耗电检测分析的具体分析过程如下：获取到检测时段i电热水器的起始时点水温和结束时点水温，将结束时点与起始时点进行时间差计算得到加热时长，将结束时点水温减去起始时点水温得到水温上升值，以及获取到检测时段i电热水器中的储水量和电热水器中加热部件的加热功率，将水温上升值与储水量相乘获取到温升表现值，将加热功率与加热时长相乘获取到加热表现值，将加热表现值与温升表现值进行比值计算得到加热监测系数；获取到检测时段i电热水器在加热时长内的耗电量，将耗电量与加热表现值进行比值计算得到耗电系数。
进一步的，运行评估分析的具体分析过程包括：在电热水器的加热结束后，获取到若干个检测时段的实时分析判断信息，将判断电热水器加热过程正常的检测时段标记为良性时段，将生成实时加热异常信号的检测时段标记为异性时段，将异性时段的数量与良性时段的数量进行比值计算得到加热评估值，若加热评估值超过预设加热评估阈值，则生成运行评估不合格信号。
进一步的，若加热评估值未超过预设加热评估阈值，则获取到若干个检测时段的加热监测系数和耗电系数，将所有检测时段的加热监测系数建立加热监测集合，将所有耗电系数建立耗电系数集合，将加热监测集合进行方差计算得到监测系数分散值，将耗电系数集合进行方差计算得到耗电系数分散值，若监测系数分散值未超过预设监测系数分散阈值且耗电系数分散值未超过预设耗电系数分散阈值，则生成运行评估合格信号。
进一步的，温变趋势分析模块的具体运行过程包括：在电热水器的加热过程中，获取到电热水器中若干个位置的实时温度，将所有位置的实时温度建立加热温度集合，将加热温度集合进行方差计算得到加热温度分散值，若加热温度分散值超过预设加热温度分散阈值，则生成加热不均信号，否则生成加热均匀信号；以及在电热水器加热结束后，通过保温效果分析生成保温合格信号或保温不合格信号。
进一步的，保温效果分析的具体分析过程如下：设定保温监测时段，获取到保温监测时段起始时点和结束时点电热水器中若干个位置处的温度，将对应位置处的起始时点温度减去结束时点温度得到对应位置处的温度下降值，将所有位置处的温度下降值建立下降值集合，将下降值集合进行求和计算并取平均值得到温降均值，若温降均值超过温降均阈值，则生成保温不合格信号；若温降均值未超过预设温降均阈值，则将温度下降值减去温降均值得到温降超标值；若对应位置处的温降超标值超过预设温降超标阈值，则将对应位置标记为低效保温区，若对应位置处的温降超标值未超过预设温降超标阈值，则将对应位置标记为高效保温区，将低效保温区的数量与高效保温区的数量进行比值计算得到低效占比值，以及将所有低效保温区的温降超标值进行均值计算得到温降超标均值，将低效占比值与温降超标均值进行数值计算得到保温表现值，若保温表现值超过预设保温表现阈值，则生成保温不合格信号，否则生成保温合格信号。
进一步的，运行预警显示模块的具体运行过程还包括：获取到检测时点电热水器在运行过程中的振动频幅值、噪音反馈值、电力偏差值以及环温偏差值，振动频幅值是表示电热水器振动幅度和振动频率两者乘积大小的数值，噪音反馈值是表示噪音分贝值大小的数据量值，将振动频幅值、噪音反馈值、电力偏差值以及环温偏差值与预设振动频幅阈值、预设噪音阈值、预设电力阈值和预设环温阈值分别进行数值比较，将超过对应预设阈值的数据标记为劣质数据；将劣质数据的数量标记为劣质数表值，将劣质数据与对应预设阈值进行差值计算得到劣质数差，将对应劣质数据的劣质数差与对应预设预警系数进行乘积计算得到对应劣质隐患值，将所有劣质数据的劣质隐患值进行求和计算得到劣质隐患总值，将劣质隐患总值与劣质数表值进行数值计算得到预警评估值，若预警评估值超过预设预警评估阈值，则生成风险预警信号，否则不生成风险预警信号，在生成风险预警信号时发出对应预警并进行对应信息显示。
进一步的，电力偏差值和环温偏差值的分析获取方法如下：获取到检测时点电热水器在运行过程中的实际电压和实际电流，将实际电压相较于预设电压标准值的偏离值标记为电压差值，将实际电流相较于预设电流标准值的偏离值标记为电流差值，将电压差值和电流差值的两者和值标记为电力偏差值；以及获取到检测时点电热水器在运行过程中的外部环境温度，将外部环境温度相较于预设外部适宜温度标准值的偏离值标记为环温偏差值。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
通过加热实时检测分析模块将电热水器的加热过程设定若干个检测时段，以及将检测时段进行加热实时检测分析以判断检测时段的加热合理性和耗电合理性，实现对电热水器加热过程的实时检测并分析预警，方便及时准确了解电热水器的运行异常，以便快速进行电热水器的检查和进行异常原因排查诊断，以保证电热水器的加热效果和防止出现安全隐患，在电热水器的加热结束后，加热运行评估模块基于实时检测分析判断信息将当次加热过程进行运行评估分析以实现对电热水器加热过程的整体评估，对应用户接收到运行评估不合格信号时及时进行电热水器的维护检修，保证电热水器后续的正常稳定运行，以及保证电热水器的运行效果和运行安全。
温变趋势分析模块将电热水器的加热过程和保温过程分别进行分析，通过分析生成加热不均信号或加热均匀信号以及生成保温合格信号或保温不合格信号，有助于对应用户及时进行电热水器的检查维修，运行预警显示模块进行电热水器的运行异常监测判断，实现电热水器运行过程的辅助分析，进一步保证电热水器运行过程的安全，有助于对应用户详细了解电热水器运行风险状况并及时进行电热水器的检查维护，通过多种分析方式相结合，保证电热水器的持续安全稳定运行，降低电热水器的使用风险。
附图说明
图1为本发明的整体***框图；
图2为本发明中服务器与用户终端的通信框图。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：如图1-2所示，本发明所述基于数据分析的电热水器运行安全预警***，包括服务器、加热实时检测分析模块、加热运行评估模块、温变趋势分析模块以及运行预警显示模块，且服务器与加热实时检测分析模块、加热运行评估模块、温变趋势分析模块以及运行预警显示模块均通信连接；并且，服务器与电热水器的用户终端通信连接，以用于将电热水器的运行分析信息发送至用户终端，方便对应用户详细及时了解电热水器的运行状况，以及用于实现用户的远程操控；加热实时检测分析模块将电热水器的加热过程设定若干个检测时段，以及将检测时段i进行加热实时检测分析，通过加热实时检测分析判断检测时段i加热过程正常或加热过程异常，在判断检测时段i加热过程异常时生成实时加热异常信号，并将实时加热异常信号经服务器发送至运行预警显示模块，运行预警显示模块接收到实时加热异常信号时进行预警和对应信息显示，实现对电热水器加热过程的实时检测并分析预警，方便及时准确了解电热水器的运行异常，以便快速进行电热水器的检查和进行异常原因排查诊断，以保证电热水器的加热效果和防止出现安全隐患，以及将实时检测分析判断信息经服务器发送至加热运行评估模块。
加热实时检测分析过程具体如下：在电热水器的加热过程中设定若干个检测时段，将检测时段标记为i，i={1,2，…，m}，m表示检测时段的数目且m为大于3的自然数；获取到检测时段i电热水器的起始时点水温和结束时点水温，将结束时点与起始时点进行时间差计算得到加热时长，将结束时点水温减去起始时点水温得到水温上升值，以及获取到检测时段i电热水器中的储水量和电热水器中加热部件的加热功率，将水温上升值与储水量相乘获取到温升表现值，将加热功率与加热时长相乘获取到加热表现值，将加热表现值与温升表现值进行比值计算得到加热监测系数；需要说明的是，加热监测系数是表示电热水器加热表现效果的数值，加热监测系数的数值过大或过小时，表明电热水器的加热表现效果较差；获取到检测时段i电热水器在加热时长内的耗电量，将耗电量与加热表现值进行比值计算得到耗电系数；需要说明的是，耗电系数是表示电热水器耗电状况的数值，耗电系数的数值过大或过小时，表明电热水器的耗能存在异常的可能性较大；将检测时段i电热水器的加热监测系数和耗电系数与预设加热监测系数范围和预设耗电系数范围分别进行数值比较，并且，预设加热监测系数范围和预设耗电系数范围由对应管理人员预先录入并存储至服务器中，在进行对应分析时加热实时检测分析模块从服务器中调取预设加热监测系数范围和预设耗电系数范围。
优选的，预设加热监测系数范围的取值为[1.25，2.86]，预设耗电系数范围的取值为[0.76，1.53]，若加热监测系数的数值为1.126，耗电系数的数值为0.563时，则表明电热水器在对应检测时段的加热状况异常；若加热监测系数处于预设加热监测系数范围内且耗电系数位于预设耗电系数范围内，则判断检测时段i电热水器加热过程正常，若加热监测系数未处于预设加热监测系数范围内或耗电系数未处于预设耗电系数范围内，则判断检测时段i电热水器加热过程异常并生成实时加热异常信号，实现对电热水器加热过程的分时段实时检测并反馈，及时进行加热异常预警，保证电热水器加热过程的安全性。
在电热水器的加热结束后，加热运行评估模块将当次加热过程进行运行评估分析，通过运行评估分析生成运行评估不合格信号或运行评估合格信号，实现对电热水器加热过程的整体评估，将运行评估不合格信号或运行评估合格信号发送至服务器，服务器将运行评估不合格信号发送至运行预警显示模块进行显示并预警，对应用户接收到运行评估不合格信号时应当及时进行电热水器的维护检修，保证电热水器后续的正常稳定运行，以及保证电热水器的运行效果和运行安全。
运行评估分析的具体分析过程如下：在电热水器的加热结束后，获取到若干个检测时段的实时分析判断信息，将判断电热水器加热过程正常的检测时段标记为良性时段，将生成实时加热异常信号的检测时段标记为异性时段，将异性时段的数量与良性时段的数量进行比值计算得到加热评估值，加热评估值的数值越大，表明电热水器的加热过程越不正常，将加热评估值与预先录入存储的预设加热评估阈值进行数值比较，并且，预设加热评估阈值是用于评估电热水器加热效果的判定值，由对应管理人员预先录入并存储至服务器中，预设加热评估阈值的取值大于零，在进行对应分析时加热运行评估模块从服务器中调取预设加热评估阈值；优选的，预设加热评估阈值的取值为0.45，若加热评估值为0.5，由于0.5大于0.45，则可以判定电热水器的运行评估不合格。
若加热评估值超过预设加热评估阈值，则生成运行评估不合格信号；优选的，良性时段的数量为零时，则直接生成运行评估不合格信号；若加热评估值未超过预设加热评估阈值，则获取到若干个检测时段的加热监测系数和耗电系数，将所有检测时段的加热监测系数建立加热监测集合，将所有耗电系数建立耗电系数集合，将加热监测集合进行方差计算得到监测系数分散值，将耗电系数集合进行方差计算得到耗电系数分散值，将监测系数分散值和耗电系数分散值与预设监测系数分散阈值和预设耗电系数分散阈值分别进行数值比较。
并且，预设监测系数分散阈值和预设耗电系数分散阈值由对应管理人员预先录入并存储至服务器中，预设监测系数分散阈值和预设耗电系数分散阈值的取值均大于零，在进行对应分析时加热运行评估模块从服务器中调取预设监测系数分散阈值和预设耗电系数分散阈值；优选的，预设监测系数分散阈值的取值为1.625，预设耗电系数分散阈值的取值为1.357，当监测系数分散值的数值为2.315，耗电系数分散值的数值为1.824，则表明电热水器加热过程中的加热监测系数和耗电系数的偏离程度均较大，加热过程存在异常的可能性越大；若监测系数分散值未超过预设监测系数分散阈值且耗电系数分散值未超过预设耗电系数分散阈值，表明电热水器加热过程中的加热监测系数和耗电系数的偏离程度均较小，则生成运行评估合格信号。
温变趋势分析模块将电热水器的加热过程和保温过程分别进行分析，通过分析生成加热不均信号或加热均匀信号以及生成保温合格信号或保温不合格信号，并将加热不均信号或加热均匀信号以及生成保温合格信号或保温不合格信号发送至服务器，服务器将加热不均信号或保温不合格信号发送至运行预警显示模块进行显示并预警，以及将加热不均信号或保温不合格信号发送至用户终端，有助于对应用户及时进行电热水器的检查维修，以进一步保证电热水器的运行安全和运行效果。
温变趋势分析模块的具体运行过程如下：在电热水器的加热过程中，获取到电热水器中若干个位置的实时温度，将所有位置的实时温度建立加热温度集合，将加热温度集合进行方差计算得到加热温度分散值，若加热温度分散值超过预设加热温度分散阈值，则生成加热不均信号，否则生成加热均匀信号；并且，预设加热温度分散阈值由对应管理人员预先录入并存储至服务器中，预设加热温度分散阈值的取值大于零，在进行对应分析时温变趋势分析模块从服务器中调取预设加热温度分散阈值；优选的，预设加热温度分散阈值的取值为3.628，当加热温度分散值的数值为4.685时，表明电热水器的加热过程中各个位置的温度偏差较大，加热不均匀，以及在电热水器加热结束后，设定保温监测时段，获取到保温监测时段起始时点和结束时点电热水器中若干个位置处的温度，将对应位置处的起始时点温度减去结束时点温度得到对应位置处的温度下降值，将所有位置处的温度下降值建立下降值集合，将下降值集合进行求和计算并取平均值得到温降均值，若温降均值超过预设温降均阈值，表明电热水器整体而言温度下降过快，则生成保温不合格信号；若温降均值未超过预设温降均阈值，则将电热水器各个位置处的温度下降值减去温降均值得到温降超标值；将对应位置处的温降超标值与预设温降超标阈值进行数值比较，若对应位置处的温降超标值超过预设温降超标阈值，则将对应位置标记为低效保温区，若对应位置处的温降超标值未超过预设温降超标阈值，则将对应位置标记为高效保温区；需要说明的是，预设温降均阈值和预设温降超标阈值由对应管理人员预先录入并存储至服务器中，预设温降均阈值和预设温降超标阈值的取值均大于零，在进行对应分析时温变趋势分析模块从服务器中调取预设温降均阈值和预设温降超标阈值；优选的，预设温降均阈值的取值为5.62，预设温降超标阈值的取值为1.84，当温降均值的数值为7.68时，表明电热水器的内部整体水温下降过快，当温降超标值的数值为2.34时，表明电热水器对应位置处的水温下降过快。
将低效保温区的数量与高效保温区的数量进行比值计算得到低效占比值XZ，以及将所有低效保温区的温降超标值进行均值计算得到温降超标均值XJ，通过公式BW=fgk1*XZ+fgk2*XJ将低效占比值与温降超标均值进行数值计算后得到保温表现值BW；其中，fgk1、fgk2为预设权重系数，fgk1＞fgk2＞0；并且，保温表现值BW的数值大小与低效占比值与温降超标均值均呈正比关系，低效占比值的数值越大且温降超标均值的数值越大，则保温表现值BW的数值越大，表明整体而言电热水器的保温效果越不正常。
将保温表现值BW与预设保温表现阈值进行数值比较，需要说明的是，预设保温表现阈值是用于评估电热水器保温表现效果的判定值，预设保温表现阈值由对应管理人员预先录入并存储至服务器中，预设保温表现阈值的取值大于零，在进行对应分析时温变趋势分析模块从服务器中调取预设保温表现阈值；优选的，预设保温表现阈值的取值为6.275，当保温表现值的数值为8.346时，表明电热水器的保温效果较差；若保温表现值BW超过预设保温表现阈值，则生成保温不合格信号，若保温表现值BW未超过预设保温表现阈值，则生成保温合格信号。
实施例二：本实施例与实施例1的区别在于：运行预警显示模块还用于进行电热水器的运行异常监测判断，具体运行过程还包括以下：
获取到检测时点电热水器在运行过程中的实际电压和实际电流，将实际电压相较于预设电压标准值的偏离值标记为电压差值，将实际电流相较于预设电流标准值的偏离值标记为电流差值，将电压差值和电流差值的两者和值标记为电力偏差值；并且，预设电压标准值和预设电流标准值由对应管理人员预先录入并存储至服务器中，代表电热水器运行时的适宜电压值和适宜电流值；优选的，预设电压标准值为220V，预设电流标准值为10A；以及获取到检测时点电热水器在运行过程中的外部环境温度，将外部环境温度相较于预设外部适宜温度标准值的偏离值标记为环温偏差值；其中，预设外部适宜温度标准值由对应管理人员预先录入并存储至服务器中，代表电热水器运行时所处环境的最适温度值，优选的，预设外部适宜温度标准值为28℃；若电热水器在运行过程中的电力偏差值和环温偏差值的数值均较小，则表明当前电热水器处于较佳的运行状态。
获取到检测时点电热水器在运行过程中的振动频幅值、噪音反馈值、电力偏差值以及环温偏差值，振动频幅值是表示电热水器振动幅度和振动频率两者乘积大小的数值，电热水器振动幅度和振动频率均较大时，振动频幅值的数值则较大，电热水器存在运行异常的可能性较大；噪音反馈值是表示噪音分贝值大小的数据量值，噪音分贝值越大，则噪音反馈值的数值越大，表明电热水器运行过程中存在异响，需要及时进行检查。
将振动频幅值、噪音反馈值、电力偏差值以及环温偏差值与预设振动频幅阈值、预设噪音阈值、预设电力阈值和预设环温阈值分别进行数值比较，其中，预设振动频幅阈值、预设噪音阈值、预设电力阈值和预设环温阈值由对应管理人员预先录入并存储至服务器中，预设振动频幅阈值、预设噪音阈值、预设电力阈值和预设环温阈值的取值均大于零，在进行对应分析时运行预警显示模块从服务器中调取对应预设阈值；优选的，预设振动频幅阈值为20，预设噪音阈值为35，预设电力阈值为6.34，预设环温阈值为4.62；将超过对应预设阈值的数据标记为劣质数据；比如，若振动频幅值超过预设振动频幅阈值，则电热水器的振动频幅值为劣质数据；将劣质数据与对应预设阈值进行差值计算得到劣质数差，比如，若振动频幅值为劣质数据且振动频幅值为30，而预设振动频幅阈值为20，则对应的劣质数差为10。
将对应劣质数据的劣质数差与对应预设预警系数进行乘积计算得到对应劣质隐患值，其中，预设预警系数由对应工作人员预先录入并存储至服务器中，对应劣质数据所带来的安全隐患越大，则对应劣质数据的预设预警系数的数值越大；比如，若振动频幅值和噪音反馈值均为劣质数据，且振动频幅值过大所带来的安全隐患小于噪音反馈值过大所带来的安全隐患，则振动频幅值的预设预警系数的数值小于噪音反馈值的预设预警系数的数值。
将所有劣质数据的劣质隐患值进行求和计算得到劣质隐患总值LZ，将劣质数据的数量标记为劣质数表值LB，通过公式YP=a1*LZ+a2*LB将劣质隐患总值LZ与劣质数表值LB进行数值计算后得到预警评估值YP，其中，a1、a2为预设权重系数，a1＞a2＞1，并且，预警评估值的数值大小与劣质隐患总值LZ与劣质数表值LB均呈正比关系，劣质隐患总值LZ的数值越大且劣质数表值LB的数值越大，则预警评估值的数值越大，表明对应电热水器的运行风险越大。
将预警评估值YP与预先录入存储的预设预警评估阈值进行数值比较，其中，预设预警评估阈值由对应管理人员预先录入并存储至服务器中，预设预警评估阈值的取值大于零，在进行对应分析时运行预警显示模块从服务器中调取对应预设预警评估阈值；优选的，预设预警评估阈值为5.324；若预警评估值YP超过预设预警评估阈值，则生成风险预警信号，若预警评估值YP未超过预设预警评估阈值，则不生成风险预警信号，在生成风险预警信号时发出对应预警并进行对应信息显示，以及将风险预警信号经服务器发送至对应用户终端，实现电热水器运行过程的辅助分析，进一步保证电热水器运行过程的安全，有助于对应用户详细了解电热水器运行风险状况并及时进行电热水器的检查维护。
本发明的工作原理：使用时，通过加热实时检测分析模块将电热水器的加热过程设定若干个检测时段，以及将检测时段i进行加热实时检测分析以判断检测时段i加热过程正常或加热过程异常，实现对电热水器加热过程的实时检测并分析预警，方便及时准确了解电热水器的运行异常，以便快速进行电热水器的检查和进行异常原因排查诊断，以保证电热水器的加热效果和防止出现安全隐患，在电热水器的加热结束后，加热运行评估模块基于实时检测分析判断信息将当次加热过程进行运行评估分析以实现对电热水器加热过程的整体评估，方便及时进行电热水器的维护检修，保证电热水器后续的正常稳定运行，以及保证电热水器的运行效果和运行安全；温变趋势分析模块将电热水器的加热过程和保温过程分别进行分析，通过分析生成加热不均信号或加热均匀信号以及生成保温合格信号或保温不合格信号，有助于对应用户及时进行电热水器的检查维修，以进一步保证电热水器的运行安全和运行效果。
上述公式均是去量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式，公式中的预设参数由本领域的技术人员根据实际情况进行设置。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (9)
1.一种基于数据分析的电热水器运行安全预警***，其特征在于：包括服务器、加热实时检测分析模块、加热运行评估模块、温变趋势分析模块以及运行预警显示模块；加热实时检测分析模块，用于将电热水器的加热过程设定若干个检测时段，以及将检测时段i进行加热实时检测分析，通过加热实时检测分析判断检测时段i加热过程正常或加热过程异常，在判断检测时段i加热过程异常时生成实时加热异常信号，并将实时加热异常信号经服务器发送至运行预警显示模块，运行预警显示模块接收到实时加热异常信号时进行预警和对应信息显示，以及将实时检测分析判断信息经服务器发送至加热运行评估模块；在电热水器的加热结束后，加热运行评估模块将当次加热过程进行运行评估分析，通过运行评估分析生成运行评估不合格信号或运行评估合格信号，将运行评估不合格信号或运行评估合格信号发送至服务器，服务器将运行评估不合格信号发送至运行预警显示模块进行显示并预警；温变趋势分析模块将电热水器的加热过程和保温过程分别进行分析，通过分析生成加热不均信号或加热均匀信号以及生成保温合格信号或保温不合格信号，并将加热不均信号或加热均匀信号以及生成保温合格信号或保温不合格信号发送至服务器，服务器将加热不均信号或保温不合格信号发送至运行预警显示模块进行显示并预警；服务器与电热水器的用户终端通信连接，以用于将电热水器的运行分析信息发送至用户终端，以及用于实现用户的远程操控。
2.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的电热水器运行安全预警***，其特征在于：加热实时检测分析的具体分析过程包括：在电热水器的加热过程中设定若干个检测时段，将检测时段标记为i，i={1,2，…，m}，m表示检测时段的数目且m为大于3的自然数；通过加热检测分析和耗电检测分析获取到检测时段i电热水器的加热监测系数和耗电系数，若加热监测系数处于预设加热监测系数范围内且耗电系数位于预设耗电系数范围内，则判断检测时段i电热水器加热过程正常，若加热监测系数未处于预设加热监测系数范围内或耗电系数未处于预设耗电系数范围内，则判断检测时段i电热水器加热过程异常并生成实时加热异常信号。
3.根据权利要求2所述的一种基于数据分析的电热水器运行安全预警***，其特征在于：加热检测分析和耗电检测分析的具体分析过程如下：获取到检测时段i电热水器的起始时点水温和结束时点水温，将结束时点与起始时点进行时间差计算得到加热时长，将结束时点水温减去起始时点水温得到水温上升值，以及获取到检测时段i电热水器中的储水量和电热水器中加热部件的加热功率，将水温上升值与储水量相乘获取到温升表现值，将加热功率与加热时长相乘获取到加热表现值，将加热表现值与温升表现值进行比值计算得到加热监测系数；获取到检测时段i电热水器在加热时长内的耗电量，将耗电量与加热表现值进行比值计算得到耗电系数。
4.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的电热水器运行安全预警***，其特征在于：运行评估分析的具体分析过程包括：在电热水器的加热结束后，获取到若干个检测时段的实时分析判断信息，将判断电热水器加热过程正常的检测时段标记为良性时段，将生成实时加热异常信号的检测时段标记为异性时段，将异性时段的数量与良性时段的数量进行比值计算得到加热评估值，若加热评估值超过预设加热评估阈值，则生成运行评估不合格信号。
5.根据权利要求4所述的一种基于数据分析的电热水器运行安全预警***，其特征在于：若加热评估值未超过预设加热评估阈值，则获取到若干个检测时段的加热监测系数和耗电系数，将所有检测时段的加热监测系数建立加热监测集合，将所有耗电系数建立耗电系数集合，将加热监测集合进行方差计算得到监测系数分散值，将耗电系数集合进行方差计算得到耗电系数分散值，若监测系数分散值未超过预设监测系数分散阈值且耗电系数分散值未超过预设耗电系数分散阈值，则生成运行评估合格信号。
6.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的电热水器运行安全预警***，其特征在于：温变趋势分析模块的具体运行过程包括：在电热水器的加热过程中，获取到电热水器中若干个位置的实时温度，将所有位置的实时温度建立加热温度集合，将加热温度集合进行方差计算得到加热温度分散值，若加热温度分散值超过预设加热温度分散阈值，则生成加热不均信号，否则生成加热均匀信号；以及在电热水器加热结束后，通过保温效果分析生成保温合格信号或保温不合格信号。
7.根据权利要求6所述的一种基于数据分析的电热水器运行安全预警***，其特征在于：保温效果分析的具体分析过程如下：设定保温监测时段，获取到保温监测时段起始时点和结束时点电热水器中若干个位置处的温度，将对应位置处的起始时点温度减去结束时点温度得到对应位置处的温度下降值，将所有位置处的温度下降值建立下降值集合，将下降值集合进行求和计算并取平均值得到温降均值，若温降均值超过温降均阈值，则生成保温不合格信号；若温降均值未超过预设温降均阈值，则将温度下降值减去温降均值得到温降超标值；若对应位置处的温降超标值超过预设温降超标阈值，则将对应位置标记为低效保温区，若对应位置处的温降超标值未超过预设温降超标阈值，则将对应位置标记为高效保温区，将低效保温区的数量与高效保温区的数量进行比值计算得到低效占比值，以及将所有低效保温区的温降超标值进行均值计算得到温降超标均值，将低效占比值与温降超标均值进行数值计算得到保温表现值，若保温表现值超过预设保温表现阈值，则生成保温不合格信号，否则生成保温合格信号。
8.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的电热水器运行安全预警***，其特征在于：运行预警显示模块的具体运行过程还包括：获取到检测时点电热水器在运行过程中的振动频幅值、噪音反馈值、电力偏差值以及环温偏差值，振动频幅值是表示电热水器振动幅度和振动频率两者乘积大小的数值，噪音反馈值是表示噪音分贝值大小的数据量值，将振动频幅值、噪音反馈值、电力偏差值以及环温偏差值与预设振动频幅阈值、预设噪音阈值、预设电力阈值和预设环温阈值分别进行数值比较，将超过对应预设阈值的数据标记为劣质数据；将劣质数据的数量标记为劣质数表值，将劣质数据与对应预设阈值进行差值计算得到劣质数差，将对应劣质数据的劣质数差与对应预设预警系数进行乘积计算得到对应劣质隐患值，将所有劣质数据的劣质隐患值进行求和计算得到劣质隐患总值，将劣质隐患总值与劣质数表值进行数值计算得到预警评估值，若预警评估值超过预设预警评估阈值，则生成风险预警信号，否则不生成风险预警信号，在生成风险预警信号时发出对应预警并进行对应信息显示。
9.根据权利要求8所述的一种基于数据分析的电热水器运行安全预警***，其特征在于：电力偏差值和环温偏差值的分析获取方法如下：获取到检测时点电热水器在运行过程中的实际电压和实际电流，将实际电压相较于预设电压标准值的偏离值标记为电压差值，将实际电流相较于预设电流标准值的偏离值标记为电流差值，将电压差值和电流差值的两者和值标记为电力偏差值；以及获取到检测时点电热水器在运行过程中的外部环境温度，将外部环境温度相较于预设外部适宜温度标准值的偏离值标记为环温偏差值。
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