一种基于物联网的水表无线数据传输管理系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及数据传输管理技术领域，具体为一种基于物联网的水表无线数据传输管理系统及方法，包括基于水质数据和历史水温数据计算各个水表对应的测量误差值；基于物联网获取用户的历史用水量和用户位置信息，得到各个相邻有效历史用水量之间的涨幅比率，根据涨幅比率和有效历史用水量计算出用户对应的预测用水值；根据预测用水量第一阈值、预测用水量第二阈值和用水影响数据，获得预测值第一区间和预测值第二区间；获取用户的当前时段对应的实际用水量，根据用户的实际用水量与用水量第一阈值和用水量第二阈值之间的大小关系，选择向用户发送提示信息或者安排工作人员前往处理。户发送提示信息或者安排工作人员前往处理。户发送提示信息或者安排工作人员前往处理。

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网的水表无线数据传输管理系统及方法


[0001]本专利技术涉及数据传输管理
，具体为一种基于物联网的水表无线数据传输管理系统及方法。

技术介绍

[0002]CIA1属于4G系列，在使用上可以完全可以使用现有的4G技术，4G技术使用的是CAT4下载的速率可以达到150m，但是大多数LOT场景并没有如此高的要求，随着4G技术不断发展，CIA1作为4G的低端版本，只需要对现有4G产品进行少量改动，就可以快速推向市场并降低成本，在芯片成本方面，系统优化后的CIA1集成度更高，模块的硬件架构更简单，外围硬件的成本更低。
[0003]传统的水表只能根据用户使用的水量对用户用水进行监测，在对用水异常预警上只是设定水量阈值，来对用户的用水情况进行判断，但不同用户用水习惯各不相同，如果使用统一的标准来对各个用水的用户来进行判断，则无法根据用户自身情况做出最佳的判断，甚至会出现误判。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于物联网的水表无线数据传输管理系统及方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种基于物联网的水表无线数据传输管理方法，方法包括：
[0006]步骤S100：获取自来水厂的历史水质报表，从各个历史水质报表中提取出对应的水质数据；水质数据为水总硬度，基于水表中的传感器获取流向用户水流的历史水温数据，根据水质数据和历史水温数据，计算各个水表对应的测量误差值；
[0007]步骤S200：基于物联网获取用户的历史用水量和用户位置信息，选取与当前时间段相距时间不超过时间阈值的历史用水量，记为有效历史用水量，从历史用水量中选取出有效历史用水量，对有效历史用水量进行数据提取，得到各个相邻有效历史用水量之间的涨幅比率，根据涨幅比率和有效历史用水量计算出用户对应的预测用水值；
[0008]步骤S300：获取距离当前时段最近的两个有效历史用水量，根据两个有效历史用水量，计算得到预测用水量第一阈值，从历史用水量选取出最小有效历史用水量和最大有效历史用水量，根据最小有效历史用水量和最大有效历史用水量，计算预测用水量第二阈值；获取用户对应的用水影响数据，根据预测用水量第一阈值、预测用水量第二阈值和用水影响数据，分别计算用水量第一阈值和用水量第二阈值；
[0009]步骤S400：基于用水量第一阈值和用水量第二阈值，获得预测值第一区间和预测值第二区间；获取用户的当前时段对应的实际用水量，根据用户的实际用水量与用水量第一阈值和用水量第二阈值之间的大小关系，选择向用户发送提示信息或者安排工作人员前往处理。
[0010]进一步的，步骤S100包括：
[0011]步骤S101：当各个水质数据中存在若干个水总硬度数值大小相同时，将相同数量最多的水总硬度数值，作为目标水总硬度S
a
对应的水总硬度数值，当水总硬度符合第一有效数据筛选条件：时；其中，a为水总硬度个数阈值，l为目标水总硬度的个数，N为记录的水总硬度的总数；将目标水总硬度记为标准水总硬度S
e
；当标准水总硬度不符合有效数据筛选条件1，使用第二有效数据筛选条件：对水总硬度S进行筛选，其中，b为水总硬度筛选阈值；对水总硬度符合第二有效数据筛选进行记录汇集，得到集合T＝{S1、S2、
…
、S
n
}；其中，C1、C2、
…
、C
n
分别为第1、2、
…
、n个符合有效筛选条件2的水总硬度，将集合T中水总硬度相加取平均值，得到标准水总硬度S
e
；
[0012]步骤S102：当各个水质数据中不存在若干个水质数据中的水总硬度相同时，将数值最大和最小的水总硬度进行剔除，对剩余的各个水质数据相加取平均值，得到标准水总硬度S
e
；
[0013]步骤S103：计算水表对应的测量误差值P；
[0014][0015]其中，μ为水表对应的水质影响因素；ε为水表对应的水温影响因素；T
i
为水表上传感器第i个时间点测量的水温；j为水温测量的总次数；
[0016]上述步骤中根据悬浮固体量计算测量误差值是因为水表计量精度本身就会在一定程度上受到客观环境的影响，同时也就代表着水质也可能会对水表的准确度造成影响，水中所含的有机和无机物质如铁盐、钙化物也容易在水滤网和叶轮盒上结成水垢，从而会对水表计量产生影响，而使用水温作为影响水表的影响参数是因为温度变化可能会对水表的计量精度产生影响，从物理学上来说，是因为水的密度和粘滞度会随着温度的变化而变化，水表对应的测量误差值考虑到这些上述因素，使得在后续对用水量计算上更加准确。
[0017]进一步的，步骤S200包括：
[0018]步骤S201：选取与当前时间段相距时间不超过时间阈值的历史用水量，记为有效历史用水量，将有效历史用水量进行记录汇集，得到集合X＝{C1、C2、...、C
n
}；其中，C1、C2、...、C
n
分别为第1、2、...、n个有效历史用水量；对集合X中各个相邻有效历史用水量计算用水涨幅比率将各个相邻有效历史用水量之间的用水涨幅比率进行记录汇集，得到集合R，对集合R中的各个用水涨幅比率相加取平均值，得到用水涨幅平均值
[0019]步骤S201：从历史用水量中选取距离当前时段最近的有效历史用水量作为样本有效历史用水量C
a
，计算用户对应的用水量预测值H：
[0020][0021]其中，为用水涨幅平均值；
[0022]上述步骤通过将与当前时段距离不超过时间阈值的历史用水量作为有效历史用水量是因为在实际生活中随着时间的距离越来越远，那么与当前时段关联性就会越弱，特
别是用水量这种关于日常生活的数据，使用有效历史用水量作为参数，可以更加准确了解用户的用水情况。
[0023]进一步的，步骤S300包括：
[0024]步骤S301：通过距离当前时段最近的两个有效历史用水量C
f
、C
o
，得到预测用水量第一阈值
∝1＝|C
f
‑
C
o
|；从有效历史用水量集合X中选取用水量最大的有效历史用水量作为最大有效历史用水量C
m
；从有效历史用水量集合X中选取用水量最小的有效历史用水量作为最小有效历史用水量C
w
，根据最大用水有效历史用水量和最小有效历史用水量，获得预测用水量第二阈值
∝2＝C
m
‑
C
w
；
[0025]步骤S302：对用水影响数据进行归一化处理，用水影响数据包括当前时段内的平均温度t、水价q；将数据映射进行线性变换，将数据映射到[0,1]之间，根据用水影响数据进行归一化处理的映射结果，计算用水量第一阈值
∝
1a
：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网的水表无线数据传输管理方法，其特征在于，所述方法包括：步骤S100：获取自来水厂的历史水质报表，从各个历史水质报表中提取出对应的水质数据；所述水质数据为水总硬度，基于水表中的传感器获取流向用户水流的历史水温数据，根据所述水质数据和历史水温数据，计算各个水表对应的测量误差值；步骤S200：基于物联网获取用户的历史用水量和用户位置信息，选取与当前时间段相距时间不超过时间阈值的历史用水量，记为有效历史用水量，从所述历史用水量中选取出有效历史用水量，对所述有效历史用水量进行数据提取，得到各个相邻有效历史用水量之间的涨幅比率，根据所述涨幅比率和有效历史用水量计算出用户对应的预测用水值；步骤S300：获取距离当前时段最近的两个有效历史用水量，根据所述两个有效历史用水量，计算得到预测用水量第一阈值，从历史用水量选取出最小有效历史用水量和最大有效历史用水量，根据最小有效历史用水量和最大有效历史用水量，计算预测用水量第二阈值；获取用户对应的用水影响数据，根据所述预测用水量第一阈值、预测用水量第二阈值和用水影响数据，分别计算用水量第一阈值和用水量第二阈值；步骤S400:基于用水量第一阈值和用水量第二阈值，获得预测值第一区间和预测值第二区间；获取用户的当前时段对应的实际用水量，根据用户的实际用水量与用水量第一阈值和用水量第二阈值之间的大小关系，选择向用户发送提示信息或者安排工作人员前往处理。2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的水表无线数据传输管理方法，其特征在于，所述步骤S100包括：步骤S101：当各个水质数据中存在若干个水总硬度数值大小相同时，将相同数量最多的水总硬度数值，作为目标水总硬度S
a
对应的水总硬度数值，当水总硬度符合第一有效数据筛选条件：时；其中，a为水总硬度个数阈值，l为目标水总硬度的个数，N为记录的水总硬度的总数；将目标水总硬度记为标准水总硬度S
e
；当所述标准水总硬度不符合有效数据筛选条件1，使用第二有效数据筛选条件：对水总硬度S进行筛选，其中，b为水总硬度筛选阈值；对所述水总硬度符合第二有效数据筛选进行记录汇集，得到集合T＝{S1、S2、...、S
n
}；其中，C1、C2、...、C
n
分别为第1、2、...、n个符合有效筛选条件2的水总硬度，将集合T中水总硬度相加取平均值，得到标准水总硬度S
e
；步骤S102：当各个水质数据中不存在若干个水质数据中的水总硬度相同时，将数值最大和最小的水总硬度进行剔除，对剩余的各个水质数据相加取平均值，得到标准水总硬度S
e
；步骤S103：计算水表对应的测量误差值P；其中，μ为水表对应的水质影响因素；ε为水表对应的水温影响因素；T
i
为水表上传感器第i个时间点测量的水温；j为水温测量的总次数。3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的水表无线数据传输管理方法，其特征在于，所述步骤S200包括：步骤S201：选取与当前时间段相距时间不超过时间阈值的历史用水量，记为有效历史
用水量，将所述有效历史用水量进行记录汇集，得到集合X＝{C1、C2、...、C
n
}；其中，C1、C2、...、C
n
分别为第1、2、...、n个有效历史用水量；对集合X中各个相邻有效历史用水量计算用水涨幅比率将各个相邻有效历史用水量之间的用水涨幅比率进行记录汇集，得到集合R，对集合R中的各个用水涨幅比率相加取平均值，得到用水涨幅平均值步骤S201：从历史用水量中选取距离当前时段最近的有效历史用水量作为样本有效历史用水量C
a
，计算用户对应的用水量预测值H：其中，为用水涨幅平均值。4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的水表无线数据传输管理方法，其特征在于，所述步骤S300包括：步骤S301：通过距离当前时段最近的两个有效历史用水量C
f
、C
o
，得到预测用水量第一阈值
∝1＝|C
f
‑
C
o
|；从有效历史用水量集合X中选取用水量最大的有效历史用水量作为最大有效历史用水量C
m
；从有效历史用水量集合X中选取用水量最小的有效历史用水量作为最小有效历史用水量C
w
，根据最大用水有效历史用水量和最小有效历史用水量，获得预测用水量第二阈值
∝2＝C
m
‑
C
w
；步骤S302：对用水影响数据进行归一化处理，所述用水影响数据包括当前时段内的平均温度t、水价q；将数据映射进行线性变换，将数据映射到[0,1]之间，根据所述用水影响数据进行归一化处理的映射结果，计算用水量第一阈值
∝
1a
：
∝
1a
＝
∝1×
(100％+σ1×
t
r
×
q...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯建明，郭亚飞，韩路，
申请(专利权)人：江阴市立信智能设备有限公司，
类型：发明
国别省市：