【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水务仪表数据管理，具体为基于云平台的智能水务仪表运行数据储存管理系统及方法。
技术介绍
1、智能水务仪表是指应用现代信息技术，如物联网、云计算、大数据分析等，实现对水资源的高效管理和优化利用的一系列设备和系统。这些仪表和系统能够实时监测、分析和控制水的供应、分配、使用和处理过程，提高水务管理的智能化水平，减少资源浪费，保障水资源的可持续利用；现代水质监测设备通常具备数据传输功能，这是智能水务系统的核心特点之一，这些设备通过无线或有线网络将收集到的水质参数实时发送到云平台进行储存，这样的设计使得水务管理更加高效和响应迅速；无线传输方式是智能水务仪表与云平台之间数据通信的重要手段，无线连接建立后的能耗通常会低于连接建立时的能耗，但仍然需要持续消耗能量以维持连接，能耗管理策略对于延长水务仪表电池寿命和提高能源效率至关重要，在确保水务仪表测量的参数及时储存到云平台的同时，如何兼顾无线传输的能耗、水务仪表的参数特点和网络资源等因素，确定将水务数据传输到云平台进行储存的方式，成为了一个亟需解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供基于云平台的智能水务仪表运行数据储存管理系统及方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、在本专利技术的一个方面，提供基于云平台的智能水务仪表运行数据储存管理方法，包括：
3、s1-1，获取水务仪表数据；
4、s1-2，确定各个水务仪表传送数据到云平台的上传周期；
5、s1-3，基于各个水务仪
6、s1-4，各个水务仪表通过无线传输将数据上传到云平台，在上传数据的过程中，对无线网络的网络资源进行监测，当无线网络的网络资源不足时，将以持续传输方式上传数据的水务仪表转换为间歇传输方式，当网络资源充足时再还原成持续传输方式；云平台储存水务仪表上传的数据，并提供操作界面给用户访问云平台中的水务仪表数据。
7、在步骤s1-2中，所述确定各个水务仪表传送数据到云平台的上传周期还包括以下步骤：
8、s2-1，基于每个水务仪表的历史数据，计算出水务仪表数据的变化速率v，；式中为水务仪表的采样周期，由水务仪表自身的性质决定；为设置的时间步长，为采样周期的整数倍，n为正整数，为方差；
9、，式中为水务仪表测量的参数值，和为水务仪表测量参数的正常范围；
10、s2-2，计算出水务仪表的分值f，，式中d为水务仪表数据对异常情况检测的贡献率，，为异常情况的总数，为与水务仪表测量参数有关的异常情况的数量，将水务仪表的分值f映射为上传周期，，表示从到的映射，每个水务仪表上传周期的最小值为采样周期。
11、由于硬件的限制，每个水务仪表都存在采样周期，当水务仪表的采样周期为0.1秒时，水务仪表获取时间的速度不会少于0.1秒，即使是持续传输方式，水务仪表传输数据的周期也无法小于0.1秒，因此上传周期的最小值为采样周期。
12、水务仪表的上传周期受到水务仪表测量参数变化率及参数对整个系统运行的影响；参数变化率越大，上传周期应该越短，以确定参数的变化情况；在生产过程中，通常根据进口的物料浓度，对辅料进行控制得到产品；因此，测量得到的进口物料浓度的虽然波动较大，因为对进口的物流浓度未进行控制，变化率较大，但是对系统运行的影响并不高，可以减轻对参数实时性的要求；而部分储罐、反应釜中物料的液位、水压力等会对系统的安全性产生影响，即使在这些参数的变化率不大的情况下，也需要加强对这些参数的监管；当参数一直在规定范围内进行波动时，虽然变化率较大，但对系统的安全性影响较小，而参数偏离规定范围后会对安全性产生较大威胁，因此变化速率v统计的是偏离规定范围的参数的方差；使用水务仪表的分值f确定上传周期，能够兼顾水务仪表测量的参数的波动性和对系统安全的影响。
13、到的映射可设置为开口朝左的“l”型函数，在横坐标小于分界点时纵坐标保持为0，在大于分界点时纵坐标开始上升；分界点根据可用的网络资源进行设置，当纵坐标为0时，此时上传周期为采样周期，分界点前后函数无须保持连续。
14、在步骤s1-3中，所述基于各个水务仪表的上传周期，确定各个水务仪表传送数据到云平台的方式还包括以下步骤：
15、s3-1，获取以间歇传输方式和持续传输方式上传数据到云平台时的水务仪表的能耗数据，不存在历史数据时通过对水务仪表进行测试获取数据；当水务仪表以间歇传输方式上传数据到云平台时，一个上传周期包括间歇时间、建立无线连接时间、传输时间和断开无线连接时间，当水务仪表以持续传输方式上传数据到云平台时，在与间歇传输方式相同的一个周期内，包括第一维持无线连接时间、传输时间和第二维持无线连接时间，满足以下等式：，化简得到，为持续传输方式相比于间歇传输方式多出的维持无线连接的时间，在数值上与相同；当间歇传输方式开始建立无线连接时，持续传输方式开始上传数据到云平台；持续传输方式和间歇传输方式下，云平台获取数据的速率相同，但持续传输方式能够更快上传数据到云平台；
16、s3-2，在间歇传输方式下，一个上传周期为建立无线连接时间、传输时间或断开无线连接时间的起点或终点，到下一个周期时对应建立无线连接时间、传输时间或断开无线连接时间的起点或终点；在持续传输方式下，一个上传周期为传输时间的起点或终点，到下一个周期时传输时间的起点或终点；
17、s3-3，获得n个上传周期内间歇传输方式和持续传输方式的能耗数据；在间歇传输方式下，能耗为，k为建立无线连接和断开无线连接过程的平均能耗，为上传数据到云平台时的平均能耗；在持续传输方式下，能耗为，当一个上传周期的长度小于等于阈值l时，水务仪表以持续传输方式上传数据到云平台；当一个上传周期的长度大于阈值l时，水务仪表以间歇传输方式上传数据到云平台。
18、间歇传输方式下，使用api和回调函数能够监听连接状态的变化，确定无线连接建立或者断开的时间；两次无线连接建立的时刻之间的时间差、两次无线连接断开的时刻之间的时间差都是上传周期；同样，两次数据传输开始或者结束的时刻之间的时间差，也是上传周期。
19、所述阈值l通过以下步骤进行确定：
20、s4-1，间歇传输方式和持续传输方式下，传输时间相同，获取水务仪表上传数据到云平台时的平均能耗和传输时间，以上传周期减去传输时间计算出，当上传周期发生改变，在原有值上发生改变；
21、s4-2，基于水务仪表上传数据到云平台时的平均能耗和n个上传周期内持续传输方式的能耗，得到维持无线连接时的平均功率、建立无线连接和断开无线连接过程的平均能耗k，，，当，为系数，以持续传输方式上传数据到云平台，当，水务仪表以间歇传输方式上传数据到云平台；阈值l为；当水务仪表上传数据到云平台时的上传周期改变时，使得间歇传输方式下的间歇时间和传输时间发生改变，持续传输方式下的第一维持无线连接时间、传输时间和第二维持无线连接本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于云平台的智能水务仪表运行数据储存管理方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于云平台的智能水务仪表运行数据储存管理方法，其特征在于，在步骤S1-2中，所述确定各个水务仪表传送数据到云平台的上传周期还包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的基于云平台的智能水务仪表运行数据储存管理方法，其特征在于，在步骤S1-3中，所述基于各个水务仪表的上传周期，确定各个水务仪表传送数据到云平台的方式还包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的基于云平台的智能水务仪表运行数据储存管理方法，其特征在于，所述阈值L通过以下步骤进行确定：
5.根据权利要求4所述的基于云平台的智能水务仪表运行数据储存管理方法，其特征在于，在步骤S1-4中，所述将以持续传输方式上传数据的水务仪表转换为间歇传输方式包括以下分析步骤：
6.基于云平台的智能水务仪表运行数据储存管理系统，使用如权利要求1-5中任一项所述的基于云平台的智能水务仪表运行数据储存管理方法，其特征在于，包括：云平台、数据处理与分析模块、无线通信模块和水务仪表数据收集模块，
7.根据权利要求6所述的基于云平台的智能水务仪表运行数据储存管理系统，其特征在于，所述云平台还包括基础设施层、平台层、管理层、软件服务层、安全合规单元、云资源监控单元和用户界面单元；所述基础设施层用于提供分析水务仪表数据的计算能力、提供水务仪表数据的存储服务、提供云平台与水务仪表数据之间的网络连接和通信能力；所述平台层用于对云平台进行虚拟化管理，管理云平台分配给水务仪表的网络资源；所述管理层用于提供用户对云平台的访问和操作服务，对云平台的运行进行维护和管理；所述软件服务层用于提供中间件服务、开发工具和应用服务；所述安全合规单元用于对水务仪表数据进行加密，对用户进行身份验证和对水务仪表数据进行访问权限管理；所述云资源监控单元用于监控云平台网络资源的使用情况；所述用户界面单元用于提供操作界面给用户使用。
8.根据权利要求6所述的基于云平台的智能水务仪表运行数据储存管理系统，其特征在于，所述数据处理与分析模块还包括预处理单元、上传周期计算单元和传输方式确定单元；所述预处理单元用于对水务仪表数据进行归一化处理；所述上传周期计算单元基于水务仪表的分值确定各个水务仪表上传数据到云平台的上传周期；所述传输方式确定单元比较水务仪表持续传输和间歇传输的能耗，确定水务仪表上传数据到云平台的方式。
9.根据权利要求8所述的基于云平台的智能水务仪表运行数据储存管理系统，其特征在于，所述传输方式确定单元在云平台的网络资源情况不足时，计算持续传输方式相比于间歇传输方式的额外能耗，基于额外能耗将水务仪表的数据传输方式由持续传输方式转化为间歇传输方式。
10.根据权利要求6所述的基于云平台的智能水务仪表运行数据储存管理系统，其特征在于，所述无线通信模块包括协议栈单元、接口单元和无线收发单元；所述协议栈单元用于确定无线通信协议；所述接口单元提供水务仪表与云平台的连接方式，所述无线收发单元用于发送和接收信号。
...【技术特征摘要】
1.基于云平台的智能水务仪表运行数据储存管理方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于云平台的智能水务仪表运行数据储存管理方法，其特征在于，在步骤s1-2中，所述确定各个水务仪表传送数据到云平台的上传周期还包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的基于云平台的智能水务仪表运行数据储存管理方法，其特征在于，在步骤s1-3中，所述基于各个水务仪表的上传周期，确定各个水务仪表传送数据到云平台的方式还包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的基于云平台的智能水务仪表运行数据储存管理方法，其特征在于，所述阈值l通过以下步骤进行确定：
5.根据权利要求4所述的基于云平台的智能水务仪表运行数据储存管理方法，其特征在于，在步骤s1-4中，所述将以持续传输方式上传数据的水务仪表转换为间歇传输方式包括以下分析步骤：
6.基于云平台的智能水务仪表运行数据储存管理系统，使用如权利要求1-5中任一项所述的基于云平台的智能水务仪表运行数据储存管理方法，其特征在于，包括：云平台、数据处理与分析模块、无线通信模块和水务仪表数据收集模块，所述云平台与所述无线通信模块之间相互连接，用于储存水务仪表数据，对水务仪表上传数据到云平台的上传周期和传输方式进行管理；所述无线通信模块与所述水务仪表数据收集模块相互连接，用于实现云平台和水务仪表数据收集模块之间的无线数据传输；所述水务仪表数据收集模块用于从水务仪表中收集数据，并通过无线网络将收集的数据储存到云平台中；所述数据处理与分析模块和所述云平台之间相互连接，使用云平台提供的计算能力确定水务仪表上传数据到云平台的上传周期和传输方式。
7.根据权利要求6所述的基于云平台的智能水务仪表运行数据储存管理系统，其特征在于，所述云平台还...
【专利技术属性】
技术研发人员：张淑贞，魏鲁滕，吴宝华，冯丽媛，亓恒忠，张兆亮，
申请(专利权)人：山东和同信息科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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