一种多传感器融合的智慧水务终端的制作方法

本发明涉及管道监测技术领域，尤其是一种多传感器融合的智慧水务终端。

背景技术：

随着新技术革命的到来，世界已经进入了信息化时代，在利用信息的过程中，首要的问题就是如何获取准确的信息，而传感器是获取信息的重要途径和手段。由此可见，传感器技术在发展经济、推动社会进步方面的重要作用，是十分明显的。随着传感器技术的不断发展，传感器已经越发智能化、集成化，对于传感器的开发也愈加灵活。

随着城市的不断发展，公众对水质的要求逐渐提高，各种管道网络也在不断的完善，管道的泄露等问题已经不可忽视。但是，现有技术中对于供水管网中各项参数的检测方式都是相互独立的，不便于系统集成，无法通过单个终端设备检测到多项参数，而单个参数对于管道的各种情况判断并不准确，容易出现误判，如果需要检测多项参数，常常需要通过多种设备进行检测，也不便于对于故障及时进行检测维修，管道网络的管理成本大，对于日常的水务管理工作造成诸多不便。

技术实现要素：

本发明提出一种多传感器融合的智慧水务终端，解决了现有技术中对于供水网管无法同时获得多个参数，只能通过单个参数判断管道情况，判断有误的可能性较高的问题。并且可在紧急情况下马上报警通知用户，达到实时监控管道的效果。

本发明采用以下技术方案。

一种多传感器融合的智慧水务终端，所述水务终端包括评估模块（8）和与之相连的水务传感器；所述水务传感器设于水务终端负责监测的管道（3）处；所述评估模块向管理机构回传水务传感器检测的管道工况数据；所述评估模块还对管道工况数据进行评估，当评估结果数据存在管道故障特征时，评估模块向管理机构发送报警信息。

所述水务传感器包括压力传感器（1）、流量传感器（2）。

所述水务终端负责监测的管道的始端和末端均设置水务传感器；所述流量传感器为霍尔水流量传感器。

所述评估模块以无线通讯方式与管理机构通讯；所述评估模块包括无线传输模块（5）和gsm模块（7）。

所述评估模块以无线传输模块向管理机构回传管道工况数据，以gsm模块发送报警信息。

所述无线传输模块包括基于wifi通讯的esp8266无线传输模块。

所述评估模块为带gps模块（4）和电源模块（6）的arduino设备；所述评估模块经gps模块获取水务终端负责监测的管道的地理位置。

所述评估模块可接收管理机构的紧急维护指令，并按紧急维护指令控制水务终端负责监测的管道处的阀门。

所述管道上设有多个水务终端；各水务终端负责监测的管道区域互不重叠；各水务终端可从远程管理机构下载其它水务终端的上传数据用于管道工况评估。

当对管道工况进行评估时，各水务终端的评估模块通过压力传感器采集各自负责管道区域上游出站口与下游进站口的负压波信号，经奇异值特征提取后与预设阈值进行比对，以判断管道是否有泄漏；当评估结果数据存在管道故障特征时，评估模块根据泄漏产生的负压力波的传播时间差和管内压力波的传播速度来定位管道的泄漏点。

本发明主要解决了现有技术中对于供水网管无法同时获得多个参数，只能通过单个参数判断管道情况，判断有误的可能性较高的问题。并且可在紧急情况下马上报警通知用户，实时监控管道。

本发明可同时测量管道流量与压力，通过无线传输模块将检测到的各项参数上传至onenet平台进行实时监测，同时可通过压力与流量同时判断管道是否破损，提高判断的准确率。除此之外，本发明添加了报警功能，因此可当管道出现破损或堵塞时，马上进行报警，达到事实监控管道网络的目的，由于添加了gps模块，因此可通过上位机准确了解管道的安装位置，方便出现问题及时进行维修，减少管道问题带来的各种损失。因此本发明更加实用方便，工作可靠性高，易于推广。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：

附图1是本发明的工作原理示意图；

附图2是本发明的实施示意图；

附图3是本发明的另一实施示意图；

附图4是本发明的原理示意图；

附图5是本发明的报警流程示意图；

附图6是本发明的工作流程示意图；

附图7是本发明对管道工况数据评估的流程示意图；

附图8是本发明判断管道泄露的原理示意图；

图中：1-压力传感器；2-流量传感器；3-管道；4-gps模块；5-无线传输模块；6-电源模块；7-gsm模块；8-评估模块。

具体实施方式

如图1-8所示，一种多传感器融合的智慧水务终端，所述水务终端包括评估模块8和与之相连的水务传感器；所述水务传感器设于水务终端负责监测的管道3处；所述评估模块向管理机构回传水务传感器检测的管道工况数据；所述评估模块还对管道工况数据进行评估，当评估结果数据存在管道故障特征时，评估模块向管理机构发送报警信息。

所述水务传感器包括压力传感器1、流量传感器2。

所述水务终端负责监测的管道的始端和末端均设置水务传感器；所述流量传感器为霍尔水流量传感器。

所述评估模块以无线通讯方式与管理机构通讯；所述评估模块包括无线传输模块5和gsm模块7。

所述评估模块以无线传输模块向管理机构回传管道工况数据，以gsm模块发送报警信息。

所述无线传输模块包括基于wifi通讯的esp8266无线传输模块。

所述评估模块为带gps模块4和电源模块6的arduino设备；所述评估模块经gps模块获取水务终端负责监测的管道的地理位置。

所述评估模块可接收管理机构的紧急维护指令，并按紧急维护指令控制水务终端负责监测的管道处的阀门。

所述管道上设有多个水务终端；各水务终端负责监测的管道区域互不重叠；各水务终端可从远程管理机构下载其它水务终端的上传数据用于管道工况评估。

当对管道工况进行评估时，各水务终端的评估模块通过压力传感器采集各自负责管道区域上游出站口与下游进站口的负压波信号，经奇异值特征提取后与预设阈值进行比对，以判断管道是否有泄漏；当评估结果数据存在管道故障特征时，评估模块根据泄漏产生的负压力波的传播时间差和管内压力波的传播速度来定位管道的泄漏点。

实施例：

本发明所述水务终端在工作时，首先系统进行初始化，然后通过各类传感器获取信息并通过无线传输模块5将获取到的各类信息上传，系统处理信息后判断是否存在警报，如果存在则通过gsm模块7发送紧急信息给用户，实现对于管道3的实时远程监控，同时用户可通过紧急信息判断管道3是否存在问题，并实时发送相关指令给管道3进行紧急维护，如远程关闭阀门等，从而减少损失，如果没有命令，则将信息储存到数据库，需要时可通过客户端显示。

本发明所述水务终端的arduino设备主控程序总体结构包括数据显示、数据检测及存储功能模块设备控制三部分，程序的工作流程为:系统上电或复位后首先初始化系统，然后网页前端读取数据库数据，并在以图表等形式显示数据，其后程序等待客户端的命令，若客户端发送设备控制指令，则系统调用设备控制子程序，若客户端发送查询命令，则系统开始检测对应的传感器数据，上传到数据库并显示到客户端。

当水务终端对管道是否存在泄露进行评估时，系统首先采集到需要的有用信息，然后通过流量信息和压力信息分别判断管道是否发生泄露。

如附图8中所示，流量信息判断法为，当上游监测点的流量传感器2检测到流量加速时，就可以通过流量判断管道3已经发生了泄露。

如附图8中所示，压力信息判断法为，当上游和下游监测点的水务终端的压力传感器1均检测到压力下降后又趋于稳定，就可以通过压力判断管道3已经发生了泄露。

当流量与压力均能判断管道3发生泄露，就可以确认评估结果是管道3已经发生了泄露，最后根据负压波大致判断泄露点的位置，同时根据gps模块来定位泄露点的地理坐标，并把泄露点和泄露警报上传至管理机构。