一种智能楼宇的监测方法、系统及存储介质与流程

本发明涉及通信，尤其涉及一种智能楼宇的监测方法、系统及存储介质。

背景技术：

1、随着城市化进程的推进，楼宇的智能化改进，已逐步成为老旧楼宇改造的新方向，智能楼宇环境监测系统作为其中重要的组成部分，用于实现楼宇本身的结构监测和环境变化监测，从而保障楼宇结构及楼宇内环境的安全性。

2、智能楼宇是指通过信息技术和物联网技术集成应用于楼宇设施管理和运营中的一种智能化建筑系统。它利用传感器、数据采集和分析、自动控制和网络通信等技术手段，实现楼宇各种设备、系统及其运行状态的高效监测、分析、控制和管理，从而提供更安全、舒适、节能、环保和智能化的建筑环境。

3、但现有技术中，对智能楼宇的监测，往往通过在楼宇中布置大量传感器，并通过计算机网络技术实现传感器数据的传输上报，从而实现楼宇室内环境的温度、湿度、光照、空气质量、噪音等参数的监测，并及监测数据的传输、分析和处理，最终形成整体楼宇环境监测报告。同时，系统还可以根据监测结果，通过控制器自动调节室内温度、湿度、光照等参数，以实现智能化的环境控制。研究人员对此类监测方案有许多研究，如楼宇消防系统

4、(cn201910212145.0、cn202020637264.9)、楼宇环境监测(cn202110054488.6)等，但上述楼宇监测方案中，传感器的部署往往是单点式，即使是需要重点监测的区域也无法实现全方位监测，监测的空间分辨率也较低，如果布设较多的传感器，也会导致监测方案的功耗大、成本高，不适用于未来广泛智能楼宇改造应用需求。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，提出一种智能楼宇的监测方法、系统及存储介质。该方法能够实现全方位监测，从而提高智能楼宇的安全性、可靠性及运营效率。

2、第一方面，本发明提供一种智能楼宇的监测方法，所述方法

3、包括如下步骤：

4、步骤s1：获取智能楼宇的当前分布式传感信息；

5、其中，

6、所述智能楼宇的当前分布式传感信息是光纤传感器在智能楼宇中检测到的、且通过多芯光纤中的一个或多个纤芯进行传送的；

7、所述智能楼宇的当前分布式传感信息包括智能楼宇的当前振动值、智能楼宇的当前温度值、及智能楼宇的当前应变变化值；

8、步骤s2：根据智能楼宇的当前振动值、智能楼宇的当前温度值、及智能楼宇的当前应变变化值，判断智能楼宇当前是否存在异常：

9、若智能楼宇的当前振动值超过振动阈值、或智能楼宇的当前温度值超过温度阈值、或智能楼宇的当前应变变化值超过应变阈值，则判定出智能楼宇当前存在异常，进入步骤s5；否则，判定出智能楼宇当前不存在异常，进入步骤s3；

10、步骤s3：根据智能楼宇的当前振动值及振动变化趋势，预测出智能楼宇的振动值到达振动阈值的第一时间点；和/或，

11、根据智能楼宇的当前温度值及温度变化趋势，预测出智能楼宇的温度值到达温度阈值的第二时间点；和/或，

12、根据智能楼宇的当前应变变化值及应变变化趋势，预测出智能楼宇的应变变化值到达应变变化阈值的第三时间点；

13、步骤s4：根据第一时间点、和/或，第二时间点、和/或，第三时间点，提前进行异常预警，以完成智能楼宇的监测；

14、步骤s5：推送目前异常警报信息，以推动维修巡检完成智能楼宇的监测。

15、进一步地，所述步骤s3中，根据智能楼宇的当前振动值及振动变化趋势，预测出智能楼宇的振动值到达振动阈值的第一时间点，具体包括如下步骤：

16、步骤a1：采集智能楼宇的当前振动值和振动变化趋势；

17、步骤a2：使用时间序列模型对未来的时间段进行振动值预测，得到振动值的预测结果；

18、其中，时间序列模型是根据历史振动数据进行训练得到的；

19、步骤a3：将振动值的预测结果与设定的振动阈值进行比较，找到首次超过或接近振动阈值的时间点，以得到智能楼宇到达振动阈值的第一时间点。

20、进一步地所述步骤s3中，根据智能楼宇的当前温度值及温度变化趋势，预测出智能楼宇的温度值到达温度阈值的第二时间点，具体包括如下步骤：

21、步骤b1：采集智能楼宇的当前温度值及温度变化趋势；

22、步骤b2：使用统计方法或机器学习算法对温度趋势进行分析，得到温度值的预测结果；

23、步骤b3：将温度值的预测结果与设定的温度阈值进行比较，找到首次超过或接近温度阈值的时间点，以得到智能楼宇到达温度阈值的第二时间点。

24、进一步地，所述步骤s3中，根据智能楼宇的当前应变变化值及应变变化趋势，预测出智能楼宇的应变变化值到达振动阈值的第三时间点，具体包括如下步骤：

25、步骤c1：采集智能楼宇的当前应变变化值及应变变化趋势；

26、步骤c2：使用统计方法或机器学习算法对应变变化趋势进行分析，得到应变变化值的预测结果；

27、步骤c3：将应变变化值的预测结果与设定的应变变化阈值进行比较，找到首次超过或接近应变变化阈值的时间点，以得到智能楼宇到达应变变化阈值的第三时间点。

28、进一步地，所述步骤s1中，获取智能楼宇的当前分布式传感信息，具体包括：

29、通过potdr技术获取智能楼宇的当前分布式传感信息，或通过botdr技术获取智能楼宇的当前分布式传感信息。

30、进一步地，所述通过potdr技术获取智能楼宇的当前分布式传感信息，具体包括：

31、通过测量光纤纤芯的光位移，得到智能楼宇的当前振动值；以及，

32、通过测量光纤反射信号的波长偏移和强度变化，得到智能楼宇的当前温度值；以及，

33、通过测量光纤长度变化，得到智能楼宇的当前应变变化值。

34、进一步地，所述通过botdr技术获取智能楼宇的当前分布式传感信息，具体包括如下步骤：

35、步骤a1：建立联立调解方程，以实现温度和应变的同时调解；

36、所述联立调解方程包括布里渊频移方程和功率方程；

37、布里渊频移方程如下：

38、fb(ε,t)＝fb(0,tr)[1+cεε+ctδt]

39、ε表示应变；

40、t表示温度；

41、fb(ε,t)为光纤在应变ε和温度t时的布里渊频移；

42、fb(0,tr)为光纤的布里渊频移基础值；

43、tr为参考温度值；

44、cε表示频移的应变系数；

45、ct表示频移的温度灵敏度系数；

46、δt表示温度变化值；

47、功率方程如下：

48、pb(ε,t)＝pb(0,tr)[1+dεε+dtδt]

49、pb(ε,t)为光纤在应变ε和温度t时的功率；

50、pb(0,tr)为光纤的功率基础值；

51、dε表示功率的应变系数；

52、dt表示功率的温度灵敏度系数；

53、步骤a2：通过测量布里渊频移变化δfb和功率变化δpb解调出待测光纤的温度变化值和应变变化值，以及通过解调布里渊回波散射的时间进行事件定位，以获取到智能楼宇的当前分布式传感信息。

54、第二方面，本发明提供一种智能楼宇的监测系统，所述系统包括：

55、多芯光纤，用于获取智能楼宇的当前分布式传感信息；

56、其中，

57、所述智能楼宇的当前分布式传感信息是光纤传感器在智能楼宇中检测到的、且通过多芯光纤中的一个或多个纤芯进行传送的；

58、所述智能楼宇的当前分布式传感信息包括智能楼宇的当前振动值、智能楼宇的当前温度值、及智能楼宇的当前应变变化值；

59、本地控制中心，与所述多芯光纤连接，用于根据智能楼宇的当前振动值、智能楼宇的当前温度值、及智能楼宇的当前应变变化值，判断智能楼宇当前是否存在异常：

60、若智能楼宇的当前振动值超过振动阈值、或智能楼宇的当前温度值超过温度阈值、或智能楼宇的当前应变变化值超过应变阈值，则所述本地控制中心判定出智能楼宇当前存在异常；否则，所述本地控制中心判定出智能楼宇当前不存在异常；

61、所述本地控制中心还用于：

62、根据智能楼宇的当前振动值及振动变化趋势，预测出智能楼宇的振动值到达振动阈值的第一时间点；和/或，

63、根据智能楼宇的当前温度值及温度变化趋势，预测出智能楼宇的温度值到达温度阈值的第二时间点；和/或，

64、根据智能楼宇的当前应变变化值及应变变化趋势，预测出智能楼宇的应变变化值到达应变变化阈值的第三时间点；

65、管理子系统，与所述本地控制中心连接，用于根据第一时间点、和/或，第二时间点、和/或，第三时间点，提前进行异常预警，以完成智能楼宇的监测；

66、所述管理子系统还用于推送目前异常警报信息，以推动维修巡检完成智能楼宇的监测。

67、进一步地，所述系统还包括：

68、与本地控制中心相连的云端服务器、通过网络与云端服务器相连的智能终端；

69、本地控制中心将智能楼宇的当前分布式传感信息同步到云端服务器，以使用户通过智能终端实现远程监控。

70、第三方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，所述处理器执行根据第一方面所述的智能楼宇的监测方法。

71、本发明的有益效果：

72、1.本发明通过分布式传感器获取的信息，能够全方位实时监测楼宇的状态，包括振动、温度和应变等参数，从而及时发现异常情况。

73、2.本发明能够同时监测多个参数，如振动、温度和应变，综合分析这些参数能够提高对楼宇状态的全面把握，减少漏报和误报的可能性。

74、3.本发明通过推送异常警报信息，能够促进维修巡检的及时完成，提高维修效率和减少维修成本。

75、4.本发明通过分析大量传感数据，能够为智能楼宇管理者提供数据支持，帮助其做出更科学的决策，提高运营效率和安全性。

76、5.本发明能够结合多芯光纤和分布式光纤传感技术，充分利用楼宇中布设的光纤资源，实现楼宇场景的通信及监测的融合应用需求；本发明通过实时、高分辨率的楼宇状态参量监测，为智能楼宇的实现提供一种有效的解决方案，并通过实时的互动展示，提高用户对楼宇状态的智能感知。

77、6.本发明能够提高光缆资源的利用效率，解决传统监测方案通信与传感信号会有串扰的问题，解决传统方法无法实现多种参量的同时监测问题，有效填补智能楼宇监测领域的相关技术空白。