智能化物联网水表工作状态预警方法及系统

技术领域

本发明涉及物联网控制的技术领域，特别涉及智能化物联网水表工作状态预警方法及系统。

背景技术

目前，城市供水系统都是通过铺设相应的供水管道网络并对该供水管道进行水加压处理，从而实现恒压稳定供水。通常而言，为了及时地和准确地测量用户的用水量，需要在供水管道上安装相应的水表进行计量，但是由于供水管道网络的管道连接结构复杂并且管道内部的水流动情况变化多端，这会导致管道内部不可避免地存在水流扰动的现象，该水流扰动会对水表形成一定强度的水传输回流，为了避免水传输回流影响水表的正常计量工作，当供水管道内部的水传输回流强度超过一定值，不仅会对供水管道产生一定的管压，并且还会扰乱水表的正常计量而导致水流量计量数据出现偏差。可见，现有技术需要能够根据供水管道内部的水传输回流强度状态对水表的工作状态进行有效预警的方法和系统。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供智能化物联网水表工作状态预警方法及系统，其通过获取与水表连接的供水管道内部的水流传输状态信息，并根据该水流传输状态信息，确定该供水管道内部的水传输回流强度状态信息，并根据该水传输回流强度状态信息，判断该水表连接的供水管道的供水稳定性，并根据该供水稳定性的判断结果，调整该水表的水流量计量模式，以此获得相应的水流量计量数据，再将该水流量计量数据发送至物联网云端进行分析处理，以此判断该水流量计量数据的准确性，并根据该准确性的判断结果，对该水表的工作状态进行预警和调整；可见，该智能化物联网水表工作状态预警方法及系统通过根据水流传输状态信息，确定供水管道内部的水传输回流强度状态信息，以此判断供水管道的供水稳定性，再相应地调整水表的水流量计量模式并获得水流量计量数据，最后根据该水流量计量数据对水表的工作状态进行预警和调整，其能够在供水管道内部的水传输回流影响水表正常计量工作的情况下，对水表的工作状态进行及时的和有效的预警与调整，从而最大限度地提高水表计量的可靠性和准确性。

本发明提供智能化物联网水表工作状态预警方法，其特征在于，其包括如下步骤：

步骤S1，获取与水表连接的供水管道内部的水流传输状态信息，并根据所述水流传输状态信息，确定所述供水管道内部的水传输回流强度状态信息；

步骤S2，根据所述水传输回流强度状态信息，判断所述水表连接的供水管道的供水稳定性，并根据所述供水稳定性的判断结果，调整所述水表的水流量计量模式，以此获得相应的水流量计量数据；

步骤S3，将所述水流量计量数据发送至物联网云端进行分析处理，以此判断所述水流量计量数据的准确性，并根据所述准确性的判断结果，对所述水表的工作状态进行预警和调整；

进一步，在所述步骤S1中，获取与水表连接的供水管道内部的水流传输状态信息，并根据所述水流传输状态信息，确定所述供水管道内部的水传输回流强度状态信息具体包括：

步骤S101，获取所述供水管道内部沿所述供水管道的管道横截面维度上的水流流速分布状态信息和水流方向分布状态信息；

步骤S102，对所述水流方向分布状态信息进行分析处理，从而确定所述供水管道内部的水流主流动方向，并对所述水流流速分布状态信息进行分析处理，从而确定所述供水管道在所述管道横截面维度上的水流平均流速；

步骤S103，根据所述水流主流动方向和所述水流平均流速，确定所述供水管道内部沿管道长度方向的水传输回流强度值；

进一步，在所述步骤S2中，根据所述水传输回流强度状态信息，判断所述水表连接的供水管道的供水稳定性，并根据所述供水稳定性的判断结果，调整所述水表的水流量计量模式，以此获得相应的水流量计量数据具体包括：

步骤S201，将所述水传输回流强度值与所述供水管道的管道可承受最大水压强度值进行比对，若所述水传输回流强度值小于或者等于所述管道可承受最大水压强度值，则确定所述水表连接的供水管道当前处于供水稳定状态，否则，确定所述水表连接的供水管道当前处于供水不稳定状态；

步骤S202，当确定所述水表连接的供水管道当前处于供水稳定状态，则指示所述水表的机械式水流量计量部件进行水流量计量操作、同时指示所述水表的电子式水流量计量部件停止进行水流量计量操作，以此获得相应的水流量计量数据；

步骤S203，当确定所述水表连接的供水管道当前处于供水不稳定状态，则指示所述水表的电子式水流量计量部件进行水流量计量操作并且提高所述电子式水流量计量部件的水流量计量灵敏度或者水流量计量采样频率、同时指示所述水表的机械式水流量计量部件停止进行水流量操作，以此获得相应的水流量计量数据；

进一步，在所述步骤S3中，将所述水流量计量数据发送至物联网云端进行分析处理，以此判断所述水流量计量数据的准确性，并根据所述准确性的判断结果，对所述水表的工作状态进行预警和调整具体包括：

步骤S301，将所述水流量计量数据发送至物联网运算进行分析处理，以此将所述水流量计量数据对应划分为用户在一天24小时中每一个小时时间内的若干水流量计量子数据；

步骤S302，将所述水流量计量子数据与历史记录得到的水流量计量平均值进行比对，若所述水流量计量子数据与所述水流量计量平均值的偏差低于预设差值，则确定所述水流量计量数据具备准确性，否则，确定所述水流量计量数据不具备准确性；

步骤S303，当确定所述水流量计量数据不具备准确性时，指示所述水表当前处于工作异常状态，并且将所述水表的水流量计量灵敏度和/或计量采样频率重置为出厂初始状态。

本发明还提供智能化物联网水表工作状态预警系统，其特征在于，其包括水流传输状态信息获取模块、水传输回流强度状态信息确定模块、水流量计量数据获取模块和水表工作状态预警与调整模块；其中，

所述水流传输状态信息获取模块用于获取与水表连接的供水管道内部的水流传输状态信息；

所述水传输回流强度状态信息确定模块用于根据所述水流传输状态信息，确定所述供水管道内部的水传输回流强度状态信息；

所述水流量计量数据获取模块用于根据所述水传输回流强度状态信息，判断所述水表连接的供水管道的供水稳定性，并根据所述供水稳定性的判断结果，调整所述水表的水流量计量模式，以此获得相应的水流量计量数据；

所述水表工作状态预警与调整模块用于将所述水流量计量数据发送至物联网云端进行分析处理，以此判断所述水流量计量数据的准确性，并根据所述准确性的判断结果，对所述水表的工作状态进行预警和调整；

进一步，所述水流传输状态信息获取模块获取与水表连接的供水管道内部的水流传输状态信息具体包括：

获取所述供水管道内部沿所述供水管道的管道横截面维度上的水流流速分布状态信息和水流方向分布状态信息；

以及，

所述水传输回流强度状态信息确定模块根据所述水流传输状态信息，确定所述供水管道内部的水传输回流强度状态信息具体包括：

对所述水流方向分布状态信息进行分析处理，从而确定所述供水管道内部的水流主流动方向，并对所述水流流速分布状态信息进行分析处理，从而确定所述供水管道在所述管道横截面维度上的水流平均流速；

并根据所述水流主流动方向和所述水流平均流速，确定所述供水管道内部沿管道长度方向的水传输回流强度值。

进一步，所述水流量计量数据获取模块根据所述水传输回流强度状态信息，判断所述水表连接的供水管道的供水稳定性，并根据所述供水稳定性的判断结果，调整所述水表的水流量计量模式，以此获得相应的水流量计量数据具体包括：

将所述水传输回流强度值与所述供水管道的管道可承受最大水压强度值进行比对，若所述水传输回流强度值小于或者等于所述管道可承受最大水压强度值，则确定所述水表连接的供水管道当前处于供水稳定状态，否则，确定所述水表连接的供水管道当前处于供水不稳定状态；

当确定所述水表连接的供水管道当前处于供水稳定状态，则指示所述水表的机械式水流量计量部件进行水流量计量操作、同时指示所述水表的电子式水流量计量部件停止进行水流量计量操作，以此获得相应的水流量计量数据；

当确定所述水表连接的供水管道当前处于供水不稳定状态，则指示所述水表的电子式水流量计量部件进行水流量计量操作并且提高所述电子式水流量计量部件的水流量计量灵敏度或者水流量计量采样频率、同时指示所述水表的机械式水流量计量部件停止进行水流量操作，以此获得相应的水流量计量数据。

进一步，所述水表工作状态预警与调整模块将所述水流量计量数据发送至物联网云端进行分析处理，以此判断所述水流量计量数据的准确性，并根据所述准确性的判断结果，对所述水表的工作状态进行预警和调整具体包括：

将所述水流量计量数据发送至物联网运算进行分析处理，以此将所述水流量计量数据对应划分为用户在一天24小时中每一个小时时间内的若干水流量计量子数据；

并将所述水流量计量子数据与历史记录得到的水流量计量平均值进行比对，若所述水流量计量子数据与所述水流量计量平均值的偏差低于预设差值，则确定所述水流量计量数据具备准确性，否则，确定所述水流量计量数据不具备准确性；

当确定所述水流量计量数据不具备准确性时，指示所述水表当前处于工作异常状态，并且将所述水表的水流量计量灵敏度和/或计量采样频率重置为出厂初始状态。

相比于现有技术，该智能化物联网水表工作状态预警方法及系统通过获取与水表连接的供水管道内部的水流传输状态信息，并根据该水流传输状态信息，确定该供水管道内部的水传输回流强度状态信息，并根据该水传输回流强度状态信息，判断该水表连接的供水管道的供水稳定性，并根据该供水稳定性的判断结果，调整该水表的水流量计量模式，以此获得相应的水流量计量数据，再将该水流量计量数据发送至物联网云端进行分析处理，以此判断该水流量计量数据的准确性，并根据该准确性的判断结果，对该水表的工作状态进行预警和调整；可见，该智能化物联网水表工作状态预警方法及系统通过根据水流传输状态信息，确定供水管道内部的水传输回流强度状态信息，以此判断供水管道的供水稳定性，再相应地调整水表的水流量计量模式并获得水流量计量数据，最后根据该水流量计量数据对水表的工作状态进行预警和调整，其能够在供水管道内部的水传输回流影响水表正常计量工作的情况下，对水表的工作状态进行及时的和有效的预警与调整，从而最大限度地提高水表计量的可靠性和准确性。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的智能化物联网水表工作状态预警方法的流程示意图。

图2为本发明提供的智能化物联网水表工作状态预警系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

参阅图1，为本发明实施例提供的智能化物联网水表工作状态预警方法的流程示意图。该智能化物联网水表工作状态预警方法包括如下步骤：

步骤S1，获取与水表连接的供水管道内部的水流传输状态信息，并根据该水流传输状态信息，确定该供水管道内部的水传输回流强度状态信息；

步骤S2，根据该水传输回流强度状态信息，判断该水表连接的供水管道的供水稳定性，并根据该供水稳定性的判断结果，调整该水表的水流量计量模式，以此获得相应的水流量计量数据；

步骤S3，将该水流量计量数据发送至物联网云端进行分析处理，以此判断该水流量计量数据的准确性，并根据该准确性的判断结果，对该水表的工作状态进行预警和调整。

上述技术方案的有益效果为：该智能化物联网水表工作状态预警方法通过根据水流传输状态信息，确定供水管道内部的水传输回流强度状态信息，以此判断供水管道的供水稳定性，再相应地调整水表的水流量计量模式并获得水流量计量数据，最后根据该水流量计量数据对水表的工作状态进行预警和调整，其能够在供水管道内部的水传输回流影响水表正常计量工作的情况下，对水表的工作状态进行及时的和有效的预警与调整，从而最大限度地提高水表计量的可靠性和准确性。

优选地，在该步骤S1中，获取与水表连接的供水管道内部的水流传输状态信息，并根据该水流传输状态信息，确定该供水管道内部的水传输回流强度状态信息具体包括：

步骤S101，获取该供水管道内部沿该供水管道的管道横截面维度上的水流流速分布状态信息和水流方向分布状态信息；

步骤S102，对该水流方向分布状态信息进行分析处理，从而确定该供水管道内部的水流主流动方向，并对该水流流速分布状态信息进行分析处理，从而确定该供水管道在该管道横截面维度上的水流平均流速；

步骤S103，根据该水流主流动方向和该水流平均流速，确定该供水管道内部沿管道长度方向的水传输回流强度值。

上述技术方案的有益效果为：由于供水管道中的水传输回流是由供水管道内水在传输过程中存在的水流扰动和涡流而形成的，而水流扰动和涡流是直接与供水管道中水流流速和水流方向相关，当水流流速过高或者水流方向变化过快，供水管道内部的水压变化也越快，则供水管道中的水传输回流强度则越高，这样通过获取供水管道在管道横截面维度上的水流流速分布状态信息和水流方向分布状态信息，能够快速地和准确地计算供水管道内部的水传输回流强度值。

优选地，在该步骤S2中，根据该水传输回流强度状态信息，判断该水表连接的供水管道的供水稳定性，并根据该供水稳定性的判断结果，调整该水表的水流量计量模式，以此获得相应的水流量计量数据具体包括：

步骤S201，将该水传输回流强度值与该供水管道的管道可承受最大水压强度值进行比对，若该水传输回流强度值小于或者等于该管道可承受最大水压强度值，则确定该水表连接的供水管道当前处于供水稳定状态，否则，确定该水表连接的供水管道当前处于供水不稳定状态；

步骤S202，当确定该水表连接的供水管道当前处于供水稳定状态，则指示该水表的机械式水流量计量部件进行水流量计量操作、同时指示该水表的电子式水流量计量部件停止进行水流量计量操作，以此获得相应的水流量计量数据；

步骤S203，当确定该水表连接的供水管道当前处于供水不稳定状态，则指示该水表的电子式水流量计量部件进行水流量计量操作并且提高该电子式水流量计量部件的水流量计量灵敏度或者水流量计量采样频率、同时指示该水表的机械式水流量计量部件停止进行水流量操作，以此获得相应的水流量计量数据。

上述技术方案的有益效果为：当该水传输回流强度值超过供水管道的管道可承受最大水压强度值时，不仅会对供水管道产生一定压迫导致供水管道变形，并且还会扰乱水表的正常水流量计量状态，由于水表中机械式水流量计量部件和电子式水流量计量部件各自具有不同的计量灵敏度和抗干扰性能，当确定该水表连接的供水管道当前处于供水稳定状态，可只指示机械式水流量计量部件进行计量工作，反之，只指示电子式水流量计量部件进行计量工作并且提高该电子式水流量计量部件的水流量计量灵敏度或者水流量计量采样频率，这样能够保证无论在供水稳定或者不稳定的状态，该水表依然能够进行准确的水流量计量。

优选地，在该步骤S3中，将该水流量计量数据发送至物联网云端进行分析处理，以此判断该水流量计量数据的准确性，并根据该准确性的判断结果，对该水表的工作状态进行预警和调整具体包括：

步骤S301，将该水流量计量数据发送至物联网运算进行分析处理，以此将该水流量计量数据对应划分为用户在一天24小时中每一个小时时间内的若干水流量计量子数据；

步骤S302，将该水流量计量子数据与历史记录得到的水流量计量平均值进行比对，若该水流量计量子数据与该水流量计量平均值的偏差低于预设差值，则确定该水流量计量数据具备准确性，否则，确定该水流量计量数据不具备准确性；

步骤S303，当确定该水流量计量数据不具备准确性时，指示该水表当前处于工作异常状态，并且将该水表的水流量计量灵敏度和/或计量采样频率重置为出厂初始状态。

上述技术方案的有益效果为：通过对用户的历史用水量进行记录获得该水流量计量平均值，从而保证该水流量计量平均值能够真实反映用户在一天不同时段的用水量情况，再该水流量计量子数据与该水流量计量平均值进行比对，能够准确地确定该水流量计量数据是否准确，从而便于后续对该水表的水流量计量灵敏度和/或计量采样频率进行重置。

参阅图2，为本发明实施例提供的智能化物联网水表工作状态预警系统的结构示意图。该智能化物联网水表工作状态预警系统包括水流传输状态信息获取模块、水传输回流强度状态信息确定模块、水流量计量数据获取模块和水表工作状态预警与调整模块；其中，

该水流传输状态信息获取模块用于获取与水表连接的供水管道内部的水流传输状态信息；

该水传输回流强度状态信息确定模块用于根据该水流传输状态信息，确定该供水管道内部的水传输回流强度状态信息；

该水流量计量数据获取模块用于根据该水传输回流强度状态信息，判断该水表连接的供水管道的供水稳定性，并根据该供水稳定性的判断结果，调整该水表的水流量计量模式，以此获得相应的水流量计量数据；

该水表工作状态预警与调整模块用于将该水流量计量数据发送至物联网云端进行分析处理，以此判断该水流量计量数据的准确性，并根据该准确性的判断结果，对该水表的工作状态进行预警和调整。

上述技术方案的有益效果为：该智能化物联网水表工作状态预警系统通过根据水流传输状态信息，确定供水管道内部的水传输回流强度状态信息，以此判断供水管道的供水稳定性，再相应地调整水表的水流量计量模式并获得水流量计量数据，最后根据该水流量计量数据对水表的工作状态进行预警和调整，其能够在供水管道内部的水传输回流影响水表正常计量工作的情况下，对水表的工作状态进行及时的和有效的预警与调整，从而最大限度地提高水表计量的可靠性和准确性。

优选地，该水流传输状态信息获取模块获取与水表连接的供水管道内部的水流传输状态信息具体包括：

获取该供水管道内部沿该供水管道的管道横截面维度上的水流流速分布状态信息和水流方向分布状态信息；

以及，

该水传输回流强度状态信息确定模块根据该水流传输状态信息，确定该供水管道内部的水传输回流强度状态信息具体包括：

对该水流方向分布状态信息进行分析处理，从而确定该供水管道内部的水流主流动方向，并对该水流流速分布状态信息进行分析处理，从而确定该供水管道在该管道横截面维度上的水流平均流速；

并根据该水流主流动方向和该水流平均流速，确定该供水管道内部沿管道长度方向的水传输回流强度值。

上述技术方案的有益效果为：由于供水管道中的水传输回流是由供水管道内水在传输过程中存在的水流扰动和涡流而形成的，而水流扰动和涡流是直接与供水管道中水流流速和水流方向相关，当水流流速过高或者水流方向变化过快，供水管道内部的水压变化也越快，则供水管道中的水传输回流强度则越高，这样通过获取供水管道在管道横截面维度上的水流流速分布状态信息和水流方向分布状态信息，能够快速地和准确地计算供水管道内部的水传输回流强度值。

优选地，该水流量计量数据获取模块根据该水传输回流强度状态信息，判断该水表连接的供水管道的供水稳定性，并根据该供水稳定性的判断结果，调整该水表的水流量计量模式，以此获得相应的水流量计量数据具体包括：

将该水传输回流强度值与该供水管道的管道可承受最大水压强度值进行比对，若该水传输回流强度值小于或者等于该管道可承受最大水压强度值，则确定该水表连接的供水管道当前处于供水稳定状态，否则，确定该水表连接的供水管道当前处于供水不稳定状态；

当确定该水表连接的供水管道当前处于供水稳定状态，则指示该水表的机械式水流量计量部件进行水流量计量操作、同时指示该水表的电子式水流量计量部件停止进行水流量计量操作，以此获得相应的水流量计量数据；

当确定该水表连接的供水管道当前处于供水不稳定状态，则指示该水表的电子式水流量计量部件进行水流量计量操作并且提高该电子式水流量计量部件的水流量计量灵敏度或者水流量计量采样频率、同时指示该水表的机械式水流量计量部件停止进行水流量操作，以此获得相应的水流量计量数据。

上述技术方案的有益效果为：当该水传输回流强度值超过供水管道的管道可承受最大水压强度值时，不仅会对供水管道产生一定压迫导致供水管道变形，并且还会扰乱水表的正常水流量计量状态，由于水表中机械式水流量计量部件和电子式水流量计量部件各自具有不同的计量灵敏度和抗干扰性能，当确定该水表连接的供水管道当前处于供水稳定状态，可只指示机械式水流量计量部件进行计量工作，反之，只指示电子式水流量计量部件进行计量工作并且提高该电子式水流量计量部件的水流量计量灵敏度或者水流量计量采样频率，这样能够保证无论在供水稳定或者不稳定的状态，该水表依然能够进行准确的水流量计量。

优选地，该水表工作状态预警与调整模块将该水流量计量数据发送至物联网云端进行分析处理，以此判断该水流量计量数据的准确性，并根据该准确性的判断结果，对该水表的工作状态进行预警和调整具体包括：

将该水流量计量数据发送至物联网运算进行分析处理，以此将该水流量计量数据对应划分为用户在一天24小时中每一个小时时间内的若干水流量计量子数据；

并将该水流量计量子数据与历史记录得到的水流量计量平均值进行比对，若该水流量计量子数据与该水流量计量平均值的偏差低于预设差值，则确定该水流量计量数据具备准确性，否则，确定该水流量计量数据不具备准确性；

当确定该水流量计量数据不具备准确性时，指示该水表当前处于工作异常状态，并且将该水表的水流量计量灵敏度和/或计量采样频率重置为出厂初始状态。

上述技术方案的有益效果为：通过对用户的历史用水量进行记录获得该水流量计量平均值，从而保证该水流量计量平均值能够真实反映用户在一天不同时段的用水量情况，再该水流量计量子数据与该水流量计量平均值进行比对，能够准确地确定该水流量计量数据是否准确，从而便于后续对该水表的水流量计量灵敏度和/或计量采样频率进行重置。

从上述实施例的内容可知，该智能化物联网水表工作状态预警方法及系统通过获取与水表连接的供水管道内部的水流传输状态信息，并根据该水流传输状态信息，确定该供水管道内部的水传输回流强度状态信息，并根据该水传输回流强度状态信息，判断该水表连接的供水管道的供水稳定性，并根据该供水稳定性的判断结果，调整该水表的水流量计量模式，以此获得相应的水流量计量数据，再将该水流量计量数据发送至物联网云端进行分析处理，以此判断该水流量计量数据的准确性，并根据该准确性的判断结果，对该水表的工作状态进行预警和调整；可见，该智能化物联网水表工作状态预警方法及系统通过根据水流传输状态信息，确定供水管道内部的水传输回流强度状态信息，以此判断供水管道的供水稳定性，再相应地调整水表的水流量计量模式并获得水流量计量数据，最后根据该水流量计量数据对水表的工作状态进行预警和调整，其能够在供水管道内部的水传输回流影响水表正常计量工作的情况下，对水表的工作状态进行及时的和有效的预警与调整，从而最大限度地提高水表计量的可靠性和准确性。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。