一种物联网风光互补无线漏水感应定位检测系统及其方法

技术领域

本申请涉及漏水检测技术领域，特别涉及一种物联网风光互补无线漏水感应定位检测系统及其方法。

背景技术

太阳能光伏建筑一体化是太阳能光伏发电技术在建筑领域应用的新范畴，是将太阳能光伏发电组件安装在建筑的围护结构外表面来获取绿色电力，根据光伏组件与建筑结合的方式不同，光伏建筑一体化可分为两大类:一类是光伏组件直接铺设安装在既有建筑围护结构的外表面（BAPV），先有建筑围护结构，再有光伏组件的安装，光伏组件依附在现有建筑围护结构上，简称“构建型光伏建筑系统”。另一类是光伏组件与建筑功能的集成一体化，光伏组件不仅是建筑的发电单元，而且还是建筑的围护结构，具有隔热、防水、保温等建筑功能，建筑的围护结构与光伏发电组件互相融为一体，简称“建材型光伏建筑系统”。这两种类型的光伏建筑一体化解决方案，在既有的建筑领域均得到了较好的应用。其中太阳能电池板是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片，由多个太阳能电池片按组装的组装件组成，是太阳能发电系统中的核心部分，当太阳能电池板在使用中会有漏水的情况，需要对其进行定位漏水检测，现有的对太阳能电池板定位漏水检测存在以下问题：

（1）建筑彩钢瓦屋顶缺乏漏水检测系统，当屋顶发生漏水现象时，多靠人工排查漏水点，且经常出现漏水点判断错误；

（2）检测方式往往是出现漏水较多之后判断漏水进而报警，但此时已经造成屋顶漏水导致建筑物室内物品损坏或影响生产等风险隐患，使用极其不方便；

（3）在漏水诊断维修时需对大面积的太阳能板进行拆卸，操作非常复杂；

（4）因为传统厂房房顶，采用“人”字形设计，在“人”字形上安装轻质太阳能板，如若发生维修，人工在房顶上行走容易踩塌太阳能板，进而造成损失，故而对于漏水定位的精准检测尤为重要。

参考专利申请号CN201911320255.5-太阳能热水器水管检漏装置公开了：所述太阳能热水器水管检漏装置包括：压力传感器，用于检测水流管路中水流压力值和水流脉动压力频谱值；控制器，用于根据水流压力值和水流脉动压力频谱值来判断水流管路是否处于漏水工况；太阳能电源，连接至压力传感器和控制器，用于将太阳能转化为电流，并利用该经转化的电流为压力传感器和控制器供电，其中太阳能电源还用于加热水箱中的储存水；控制器还连接至电流计和蓄电池，并用于在电流计所检测的电流值低于设定电流阈值时，控制利用蓄电池为压力传感器和蓄电池供电。由此，实现对太阳能热水器进行漏水检查，从而保障供电的可靠安全性。

此现有技术提出了对检测漏水的方法，但从其方案针对的来说，压力传感器检测水流管路中水流压力值和水流脉动压力频谱值是存在误差的，当太阳能水管漏水量少时压力传感器很难检测到，长此以往也会造成水资源的浪费，因此，本申请提供一种物联网风光互补无线漏水感应定位检测系统及其方法来实现对光伏建筑一体化屋顶漏水感应的检测。

发明内容

本申请的目的是提供一种物联网风光互补无线漏水感应定位检测系统及其方法，旨在解决当屋顶发生漏水现象时，多靠人工排查漏水点，且经常出现漏水点判断错误和难于及时发现屋顶漏水的问题。

为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

本申请提供物联网风光互补无线漏水感应定位检测方法，包括：

S1：获得光伏建筑一体化太阳能电池板的分布图，对所述太阳能电池板与安装板之间的结合部位安装定位漏水感应线，所述定位漏水感应线是以环绕式的方式安装在所述太阳能电池板与安装板之间的结合部位；

S2：对所述太阳能电池板与安装板之间的结合部位检测是否存在漏水隐患，漏水感应线采用电压的方式进行漏水检测；

S3：利用预警监测平台MCU微处理器，运算太阳能电池板与安装板之间的结合部位所敷设漏水感应线的检测信号，通过模式识别和优化算法，与存储器中光伏建筑一体化屋顶漏水感应线总布置图数据进行分析比对；

S4：将预警运算分析所得到的漏水定位数据采用物联网无线传输或WIFI将数据传送到声光报警器和用户信息接收终端，提醒运维工作人员对漏水点进行检维修处理。

进一步的，所述对所述太阳能电池板与安装板之间的结合部位检测是否存在漏水隐患，漏水感应线采用电压的方式进行漏水检测的步骤中，包括：通过检测预设的分布在太阳能电池板与安装板之间的结合部位的漏水感应线两端电压值是否存在差异，进行判断分析是否发生液体渗漏，判断阻值是否超过预设值。

进一步的，所述光伏建筑一体化屋顶在完成太阳能电池板敷设及结合部位定位漏水感应线安装后，将定位漏水感应线安装布置图数据输入预警信息存储系统，当检测模块检测到漏水点时，自动触发预警信号，预警模块通过模式识别、运算和布置图比对分析、优化算法精准定位漏水点；所述优化算法获取漏水定位点为以漏水发生时的检测点处的测量值与计算值的二乘误差值最小为目标函数，完成对检测点的定位，其中目标函数具体表示为：

；

式中

进一步的，所述获得太阳能电池板的分布图，所述获得光伏建筑一体化太阳能电池板的分布图，对所述太阳能电池板与安装板之间的结合部位安装定位漏水感应线，所述定位漏水感应线是以环绕式的方式安装在所述太阳能电池板与安装板之间的结合部位的步骤中，包括：对获得太阳能电池板的分布图进行处理，将所述太阳能电池板的分布图分割成对应的结合部位的小图像，对所述小图像的每个像素点取平均值，得到平均图像，用当前图像与平均图像作差，得到一幅新图像，最后通过确定的阈值判定新图像中的像素是否属于平均图像，具体算法如下：

，/>

其中，B

进一步的，所述将预警运算分析所得到的漏水定位数据采用物联网无线传输或WIFI将数据传送到声光报警器和用户信息接收终端，提醒运维工作人员对漏水点进行检维修处理的步骤中，包括：将预警信号发送给监控中心平台，再由监控中心平台发送预警信息至预设的用户终端，及时提醒用户预警处理。

本申请还提供物联网风光互补无线漏水感应定位检测系统，包括：

获取模块：获得太阳能电池板的分布图，对所述太阳能电池板与安装板之间的结合部位安装定位漏水感应线，所述定位漏水感应线是以环绕式的方式安装在所述太阳能电池板与安装板之间的结合部位；

检测模块：对所述太阳能电池板与安装板之间的结合部位检测是否存在漏水隐患进行检测预警，漏水感应线采用电压的方式进行漏水检测；

预警模块：当检测模块检测到漏水点时，自动触发预警信号，预警模块通过模式识别、运算和比对分析具体的漏水点，优化算法能更准确的定位太阳能电池板与安装板之间的结合部位漏水点；

发送模块：将预警模块所得到的漏水定位数据采用物联网无线传输或WIFI将数据传送到声光报警器和用户信息接收终端，提醒运维工作人员对漏水点进行检维修处理；

电源模块：风力发电与光伏发电设备所获的绿色电能，通过直流充放电控制器及稳流、稳压装置接入储能电池，检测系统中的获取、检测、监控和发送等模块电路连接，运行时所需电力由电源模块供应，系统功耗外富余电力储存在蓄电池中，风小、阴雨天及夜晚等风力发电和光伏发电均停止工作时，蓄电池放电，以保证检测系统持续24小时不间断工作，实现减少市电等化石能源的消耗和布置电力线路的目的。

本申请还提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的物联网风光互补无线漏水感应定位检测方法的步骤。

本申请还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实现上述的物联网风光互补无线漏水感应定位检测方法的步骤。

本申请提供了一种物联网风光互补无线漏水感应定位检测系统及其方法，具有以下有益效果：

对获取的太阳能电池板的分布图进行图像处理，以便更清晰的检测到对应漏水点的分布板块，防止出现判断错误的情况；

采用电压检测的方式判断太阳能电池板是否漏水，这一检测方式可以在出现漏水的情况时及时的判断并传送数据到室内声光报警器和用户信息接收终端，也可以将预警信号发送给监控中心平台，再由监控中心平台发送预警信息至预设的用户终端，及时提醒用户预警处理，实现无人监守和提高已有监控中心平台利用率的目的；

根据太阳能电池板的各个板块分布的检测点，当出现漏水时，利用优化算法获取漏水的定位点，解决了人工监控、查询、检测漏水点的过程中存在误差和效率低的问题，消除了人工运维管理效率低的问题，实现了当出现漏水时可以及时处理。

附图说明

图1为本申请一实施例的物联网风光互补无线漏水感应定位检测方法的流程示意图；

图2为本申请一实施例的物联网风光互补无线漏水感应定位检测系统的结构框图；

图3为本申请一实施例的计算机设备的结构示意框图；

图4为采用电压的方式进行漏水检测的电路图。

本申请为目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

参考附图1，为本申请提出的一种物联网风光互补无线漏水感应定位检测方法的流程示意图；

本申请所提供的物联网风光互补无线漏水感应定位检测方法，步骤包括：

S1：获得太阳能电池板的分布图，对所述太阳能电池板与安装板之间的结合部位安装定位漏水感应线，所述定位漏水感应线是以环绕式的方式安装在所述太阳能电池板与安装板之间的结合部位；对获得太阳能电池板的分布图进行处理，将所述太阳能电池板的分布图分割成对应的分布板块的小图像，对所述小图像的每个像素点取平均值，得到平均图像，用当前图像与平均图像作差，得到一幅新图像，最后通过确定的阈值判定新图像中的像素是否属于平均图像，具体算法如下：

，/>

其中，B

在此步骤中，因为太阳能电池板的电致发光检测存在于封闭的暗箱中，而暗箱周围的环境、温度也会经常改变，故需要对获取的太阳能电池板的分布图进行图像检测，将太阳能电池组件与图像区分开，以获得正确的太阳能电池板分布图，方便对预设的分布板块进行精确的定位；其中定位漏水感应线包括：线缆接头、线缆终端、跳接线缆、检测线缆、引出线缆，所述线缆接头安装于所述太阳能电池板的开端，所述线缆终端安装于所述太阳能电池板的末端，所述跳接线缆用于所述太阳能电池板与安装板之间的结合部位的连接，所述检测线缆用于感应定位检测所述太阳能电池板与安装板之间的结合部位是否漏水，当判断预设的分布板块漏水时，所述引出线缆可将所述预设的分布板块中的水排出；定位漏水感应线安装的位置远离高温火源、磁场以及潮湿多尘的环境，且线缆的接头选用优质环保聚氯乙烯材料，一体化防水结构，具有高阻燃、耐高温抗震抗摔的特性，可根据需要延长，线缆是基于水导电的检测原理，只要沿线任意位置出现水都可以迅速检测到，一旦检测到有水浸入，即立刻启动报警并准确指明漏水的位置。

S2：对所述太阳能电池板与安装板之间的结合部位检测是否存在漏水隐患，漏水感应线采用电压的方式进行漏水检测；通过检测预设的分布在太阳能电池板与安装板之间的结合部位的漏水感应线两端电压值是否存在差异，进行判断分析是否发生液体渗漏，判断阻值是否超过预设值。

在此步骤中，如附图4，采用电压的方式进行漏水检测的原理是在有水漏到太阳能电池板时，在两个电极之间的电阻值会发生极大的变化，判断是否存在漏水，利用电桥电路在检测电阻方面的特性，通过检测电桥的电压来检测电阻值的变化，可以认为漏水检测电极为一个可变电阻，作为电桥的一个支路，其余三个支路阻值相等，具体阻值可以根据漏水电极在有水和无水时的阻值来确定，其范围应在有水时的阻值与无水时的阻值之间，可以取其中间值作为其余是三路电阻的值，在检测电桥中，若检测电极有漏水，其阻值较大，所以V+>V-，若检测电极没有漏水，其阻值较小，所以V+

S3：利用预警监测平台MCU微处理器，运算太阳能电池板与安装板之间的结合部位所敷设漏水感应线的检测信号，通过模式识别和优化算法，与存储器中光伏建筑一体化屋顶漏水感应线总布置图数据进行分析比对所述光伏建筑一体化屋顶在完成太阳能电池板敷设及结合部位定位漏水感应线安装后，将定位漏水感应线安装布置图数据输入预警信息存储系统，当检测模块检测到漏水点时，自动触发预警信号，预警模块通过模式识别、运算和布置图比对分析、优化算法精准定位漏水点；所述优化算法获取漏水定位点为以漏水发生时的检测点处的测量值与计算值的二乘误差值最小为目标函数，完成对检测点的定位，其中目标函数具体表示为：

，

式中

S4：将预警运算分析所得到的漏水定位数据采用物联网无线传输或WIFI将数据传送到声光报警器和用户信息接收终端，提醒运维工作人员对漏水点进行检维修处理；将预警信号发送给监控中心平台，再由监控中心平台发送预警信息至预设的用户终端，及时提醒用户预警处理。

在此步骤中，得到漏水检测数据和所述漏水定位点后采用无线传输的方式将房顶数据传送到房屋内的检测主机，由检测主机发送信号到声光报警器和用户终端，同时自动阀门对所述预设的分布板块进行控制；通过声光报警器接收到信号后，监控中心平台将感应定位到的所述预设分布板块的位置发送到维修中心，并自动关闭阀门；对获得的漏水检测数据和漏水定位点采用物联网无线传输的方式或WiFi进行传输，无线传输是利用无线技术传输数据的一种方式，通过数字微波信道调制，再通过天线发射出去，接收端则是天线接收信号，微波解扩，最后还原数据，具有抗干扰能力强的特点，可以对太阳能电池板与安装板之间的结合部位的数据进行对应的数据传输，当房屋内的检测主机接收到房顶数据后，通过声光报警器进行报警，且阀门实施自动关闭。

参考附图2，本发明还提供一种物联网风光互补无线漏水感应定位检测系统，包括：

获取模块：获得太阳能电池板的分布图，对所述太阳能电池板与安装板之间的结合部位安装定位漏水感应线，所述定位漏水感应线是以环绕式的方式安装在所述太阳能电池板与安装板之间的结合部位；

检测模块：对所述太阳能电池板与安装板之间的结合部位检测是否存在漏水隐患进行检测预警，漏水感应线采用电压的方式进行漏水检测；

预警模块：当检测模块检测到漏水点时，自动触发预警信号，预警模块通过模式识别、运算和比对分析具体的漏水点，优化算法能更准确的定位太阳能电池板与安装板之间的结合部位漏水点；

发送模块：将预警模块所得到的漏水定位数据采用物联网无线传输或WIFI将数据传送到声光报警器和用户信息接收终端，提醒运维工作人员对漏水点进行检维修处理；

电源模块：风力发电与光伏发电设备所获的绿色电能，通过直流充放电控制器及稳流、稳压装置接入储能电池，检测系统中的获取、检测、监控和发送等模块电路连接，运行时所需电力由电源模块供应，系统功耗外富余电力储存在蓄电池中，风小、阴雨天及夜晚等风力发电和光伏发电均停止工作时，蓄电池放电，以保证检测系统持续24小时不间断工作，实现减少市电等化石能源的消耗和布置电力线路的目的。

在一实施例中，太阳能电池板的电力提供是利用风光互补技术，将风能和太阳能转化为电能，经过蓄电池储能，再用于照明的装置，两种发电系统在同一个装置内互为补充，给设备供电的一种技术，许多地区的风能和太阳能随季节变化显著，时空分布不均，在夏季太阳辐射强烈，太阳能资源丰富，而在冬季则风速大，风能资源丰富，现有的采用单一的风能或太阳能发电，往往出现某些月份供电不足，风光互补技术则利用两种资源的季节互补特性，将太阳能电池和风力发电机组合成一个系统，可以充分发挥两者的特性和特点，最大限度地利用太阳能和风能，从而克服了由于风能、太阳能随季节变化而造成供电不平衡的缺陷，可以保证一年四季均衡供电，使自然资源得到充分利用。

参照图3，本申请实施例中还提供一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构可以如图3所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储漏水检测数据等数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种物联网风光互补无线漏水感应定位检测方法。

本领域技术人员可以理解，图3中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定。

本申请一实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现一种物联网风光互补无线漏水感应定位检测方法的步骤，具体为：

S1：获得光伏建筑一体化太阳能电池板的分布图，对所述太阳能电池板与安装板之间的结合部位安装定位漏水感应线，所述定位漏水感应线是以环绕式的方式安装在所述太阳能电池板与安装板之间的结合部位；

S2：对所述太阳能电池板与安装板之间的结合部位检测是否存在漏水隐患，漏水感应线采用电压的方式进行漏水检测；

S3：利用预警监测平台MCU微处理器，运算太阳能电池板与安装板之间的结合部位所敷设漏水感应线的检测信号，通过模式识别和优化算法，与存储器中光伏建筑一体化屋顶漏水感应线总布置图数据进行分析比对；

S4：将预警运算分析所得到的漏水定位数据采用物联网无线传输或WIFI将数据传送到声光报警器和用户信息接收终端，提醒运维工作人员对漏水点进行检维修处理。

综上所述，本申请对太阳能电池板进行感应漏水检测，通过安装定位漏水感应线对其进行检测，其检测的方法是采用电压的方式来判断是否漏水，可以实现当光伏建筑一体化屋顶出现漏水甚至渗透时，激发预警信号，提配运维人员及时处理维修，防止造成屋顶漏水造成室内财产的损毁和破坏，通过优化算法精确的定位到漏水点的位置，节约了时间成本，避免因无法找准漏水点而对屋顶太阳能电池板大面积翻动，提高了检维修的工作效率。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储与一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的和实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可以包括只读存储器（ROM）、可编程ROM（PROM）、电可编程ROM（EPROM）、电可擦除可编程ROM（EEPROM）或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器（RAM）或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM通过多种形式可得，诸如静态RAM（SRAM）、动态RAM（DRAM）、同步DRAM（SDRAM）、双速据率SDRAM（SSRSDRAM）、增强型SDRAM（ESDRAM）、同步链路（Synchlink）DRAM（SLDRAM）、存储器总线（Rambus）直接RAM（RDRAM）、直接存储器总线动态RAM（DRDRAM）、以及存储器总线动态RAM（RDRAM）等。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、装置、物品或者方法不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、装置、物品或者方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、装置、物品或者方法中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

尽管已经示出和描述了本申请的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本申请的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由所附权利要求及其等同物限定。