[发明专利]一种基于分级响应机制的家庭智慧节水方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于分级响应机制的家庭智慧节水方法及其系统，系统由水流量传感器、终端节点、协调器、服务器、智能手机和智能水流量控制阀门组成，协调器接收终端节点定时发送的住户家庭用水数据，并将数据上传至服务器；服务器对数据进行保存，并根据分级响应机制对接收的住户用水数据进行处理和分析，判断应当触发分级响应机制的哪一级响应，根据判定结果给相关设备发送控制指令；相关设备接收到服务器的控制指令后，对住户家庭用水进行相应的控制和监测。

技术领域

本发明涉及一种基于分级响应机制的家庭智慧节水方法及其系统，属于水资源管理和宽带通信网络技术领域。

背景技术

中国是个缺水大国，特别是大型城市，人口密集导致水资源显得尤为紧缺，现在许多大型城市因过度地抽取地下水，导致各种不良的后果。按照国际公认标准，人均水资源低于3000立方米为轻度缺水，低于2000立方米为中度缺水，1000立方米以下为重度缺水。根据国家统计局的数据，2004年-2013年，我国人均水资源量一直徘徊在2000立方米左右。截至2013年，我国人均水资源量为2052立方米，处在中度缺水标准水平线上。因此对水资源的合理应用就显得尤为重要。目前家庭节水一般都是政府劝导民众节约循环用水，但是收效甚微。

针对这一问题，现有的技术方案是：通过水流量传感器采集住户家庭的用水量，并将该数据通过服务器发送至用户手机，使用户能够实时了解家中用水情况，当住户家中发生漏水状况时将发出警报提醒用户。

经分析，发现现有技术存在如下缺点：1）对住户的不良用水行为习惯以及过量用水现状无法起到有效的规范和控制效果；2）对住户的家庭用水控制不够人性化不够智能，控制机制过于生硬，缺乏弹性。

发明内容

基于此，本发明提出了一套基于分级响应机制的家庭智慧节水系统，该系统之所以引入分级响应机制，是由于住户每次用水的时间和用水量是不可预知的,所以能够灵活应对这种不确定性因素的响应安排就显得尤为重要。本发明在ZigBee模块和Android平台所搭建出的硬件系统的基础上引入了“分级响应”的概念，这一概念旨在对不同等级的住户用水量采取不同的智能节水措施，力求在最短响应时间内,根据对住户当前用水量及住户历史用水数据的分析,并通过本发明提出的逐级递减算法来增加触发分级响应的频率，这样在分级响应机制的干预下，有助于规范住户的不良用水行为习惯，逐渐将住户的家庭用水量引入合理的区间从而达到智慧节水的目的。

本发明采用下述的技术方案：

一种基于分级响应机制的家庭智慧节水系统，包括水流量传感器、终端节点、协调器、服务器、智能手机和智能水流量控制阀门，协调器和终端节点建立ZigBee网络；连接水流量传感器的ZigBee终端节点周期性地收集家庭水流量数据；协调器通过串口向服务器发送从ZigBee终端节点采集的数据信息，并将服务器传达的命令发送到指定的终端节点或通过终端节点发送给智能水流量控制阀门；服务器是整个系统的核心，通过它实现信息输入、数据分析处理、信息输出、集中控制等功能；智能手机是系统的控制中心，用户通过相应操作实时了解家中用水情况并对水流量控制阀门进行远程控制；智能水流量控制阀门是系统的受控元件，手机对阀门进行远程控制。

一种在上述系统中实现的家庭智慧节水方法，其特征在于：协调器接收终端节点定时发送的住户家庭用水数据，并将数据上传至服务器；服务器对数据进行保存，并根据分级响应机制对接收的住户用水数据进行处理；对处理后的数据进行分析，判断应当触发分级响应机制的哪一级响应；服务器根据所判定的响应级别，给相关设备发送所应采取的控制指令；相关设备接收到服务器的控制指令后，对住户家庭用水进行相应的控制和监测。