[发明专利]基于物联网的供水设备的管理方法

摘要

本专利申请公开了一种基于物联网的供水设备的管理方法，包括多组供水设备管理单元，每组供水设备管理单元用于一套供水设备的管控，各组供水设备管理单元的各项数据通过信息采集及数据传输模块发送给数据采集和发送服务器，通过数据采集和发送服务器传给用于数据处理的流数据服务器集群，并具有二次数据存储和数据存档的功能，同时通过业务服务器，应外部客户端的请求可对供水设备的实时数据或存储的数据进行查询等操作，通过系统管理客户端，可对系统本身的故障和供水设备的故障进行处理判断，并指派相应维护人员进行维护，实现各组供水设备的智能化、统一化管理。

主权项

1.基于物联网的供水设备的管理方法，其特征在于，包括各组供水设备管理单元自身的管理和针对各个供水设备管理单元的统一管理，具体包括以下内容：/n1)各组供水设备管理单元的自身管理：/n通过在各个供水设备自来水进水管道上装进水压力传感器或水池、水箱内装液位传感器,供水设备出水管道上装出水压力传感器，采集水压信号至电器控制柜，电器控制柜内的程序控制器通过PID运算后发送信号给水泵起动电器元件或变量信号给变频器，水泵起动电器元件或变频器接收后给出运行信号或频率给水泵，水泵启动或变频运行，以此调节供水管道网压力；同时，通过水泵起动电器元件、变频器的通讯接口，反馈水泵起动电器元件运行状态、故障、变频器的运行频率、运行状态、故障等信息给程序控制器；/n电能仪表实时采集供水设备运行时的电压和电流，流量计实时采集供水设备运行时的输送流量，通过水质监测仪采集供水的水质实时数据；/n每组程序控制器的信息、电能仪表、流量计、水质监测仪采集的实时信息传递给信息采集及数据传输模块；/n2)各组供水设备管理单元的统一管理：/n数据采集、处理和存储：数据采集和发送服务器将收到的数据传给中央管理控制平台的流数据处理服务器集群，通过流数据处理服务器集群对接收的数据进行处理和故障判断，并将接收的数据存储到数据仓库服务器集群中；/n中央管理控制平台的管理：通过系统管理客户端与数据仓库服务器集群的双向通信，实现系统管理人员对各组供水设备管理单元的管理、监控、数据录入及查询，同时业务服务器集群所收集、发出的指令均由系统管理客户端监管、处理；/n外部数据请求：通过外部客户端向系统管理客户端请求供水设备运行数据，系统管理客户端经身份认证后，准予请求，流数据处理服务器集群通过业务服务器集群向外部客户端提供设备运行实时数据，外部客户端包括设备巡检维修人员APP；系统管理客户端包括管理人员APP、系统指挥中心设置的屏幕、管理人员PC和监控人员PC；/n故障处理：供水设备如果出现电压、电流、流量、水质数据异常或故障信号，通过业务服务器集群向出现故障的供水设备管理单元发出控制命令，同时流数据处理服务器集群发出警报，中央管理控制平台的系统管理客户端系统操作人员PC和系统指挥中心大屏幕上报警显示，中央管理控制平台的流数据处理服务器集群按预先设置的故障判断系统进行故障判断，并对比备品、备件库库存配件，通知指定区域内的维修员到现场查看并处理；/n在2)中，还包括用于设备工作数据的历史档案管理的数据档案服务器集群，数据档案服务器集群同时用于各种数据查询操作和业务操作请求的响应；/n在2)中，供水设备的工作数据经过长时间的采集、存储、分析后形成供水设备实际的供水曲线报表，并在供水设备到达时间结点时，通过系统管理客户端提示，调出对应时间段内的供水设备数据，选择其中的供水量、用电量曲线报表进行分析后，进行准确的设备选型，按时、按需选择最高效率的供水设备；/n在2)中，中央管理控制平台包括数据收集、处理和存储模块，以及外部监控、事件处理和数据调配模块；/n数据收集、处理和存储模块包括数据采集和发送服务器和大数据服务器两个部分；/n数据采集和发送服务器专门用于接收二次供水设备发送的数据，并可以发送反控指令到二次供水设备；其数据类型包括以下三种：/n通信状态数据；/n实时工作数据；/n反控指令数据，用于远程控制二次供水设备；/n大数据服务器用于处理和存储供水设备发送的工作数据，充分运用多线程技术，并使用高效的数据格式等技术实现；所有工作数据以增量方式进行从而具备良好的可追溯性以及可恢复性；/n大数据服务器包括三部分内容：/n流数据处理服务器集群，用于供水设备数据的各种实时处理，流数据处理服务器集群使用分布式储存技术和集群技术，可以根据工作数据量的增加扩展服务器数量并行分块执行，流数据处理服务器集群采用NoSQL方式，应用图论算法，提供特定的查询引擎，采用数据管道、数据聚合等算法，提供批处理方式和流式数据处理服务；/n数据仓库服务器集群，主要用于设备工作数据的二级储存、再分析和数据挖掘，数据仓库服务器对设备工作数据进行再加工，以元数据管理为基础进行数据建模再处理，提供ETL，OLAP等功能，进行数据验证，数据转换，并为客户端提供决策、数据挖掘等技术支持；/n数据档案服务器集群，主要用于设备工作数据的历史档案处理，数据档案服务器使用特定的数据归档格式配合大数据压缩算法对历史数据进行压缩和归档处理；数据归档服务器提供特定的随机访问算法和数据查询算法便于进行某些数据提取操作；/n外部监控、事件处理和数据调配模块包括：/n业务服务器集群，专门用于响应客户端各种操作请求，主要包括以下内容：/n1)、各种数据查询操作和业务操作请求的响应；/n2)、系统管理数据的处理；/n3)、向流数据处理服务器集群请求设备运行数据；/n4)、提供用于系统公网客户端访问的网关；/n5)、运用事件总线技术，并以此建立业务操作领域模型，联接操作命令和业务对象，从而保证业务操作过程中所有操作事件是可追溯的、可恢复的；/n6)、使用分离的查询处理技术，通过独立的数据访问层，进行数据适配和数据验证，有效隔离业务数据和设备工作数据；/n设备与通信服务器的通信过程中，当发生设备数据长时间重复时，设备会采取增量数据发送策略，在不发送设备工作数据的情况下，设备发送心跳数据到系统的通信服务器，报告通信正常状态；/n通信服务器通过接收到的设备工作数据和设备心跳数据对设备的通信状态进行判断，一旦发现不符合检测策略的情况，将产生通信故障消息；通信故障消息将传递给流数据处理服务器集群并到达业务服务器，监控客户端通过业务服务器可以收到通信故障报警消息。/n