[發明專利]一種基于分級響應機制的家庭智慧節水方法及系統

有效

• 申請號: 201711056591.4
• 申請日: 2017-11-01
• 公開（公告）號: CN107918410B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 劉心;楊宗海;李文竹
• 申請（專利權）人: 河北工程大學
• 主分類號: G05D7/06
• 分類號: G05D7/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于分級響應機制的家庭智慧節水系統，包括水流量傳感器、多個終端節點、協調器、服務器、智能手機和智能水流量控制閥門，協調器和多個終端節點建立ZigBee網絡；連接水流量傳感器的ZigBee終端節點周期性地收集家庭水流量數據；協調器通過串口向服務器發送從ZigBee終端節點采集的數據信息，并將服務器傳達的命令發送到指定的終端節點或通過終端節點發送給智能水流量控制閥門；服務器是整個系統的核心，通過它實現信息輸入、數據分析處理、信息輸出、集中控制功能；智能手機是系統的控制中心，住戶通過相應操作實時了解家中用水情況并對水流量控制閥門進行遠程控制；智能水流量控制閥門是系統的受控元件，手機對閥門進行遠程控制；所述系統的工作流程為：系統硬件模塊上電后，程序進行相應的初始化，協調器選擇一個適當的信道創建網絡，其他終端節點通過主動掃描發現并加入已創建的網絡；組網成功后，協調器每經過一小時接收一次來自ZigBee網絡內各終端節點所發送的用水量，并將該用水量通過串口發送至服務器，服務器根據所保存的該住戶用水歷史數據計算出該住戶前30日的平均每小時用水量，并計算出用水量和的比值系數K，再將該比值系數K和相對應住宅類別的小時變化系數Kh進行對比。

2.一種基于分級響應機制的家庭智慧節水方法，所述方法在權利要求1所述的系統中實現，其特征在于：系統硬件模塊上電后，程序進行相應的初始化，協調器選擇一個適當的信道創建網絡，其他終端節點通過主動掃描發現并加入已創建的網絡；組網成功后，協調器每經過一小時接收一次來自ZigBee網絡內各終端節點所發送的用水量Q_i，并將該用水量Q_i通過串口發送至服務器，服務器根據所保存的該住戶用水歷史數據計算出該住戶前30日的平均每小時用水量，并計算出用水量Q_i和的比值系數K，再將該比值系數K和相對應住宅類別的小時變化系數Kh進行對比，判斷應當觸發分級響應機制的哪一級響應；服務器根據所判定的響應級別，給相關設備發送所應采取的控制指令；相關設備接收到服務器的控制指令后，對住戶家庭用水進行相應的控制和監測。

3.根據權利要求2所述的方法，服務器將一天連續步長為1個小時的24個數據進行處理，將當日作為最后一天，分別計算出每個住戶此前連續30日內的平均每小時用水量：

其中為一天連續的24個時段；Q_i為每個時段住戶的用水量。

4.根據權利要求2所述的方法，小時變化系數是通過實地實驗測量得到的結果，是為了建立最大時用水量與平均時用水量的關系而人為設定的量，

Kh=(最高日最大時用水量)/(最高日平均時用水量)=Q_h/(Q_md/24),

其中Q_h為最高日最大時用水量，Q_md為最高日24小時的總用水量。

5.根據權利要求2所述的方法，若K未超過小時變化系數Kh的最小值，啟動三級響應，繼續監測。