[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

本發明公開了一種基于分級響應機制的家庭智慧節水方法及其系統，系統由水流量傳感器、終端節點、協調器、服務器、智能手機和智能水流量控制閥門組成，協調器接收終端節點定時發送的住戶家庭用水數據，并將數據上傳至服務器；服務器對數據進行保存，并根據分級響應機制對接收的住戶用水數據進行處理和分析，判斷應當觸發分級響應機制的哪一級響應，根據判定結果給相關設備發送控制指令；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。

技術領域

本發明涉及一種基于分級響應機制的家庭智慧節水方法及其系統，屬于水資源管理和寬帶通信網絡技術領域。

背景技術

中國是個缺水大國，特別是大型城市，人口密集導致水資源顯得尤為緊缺，現在許多大型城市因過度地抽取地下水，導致各種不良的后果。按照國際公認標準，人均水資源低于3000立方米為輕度缺水，低于2000立方米為中度缺水，1000立方米以下為重度缺水。根據國家統計局的數據，2004年-2013年，我國人均水資源量一直徘徊在2000立方米左右。截至2013年，我國人均水資源量為2052立方米，處在中度缺水標準水平線上。因此對水資源的合理應用就顯得尤為重要。目前家庭節水一般都是政府勸導民眾節約循環用水，但是收效甚微。

針對這一問題，現有的技術方案是：通過水流量傳感器采集住戶家庭的用水量，并將該數據通過服務器發送至用戶手機，使用戶能夠實時了解家中用水情況，當住戶家中發生漏水狀況時將發出警報提醒用戶。

經分析，發現現有技術存在如下缺點：1）對住戶的不良用水行為習慣以及過量用水現狀無法起到有效的規范和控制效果；2）對住戶的家庭用水控制不夠人性化不夠智能，控制機制過于生硬，缺乏彈性。

發明內容

基于此，本發明提出了一套基于分級響應機制的家庭智慧節水系統，該系統之所以引入分級響應機制，是由于住戶每次用水的時間和用水量是不可預知的,所以能夠靈活應對這種不確定性因素的響應安排就顯得尤為重要。本發明在ZigBee模塊和Android平臺所搭建出的硬件系統的基礎上引入了“分級響應”的概念，這一概念旨在對不同等級的住戶用水量采取不同的智能節水措施，力求在最短響應時間內,根據對住戶當前用水量及住戶歷史用水數據的分析,并通過本發明提出的逐級遞減算法來增加觸發分級響應的頻率，這樣在分級響應機制的干預下，有助于規范住戶的不良用水行為習慣，逐漸將住戶的家庭用水量引入合理的區間從而達到智慧節水的目的。

本發明采用下述的技術方案：

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、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、集中控制等功能；智能手機是系統的控制中心，用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。

一種在上述系統中實現的家庭智慧節水方法，其特征在于：協調器接收終端節點定時發送的住戶家庭用水數據，并將數據上傳至服務器；服務器對數據進行保存，并根據分級響應機制對接收的住戶用水數據進行處理；對處理后的數據進行分析，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。