[發明專利]一種基于消防物聯網的水系統整體故障檢測系統及方法

在審

• 申請號: 202210113033.1
• 申請日: 2022-01-29
• 公開（公告）號: CN114666361A
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 王毅杰;鄭瑞祥;侯林早;李冕;宮愛科
• 申請（專利權）人: 上海至冕偉業科技有限公司
• 主分類號: H04L67/12
• 分類號: H04L67/12;H04L67/06;H04Q9/00;G01D21/02
• 代理公司: 杭州天昊專利代理事務所(特殊普通合伙) 33283
• 代理人: 董世博

1.一種基于消防物聯網的水系統整體故障檢測方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：檢測傳感器獲取自身采集的模擬量數據，并單向傳輸至邊緣計算網關；

步驟2：邊緣計算網關接收檢測傳感器采集的數據；

步驟3：邊緣計算網關對于檢測數據進行整合，并根據所有檢測傳感器的檢測數據，通過Multivariate Shewhart Control Chart方法，對消防水系統整體是否發生故障進行判斷；

步驟4：將故障判斷結果，通過通信方式發送到接收的設備上，其中接收的設備包括手機、電腦以及物聯網數據中心；

步驟5：物聯網數據中心接收數據并進行存儲。

2.根據權利要求1所述的一種基于消防物聯網的水系統整體故障檢測方法，其特征在于，所述步驟3中，對消防水系統整體的故障判斷，首先需要獲取消防水系統整體在正常狀態下的歷史數據X_IC＝{X₁,X₂,X₃,…,X_n}，每個數據變量X_i的向量表示為X_i＝[X_i1X_i2…X_im]^T，m表示該數據變量的向量維數，在本例中m表示消防水系統中的檢測傳感器數量；計算獲得歷史均值數據表示為：

其次獲得樣本方差S，表示為：

對于消防水系統中的所有檢測傳感器新獲得數據集X，用Mahalanobis距離來描述向量與IC數據形成的分布之間的距離T；

由于T²近似服從F分布，因此，能夠獲得T²的控制上限UCL_MSCC為：

其中，F_α(m,n-m)表示I型誤差為α，自由度分別為m,n-m時的F分布的臨界值；

根據T²與控制上限UCL_MSCC的關系，判斷消防水系統整體的工作狀況。

3.根據權利要求2所述的一種基于消防物聯網的水系統整體故障檢測方法，其特征在于，所述α設置范圍為1.5％～5％。

4.根據權利要求2所述的一種基于消防物聯網的水系統整體故障檢測方法，其特征在于，所述距離T存在如下關系：

其中，表示計算獲得的所有檢測傳感器的歷史均值數據；X表示所有檢測傳感器在檢測時刻采集的數據；S表示歷史采集數據的樣本方差。

5.根據權利要求2所述的一種基于消防物聯網的水系統整體故障檢測方法，其特征在于，所述步驟3中，若計算獲得T²＞UCL_MSCC，則認為新獲得的數據X對應時刻的消防水系統整體工作狀態存在異常；否則認為工作狀態正常。

6.一種基于消防物聯網的水系統整體故障檢測系統，其特征在于，所述系統基于權利要求1-5中任意一項所述的方法，所述系統包括檢測傳感器、邊緣計算網關以及物聯網數據中心；其中檢測傳感器設置于消防水系統；邊緣計算網關與若干檢測傳感器連接，能夠接收檢測傳感器檢測的實時數據；邊緣計算網關還與物聯網數據中心連接。

7.根據權利要求6所述的一種基于消防物聯網的水系統整體故障檢測系統，其特征在于，所述消防水系統包括自動噴水滅火系統、泡沫滅火系統、消防水池和水箱以及管道，消防水池和水箱通過管道與自動噴水滅火系統、泡沫滅火系統相連接。

8.根據權利要求7所述的一種基于消防物聯網的水系統整體故障檢測系統，其特征在于，所述檢測傳感器包括液壓傳感器、液位傳感器，其中液壓傳感器設置于管道的匯接、拐角部位；液位傳感器設置于消防水池和水箱部位。

9.根據權利要求8所述的一種基于消防物聯網的水系統整體故障檢測系統，其特征在于，所述邊緣網關包括存儲模塊、處理模塊以及通信模塊；處理模塊用于處理檢測傳感器采集的數據；通信模塊用于連接物聯網數據中心以及外部設備；存儲模塊用于存儲檢測傳感器采集的檢測數據。