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原文传递一种基于Zigbee技术的水质监测方法、系统、设备及介质

专利名称：	一种基于Zigbee技术的水质监测方法、系统、设备及介质
摘要：	本发明公开了一种基于Zigbee技术的水质监测方法、系统、设备及介质，具体涉及水质监测技术领域，包括获取目标管理区域中水质分析设备的水质训练数据；基于水质训练数据生成水质状态评估系数；对水质状态评估系数进行分析，判断饮用水是否存在第一水质异常；根据第一水质异常并基于波动水质数据值与第一水质异常信息的预设对应关系，确定对应的第一水质异常信息；本发明通过基于浊度实测数据与酸碱度实测数据生成的浊度折线图和酸碱度折线图，进行对比分析，进一步确定第一水质异常原因，从而能够对饮用水快速判断并确定发生饮用水第一水质异常的水质异常原因，提高了饮用水水质污染排查效率。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	上海科泽智慧环境科技有限公司
发明人：	邱坚;刘勇平;胡宁;汤燕
专利状态：	有效
申请日期：	2023-09-27T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-03T00:00:00+0800
申请号：	CN202311261134.4
公开号：	CN116990479A
代理机构：	苏州科权知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	李雅
分类号：	G01N33/18;G06F18/2433;G06F18/27;G06F18/22;G06T11/20;G;G01;G06;G01N;G06F;G06T;G01N33;G06F18;G06T11;G01N33/18;G06F18/2433;G06F18/27;G06F18/22;G06T11/20
申请人地址：	200000 上海市静安区万荣路1256、1258号807室
主权项：	1.一种基于Zigbee技术的水质监测方法，其特征在于，包括：获取目标管理区域中水质分析设备的水质训练数据；基于水质训练数据生成水质状态评估系数；所述水质训练数据包括波动水质数据值与预设波动水质数据；波动水质数据值包括COD实测数据值、重金属含量实测数据值与溶解氧实测数据值；获取第i组Zigbee串口传感器的预设波动水质数据，所述预设波动水质数据包括COD预设波动数值、重金属含量预设波动数值与溶解氧预设波动数值；将COD实测数据值与COD预设波动数值进行关联，计算COD评估系数；其计算公式为：；式中，/>为第i组的COD评估系数，/>为第i组的COD实测数据值，/>为第i组的COD预设波动数值；将重金属含量实测数据值与重金属含量预设波动数值进行关联，计算重金属评估系数；其计算公式为：；式中，/>为第i组的重金属评估系数，/>为第i组的重金属含量实测数据值，/>为第i组的重金属含量预设波动数值；将溶解氧实测数据值与溶解氧预设波动数值进行关联，计算溶解氧评估系数；其计算公式为：；式中，/>为第i组的溶解氧评估系数，/>为第i组的溶解氧实测数据值，/>为第i组的溶解氧预设波动数值；将COD评估系数、重金属评估系数与溶解氧评估系数进行关联，计算得到水质状态评估系数，其计算公式为：，式中，/>为第i组的水质状态评估系数，/>为第i组的修正常数；对水质状态评估系数进行分析，判断饮用水是否存在第一水质异常；根据第一水质异常并基于波动水质数据值与第一水质异常信息的预设对应关系，确定对应的第一水质异常信息；所述第一水质异常信息包括M个第一水质异常原因、异常基础信息以及每个第一水质异常原因对应的异常折线图，M为大于零的正整数，所述异常折线图包括浊度折线图和酸碱度折线图；获取在预设时间段内的浊度实测数据与酸碱度实测数据，基于浊度实测数据与酸碱度实测数据生成浊度折线图和酸碱度折线图；根据浊度折线图和酸碱度折线图确定水质异常原因，并记录第一水质异常信息。 2.根据权利要求1所述的一种基于Zigbee技术的水质监测方法，其特征在于，目标管理区域为设有饮用水水箱的小区中，布置有水质分析设备的区域，所述水质分析设备至少包括Zigbee模块，Zigbee模块为创建Zigbee无线网络，用于获取L组Zigbee串口传感器对应的水质训练数据；L组Zigbee串口传感器对应一个水质分析设备，L为大于零的正整数，每组Zigbee串口传感器包括COD传感器、重金属分析仪与溶解氧传感器，将目标管理区域按照小区楼栋号顺序进行编号，并基于编号记录对应的地理位置，将小区楼栋号依次编号为i=1，2，3...I，I为总楼栋数，i为大于等于1的正整数。 3.根据权利要求2所述的一种基于Zigbee技术的水质监测方法，其特征在于，对水质状态评估系数进行分析，判断饮用水是否存在第一水质异常，包括：预设第一评估阈值；将水质状态评估系数与预设第一评估阈值对比；若水质状态评估系数大于等于预设第一评估阈值，则将饮用水标记为第一水质异常；所述异常基础信息包括每个第一水质异常原因对应异常水质分析设备的编号和异常水质分析设备对应的地理位置。 4.根据权利要求3所述的一种基于Zigbee技术的水质监测方法，其特征在于，根据浊度折线图和酸碱度折线图确定水质异常原因，包括：基于相似度算法比较酸碱度折线图和异常酸碱度折线图的第一相似度；若第一相似度大于等于预设酸碱度相似阈值，则提取对应的异常酸碱度折线图的对应异常基础信息和对应的第一水质异常原因；若第一相似度小于预设酸碱度相似阈值，则基于相似度算法比较浊度折线图与异常浊度折线图的第二相似度；若第二相似度大于等于预设浊度相似阈值，则提取对应的异常浊度折线图的对应异常基础信息和对应的第一水质异常原因；若第二相似度小于预设浊度相似阈值，则判断出现外界干扰因素，生成紧急指令。 5.根据权利要求4所述的一种基于Zigbee技术的水质监测方法，其特征在于，所述方法还包括：基于水质状态评估系数进行第二次对比，判断饮用水是否存在第二水质异常，包括：预设第二评估阈值；其中，第二评估阈值小于第一评估阈值；将水质状态评估系数与第二评估阈值进行对比，若水质状态评估系数大于等于第二评估阈值，且小于第一评估阈值，则将饮用水标记为第二水质异常。 6.根据权利要求5所述的一种基于Zigbee技术的水质监测方法，其特征在于，基于预设时间段内的浊度折线图和酸碱度折线图对饮用水水质异常进行预警提示，并生成预警指令；根据第i组浊度折线图和酸碱度折线图分别生成浊度系数与酸碱度系数，具体包括：将预设时间段沿着坐标轴的延伸方向进行等距分割，分别标记为t=1，2，3...T，其中t为正整数，获取浊度折线图中的浊度，计算t时刻的浊度与t-1时刻的浊度的差值，并进行无量纲化计算，得到浊度系数；获取酸碱度折线图中的酸碱度，计算t时刻的酸碱度与t-1时刻的酸碱度的差值，并进行无量纲化计算，得到酸碱度系数；获取第i个饮用水水箱的历史水质异常次数，将浊度系数、酸碱度系数与历史水质异常次数进行归一化处理，获得水质监测系数，并标记为；所述历史水质异常次数预储存于水质监测数据库中；预设水质监测系数阈值，将水质监测系数与水质监测系数阈值进行对比，获得预警信息，并进行预警提醒，所述预警信息包括第一预警信息与第二预警信息。 7.根据权利要求6所述的一种基于Zigbee技术的水质监测方法，其特征在于，水质监测系数与水质监测系数阈值进行对比，获得预警信息，包括：预设水质监测系数阈值为与/>，且/>，将水质监测系数与水质监测系数阈值进行对比；若，则将该监测的饮用水不生成第一预警信息；若，且/>，则将该监测的饮用水生成为第一预警信息；若，则将该监测的饮用水生成为第二预警信息。 8.一种基于Zigbee技术的水质监测系统，用于实施权利要求1-7中任一项所述的一种基于Zigbee技术的水质监测方法，其特征在于，所述系统包括：数据采集模块，获取目标管理区域中水质分析设备的水质训练数据；水质评估模块，基于水质训练数据生成水质状态评估系数；第一分析模块，用于对水质状态评估系数进行分析，判断饮用水是否存在第一水质异常；异常匹配模块，根据第一水质异常并基于波动水质数据值与第一水质异常信息的预设对应关系，确定对应的第一水质异常信息；所述第一水质异常信息包括M个第一水质异常原因、异常基础信息以及每个第一水质异常原因对应的异常折线图，M为大于零的正整数，所述异常折线图包括浊度折线图和酸碱度折线图；水质异常确认模块，获取在预设时间段内的浊度实测数据与酸碱度实测数据，基于浊度实测数据与酸碱度实测数据生成浊度折线图和酸碱度折线图；根据浊度折线图和酸碱度折线图确定水质异常原因，并记录第一水质异常信息。 9.根据权利要求8所述的一种基于Zigbee技术的水质监测系统，其特征在于，所述系统还包括：第二分析模块，对水质状态评估系数进行第二次对比，判断饮用水是否存在第二水质异常；预警模块，基于预设时间段内的浊度折线图和酸碱度折线图对饮用水水质异常进行预警提示，并生成预警指令。 10.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器和存储器，其中，所述存储器中存储有可供处理器调用的计算机程序；所述处理器通过调用所述存储器中存储的计算机程序，执行权利要求1-7中任一项所述的一种基于Zigbee技术的水质监测方法。 11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，储存有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1-7中任一项所述的一种基于Zigbee技术的水质监测方法。