本實(shí)用新型屬于教學(xué)用具技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種居民異常用水模擬監(jiān)測(cè)教學(xué)裝置。

背景技術(shù)：

供水管網(wǎng)漏損是供水行業(yè)普遍存在的嚴(yán)重現(xiàn)象。針對(duì)這一問(wèn)題，傳統(tǒng)的防止管網(wǎng)漏損方法主要是通過(guò)定期巡查、定期校檢水表、用戶(hù)舉報(bào)商業(yè)偷水等手段來(lái)發(fā)現(xiàn)漏水或計(jì)量裝置故障。但這種方法對(duì)人的依賴(lài)性太強(qiáng)，抓住漏損的目標(biāo)不明確。隨著大數(shù)據(jù)行業(yè)的發(fā)展，目前很多供水局建立了用水信息遠(yuǎn)程采集系統(tǒng)，通過(guò)無(wú)線(xiàn)通訊采集水量信息，并建立數(shù)據(jù)分析模型，識(shí)別異常水量信息并執(zhí)行終端報(bào)警或主站報(bào)警來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、識(shí)別管網(wǎng)漏損情況。

居民用水是自來(lái)水供水管網(wǎng)中重要的一個(gè)用水分支。但在現(xiàn)實(shí)的大數(shù)據(jù)分析與挖掘案例教學(xué)中，針對(duì)目前供水局居民異常用水模擬監(jiān)測(cè)模型實(shí)例，學(xué)生常常由于常識(shí)或業(yè)務(wù)知識(shí)的欠缺，無(wú)法正確理解業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)場(chǎng)景或用水模擬監(jiān)測(cè)模型建立的原理，給實(shí)際教學(xué)帶來(lái)了一定的難度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型實(shí)施例的目的在于提供一種居民異常用水模擬監(jiān)測(cè)教學(xué)裝置，旨在解決實(shí)例教學(xué)中居民異常用水判斷與監(jiān)測(cè)模型抽象難懂的問(wèn)題，避免傳統(tǒng)填鴨式的重理論、輕實(shí)踐的教學(xué)方式，教學(xué)方法單一、空洞的問(wèn)題。

本實(shí)用新型至少通過(guò)如下技術(shù)方案之一實(shí)現(xiàn)。

一種居民異常用水模擬監(jiān)測(cè)教學(xué)裝置，其包括水管管道、加裝了MBUS通訊模塊的智能電子水表、各式演示開(kāi)關(guān)、MBUS通訊線(xiàn)、智能采集終端、潛水水泵和蓄水池；水管管道包括主水管管道和分水管管道；各式演示開(kāi)關(guān)包括流量演示開(kāi)關(guān)和竊水演示開(kāi)關(guān)；智能電子水表包括總電子智能水表和分電子智能水表；所述的主水管管道上安裝有所述總電子智能水表，總電子智能水表的末端連接若干分水管管道，每條分水管管道上安裝了所述分電子智能水表和流量演示開(kāi)關(guān)，其中一條分水管管道上的分電子智能水表兩端并聯(lián)了所述竊水演示開(kāi)關(guān)，所述的MBUS通訊線(xiàn)一端連接智能采集終端，另一端連接各電子智能水表，可實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)由電子水表向終端智能采集器的傳輸，無(wú)需人工抄表記錄；潛水水泵位于蓄水池中，潛水水泵與智能采集終端電連接，潛水水泵的出水端與主水管管道連接。

進(jìn)一步地，所述蓄水池與各式演示開(kāi)關(guān)的輸出端連接回收水流，達(dá)到使水資源的循環(huán)利用的目的。

進(jìn)一步地，所述各式演示開(kāi)關(guān)還包括漏損演示開(kāi)關(guān)，漏損演示開(kāi)關(guān)串聯(lián)在總電子智能水表末端。本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)居民用戶(hù)正常用水演示，或漏損、竊水等異常用水模擬。

進(jìn)一步地，還包括開(kāi)關(guān)斷路器，開(kāi)關(guān)斷路器用于控制智能采集終端和水泵的供電。

進(jìn)一步地，智能采集終端通過(guò)無(wú)線(xiàn)WIFI與計(jì)算機(jī)連接，智能電子水表水量信息通過(guò)MBUS通訊線(xiàn)實(shí)時(shí)傳送至智能采集終端，智能采集終端通過(guò)無(wú)線(xiàn)WIFI將數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)可以通過(guò)數(shù)據(jù)計(jì)量系統(tǒng)利用自身的智能判斷模塊預(yù)測(cè)居民是否異常用水，記錄事件。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)效果：

本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，容易實(shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型采用MBUS通訊和無(wú)線(xiàn)WIFI現(xiàn)代通訊方式，可以進(jìn)一步配合使用現(xiàn)有計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)計(jì)量系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了水量數(shù)據(jù)的一條龍傳輸和智能判斷，避免了人為操作誤差；另一方面，與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析與挖掘?qū)嵗虒W(xué)相比，本實(shí)用新型提供的一種居民異常用水模擬監(jiān)測(cè)教學(xué)裝置完滿(mǎn)解決了傳統(tǒng)填鴨式的重理論、輕實(shí)踐的教學(xué)方式，教學(xué)方法單一、空洞的問(wèn)題，有助于學(xué)生更好理解不同情境下的異常用水的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)變化規(guī)律，進(jìn)而達(dá)到提升學(xué)習(xí)效果，提高教學(xué)方式的多樣性的目的。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)例中一種居民異常用水模擬監(jiān)測(cè)教學(xué)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型實(shí)例中一種居民異常用水模擬監(jiān)測(cè)教學(xué)裝置工作流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型的應(yīng)用原理進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1所示，一種居民異常用水模擬監(jiān)測(cè)教學(xué)裝置，包括水管管道、加裝了MBUS通訊模塊的智能電子水表、各式演示開(kāi)關(guān)、MBUS通訊線(xiàn)、智能采集終端、潛水水泵和蓄水池；水管管道包括主水管管道和分水管管道；各式演示開(kāi)關(guān)包括流量演示開(kāi)關(guān)和竊水演示開(kāi)關(guān)；智能電子水表包括總電子智能水表和分電子智能水表；所述的主水管管道上安裝有所述總電子智能水表，總電子智能水表的末端連接若干分水管管道，每條分水管管道上安裝了所述分電子智能水表和流量演示開(kāi)關(guān)，其中一條分水管管道上的分電子智能水表兩端并聯(lián)了所述竊水演示開(kāi)關(guān)，所述的MBUS通訊線(xiàn)一端連接智能采集終端，另一端連接各電子智能水表，可實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)由電子水表向終端智能采集器的傳輸，無(wú)需人工抄表記錄；潛水水泵位于蓄水池中，潛水水泵與智能采集終端電連接，潛水水泵的出水端與主水管管道連接。

圖中各部分功能及應(yīng)用原理為：開(kāi)關(guān)斷路器用于控制智能采集終端和水泵的供電；智能采集終端通過(guò)MBUS總線(xiàn)把每個(gè)電子水表數(shù)據(jù)進(jìn)行采集；沙盤(pán)通過(guò)水泵把儲(chǔ)水箱的水加壓供到沙盤(pán)供水管道中；供水管道通過(guò)一個(gè)DN20電子水表進(jìn)行總表計(jì)量模擬，另外3個(gè)DN20電子水表模擬戶(hù)表用水計(jì)量；管道上的流量演示開(kāi)關(guān)可控制水流流量從而到達(dá)模擬日常正常用水?dāng)?shù)據(jù)，也可通過(guò)調(diào)整其大小模擬居民管網(wǎng)滲漏；可通過(guò)竊水演示開(kāi)關(guān)模擬居民竊水場(chǎng)景；可通過(guò)漏損開(kāi)關(guān)模擬居民用戶(hù)外部運(yùn)輸管道破裂等實(shí)際運(yùn)行情；帶有智能判斷模塊的數(shù)據(jù)計(jì)量系統(tǒng)借助無(wú)線(xiàn)WIFI通訊接收智能終端水量信息，監(jiān)測(cè)居民的異常用水。

所述的MBUS通訊線(xiàn)一端連接數(shù)據(jù)采集器，一端連接各電子智能水表，可實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)由電子水表向終端智能采集器的傳輸，無(wú)需人工抄表記錄。所述的儲(chǔ)水箱放置了一個(gè)潛水水泵，連接總電子智能水表，同時(shí)回收水流，達(dá)到使水資源的循環(huán)利用的目的。所述的電腦端的數(shù)據(jù)計(jì)量系統(tǒng)借助無(wú)線(xiàn)WIFI通訊接收智能采集終端用水?dāng)?shù)據(jù)，并利用自身的智能判斷模塊預(yù)測(cè)居民是否異常用水，記錄事件。

當(dāng)進(jìn)行居民用戶(hù)正常用水演示，或漏損、竊水等異常用水模擬時(shí)，智能電子水表水量信息將通過(guò)MBUS通訊線(xiàn)實(shí)時(shí)傳送至智能采集終端，同時(shí)電腦端的數(shù)據(jù)計(jì)量系統(tǒng)借助無(wú)線(xiàn)WIFI采集數(shù)據(jù)。采集軟件自身嵌入了居民異常用水智能判斷模塊，該模塊能利用居民外部供水管道破裂，竊水或內(nèi)部管網(wǎng)滲漏等異常用水導(dǎo)致的水量信息的變化規(guī)律，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并判斷居民是否異常用水，記錄事件。若監(jiān)測(cè)和判斷的結(jié)果為異常情況，系統(tǒng)將同時(shí)發(fā)出告警提醒。

以下僅僅作為一種應(yīng)用實(shí)例，并不用于限制本實(shí)用新型的技術(shù)方案的實(shí)施。結(jié)合圖2可將實(shí)施流程作如下具體描述。

1、啟動(dòng)電源與裝置

首先打開(kāi)開(kāi)關(guān)斷路器，使交流電路保持暢通狀態(tài)。其次啟動(dòng)電腦和智能采集終端，此時(shí)智能采集終端同時(shí)為MBUS通訊線(xiàn)的供電。

2、連接智能終端與電腦無(wú)線(xiàn)通訊

智能終端與電腦的信號(hào)同步通過(guò)無(wú)線(xiàn)WIFI實(shí)現(xiàn)。當(dāng)無(wú)線(xiàn)WIFI插入智能終端的USB端口啟動(dòng)時(shí)，電腦需通過(guò)WIFI的名稱(chēng)和密碼連接網(wǎng)絡(luò)，并查看IP地址，若其與智能終端已設(shè)置的IP保持一致，則無(wú)需修改，反之，更改電腦的無(wú)線(xiàn)連接中Internet 協(xié)議版本4（TCP/Ipv4）配置的IP，使其與智能終端已設(shè)置的IP相同，完成上述操作后，打開(kāi)電腦端的數(shù)據(jù)計(jì)量系統(tǒng)。

3、智能采集終端水量數(shù)據(jù)采集

在智能采集終端采集數(shù)據(jù)前，首先需要保證水流在管道的流通，否則采集的水量數(shù)據(jù)將不會(huì)發(fā)生變化。啟動(dòng)潛水水泵后，通過(guò)控制不同功能的演示開(kāi)關(guān)可進(jìn)行不同場(chǎng)景的用水模擬，分別為：

正常供水：打開(kāi)水流演示開(kāi)關(guān)（1、2、3），關(guān)閉漏水演示開(kāi)關(guān)和竊水演示開(kāi)關(guān)；

主管道漏水：打開(kāi)水流演示開(kāi)關(guān)（1、2、3）及漏水演示開(kāi)關(guān)；

竊水：打開(kāi)水流演示開(kāi)關(guān)（1、2、3）及竊水演示開(kāi)關(guān)；

居民內(nèi)部管道滲漏：打開(kāi)水流演示開(kāi)關(guān)（1、2、3），調(diào)整其打開(kāi)幅度至水流呈現(xiàn)滴落狀態(tài)，關(guān)閉漏水演示開(kāi)關(guān)和竊水演示開(kāi)關(guān)。

智能終端對(duì)水量數(shù)據(jù)采集的時(shí)間間隔一般設(shè)置為15分鐘，即每間隔15分鐘，各DN20電子水表的累積水量串行數(shù)據(jù)將通過(guò)MBUS信號(hào)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化為脈沖序列，并借助MBUS通訊線(xiàn)傳送至智能終端，智能終端接收并存貯數(shù)據(jù)。

4、電腦端數(shù)據(jù)計(jì)量系統(tǒng)的水量數(shù)據(jù)采集

可以利用現(xiàn)有計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)計(jì)量系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集智能終端水量數(shù)據(jù)，同理，接收數(shù)據(jù)的頻率為每15分鐘一次。接收數(shù)據(jù)的過(guò)程中，數(shù)據(jù)計(jì)量系統(tǒng)能同時(shí)接收來(lái)自智能終端的心跳提醒報(bào)文，用于檢驗(yàn)無(wú)線(xiàn)通訊的連接狀態(tài)。

5、異常用水監(jiān)測(cè)判斷

該模塊實(shí)現(xiàn)的主要原理在于其包含了利用居民外部供水管道破裂，竊水或內(nèi)部管網(wǎng)滲漏等異常用水導(dǎo)致的水量信息的變化規(guī)律所構(gòu)建的對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)分析與挖掘模型。對(duì)于接收到的每個(gè)電子智能水表的用水?dāng)?shù)據(jù)，嵌入數(shù)據(jù)計(jì)量系統(tǒng)的異常用水監(jiān)測(cè)判斷模塊承擔(dān)著采樣數(shù)據(jù)的計(jì)算與分析，可實(shí)現(xiàn)是否異常用水的定點(diǎn)實(shí)時(shí)判斷，并記錄判斷事件及判斷結(jié)果，若監(jiān)測(cè)和判斷的結(jié)果為異常情況，系統(tǒng)將同時(shí)發(fā)出告警提醒。

6、關(guān)閉裝置及電源

模擬結(jié)束后，先關(guān)閉潛水水泵，其次關(guān)閉除水泵后的所有裝置，最后斷開(kāi)開(kāi)關(guān)斷路器，關(guān)閉電源。