本申請(qǐng)涉及水質(zhì)控制領(lǐng)域，具體的涉及一種智能水閥及基于智能水閥的系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

水是人類生活的源泉，不僅需要節(jié)約用水，水資源監(jiān)管和治理成為城市發(fā)展的一大困擾。水質(zhì)監(jiān)控不及時(shí)、水資源的調(diào)度和利用的低效、水污染預(yù)警不及時(shí)等更是直接關(guān)系到民生問(wèn)題。

但現(xiàn)有技術(shù)中無(wú)法及時(shí)、準(zhǔn)確、穩(wěn)定的獲取海量水務(wù)數(shù)據(jù)信息，也無(wú)法通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行及時(shí)分析與處理以根據(jù)處理結(jié)果獲得輔助決策建議，從而嫩更加精細(xì)和動(dòng)態(tài)的方式管控和優(yōu)化水務(wù)信息系統(tǒng)，使城市的取水、供水、用水、排水及用水安全達(dá)到“智能”的狀態(tài)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種智能水閥及基于智能水閥的系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的無(wú)法及時(shí)、準(zhǔn)確的獲取大量水務(wù)數(shù)據(jù)，也無(wú)法根據(jù)數(shù)據(jù)對(duì)水進(jìn)行智能管理的問(wèn)題。

技術(shù)方案：

本發(fā)明一方面提供了一種智能水閥，包括：水閥開關(guān)、傳感器組、通訊模塊、電源模塊、控制模塊以及控制執(zhí)行模塊；

所述傳感器組包括至少一個(gè)傳感器，用于獲取所述水閥開關(guān)處的水的相關(guān)參數(shù)；

所述控制模塊，用于獲取所述傳感器組測(cè)得的所述相關(guān)參數(shù)，通過(guò)所述通訊模塊傳送至外界，并通過(guò)所述通訊模塊接收外界傳送的控制指令；

所述通訊模塊，用于通過(guò)窄帶物聯(lián)網(wǎng)與外界進(jìn)行通訊；

所述控制執(zhí)行模塊，用于根據(jù)所述控制模塊傳送的控制指令對(duì)所述水閥開關(guān)執(zhí)行相應(yīng)操作；

所述電源模塊至少包括微型水流發(fā)電機(jī)，用于利用水閥開關(guān)處的水流發(fā)電為其他模塊供電。

優(yōu)選的，所述控制模塊還用于根據(jù)獲取的所述相關(guān)參數(shù)判斷是否超過(guò)設(shè)定閾值以判斷是否要進(jìn)行報(bào)警，并對(duì)所述水閥開關(guān)的開啟、關(guān)閉或開啟量進(jìn)行控制。

優(yōu)選的，所述控制模塊還用于檢測(cè)所述水閥開關(guān)的工作狀態(tài)，并通過(guò)所述通訊模塊傳送至外界。

優(yōu)選的，

所述智能水閥還包括衛(wèi)星定位模塊，用于獲取所述水閥開關(guān)的位置信息并發(fā)送至所述控制模塊；

所述控制模塊，還用于將所述位置信息通過(guò)所述通訊模塊傳送至外界。

優(yōu)選的，

所述智能水閥還包括電源模塊，用于為所述智能水閥其他模塊供電；

所述控制模塊，還用于檢測(cè)所述電源模塊的工作狀態(tài)并通過(guò)所述通訊模塊將所述工作狀態(tài)傳送至外界。

優(yōu)選的，

所述電源模塊包括外接電源、電池及微型水流發(fā)電機(jī)；

所述外接電源從供電網(wǎng)獲取電力進(jìn)行供電；

所述微型水流發(fā)電機(jī)利用所述水閥開關(guān)處的水流獲取電力；

所述電池，在所述外接電源、所述微型直流發(fā)電機(jī)均無(wú)法工作時(shí)，進(jìn)行供電，且所述電池從所述外接電源和所述微型水流發(fā)電機(jī)獲取電力進(jìn)行儲(chǔ)存。

優(yōu)選的，所述傳感器組包括溫度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器、水質(zhì)傳感器中的至少一個(gè)；

所述溫度傳感器，用于獲得所述水閥開關(guān)處的水的溫度數(shù)據(jù)；

所述壓力傳感器，用于獲得所述水閥開關(guān)處的水的壓力數(shù)據(jù)；

所述流量傳感器，用于獲得所述水閥開關(guān)處采樣時(shí)間內(nèi)的水的流量數(shù)據(jù)；

所述水質(zhì)傳感器，用于獲得所述水閥開關(guān)處的水的水質(zhì)參數(shù)。

本發(fā)明另一方面還公開了一種基于智能水閥的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括通訊網(wǎng)絡(luò)、云平臺(tái)以及至少一個(gè)前述的智能水閥、；

所述智能水閥的通訊模塊通過(guò)所述通訊網(wǎng)絡(luò)與所述云平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，將獲得的數(shù)據(jù)傳輸至云平臺(tái)并接收從所述云平臺(tái)傳送的控制指令。

優(yōu)選的，所述系統(tǒng)還包括終端設(shè)備；

所述終端設(shè)備用于通過(guò)所述通訊網(wǎng)絡(luò)與所述云平臺(tái)以及所述智能水閥進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，對(duì)所述智能水閥進(jìn)行參數(shù)設(shè)置并從所述云平臺(tái)獲取數(shù)據(jù)。

優(yōu)選的，

所述通訊網(wǎng)絡(luò)為窄帶物聯(lián)網(wǎng)；

所述通訊模塊通過(guò)2G/3G/4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)智能水閥和(NB-IOT)的通訊。

本發(fā)明窄帶物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，使得通訊范圍更加廣泛、成本低且功耗低，架構(gòu)更優(yōu)化，能夠準(zhǔn)確及時(shí)的獲得大量水務(wù)數(shù)據(jù)。而微型水流發(fā)電機(jī)的應(yīng)用保證了供電的穩(wěn)定和節(jié)能，從而保證了通訊的穩(wěn)定性，為數(shù)據(jù)分析的有效性提供了保障。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明中記載的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明智能水閥結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1所示，本發(fā)明提供了一種智能水閥，其包括水閥開關(guān)、傳感器組11、通訊模塊12、控制模塊15以及控制執(zhí)行模塊14；

上述傳感器組11包括至少一個(gè)傳感器，用于獲取所述水閥開關(guān)處的水的相關(guān)參數(shù)。如圖1所示的實(shí)施例中，傳感器組11包括溫度傳感器111、壓力傳感器112、流量傳感器113、水質(zhì)傳感器114，當(dāng)然本申請(qǐng)其他實(shí)施例中，傳感器組可以根據(jù)需要包括上述傳感器中的至少一個(gè)。

溫度傳感器111，用于獲得所述水閥開關(guān)處的水的溫度數(shù)據(jù)；

壓力傳感器112，用于獲得所述水閥開關(guān)處的水的壓力數(shù)據(jù)；

流量傳感器113，用于獲得所述水閥開關(guān)處采樣時(shí)間內(nèi)的水的流量數(shù)據(jù)；

水質(zhì)傳感器114，用于獲得所述水閥開關(guān)處的水的水質(zhì)參數(shù)。水質(zhì)傳感器獲得的水質(zhì)參數(shù)可以包括COD、BOD、TOC、DOC、NO3、NO2、NH4、Cl2+、TDS、pH、濁度、色度、氧化還原電位、電導(dǎo)率、溶解氧、鹽度、溶解氧等參數(shù)指標(biāo)，可以選擇性的采集和傳送其中部分指標(biāo)，也可以通過(guò)不同指標(biāo)擬合成不同的等級(jí)如優(yōu)、良、好、中、差等來(lái)體現(xiàn)水質(zhì)狀況。

所述控制模塊15，用于獲取所述傳感器組11測(cè)得的所述相關(guān)參數(shù)，通過(guò)所述通訊模塊12傳送至外界，并通過(guò)所述通訊模塊12接收外界傳送的控制指令。

具體的，本申請(qǐng)中的通訊模塊12可通過(guò)2G/3G/4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)水閥開關(guān)與外界通訊網(wǎng)絡(luò)的連接，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的上傳及控制指令的傳遞等功能。具體的，本申請(qǐng)的通訊模塊12可以將數(shù)據(jù)傳送至云平臺(tái)或是終端設(shè)備，并接收云平臺(tái)或是終端設(shè)備傳來(lái)的控制指令。此處將在系統(tǒng)實(shí)施例部分進(jìn)行詳細(xì)介紹。

所述控制執(zhí)行模塊14，用于根據(jù)所述控制模塊15傳送的控制指令對(duì)所述水閥開關(guān)執(zhí)行相應(yīng)操作。如根據(jù)控制模塊發(fā)來(lái)的指令，執(zhí)行水閥開關(guān)的開啟、關(guān)閉及調(diào)整水閥開關(guān)的開啟量等任務(wù)。

控制模塊的控制指令可以從外界獲得，也可以由自身生成。具體的可根據(jù)自身獲取的數(shù)據(jù)，比如從傳感器組獲得的數(shù)據(jù)，判斷是否超過(guò)設(shè)定閾值以判斷是否要進(jìn)行報(bào)警，并對(duì)所述水閥開關(guān)的開啟、關(guān)閉或開啟量進(jìn)行控制。

上述閾值可以由用戶通過(guò)終端設(shè)備對(duì)智能水閥進(jìn)行設(shè)置。

本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，控制模塊還用于檢測(cè)水閥開關(guān)的工作狀態(tài)，并判斷水閥開關(guān)是否出現(xiàn)故障，進(jìn)一步的還可以通過(guò)通訊模塊將工作狀態(tài)傳送至外界。

如圖1所示，本發(fā)明中的智能水閥還包括衛(wèi)星定位模塊13，用于獲取水閥開關(guān)的位置信息并發(fā)送至控制模塊，所述控制模塊，還用于將所述位置信息通過(guò)所述通訊模塊傳送至外界。如傳送至云平臺(tái)上進(jìn)行顯示，這樣可以了解各個(gè)地理位置的智能水閥的工作狀態(tài)。本發(fā)明中的衛(wèi)星定位模塊13可以通過(guò)GPS、格洛納斯(GLONASS)、北斗等定位技術(shù)獲取和上報(bào)水閥開關(guān)的地位位置信息，為水閥開關(guān)的監(jiān)測(cè)與控制提供直觀的位置信息。

如圖1所示，本發(fā)明智能水閥還包括電源模塊16，電源模塊16至少包括一微型水流發(fā)電機(jī)，該電機(jī)可以利用水閥開關(guān)處的水流進(jìn)行發(fā)電，相比其他供電方式，該供電方式更加穩(wěn)定，且節(jié)能。不會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)用電故障等問(wèn)題，從而保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。

另一實(shí)施例中，電源模塊包括外接電源、電池、及微型水流發(fā)電機(jī)三種供電方式。外接電源直接從供電網(wǎng)獲取電力為智能水閥供電；微型水流發(fā)電機(jī)利用智能水閥的水流獲取電力；電池當(dāng)外接電源或微型直流發(fā)電機(jī)都無(wú)法工作時(shí)為智能水閥供電，同時(shí)電池也從外接電源和微型水流發(fā)電機(jī)獲取電力進(jìn)行儲(chǔ)存?？刂颇K可以檢測(cè)不同供電方式的狀態(tài),當(dāng)不同供電方式發(fā)生故障及電池電壓低于設(shè)定的標(biāo)稱值時(shí),這些告警狀態(tài)將上報(bào)到云平臺(tái),并觸發(fā)相應(yīng)的處理機(jī)制。

本發(fā)明另一方面還提供了一種基于上述智能水閥的系統(tǒng)，如圖2所示，該系統(tǒng)包括多個(gè)智能水閥(圖中示出了N個(gè)智能水閥)、通訊網(wǎng)絡(luò)、云平臺(tái)以及各種終端設(shè)備。

所述智能水閥的通訊模塊通過(guò)所述通訊網(wǎng)絡(luò)與所述云平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，將獲得的數(shù)據(jù)傳輸至云平臺(tái)并接收從所述云平臺(tái)傳送的控制指令。所述終端設(shè)備用于通過(guò)所述通訊網(wǎng)絡(luò)與所述云平臺(tái)以及所述智能水閥進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，對(duì)所述智能水閥進(jìn)行參數(shù)設(shè)置并從所述云平臺(tái)獲取數(shù)據(jù)。

具體的，在獲取不同傳感器數(shù)據(jù)后，在控制模塊的管理下把數(shù)據(jù)周期性地傳送到水務(wù)數(shù)據(jù)信息管理的云平臺(tái)進(jìn)行存貯，數(shù)據(jù)上傳的周期可以通過(guò)電腦、手機(jī)及Pad等智能終端設(shè)備通過(guò)授權(quán)用戶登錄對(duì)智能水閥進(jìn)行設(shè)置，并且可以查詢和下載不同索引結(jié)果的數(shù)據(jù)信息。電腦、手機(jī)及Pad等智能終端通過(guò)授權(quán)用戶登錄可以對(duì)不同的智能水閥進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)、定時(shí)地開啟、關(guān)閉及調(diào)整水閥的開啟量。智能水閥可以針對(duì)獲取的傳感器數(shù)據(jù)是否觸發(fā)告警門限，對(duì)水閥的開啟、關(guān)閉、及調(diào)整水閥的開啟量進(jìn)行控制和調(diào)整?？梢葬槍?duì)壓力、流量、水質(zhì)等數(shù)據(jù)設(shè)置告警門限，告警門限可以根據(jù)上下限雙向設(shè)置，告警門限的設(shè)置通過(guò)電腦、手機(jī)及Pad等智能終端通過(guò)授權(quán)用戶登錄進(jìn)行設(shè)置。智能水閥的衛(wèi)星定位信息也上報(bào)到云平臺(tái)，可以通過(guò)地理位置信息直觀地顯示各智能水閥的位置和狀態(tài)，智能水閥的狀態(tài)如告警信息、開啟狀態(tài)、及開啟量、是否有故障等內(nèi)容。

衛(wèi)星定位模塊的應(yīng)用，使得用戶可以通過(guò)云平臺(tái)的顯示直觀觀察到整個(gè)水務(wù)網(wǎng)絡(luò)的情況，明了各個(gè)位置處的水務(wù)情形。

控制模塊根據(jù)并把控制指令傳遞給控制執(zhí)行模塊，控制智能水閥的開啟、關(guān)閉、及調(diào)整水閥的開啟量；監(jiān)測(cè)水閥的故障等功能。

智能水閥和水務(wù)數(shù)據(jù)信息管理的云平臺(tái)的數(shù)據(jù)交互是通過(guò)基于蜂窩的窄帶物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)，電腦、手機(jī)及Pad等智能終端也通過(guò)基于蜂窩的窄帶物聯(lián)網(wǎng)接入水務(wù)數(shù)據(jù)信息管理的云平臺(tái)并通過(guò)該網(wǎng)絡(luò)和智能水閥進(jìn)行信息交互。

基于蜂窩的窄帶物聯(lián)網(wǎng)(Narrow Band Internet of Things,NB-IoT)直接部署于2G/3G/4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)可降低部署成本、實(shí)現(xiàn)平滑升級(jí)。NB-IoT具備具有覆蓋廣、連接多、速率低、成本低、功耗低、架構(gòu)優(yōu)等特點(diǎn)。NB-IOT使用License頻段，可采取帶內(nèi)、保護(hù)帶或獨(dú)立載波等三種部署方式，與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)共存。

所述通訊模塊可通過(guò)2G/3G/4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)智能水閥和(NB-IOT)的通訊，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的上傳及控制指令的傳遞等功能。

上述各實(shí)施方式只為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所做的等效變換或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。