本发明涉及一种人工智能家用净水系统，特别的涉及一种基于自主认知的人工智能家用净水系统。
背景技术：
水是生命之源，滋润万物、哺育生命、创造文明。随着社会的发展，人类在改造自然、改造生活的同时，对地球上的水资源造成日益严重的破坏。在我国，居民生活用水通常为市政自来水，自来水水质的主要四项质量(浊度、余氯、细菌总数和大肠菌群)指标均达到了国家卫生部饮用水质量标准，但是还是存在自来水在流经水泵、水箱和管路设备到达居民用水点之前的污染。
目前，为获取更好的生活用水，居民的生活用水多采用的家用净水器。目前，为获取更好的生活用水，居民的生活用水采用的技术多中央水处理器，在家用净水器得使用过程中，过滤滤芯起到至关重要的作用，净水器的滤芯能有效地清除市政供水中的重金属、水碱、杂质颗粒、细菌、抗生素、病毒、于氯等对人体有害的物质，使得经过净水器处理的的水质安全可靠。但是，净水器的滤芯是有使用寿命也就是处理水总量的，在正常的情况下，一旦净水器的滤芯达到使用寿命而不更换，经过其处理的水会携带大量的细菌等对人体有害的物质。目前，对于滤芯的更换，一般采用的方法是使用年限或机械式监测提醒，但是，市政供水水质受当地水质和市政供水管网的影响特别大，采用传统的使用年限和机械式检测提醒方法不能及时监测滤芯是否已经超过使用寿命。
对于中央水处理系统滤芯和耗材的更换，现有的技术用户一般只能根据使用时间预估和来做出判断，其主要靠个人主观性，误差较大。中国专利公告号cn201534782u公开了一种中央水处理装置，其在滤芯出水口上设有水质监测探头，水质监测探头通过数据处理芯片连至中央处理器，中央处理器接有lcd显示装置及报警装置，该产品不但具有水质处理系统，可经过多层过滤将自来水达到直饮要求，而且还具有水质监测功能显示及报警功能。该方法采用水质监测探头检测水质,目前的水质监测传感器主要检测余氯、ph值和浊度等，难以满足生活水指标的要求。
中国专利公开号cn105540901a公布了一种智能净水系统，该方案包括用于控制智能净水系统工作的主控制板、用于检测原水和通过活性炭单元后的水的余氯浓度的orp检测单元、用于检测水质的tds值检测单元、用于检测水流量的流量传感器单元、用于控制冲洗pvdf超滤膜的膜自动冲洗单元组成；主控制板上设置有orp检测控制模块、tds值检测模块、流量检测模块、膜自动冲洗控制模块、无线通讯模块和显示屏控制模块。该方案智能净水系统能显示滤材使用剩余状态及水质数据信息，便于用户了解清洗或更换滤材的情况。该方案虽然能实现滤芯更换的提醒，但是是以机械式方式实现的，因各地水质差异，所以滤芯更换提醒并不准确。
鉴于上述问题，本发明公开了一种基于自主认知人工智能家用净水系统，其具有如下文所述之技术特征，以解决现有的问题。
技术实现要素：
本发明的主要目的就是针对以上存在的问题及限制，提供一种基于自主认知人工智能家用净水系统。
为了实现上述目的，本发明公开了一种基于自主认知人工智能家用净水系统，由净水器、传感器系统、网关、云端服务器和自主认知智能净水管理系统组成，所述的传感器系统通过网关将水质数据上传到云端服务器，所述的自主认知智能净水管理系统将云服务器上传的水质数据结合用户行为操作数据进行深度学习，由自主认知智能净水管理系统计算出净水器滤芯可用时间并在用户智能家居终端显示或提醒。
上述的基于自主认知人工智能家用净水系统，其中，所述的净水器为配置有三级滤芯的净水器。
上述的基于自主认知人工智能家用净水系统，其中，所述的传感器系统包括水流量传感器和水质传感器。
上述的基于自主认知人工智能家用净水系统，其中，所述的水流量传感器包括水流量统计模块、通信模块和电源模块，所述的水流量传感器系统水流量统计模块用以统计净水器出水端流出的水量数据，所述的水流量传感器系统的通信模块向网关上传水流量统计模块统计的水流量数据，所述的水流量传感器系统的通信模块可采用低功耗蓝牙通信模块、无线网络通信模块或zigbee通信模块，所述的水流量传感器系统的电源模块包括供电插头和整流变压装置组成，所述的水流量传感器系统的电源模块向通信模块和控制模块提供其运行所需要的电能。
上述的基于自主认知人工智能家用净水系统，其中，所述的水质传感器包括多水质参数监测传感器、水质浊度传感器和水质金属离子监测传感器，所述的多水质参数监测传感器由多水质参数监测模块、通信模块和电源模块组成，所述的水质浊度传感器由水质浊度监测模块、通信模块和电源模块组成，所述的水质金属离子监测传感器由水质金属离子监测模块、通信模块和电源模块组成。
上述的基于自主认知人工智能家用净水系统，其中，所述的多水质参数监测传感器的多水质参数监测模块用以监测净水出水的cod、氨氮、总磷和总氮等数据，并由多水质参数监测传感器的通信模块通过网关向云端服务器上传数据，所述的多水质参数监测传感器的通信模块可采用低功耗蓝牙通信模块、无线网络通信模块或zigbee通信模块，所述的多水质参数监测传感器的电源模块包括供电插头和整流变压装置组成，所述的多水质参数监测传感器的电源模块向多水质参数监测模块和通信模块提供其运行所需要的电能。
上述的基于自主认知人工智能家用净水系统，其中，所述的水质浊度传感器的水质浊度监测模块用以监测水质的浊度和悬浮物等数据，并由水质浊度传感器的通信模块通过网关向云端服务器上传数据，所述水质浊度传感器的通信模块可采用低功耗蓝牙通信模块、无线网络通信模块或zigbee通信模块，所述的水质浊度传感器的电源模块包括供电插头和整流变压装置组成，所述的水质浊度传感器的电源模块向水质浊度监测模块和通信模块提供其运行所需要的电能。
上述的基于自主认知人工智能家用净水系统，其中，所述的水质金属离子监测传感器的水质金属离子监测模块用以监测水质各项金属离子的数据，并由水质金属离子监测传感器的通信模块通过网关向云端服务器上传数据，所述的水质金属离子监测传感器的通信模块可采用低功耗蓝牙通信模块、无线网络通信模块或zigbee通信模块，所述的水质金属离子监测传感器的电源模块包括供电插头和整流变压装置组成，所述的水质金属离子监测传感器的电源模块向水质浊度监测模块和通信模块提供其运行所需要的电能。
上述的基于自主认知人工智能家用净水系统，其中，所述的网关用以传感器系统和云端服务器之间的通信，所述的传感器系统与网关之间的通信可采用低功耗蓝牙通信、wi-fi通信、zigbee通信或有线网络通信，所述的网关与云端服务器之间的通信可采用有线宽带网络或移动通信网络。
上述的基于自主认知人工智能家用净水系统，其中，所述的云端服务器采用较为成熟的公有云或自建云技术。
上述的基于自主认知人工智能家用净水系统，其中，所述的自主认知智能净水管理系统由用户净水数据层、用户净水水质分析层和用户服务层组成。
上述的基于自主认知人工智能家用净水系统，其中，所述的用户净水数据层包括用户净水器出水量数据模块、用户水质数据模块、用户操作记录数据模块和水质标准数据模块。所述的用户净水器出水量数据模块为传感器系统中的的水流量传感器上传到云端服务器的净水器出水流量数据，所述的用户水质数据模块为传感器系统中的水质传感器上传到云端服务器的净水器出水水质数据，包括：水质的：cod、氨氮、总磷、总氮、浊度、悬浮物、各项金属离子等数据，所述的用户操作记录数据数据为用户更换滤芯、开启、关停净水器等数据，所述的水质标准数据模块采用国家标准gb19298-2014《食品安全国家标准包装饮用水》等各项水质标准数据。
上述的基于自主认知人工智能家用净水系统，其中，所述的用户净水水质分析层包括用户净水器出水量分析模块、用户水质分析模块和水质分析阈值模块，所述的用户净水器出水量分析模块和用户水质分析模块对用户净水数据层不断上传的数据进行分析，并将用户净水数据层上传的新数据输入至净水水质分析层进行神经网络训练得到更新的用户净水器出水量数据和用户水质数据。
上述的基于自主认知人工智能家用净水系统，其中，所述的水质分析阈值模块包括用户净水器出水量数据阈值和用户水质数据阈值，所述的水质分析阈值模块的用户净水器出水量数据阈值为预设的总出水量，所述的水质分析阈值模块的用户水质数据阈值为导入用户净水数据层的水质标准数据模块作为阈值数据，所述的水质分析阈值模块采用优劣级判定用户净水器水质是否超过水质阈值，所述的水质分析阈值模块的优级为用户水质数据阈值，劣级为用户净水器出水量数据阈值。所述的水质分析阈值模块不断地将用户净水器出水量分析模块和用户水质分析模块的数据提取后与水质分析阈值模块进行比对，当用户水质分析模块的数据接近水质分析阈值模块的数值时会立即将信息传送给用户服务层并提示用户更换滤芯。
上述的基于自主认知人工智能家用净水系统，其中，所述的用户服务层为安装在移动设备或智能家居终端控制设备上的应用程序，所述的用户服务层通过语音交互或推送消息交互，所述的用户服务层通接受云端服务器下达的指令后先向用户发出更换滤芯的提醒或警报。
上述的基于自主认知人工智能家用净水系统，其中，包括以下步骤：
步骤1：用户通过安装在移动设备或智能家居终端控制设备上的自主认知人工智能家用净水系统应用程序绑定净水器；
步骤2：开启自主认知人工智能家用净水系统使其处在工作状态；
步骤3:自主认知智能净水管理系统收集传感器系统上传至云端服务器的用户净水器出水量数据和用户水质数据信息；
步骤4：自主认知智能净水管理系统将步骤3获得的数据输入到预定的神经网络中并进行深度训练学习，生成用户净水器出水量分析数据和用户水质分析数据；
步骤5：重复步骤3至步骤4，不断将更新的净水水质分析层数据提取与水质分析阈值模块进行比对，当用户水质分析模块的数据接近水质分析阈值模块的数值时会立即将信息传送给用户服务层并提示用户更换滤芯。
上述的基于自主认知人工智能家用净水系统，其中，所述的步骤3包括以下步骤：
步骤3.1：将水流量传感器的出水流量数据上传到云端服务器形成用户净水器出水量数据模块；
步骤3.2：将水质传感器的水质数据上传到云端服务器的净水形成用户水质数据模块；
步骤3.3：将用户操作记录数据上传到云端服务器的净水形成用户操作记录数据模块；
步骤3.4：上述步骤3.1至3.3形成用户净水器出水量数据模块和用户水质数据模块。
上述的基于自主认知人工智能家用净水系统，其中，所述的步骤4包括以下步骤：
步骤4.1：将步骤3.4的数据模块以及水质标准数据模块的数据导入到自主认知人工智能家用净水系统的用户净水水质分析层；
步骤4.2：步骤4.1的数据分别形成用户净水器出水量分析模块、用户水质分析模块、水质标准分析模块和水质分析阈值模块；
步骤4.3：不断重复步骤4.1至步骤4.2，将数据输入到预定的神经网络中并进行深度训练学习，得到更新的用户净水水质分析层数据。
上述的基于自主认知人工智能家用净水系统，其中，所述的步骤5包括以下步骤：
步骤5.1：将步骤4.2的水质标准数据模块的数据以及用户净水器出水总量设为水质分析阈值模块的阈值指标；
步骤5.2:将水质标准分析模块作为水质分析阈值模块的优级，将用户净水器滤芯安全出水总量作为水质分析阈值模块的劣级；
步骤5.3：当用户水质分析模块触发水质分析阈值模块的优级或用户出水总量触发水质分析阈值模块的劣级时由用户服务层立即提醒或警报用户更换滤芯。
本发明的基于自主认知人工智能家用净水系统，由于采用了上述方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极的技术效果：
(1)本发明的基于自主认知人工智能家用净水系统方法运用目前较为成熟的技术组合而成，系统成本极低，可以大范围市场化推广；(2)本发明的基于自主认知人工智能家用净水系统通过深度学习获取的数据能及时判断水质的好坏，一旦水质变差，会及时提醒用户更换滤芯或耗材，避免已经失去功效的滤芯或耗材继续使用造成的二次生活用水污染；
(3)本发明的基于自主认知人工智能家用净水系统为用户提供安全可靠的净水饮用水，保证了用户家用水质的安全。
具体实施方式
本发明公开了一种基于自主认知人工智能家用净水系统，由净水器、传感器系统、网关、云端服务器和自主认知智能净水管理系统组成，所述的传感器系统通过网关将水质数据上传到云端服务器，所述的自主认知智能净水管理系统将云服务器上传的水质数据结合用户行为操作数据进行深度学习，并由自主认知智能净水管理系统计算出净水器滤芯可用时间并在用户智能家居终端显示或提醒。
所述的净水器为配置有三级滤芯的净水器。
所述的传感器系统包括水流量传感器和水质传感器。
所述的水流量传感器包括水流量统计模块、通信模块和电源模块，所述的水流量传感器系统水流量统计模块用以统计净水器出水端流出的水量数据，所述的水流量传感器系统的通信模块向网关上传水流量统计模块统计的水流量数据，所述的水流量传感器系统的通信模块可采用低功耗蓝牙通信模块、无线网络通信模块或zigbee通信模块，所述的水流量传感器系统的电源模块包括供电插头和整流变压装置组成，所述的水流量传感器系统的电源模块向通信模块和控制模块提供其运行所需要的电能。
所述的水质传感器包括多水质参数监测传感器、水质浊度传感器和水质金属离子监测传感器，所述的多水质参数监测传感器由多水质参数监测模块、通信模块和电源模块组成，所述的水质浊度传感器由水质浊度监测模块、通信模块和电源模块组成，所述的水质金属离子监测传感器由水质金属离子监测模块、通信模块和电源模块组成。
所述的多水质参数监测传感器的多水质参数监测模块用以监测净水出水的cod、氨氮、总磷和总氮等数据，并由多水质参数监测传感器的通信模块通过网关向云端服务器上传数据，所述的多水质参数监测传感器的通信模块可采用低功耗蓝牙通信模块、无线网络通信模块或zigbee通信模块，所述的多水质参数监测传感器的电源模块包括供电插头和整流变压装置组成，所述的多水质参数监测传感器的电源模块向多水质参数监测模块和通信模块提供其运行所需要的电能。
所述的水质浊度传感器的水质浊度监测模块用以监测水质的浊度和悬浮物等数据，并由水质浊度传感器的通信模块通过网关向云端服务器上传数据，所述水质浊度传感器的通信模块可采用低功耗蓝牙通信模块、无线网络通信模块或zigbee通信模块，所述的水质浊度传感器的电源模块包括供电插头和整流变压装置组成，所述的水质浊度传感器的电源模块向水质浊度监测模块和通信模块提供其运行所需要的电能。
所述的水质金属离子监测传感器的水质金属离子监测模块用以监测水质各项金属离子的数据，并由水质金属离子监测传感器的通信模块通过网关向云端服务器上传数据，所述的水质金属离子监测传感器的通信模块可采用低功耗蓝牙通信模块、无线网络通信模块或zigbee通信模块，所述的水质金属离子监测传感器的电源模块包括供电插头和整流变压装置组成，所述的水质金属离子监测传感器的电源模块向水质浊度监测模块和通信模块提供其运行所需要的电能。
所述的网关用以传感器系统和云端服务器之间的通信，所述的传感器系统与网关之间的通信可采用低功耗蓝牙通信、wi-fi通信、zigbee通信或有线网络通信，所述的网关与云端服务器之间的通信可采用有线宽带网络或移动通信网络。
所述的云端服务器采用较为成熟的公有云或自建云技术。
所述的自主认知智能净水管理系统由用户净水数据层、用户净水水质分析层和用户服务层组成。
所述的用户净水数据层包括用户净水器出水量数据模块、用户水质数据模块、用户操作记录数据模块和水质标准数据模块。所述的用户净水器出水量数据模块为传感器系统中的水流量传感器上传到云端服务器的净水器历次出水流量数据，所述的用户水质数据模块为传感器系统中的水质传感器上传到云端服务器的净水器出水水质数据，包括：水质的：cod、氨氮、总磷、总氮、浊度、悬浮物、各项金属离子等数据，所述的用户操作记录数据为用户更换滤芯、开启、关停净水器等数据，所述的水质标准数据模块采用国家标准gb19298-2014《食品安全国家标准包装饮用水》等各项水质标准数据。
所述的用户净水水质分析层包括用户净水器出水量分析模块、用户水质分析模块、水质标准分析模块和水质分析阈值模块，所述的用户净水器出水量分析模块和用户水质分析模块对用户净水数据层不断上传的数据进行分析，并将用户净水数据层上传的新数据输入至净水水质分析层进行神经网络训练得到更新的用户净水器出水量和用户水质数据。所述的水质标准模块导入用户净水数据层的水质标准数据模块，所述的水质分析阈值模块采用优劣级判定用户净水器水质是否超过水质阈值，水质分析阈值模块不断地将用户水质分析模块的数据提取后与水质标准模块进行综合分析，当用户水质分析模块的数据超过水质标准模块的阈值时会立即将信息传送给用户服务层并提示用户更换滤芯。所述的水质分析阈值模块采用优劣级的指标为用户水质分析模块的用户净水器出水量和用户水质数据，优级：用户水质数据，劣级：用户净水器出水量。
所述的用户服务层为安装在移动设备或智能家居终端控制设备上的应用程序，所述的用户服务层通过语音交互或推送消息交互，所述的用户服务层通接受云端服务器下达的指令后先向用户发出更换滤芯的提醒或警报。
所述的基于自主认知人工智能家用净水系统，其中，包括以下步骤：
步骤1：用户通过安装在移动设备或智能家居终端控制设备上的自主认知人工智能家用净水系统应用程序绑定净水器；
步骤2：开启自主认知人工智能家用净水系统使其处在工作状态；
步骤3:自主认知智能净水管理系统收集传感器系统上传至云端服务器的用户净水器出水量数据和用户水质数据信息；
步骤4：自主认知智能净水管理系统将步骤3获得的数据输入到预定的神经网络中并进行深度训练学习，生成用户净水器出水量分析数据和用户水质分析数据；
步骤5：重复步骤3至步骤4，不断将更新的净水水质分析层数据提取与水质分析阈值模块进行比对，当用户水质分析模块的数据接近水质分析阈值模块的数值时会立即将信息传送给用户服务层并提示用户更换滤芯。
步骤3还包括：
步骤3.1：将水流量传感器的出水流量数据上传到云端服务器形成用户净水器出水量数据模块；
步骤3.2：将水质传感器的水质数据上传到云端服务器的净水形成用户水质数据模块；
步骤3.3：将用户操作记录数据上传到云端服务器的净水形成用户操作记录数据模块；
步骤3.4：上述步骤3.1至3.3形成用户净水器出水量数据模块和用户水质数据模块。
步骤4还包括：
步骤4.1：将步骤3.4的数据模块以及水质标准数据模块的数据导入到自主认知人工智能家用净水系统的用户净水水质分析层；
步骤4.2：步骤4.1的数据分别形成用户净水器出水量分析模块、用户水质分析模块、水质标准分析模块和水质分析阈值模块；
步骤4.3：不断重复步骤4.1至步骤4.2，将数据输入到预定的神经网络中并进行深度训练学习，得到更新的用户净水水质分析层数据。
步骤5还包括：
步骤5.1：将步骤4.2的水质标准数据模块的数据以及用户净水器出水总量设为水质分析阈值模块的阈值指标；
步骤5.2:将水质标准分析模块作为水质分析阈值模块的优级，将用户净水器滤芯安全出水总量作为水质分析阈值模块的劣级；
步骤5.3：当用户水质分析模块触发水质分析阈值模块的优级或用户出水总量触发水质分析阈值模块的劣级时由用户服务层立即提醒或警报用户更换滤芯。
本发明的基于自主认知人工智能家用净水系统，由于采用了上述方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极的技术效果：
(1)本发明的基于自主认知人工智能家用净水系统方法运用目前较为成熟的技术组合而成，系统成本极低，可以大范围市场化推广；(2)本发明的基于自主认知人工智能家用净水系统通过深度学习获取的数据能及时判断水质的好坏，一旦水质变差，会及时提醒用户更换滤芯或耗材，避免已经失去功效的滤芯或耗材继续使用造成的二次生活用水污染；
(3)本发明的基于自主认知人工智能家用净水系统为用户提供安全可靠的净水饮用水，保证了用户家用水质的安全。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但本发明不限制于以上描述的具体实施例，其只是作为范例。对于本领域技术人员而言，任何对于该系统进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所做出的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。