一种智能监测、维护水文监测终端的系统及应用方法与流程

本发明属于自动化控制技术领域，具体涉及一种用于水文设备中的协助进行设备检测和维护的系统以及该系统的应用方法。

背景技术：

随着现代自动化控制技术突飞猛进，尤其是网络技术的迅速发展，水文设备的控制已经变得自动化和智能化。在水利工程项目中，往往利用许多水文监测终端设备来进行数据采集，如对水位、雨量、流量、功率、气压等进行监测的设备，上述监测设备相配套的在电脑上安装有接收设备采集的数据的客户端软件，软件接收数据后将数据保存到数据库中，然后通过软件可以查看各个监测设备是否正常运行。

水文设备一般都安装于户外，设备电池耗尽、电路损坏、人为偷盗等情形都会导致无法接收到正常的数据。目前监测并维护水文设备的方法是，专职监测的工作人员人力对所有数据进行监控，当发现某一设备上报数据不正常时，工作人员打电话告知工程人员那些设备出现问题，派送工程维护人员去进行现场勘查然后视情况进行相应的维护工作。

目前对水文设备进行监测、维护的工作往往依靠工作人员的主观能动性，虽然能够基本满足工作的需求，但是比较耽误时间，需要专职设置人员进行数据的查看判断设备是否正常工作，然后再通知工程维护人员哪些设备出了问题。在沟通的过程中，工程维护人员因为不是直观接收到设备信息，不仅不了解设备问题，而且一旦设备分布过于广难以查找，工程维护人员还需花费大量时间和精力去寻找设备的位置。

技术实现要素：

本发明提供一种对现有的水文设备进行监测、维护流程补充完善的系统，该系统不仅能够实现自动发现问题设备，并且将问题设备的详细地点告知工程维护人员，同时还可以对设备地点进行导航，使工程维护人员获取问题设备信息后能够准确快速地到达有问题的水文设备处。

本发明要达到的技术效果通过以下技术方案来实现：

本发明中提供的智能监测、维护水文监测终端的系统包括：

数据接收模块，用于接收水文设备采集的数据，并对接收的数据进行解析；

数据存储模块，用于接收并存储数据接收模块解析后的数据、存储水文设备信息；

服务推送模块，用于读取并分析数据存储模块中的数据，筛选出问题设备，并将问题设备信息、包括问题设备位置组合成信息推送至工程人员操作终端；

导航模块，用于问题设备位置信息，同时接收卫星定位系统信号实现问题设备定位以及导航；所述导航模块为内置于工程人员操作终端内的地图导航软件；

所述水文设备协助监测、维护系统各相连模块之间按照通信协议对所述命令进行协议编码，并发送已进行协议编码的命令，完成通信过程。

本发明中的所述水文设备包括雨量采集终端设备、水位采集终端设备、水温采集终端设备、流量采集终端设备、功率采集终端设备、气压采集终端设备。工程人员操作终端包括智能手机、平板电脑、智能穿戴设备等操作终端设备。

进一步地，所述数据存储模块为数据库。

所述水文设备与数据接收模块之间使用GPRS无线通讯方式，通信协议为modbus-rtu协议。所述数据接收模块与数据存储模块、数据存储模块与服务推送模块之间以TCP/IP 协议进行通信。所述服务推送模块与导航模块之间为HTTP协议通信。

本发明中使用的地图导航软件百度地图软件、高德地图软件、腾讯地图软件。

本发明中所述问题设备信息包括设备安装地的经纬度、设备名称、设备故障现象。

本发明中还提供一种上述系统的应用方法，包括如下步骤：

S01：数据接收模块接收水文设备采集的数据，并对接收的数据进行解析；

S02：数据存储模块接收并存储数据接收模块解析后的水文设备数据；

S03：服务推送模块读取并分析数据存储模块中的数据，然后筛选出有问题的设备，然后将有问题设备的信息以及问题设备位置信息推送到工程人员操作终端上；

S04：工程人员的操作终端接收到问题设备位置信息后，解析推送信息至导航模块，导航模块对设备所处位置进行定位并进行导航，工程人员在导航模块的引导下到达目的地进行设备维护。

进一步地，S03步骤中，筛选问题设备的方法为：服务推送模块读取每个水文设备在数据存储模块中接收到的数据，将无数据传输、数据大小与实际值偏差过大、数据有误、数据偏离实际的水文设备认定为问题设备。

本发明具有如下有益效果：本发明提供的是一种对现有的水文设备进行监测、维护流程补充完善的系统，该系统不仅能够实现自动发现问题设备，并且将问题设备的详细地点告知工程维护人员，同时还可以对设备地点进行导航，使工程维护人员获取问题设备信息后能够准确快速地到达有问题的水文设备处。本发明中最大的特点一方面是实现系统自动晒筛选问题设备并利用智能终端设备的推送功能接收并推送消息，另一方面本发明的系统中结合了地图导航技术，便于工程维护人员准确迅速的前往设备安装地进行设备维护，降低人力成本提高效率的同时节约了大量的时间。

附图说明

附图1为本发明中的智能监测、维护水文监测终端的系统的序列图；

附图2为本发明中的智能监测、维护水文监测终端的系统应用流程图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明的内容进行进一步的描述。

如附图所示，本发明中提供的智能监测、维护水文监测终端的系统包括：数据接收模块，用于接收水文设备采集的数据，并对接收的数据进行解析；

数据存储模块，用于接收并存储数据接收模块解析后的数据、存储水文设备信息；水文设备信息包括设备名称、使用年限、设备参数、设备安装地点、设备附件信息等基本信息。

服务推送模块，用于读取并分析数据存储模块中的数据，筛选出问题设备，并将问题设备信息、包括问题设备位置组合成信息推送至工程人员操作终端；

导航模块，用于问题设备位置信息，同时接收卫星定位系统信号实现问题设备定位以及导航；所述导航模块为内置于工程人员操作终端内的地图导航软件，进一步地，所述地图导航软件包括百度地图软件、高德地图软件、腾讯地图软件；

所述智能监测、维护水文监测终端的系统各相连模块之间按照通信协议对所述命令进行协议编码，并发送已进行协议编码的命令，完成通信过程。

上述问题设备信息包括设备安装地的经纬度、设备名称、设备故障现象等。

监测的水文设备包括雨量采集终端设备、水位采集终端设备、水温采集终端设备、流量采集终端设备、功率采集终端设备、气压采集终端设备等常用水文设备。上述设备可能出现的问题如设备电池耗尽、被盗取、设备失效等，从上传的设备数据异常看来，主要设备数据异常的表现情况如：

雨量采集终端设备出现不上传数据、上传的数据量太大、上传的数据偏离实际，如在连绵的雨季数据采集量为0；

水位采集终端设备出现不上传数据、上传数据有误偏离实际，如水位出现负值、数百甚至数千数万米的数据；

水温采集终端设备出现不上传数据、传的数据量太大、上传的数据偏离实际超过正常范围的温度数据；

流量、功率、气压等采集终端设备与上述设备相似，出现不上传数据、数据有误或者偏离实际超出正常范围的情况。

在本发明的系统中，数据库存储模块直接使用数据库即可。数据接收模块、服务推送模块可采用PC客户端软件，使之在服务器上安装运行。

通信方式方面：水文设备与数据接收模块之间使用GPRS无线通讯方式，通信协议为modbus-rtu协议；数据接收模块与数据存储模块、数据存储模块与服务推送模块之间以TCP/IP 协议进行通信；服务推送模块与导航模块之间为HTTP协议通信。

以下根据应用实例对使用本发明中的智能监测、维护水文监测终端的系统的方法进行说明：

职工A和职工B在水利局任职，A在在监控室工作，主要负责数据监控和其他相关工作，B主要负责水文设备巡视和维护，其工作模式一直是A通过在数据接收软件上查看水文设备上传的数据来发现问题，并通知B去设备现场进行维护。某天，职工A由于一些原因，忘记查看数据，导致当天一些设备问题没能得到发现及有效维护，A和B都受到了批评。

为了杜绝上述情况的发生，A和B在工作中采用了本发明提供的智能监测、维护水文监测终端的系统。职工B利用自己的智能手机作为操作终端，同时在该智能手机上安装了百度地图导航软件。在不同的服务器上分别安装了数据接收模块和服务推送模块，并将另一单独的数据库作为数据存储模块，这样不仅便于通信，同时还避免将所有模块设于同一服务器中信息流量过大带来的服务器瘫痪。

应用了本发明中的系统后，A某一天需要离开监控室出差，B通过本系统对水文设备进行监控。

系统运行的具体过程如下：

S01：数据接收模块接收水文设备采集的数据，并对接收的数据进行解析；

S02：数据存储模块接收并存储数据接收模块解析后的水文设备数据；

S03：服务推送模块读取并分析数据存储模块中的数据，然后筛选出有问题的设备，然后将有问题设备的信息以及问题设备位置信息推送到B的智能手机上；筛选问题设备的方法为：服务推送模块读取每个水文设备在数据存储模块中接收到的数据，将无数据传输、数据大小与实际值偏差过大、数据有误、数据偏离实际的水文设备认定为问题设备；

筛选分析的方法进一步可以设为：首先取出每个水文设备终端最后上传的100条数据，先挑出最后一条，若最后一条的上传时间与当前时间相隔数日，则说明设备已没有正常工作，如果上传时间相隔不大，那么先分别算出前面90条数据和后面10条数据的平均值，如果差异较大，说明设备也可能存在异常，当然每种设备分析异常的方法要不同，不能通用，比如采集雨量的设备有可能一直上传0，这个还要根据天气来判断。

S04：B的智能手机接收到问题设备位置信息后，解析推送信息至百度导航，百度导航对设备所处位置进行定位并进行导航，B在百度导航的引导下到达目的地进行设备维护。

以B在监控过程中发现一处异常为例：一处名为“亭子下”的测水点，服务推送模块发现该水位采集终端设备已经两天没有上传过任何数据，于是认定该设备为问题设备，服务推送软件从数据存储模块中调出该采集终端设备的详细信息，然后开始组合推送信息：推送标题为“设备异常信息”这几个字，推送内容为“亭子下/116.444/49.44/停止上传数据”，其中亭子下是测水点名称，116.444和49.44是测水点对应采集设备的经度和纬度，停止上传数据是异常原因。组合好后，把信息推送至B的智能手机。B的智能手机接收到该推送信息后，手机标题栏上显示了该信息，B点击该条信息记录，这时智能手机打开百度导航软件加载地图，解析推送信息“亭子下/116.444/49.44/停止上传数据”至百度导航，百度导航软件根据经纬度在地图上标注这个点，将亭子下，停止上传数据显示在这个点旁边。B继续再智能手机上进行导航操作，导航软件马上将B的当前位置定位出来，并以B当前位置为起点，亭子下那个点为终点，推荐了一条线路，B按照这条线路很快就找到了问题设备，经检查发现，是因为设备电池电量耗尽，导致不能上传数据，B更换了电池，设备又能正常上传数据。

同时使用本发明中的系统，工程维护人员通过自己一个人即可进行设备故障筛选及维护，用时短效率高。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明实施例的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明实施例技术方案的范围。