一种基于GPRS的净水器数据采集系统及方法与流程

本发明属于净水器设备,具体而言是一种结合物联网技术、云技术的基于GPRS的净水器数据采集系统及方法。

背景技术：

净水器设备按照净水水质分为一般净水器、纳滤净水器、纯水净水器、超纯水净水器。一般净水器出水水质达到GB5749-2006《生活饮用水水质卫生标准》要求，但是不能生饮。纳滤净水器出水水质达到CJ94-1999《饮用净水水质标准》要求，可以直接生饮。纯水净水器出水水质达到GB17323、GB17324或《生活饮用水水质处理器卫生安全与功能评价规范——反渗透处理装置》要求，可以直接生饮，是饮水水质最好的净水器。超纯水净水器出水水质电导率小于等于1us/cm，常用于实验室、科研用水。

净水器设备按照功能分为普通净水器和智能净水器。普通净水器能实现一般净水功能。智能净水器在普通净水器基础上，引入传感技术，不仅能实现一般净水功能，还能了解净水器进水水质、出水水质以及净水量，了解净水器滤芯寿命，在净水器出水水质不好的时候自动提醒更换滤芯。

现有智能净水器大都具备显示屏，中央处理器，传感器等，这种净水器外观设计好，科技感强，深得消费者喜欢。但是却缺少与人互动，不能顺应当下的大数据技术发展趋势。随着智能净水器的接受程度越来越高，物联网技术应用越来越普及，人们的生活方式有了很大的改变。

本发明考虑到这一变化趋势，提出一种基于GPRS的净水器数据采集系统及方法，应用到智能净水器中，大大提高智能净水器的用户体验。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种基于GPRS的净水器数据采集系统及方法，用以解决现有智能净水器缺少与人互动，不能顺应当下的大数据技术发展趋势的问题，大大提高智能净水器的用户体验。

为了解决上述问题，本发明提出一种基于GPRS通信的净水器数据采集系统，其特征在于：所述系统包括：服务器组件、GPRS通信组件、数据处理单元、水质监测单元、流量监测单元、显示单元；其中，所述云服务器双向无线通信连接所述GPRS通信组件，所述GPRS通信组件与所述数据处理单元双向连接，所述水质监测单元、所述流量监测单元将检测信号连接至所述数据处理单元，所述显示单元显示净水器数据。

进一步的，所述显示单元为LCD显示器。

进一步的，所述显示单元设置于监控室或者用户家中。

同时本发明还提出一种基于GPRS通信的净水器数据采集方法，其特征在于：对净水器进行在线监测，并将监测结果发送至云服务器，利用数据处理单元进行信号处理，其中，通过GPRS通信组件进行信号传输，所述云服务器双向无线通信连接所述GPRS通信组件，所述GPRS通信组件与所述数据处理单元双向连接，所述对净水器进行在线监测包括水质监测和流量监测，所述数据处理单元还连接至显示单元。

进一步的，基于GPRS的净水器数据采集方法，其中云服务器双向无线通信连接所述GPRS通信组件的数据包括上报数据和返回数据，所述上报数据包括IMEI码、流量增量、进水水质、出水水质、基站位置、通信序号；所述返回数据包括IMEI码、上报结果、流量总量。

进一步的，GPRS的净水器数据采集方法的数据交互流程包括：第一步：数据处理单元根据交互数据格式中的上报数据格式进行数据封包，把GPRS通信组件的IMEI码、最新的流量增量、最新的进水水质监测值、最新的出水水质监测值、基站位置、最新的通信序号封装在数据包里面。第二步：数据处理单元进行数据加密，采用AES256算法，对传输数据进行加密。第三步：GPRS通信组件通过HTTP的GET方法上报增量数据到云服务器，清零流量增量，保存本次上报的流量增量。第四步：云服务器收到数据，解包后，把流量增量计算到流量总量中，并根据IMEI码保存新的流量总量数据到对应数据库位置。第五步：云服务器根据交互数据格式的返回数据格式进行数据封包。第六步：云服务器下发最新的流量总量到GPRS通信组件。第七步：GPRS通信组件收到云服务器下发的数据包，并将数据包发送至数据处理单元，数据处理单元解析出流量总量并保存，清零本次上报的流量增量。进一步的，基于GPRS的净水器数据采集方法通过以下流程开展：首先进行系统初始化，对水质进行监测，对流量进行监测，查看是否超时，如果没有超时，则继续获取水质参数，如果超时，则查看GPRS通信是否正常，如果不正常，则在显示器显示通信故障，如果正常，查看统计的流量增量是否满足上报要求，如果不满足，则在显示器显示流量增量；如果满足，则设备上报流量增量到云服务器，云服务器把流量监测统计的流量增量和云服务器的最新流量总量相加，通过LCD显示。

基于GPRS的净水器数据采集方法的数据储存端分为主存储区和备份存储区，采用乒乓操作方式进行存储，增加存储数据的可靠性。

进一步的，可以通过以下方式远程对阀门进行控制，具体为：设置短信通信模块，其中云服务器通过短信通信模块与数据处理单元连接，数据处理单元收到指令后对电子阀门进行打开和关闭处理，并把指令执行结果通过GPRS通信上报到云服务器。

由上述技术方案，与现有技术相比，基于GPRS的净水器数据采集方法采用GPRS通信模块的IMEI码作为通信唯一ID，方便设备生产，也方便服务器对设备进行管理；采用GPRS通信模块的服务小区基站代码作为位置信息，上传到云服务器，方便云服务器对设备进行管理；数据采集方法采用HTTP的GET方法传输数据，程序实现简单，对设备端硬件要求低；数据采集方法采用AES256加密算法，对传输数据进行加密，保密性好；采用云服务器存储流量总量，设备端存储流量增量的方式，增加流量存储的可靠性；采用乒乓操作方式进行存储，增加存储数据的可靠性。

附图说明

需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，不构成对本发明的限制。

附图1是本发明提供的一种基于GPRS通信的净水器数据采集系统;

附图2是本发明提供的基于GPRS的净水器数据采集方法的水流量处理流程;

附图3是本发明提供的基于GPRS的净水器数据采集方法的交互数据设计;

附图4是本发明提供的基于GPRS的净水器数据采集方法的数据交互流程;

附图5是本发明提供的基于GPRS的净水器数据采集方法的控制流程;

附图6是本发明提供的基于GPRS的净水器数据采集系统的优选实施例;

附图7是本发明提供的基于GPRS的净水器数据采集系统的优选实施例的交互数据设计;

附图8是本发明提供的基于GPRS的净水器数据采集系统的优选实施例的数据交互流程。

具体实施方式

如图1所示，基于GPRS的净水器数据采集系统，由云服务器，GPRS通信，数据处理，水质监测，流量监测，LCD显示这几部分组成，水质监测和流量监测用来实时采集净水器的进水水质、出水水质、流量统计，数据处理负责处理采集到的数据，把结果输出到LCD显示，并通过GPRS通信把数据发送到云服务器。

其中，所述云服务器双向无线通信连接所述GPRS通信组件，所述GPRS通信组件与所述数据处理单元双向连接，所述水质监测单元、所述流量监测单元将检测信号连接至所述数据处理单元，所述显示单元显示净水器数据。

如图2所示，基于GPRS的净水器数据采集方法的数据存储算法主要解决流量这个关键数据的存储，具体步骤如下：第一步：通过流量传感器进行流量监测，获取流量增量，存储流量增量到本地的存储器中，采用乒乓操作进行本地数据存储，并且把流量增量和服务器保存的流量总量相加，结果通过LCD显示来显示。第二步：判断流量增量是否满足上报要求，如果不满足，则进入第五步，如果满足，则进入第三步。第三步：上报流量增量到云服务器，清零流量增量，保存本次上报的流量增量。第四步：获取云服务器最新流量总量并保存，清零本次上报的流量增量。第五步：结束流程。

如图3所示，基于GPRS的净水器数据采集方法的交互数据设计主要解决设备和云服务器进行数据交互的数据格式设计，分为上报数据和返回数据。上报数据主要携带IMEI码、流量增量、进水水质、出水水质、基站位置、通信序号这几项。返回数据主要携带IMEI码、上报结果、流量总量这几项。

如图3所示，基于GPRS的净水器数据采集方法的数据交互流程主要解决设备和云服务器进行数据交互的流程，具体步骤如下：第一步：设备根据交互数据格式中的上报数据格式进行数据封包，把设备的GPRS通信模块的IMEI码、最新的流量增量、最新的进水水质监测值、最新的出水水质监测值、基站位置、最新的通信序号封装在数据包里面。第二步：设备进行数据加密，采用AES256算法，对传输数据进行加密。第三步：设备通过HTTP的GET方法上报增量数据到云服务器，清零流量增量，保存本次上报的流量增量。第四步：云服务器收到数据，解包后，把流量增量计算到流量总量中，并根据IMEI码保存新的流量总量数据到对应数据库位置。第五步：云服务器根据交互数据格式的返回数据格式进行数据封包。第六步：云服务器下发最新的流量总量到设备端。第七步：设备收到云服务器下发的数据包，解析出流量总量并保存，清零本次上报的流量增量。

如图5所示，基于GPRS的净水器数据采集方法的软件流程主要描述软件的执行流程，具体步骤如下：第一步：设备上电后，首先进行系统初始化，完成硬件初始化，软件初始化。第二步：调用水质检测传感器对进水水质和出水水质进行监测，实时获取水质值。第三步：调用流量检测传感器对流量进行监测，实时获取流量值。第四步：查看10ms定时是否超时，如果没有超时，则返回第二步，如果超时，则进入第五步。第五步：查看GPRS通信是否正常，如果不正常，则进入第八步，如果正常，则进入第六步。第六步：查看统计的流量增量是否满足上报要求，如果不满足，则进入第八步，如果满足，则进入第七步。第七步：设备上报流量增量到云服务器，流程参考一种基于GPRS的净水器数据采集方法的数据交互流程。第八步：设备把流量监测统计的流量增量和云服务器的最新流量总量相加，通过LCD显示。

如图6所示，设置短信通信模块，其中云服务器通过短信通信模块与数据处理单元连接，数据处理单元收到指令后对电子阀门进行打开和关闭处理，并把指令执行结果通过GPRS通信上报到云服务器。由于加入了玄心通信模式，这样的设置形成了长连接，云服务器下发控制指令后指令的传输速度对比于仅通过GPRS通信的实时性更优。

如图7所示，基于GPRS的净水器数据采集系统的短信方式交互数据设计分为短信控制命令和GPRS返回结果，其中短信控制命令包括IMEI码、命令、值；GPRS返回结果包括IMEI码、命令、执行结果

如图8所示，基于GPRS的净水器数据采集系统的数据交互流程为开始，设备可选择性地进行初始化，云服务器通过短信通信通信下发电子阀门控制指令到数据处理单元，数据处理单元收到指令后对电子阀门进行打开和关闭处理，并把指令执行结果通过GPRS通信上报到云服务器。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现成使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一半原理可以在不脱离本发明的精神成范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。