一种基于物联网的阀门智能管控平台的制作方法

本发明涉及阀门智能控制，具体为一种基于物联网的阀门智能管控平台。

背景技术：

1、阀门控制系统是一种用于控制流体或气体的系统，通常用于工业和生产过程中。该系统能够实现流体的流量调节、流向控制以及压力调节等功能，是现代工业中不可或缺的关键技术。阀门控制系统的核心原理是通过控制阀门的开度来调节流体的流量。通过改变阀门的打开程度，系统可以实现精确的流量调节，从而满足不同流程和工艺的需求。

2、在申请公布号为cn109667973a的中国发明专利中，公开了一种高精度流量阀门控制系统，包含精密调压阀、流量控制阀、高精度流量计和控制模块，流动介质依次通过精密调压阀、流量控制阀和高精度流量计：所述控制模块接收精密调压阀、流量控制阀和高精度流量计的反馈信号，并对精密调压阀和流量控制阀进行控制，形成一套闭环的控制系统，实现信号的相互反馈，以便于调节阀门，并提高控制精度：流量控制阀通过控制阀门的开度以及开闭的频率来实现对流量的自动化控制，避免了繁琐的调节操作，并保证了流量控制的精度：高精度流量计对通过的介质流量进行复核，以确保流量精度的要求。

3、在结合以上申请文件及现有技术的基础上，在对阀门及安装系统完成安装后，如果阀门控制系统所在区域内存在一定的通信信号干扰或处于通信盲区，可能会导致阀门控制系统在使用时，不能有效地接收到给出的控制指令，导致阀门可能难以依据预期来执行相应的控制指令，降低阀门控制系统的可靠性。而且，在接收到控制指令后，由于执行器对阀门的控制策略的执行程度不足，也可能导致阀门在执行控制指令时，执行效果难以达到预期效果。

4、为此，本发明提供了一种基于物联网的阀门智能管控平台。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于物联网的阀门智能管控平台，通过识别当前的阀门使用场景，并匹配出与使用场景对应的阀门控制方案，执行所述控制方案，对阀门的运行状态进行调整；对阀门运行状态数据进行监测，构建相应的阀门状态数据集合，由阀门状态数据集合构建差异度，若差异度超过差异阈值，以训练后的优化模型对所述控制策略进行优化，获取优化的控制策略；由预测数据生成可靠度，若可靠度超过可靠度阈值，为阀门控制系统的关键组件的备份，并依据构建的调整度判断是否对关键组件进行切换。提高阀门系统的可靠性，确保在阀门进入使用状态或者接收到相应的控制指令后，能够准确执行，从而解决了背景技术中的问题。

3、(二)技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于物联网的阀门智能管控平台，包括，通信质量监测单元，监测阀门待安装区内的通信质量并构建相应的通信质量数据集合，进而生成强度系数dsx，若强度系数dsx未超过通信质量阈值，对相应的子区域内的通信条件进行优化；

5、场景适配单元，识别当前的阀门使用场景，并匹配出与使用场景对应的阀门控制方案，执行所述控制方案，对阀门的运行状态进行调整；

6、控制策略优化单元，在执行所述控制方案后，对阀门运行状态数据进行监测，构建相应的阀门状态数据集合，进而构建差异度cyd，若差异度cyd超过差异阈值，以训练后的优化模型对所述控制策略进行优化，获取优化的控制策略；

7、备份组件切换单元，以训练后的阀门控制模型对阀门控制系统的运行状态进行预测，由预测数据生成可靠度kdv，若可靠度kdv超过可靠度阈值，为阀门控制系统的关键组件的备份，并依据构建的调整度tds判断是否对关键组件进行切换。

8、进一步的，将阀门的待安装区分割为若干个子区域，在各个子区内设置检测点，于检测点处检测通信质量，由检测数据构建强度系数dsx，以强度系数dsx筛除出低质量区域，构建覆盖待安装区域的电子地图后，将低质量区域在电子地图上标注。

9、进一步的，在阀门上安装数据采集装置及执行器；由数据采集装置采集当前阀门周围区域内的图像信息或接收控制指令，对两者进行识别，识别当前的阀门使用场景并输出；依据预先设置的若干个使用场景配置对应的阀门控制方案，汇总后构建控制方案库。

10、进一步的，执行控制方案后，设置若干个等间隔的采集节点，在采集节点上由数据采集装置阀门开启之后状态数据，并由控制方案获取对应的预设状态数据；由阀门状态数据集合构建差异度，若分析获取的差异度cyd超过差异阈值，向外部发出优化指令。

11、进一步的，获取阀门的控制策略，以提高阀门响应的精细程度作为优化目标，以水体消耗量不增加作为约束条件，使用蚁群算法构建优化模型，以训练后的优化模型对所述控制策略进行优化，获取优化后的控制策略。

12、进一步的，以样本数据训练获取阀门控制模型，以阀门控制系统测试及其相关词作为检索词，完成阀门测试知识图谱的构建；对阀门及其控制系统的数据做特征识别后，获取相应的测试特征。

13、进一步的，为当前的阀门控制系统匹配对应的测试方案；以测试方案作为输入，以训练后的阀门控制模型对阀门控制系统的运行状态进行预测，并在经过若干次预测之后，将获取的测试参数汇总构建测试数据集合。

14、进一步的，由测试数据集合生成可靠度kdv，方式如下：对测试获取的泄漏率lv、响应速度xv及流量系数sv做线性归一化处理，并将相应的数据值映射至区间[0，1]内，依照如下公式：

15、

16、权重系数：0≤ρ≤1，0≤ζ≤1。

17、进一步的，在阀门控制系数进入使用状态后，在使用周期内的各个子周期内获取相应的差异度cyd及强度系数dsx，在将两者汇总后构建调整度tds，若获取的调整度tds超过调整度阈值，将阀门控制系统的关键组件替换为备份件。

18、进一步的，所述调整度tds的生成方式如下：

19、

20、其中，k2、k1为权重，0≤k1≤1，0≤k2≤1，且k1+k2＝1，cydi为第i个子周期内的差异度，dsxi第i个子周期内的强度系数，i＝1，2，…m，m为子周期的个数。

21、(三)有益效果

22、本发明提供了一种基于物联网的阀门智能管控平台，具备以下有益效果：

23、1、通过构建的强度系数dsx对安装区域内的通信条件进行评估，判断安装区域内的通信环境，验证安装区域内阀门控制系统接收和发出控制指令的能力，如果接收到控制指令的能力较差，若能及时进行优化和改善，阀门控制系统对阀门使用状态的调整不会出现延迟滞后，甚至接收不到相应的控制指令的情形，对阀门控制系统的可靠性形成保障。

24、2、依据使用场景快速给出对应的控制方案，依据控制方案对阀门做出针对性的控制，从而在阀门进入使用状态后，不需要额外人工干预和调整，对阀门的开合形成精确化的调整，进而对阀门进行控制时节省水资源。

25、3、以差异度对控制方案的执行效果进行评价，若执行效果未能达到预期，则说明阀门控制系统对阀门的控制未能达到应有的效果，对现有的控制策略进行优化，获取优化后的控制策略，在依据优化后的控制策略对阀门进行控制时，对阀门的控制精细化程度更高，提高阀门控制系统的可靠性。

26、4、由阀门测试知识图谱给出测试方案，避免人工设计测试方案，从而提高测试效率；由训练后的阀门控制模型对获取的测试方案进行预测和分析，从而可以通过仿真测试分析对人工测试进行替代，提高测试效率。

27、5、依据测试数据构建相应的可靠度，以可靠度对当前阀门控制系统的可靠性进行评价，若可靠度低于预期，则对阀门控制系统的关键组件进行备份，在必要时，对其进行替换，从而提高阀门系统的可靠性，确保在阀门进入使用状态或者接收到相应的控制指令后，能够准确执行。

28、6、由获取到的监测数据构建相应的调整度，依据调整度高低来判断阀门控制系统的关键部件是否需要切换，如果需要，则可以快速地需要更换的部件进行切换，也可以依据各个部件的关键程度依次对各个部件进行替换，从而在阀门控制系统进入使用状态后，通过关键部件的切换来保障阀门控制系统运行的可靠性。