一种基于Zigbee技术的水质监测方法、系统、设备及介质与流程

本发明涉及水质监测，更具体地说，本发明涉及一种基于zigbee技术的水质监测方法、系统、设备及介质。

背景技术：

1、随着城市高层建筑与日俱增，二次供水成为城市供水的主要方式。容易遭到忽视的是，储水池、储水箱等二次供水设施容易滋生有害菌类、藻类，甚至有杂物堆积，对水质造成污染，那这些污染物也会对自来水水质造成影响，使得自来水可能出现发黄、异味等异常情况，而很多小区二次供水设施很少清洗，严重危害居民饮水安全，为此监测二次供水水质质量是亟需处理的问题。

2、二次供水饮用水水箱出现的异常根据时间划分，大致划分为两种，一种为突发性饮用水异常，由于降雨强烈时，雨水径流速度加快，可能在流经污染源地区携带有害物质，并最终进入饮用水水箱而导致饮用水无法饮用；另一种为间歇性饮用水异常，由于饮用水水箱中余氯已耗尽，容易在水箱壁及水箱底的附着物和沉淀物，导致水箱污染饮用水；间歇性饮用水异常在发生异常时常伴随一些征兆，而突发性饮用水异常往往不会明显的预兆。

3、目前，现有的水质监测方法及系统，包括监测人员定期通过水质检测设备到饮用水水箱取样监测，耗时耗力，监测效率低下，在发生突发性饮用水异常时，有一定的滞后性，二是通过服务器分析水箱内安全影响系数进行判断是否安全，如申请公开号cn111983961a，公开了一种基于大数据的居民饮用水安全智能监测管理系统，该发明虽然通过对多项水质参数进行处理，实现了对水质的异常监测，但是该方式处理过程冗长，且无法快速确定异常原因，存在水质监测的滞后性。

4、为此，本发明提供了一种基于zigbee技术的水质监测方法、系统、设备及介质。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种基于zigbee技术的水质监测方法、系统、设备及介质，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于zigbee技术的水质监测方法，包括：

3、获取目标管理区域中水质分析设备的水质训练数据；

4、基于水质训练数据生成水质状态评估系数；

5、对水质状态评估系数进行分析，判断饮用水是否存在第一水质异常；

6、根据第一水质异常并基于波动水质数据值与第一水质异常信息的预设对应关系，确定对应的第一水质异常信息；所述第一水质异常信息包括m个第一水质异常原因、异常基础信息以及每个第一水质异常原因对应的异常折线图，m为大于零的正整数，所述异常折线图包括浊度折线图和酸碱度折线图；

7、获取在预设时间段内的浊度实测数据与酸碱度实测数据，基于浊度实测数据与酸碱度实测数据生成浊度折线图和酸碱度折线图；根据浊度折线图和酸碱度折线图确定水质异常原因，并记录第一水质异常信息。

8、进一步地，目标管理区域为设有饮用水水箱的小区中，布置有水质分析设备的区域，所述水质分析设备至少包括zigbee模块，zigbee模块为创建zigbee无线网络，用于获取l组zigbee串口传感器对应的水质训练数据；l组zigbee串口传感器对应一个水质分析设备，l为大于零的正整数，每组zigbee串口传感器包括cod传感器、重金属分析仪与溶解氧传感器，将目标管理区域按照小区楼栋号顺序进行编号，并基于编号记录对应的地理位置，将小区楼栋号依次编号为i=1，2，3...i，i为总楼栋数，i为大于等于1的正整数；在一个优选的实施例中，所述水质训练数据包括波动水质数据值与预设波动水质数据。

9、进一步地，获取第i组zigbee串口传感器的预设波动水质数据，所述预设波动水质数据包括cod预设波动数值、重金属含量预设波动数值与溶解氧预设波动数值；

10、将cod实测数据值与cod预设波动数值进行关联，计算cod评估系数；

11、将重金属含量实测数据值与重金属含量预设波动数值进行关联，计算重金属评估系数；

12、将溶解氧实测数据值与溶解氧预设波动数值进行关联，计算溶解氧评估系数；

13、将cod评估系数、重金属评估系数与溶解氧评估系数进行关联，计算得到水质状态评估系数。

14、进一步地，对水质状态评估系数进行分析，判断饮用水是否存在第一水质异常，包括：

15、预设第一评估阈值；将水质状态评估系数与预设第一评估阈值对比；若水质状态评估系数大于等于预设第一评估阈值，则将饮用水标记为第一水质异常；

16、所述异常基础信息包括每个第一水质异常原因对应异常水质分析设备的编号和异常水质分析设备对应的地理位置。

17、进一步地，根据浊度折线图和酸碱度折线图确定水质异常原因，包括：

18、基于相似度算法比较酸碱度折线图和异常酸碱度折线图的第一相似度；

19、若第一相似度大于等于预设酸碱度相似阈值，则提取对应的异常酸碱度折线图的对应异常基础信息和对应的第一水质异常原因；

20、若第一相似度小于预设酸碱度相似阈值，则基于相似度算法比较浊度折线图与异常浊度折线图的第二相似度；

21、若第二相似度大于等于预设浊度相似阈值，则提取对应的异常浊度折线图的对应异常基础信息和对应的第一水质异常原因；

22、若第二相似度小于预设浊度相似阈值，则判断出现外界干扰因素，则生成紧急指令。

23、进一步地，还包括：基于水质状态评估系数进行第二次对比，判断饮用水是否存在第二水质异常，包括：

24、预设第二评估阈值；其中，第二评估阈值小于第一评估阈值；

25、将水质状态评估系数与第二评估阈值进行对比，若水质状态评估系数大于等于第二评估阈值，且小于第一评估阈值，则将饮用水标记为第二水质异常。

26、进一步地，基于预设时间段内的浊度折线图和酸碱度折线图对饮用水水质异常进行预警提示，并生成预警指令；

27、根据第i组浊度折线图和酸碱度折线图分别生成浊度系数与酸碱度系数，具体包括：

28、将预设时间段沿着坐标轴的延伸方向进行等距分割，分别标记为t=1，2，3...t，其中t为正整数，获取浊度折线图中的浊度，计算t时刻的浊度与t-1时刻的浊度的差值，并进行无量纲化计算，得到浊度系数；

29、获取酸碱度折线图中的酸碱度，计算t时刻的酸碱度与t-1时刻的酸碱度的差值，并进行无量纲化计算，得到酸碱度系数；

30、获取第i个饮用水水箱的历史水质异常次数，将浊度系数、酸碱度系数与历史水质异常次数进行归一化处理，获得水质监测系数，并标记为；

31、所述历史水质异常次数预储存于水质监测数据库中；

32、预设水质监测系数阈值，将水质监测系数与水质监测系数阈值进行对比，获得预警信息，并进行预警提醒，所述预警信息包括第一预警信息与第二预警信息。

33、进一步地，水质监测系数与水质监测系数阈值进行对比，获得预警信息，包括：

34、预设水质监测系数阈值为与，且，将水质监测系数与水质监测系数阈值进行对比；

35、若，则将该监测的饮用水不生成第一预警信息；说明第i个饮用水水箱内的饮用水在未来时间段发生水质异常的概率极低；

36、若，且，则将该监测的饮用水生成为第一预警信息；说明第i个饮用水水箱内的饮用水在未来时间段发生水质异常的概率较大，需要采取停水措施，对饮用水水箱进行清洗；

37、若，则将该监测的饮用水生成为第二预警信息。

38、第二方面，一种基于zigbee技术的水质监测系统，用于实施上述的一种基于zigbee技术的水质监测方法的实现，系统包括：

39、数据采集模块，获取目标管理区域中水质分析设备的水质训练数据；

40、水质评估模块，基于水质训练数据生成水质状态评估系数；

41、第一分析模块，用于对水质状态评估系数进行分析，判断饮用水是否存在第一水质异常；

42、异常匹配模块，根据第一水质异常并基于波动水质数据值与第一水质异常信息的预设对应关系，确定对应的第一水质异常信息；所述第一水质异常信息包括m个第一水质异常原因、异常基础信息以及每个第一水质异常原因对应的异常折线图，m为大于零的正整数，所述异常折线图包括浊度折线图和酸碱度折线图；

43、水质异常确认模块，获取在预设时间段内的浊度实测数据与酸碱度实测数据，基于浊度实测数据与酸碱度实测数据生成浊度折线图和酸碱度折线图；根据浊度折线图和酸碱度折线图确定水质异常原因，并记录第一水质异常信息；

44、进一步地，一种基于zigbee技术的水质监测系统，还包括：

45、第二分析模块，对水质状态评估系数进行第二次对比，判断饮用水是否存在第二水质异常；

46、预警模块，基于预设时间段内的浊度折线图和酸碱度折线图对饮用水水质异常进行预警提示，并生成预警指令。

47、第三方面，本发明提供一种电子设备，包括：处理器和存储器，其中，所述存储器中存储有可供处理器调用的计算机程序；

48、所述处理器通过调用所述存储器中存储的计算机程序，执行上述的一种基于zigbee技术的水质监测方法。

49、第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，储存有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行上述的一种基于zigbee技术的水质监测方法。

50、本发明的技术效果和优点：

51、1.本发明获取水质训练数据并生成水质状态评估系数，当水质状态评估系数大于等于预设第一评估阈值时，基于波动水质数据值与第一水质异常信息的预设对应关系，确定多个第一水质异常原因，缩小了饮用水发生第一水质异常的排查范围，并基于浊度实测数据与酸碱度实测数据生成的浊度折线图和酸碱度折线图，进一步对比分析，进一步确定第一水质异常原因，从而能够对饮用水快速判断并确定发生饮用水第一水质异常的水质异常原因，提高了饮用水水质污染排查效率；

52、2.本发明通过水质训练数据中的cod数据、重金属含量数据与溶解氧数据等数据生成水质状态评估系数，并设置第一评估阈值与水质状态评估系数进行对比判断，若水质状态评估系数大于等于预设第一评估阈值，则将饮用水标记为第一水质异常，根据第一水质异常并基于波动水质数据值与第一水质异常信息的预设对应关系，确定第一水质异常信息，最后提取浊度实测数据与酸碱度实测数据生成浊度折线图和酸碱度折线图定位，确定异常基础信息中发生水质异常的编号和位置，并确定饮用水发生第一水质异常的原因；

53、3.本发明通过对水质状态评估系数进行第二次对比，判断饮用水是否存在水质异常，并基于预设时间段内浊度折线图和酸碱度折线图对饮用水进行监测预警，便于在水质异常的饮用水进行及时预警提醒，确保饮用水的饮水安全。