一种基于区块链的高精准智能流量监控传感器

1.本发明属于传感器领域，涉及流量监控技术，具体是一种基于区块链的高精准智能流量监控传感器。


背景技术：

2.智能流量传感器是一种能够对被测对象的某一信息具有感受、检出的功能；能学习、推理判断处理信号；并具有通信及管理功能的一类新型传感器。智能流量传感器具有自动校零、标定、补偿、采集数据等能力。
3.现有技术中，当前的智能流量监控传感器主要用于流量监控，忽视对其所在区域内的环境数据、污染数据等进行监测，环境数据和污染数据会对智能流量监控传感器的流量监控精准性有所影响，为此，我们提出一种基于区块链的高精准智能流量监控传感器。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种基于区块链的高精准智能流量监控传感器。
5.本发明所要解决的技术问题为：
6.(1)智能流量监控传感器无法对其所在区域内的环境数据、污染数进行有效监测，导致智能流量监控传感器的流量监控精准性欠佳。
7.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
8.一种基于区块链的高精准智能流量监控传感器，包括流动管道(1)，所述流动管道(1)上安装有控制箱(5)，所述控制箱(5)内部安装有控制器，所述控制器通信连接有服务器，所述服务器连接有区域划分模块、环境监测模块、污染监测模块、数据分析模块以及用户终端，所述区域划分模块围绕流动腔体(2)划分得到预设的监测区域u，所述区域划分模块将流动腔体(2)对应的监测区域发送至环境监测模块和污染监测模块；所述控制器连接有数据采集模块和警报终端，所述数据采集模块用于采集监测区域的环境数据、气体数据和水源数据，并将环境数据、气体数据和水源数据发送至控制器，所述控制器将环境数据、气体数据和水源数据发送至服务器，所述服务器将环境数据发送至环境监测模块、将气体数据和水源数据发送至污染监测模块；
9.所述环境监测模块用于对流动腔体(2)所处的环境数据进行监测，得到监测区域的环影值hyu并反馈至服务器，所述污染监测模块用于对流动腔体(2)对应的监测区域进行污染监测，得到监测区域的水污值swu和气污值qwu并反馈至服务器，所述服务器将监测区域的环影值、水污值和气污值发送至数据分析模块，所述数据分析模块接收到监测区域的环影值、水污值和气污值后，用于对流动腔体(2)的流量数据情况进行分析，分析监测区域的流量情况处于正常状态、监测状态或异常状态。
10.进一步地，环境数据包括降雨值、温度值、人员走动数、动物出没数和土壤酸碱度，水源数据包括ph值、浊度值、溶解氧值和硫化物值，气体数据包括有害气体分子量、有害气
体温度、有害气体压强和有害气体体积浓度。
11.进一步地，所述环境监测模块的监测过程具体如下：
12.步骤一：获取流动腔体(2)的地理位置，依据地理位置得到流动腔体(2)所在地的天气预报数据，提取天气预报数据中未来十五天的温度值、降雨值；
13.步骤二：将天气预报中未来十五天的温度值相加取平均值，得到流动腔体(2)所在地的温度均值jwdu；将天气预报中未来十五天的降雨值相加取平均值，得到流动腔体(2)所在地的降雨均值jjyu；
14.步骤三：利用公式lxu＝jwdu/jjyu计算得到监测区域的流量系数lxu；
15.步骤四：获取监测区域内的土壤酸碱度sju；获取监测区域对应的土壤酸碱阈值ysju，土壤酸碱度比对土壤酸碱阈值得到监测区域的土壤酸碱度差值csju；
16.步骤五：统计监测区域内的人员走动数ru和动物出没数du；
17.步骤六：监测区域的流量系数lxu结合公式计算得到流动腔体(2)对应监测区域的环影值hyu，公式具体如下：
18.式中，a1、a2和a3均为固定的比例系数值，且a1、a2和a3的取值均大于零。
19.进一步地，所述污染监测模块的污染监测过程具体如下：
20.步骤s1：采集监测区域内的水源样本，获取监测区域内水源样本的ph值phu、浊度值zdu、溶解氧值rju以及硫化物值lhu；
21.步骤s2：计算得到监测区域内的水污值swu；式中，c1、c2和c3均为固定的比例系数值，且c1、c2和c3的取值均大于零；
22.步骤s3：采集监测区域内的气体样本，获取监测区域内气体样本的有害气体分子量fzu、有害气体温度wdu、有害气体压强yqu以及有害气体体积浓度tnu；
23.步骤s4：利用公式qwu＝(fzu/22.4)
×
[273/(273+wdu)]
×
[yqu/101325]
×
tnu计算得到监测区域的气污值qwu。
[0024]
进一步地，所述数据分析模块的分析过程具体如下：
[0025]
步骤ss1：获取流动腔体(2)对应监测区域的气污值qwu、水污值swu和环影值hyu；
[0026]
步骤ss2：分别为环影值、水污值和气污值设定对应的权重系数，通过公式ycu＝b1
×
hyu+b2
×
swu+b3
×
qwu计算得到流动管道(1)或者流动腔体(2)对应监测区域的异常值ycu；其中，b1、b2和b3均为权重系数，b1、b2和b3的取值均大于零，且b1+b2+b3＝1；
[0027]
步骤ss3：若ycu＜x1，则监测区域的流量情况处于正常状态；
[0028]
步骤ss4：若x1≤ycu＜x2，则监测区域的流量情况处于监测状态；
[0029]
步骤ss5：若x2≤ycu，则监测区域的流量情况处于异常状态；其中，x1和x2均为设定阈值，且x1＜x2。
[0030]
进一步地，所述服务器还连接有监管操控模块，所述数据分析模块将流动腔体(2)对应监测区域的流量情况反馈至服务器，所述服务器将流动腔体(2)对应监测区域的流量情况发送至监管操控模块，所述监管操控模块依据流动腔体(2)对应监测区域的流量情况
对监测区域进行监管操控，生成监测指令或警报指令；
[0031]
所述用户终端用于工作人员接收监管操控模块发送的监测指令后对对应的流动腔体(2)进行实体监测；所述服务器将接收到的警报指令发送至对应的控制器，所述控制器依据警报指令生成控制信号加载至警报终端，所述警报终端用于对处于异常状态下的流量数据进行警报，警报终端工作产生警报声。
[0032]
进一步地，所述监管操控模块的工作过程具体如下：
[0033]
若监测区域的流量情况为正常状态，则不进行任何操作；
[0034]
若监测区域的流量情况为监测状态，则生成监测指令，并将监测指令发送至用户终端；
[0035]
若监测区域的流量情况为异常状态，则生成警报指令，并将警报指令反馈至服务器。
[0036]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0037]
1、本发明通过区域划分模块围绕流动管道或流动腔体划分得到监测区域,采集监测区域的环境数据、气体数据和水源数据发送至环境监测模块和污染监测模块，通过环境监测模块对流动管道或流动腔体所处的环境数据进行检测得到监测区域的环影值，通过污染监测模块对流动管道或流动腔体对应的监测区域进行污染监测得到监测区域的气污值，方便对智能流量监控传感器所在区域内的环境数据、污染数据进行监测，提升智能流量监控传感器的监控准确性；
[0038]
2、本发明通过数据分析模块对流动管道或者流动腔体的流量数据情况进行分析，分别为环影值、水污值和气污值设定对应的权重系数，结合公式计算得到流动管道或者流动腔体对应监测区域的异常值，监测区域的异常值比对设定阈值，得到监测区域的流量情况，依据监测区域的流量情况生成监测指令或警报指令，该设计在结合智能流量监控传感器所在区域内的环境数据、污染数据后，方便对智能流量监控传感器的流量情况进行准确判断。
附图说明
[0039]
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
[0040]
图1为本发明的结构示意图；
[0041]
图2为本发明的系统框图。
[0042]
图中：1、流动管道；2、流动腔体；3、法兰盘；4、流量传感器主体；5、控制箱、6、显示屏。
具体实施方式
[0043]
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0044]
请参阅图1-图2所示，一种基于区块链的高精准智能流量监控传感器，包括流动管道1、流动腔体2、法兰盘3、流量传感器主体4、控制箱5以及显示屏6，所述流动管道1的两端
均安装有法兰盘3，所述流动管道1上安装有流动腔体2，所述流动腔体2上安装有流量传感器主体4，所述流动管道1上且位于流量传感器主体4的一侧安装有控制箱5，所述控制箱5内部安装有控制器；
[0045]
所述控制器通信连接有服务器，所述服务器连接有区域划分模块、环境监测模块、污染监测模块、数据分析模块、监管操控模块以及用户终端，所述区域划分模块围绕流动管道1或流动腔体2划分得到预设的监测区域，并将监测区域标记为u，u＝1，2，
……
，z，z为正整数；所述区域划分模块将流动管道1或流动腔体2对应的监测区域发送至环境监测模块和污染监测模块；
[0046]
在具体实施时，针对流动管道1时，可以在流动管道1两侧划分预设固定长度的监测区域，即流动腔体2的监测范围为矩形状，针对流动腔体2时，可以以流动腔体2为中心划分预设长度的监测区域，即流动腔体2的监测范围为圆形状；
[0047]
所述控制器连接有数据采集模块和警报终端，所述数据采集模块用于采集监测区域的环境数据、气体数据和水源数据，并将环境数据、气体数据和水源数据发送至控制器，所述控制器将接收到的环境数据、气体数据和水源数据发送至服务器；
[0048]
其中，环境数据包括降雨值、温度值、人员走动数、动物出没数、土壤酸碱度等，水源数据包括ph值、浊度值、溶解氧值、硫化物值等，气体数据包括有害气体分子量、有害气体温度、有害气体压强、有害气体体积浓度等；
[0049]
所述服务器将环境数据发送至环境监测模块，所述服务器将气体数据和水源数据发送至污染监测模块；所述环境监测模块用于对流动管道1或流动腔体2所处的环境数据进行监测，监测过程具体如下：
[0050]
步骤一：获取流动管道1或流动腔体2的地理位置，依据地理位置得到流动管道1或流动腔体2所在地的天气预报数据，提取天气预报数据中未来十五天的温度值、降雨值；
[0051]
步骤二：将天气预报中未来十五天的温度值相加取平均值，得到流动管道1或流动腔体2所在地的温度均值jwdu；将天气预报中未来十五天的降雨值相加取平均值，得到流动管道1或流动腔体2所在地的降雨均值jjyu；
[0052]
步骤三：利用公式lxu＝jwdu/jjyu计算得到监测区域的流量系数lxu；
[0053]
步骤四：获取监测区域内的土壤酸碱度sju；获取监测区域对应的土壤酸碱阈值ysju，土壤酸碱度比对土壤酸碱阈值得到监测区域的土壤酸碱度差值csju；
[0054]
步骤五：统计自流动管道1或流动腔体2自设定以来，其监测区域内的人员走动数ru和动物出没数du；
[0055]
步骤六：监测区域的流量系数lxu结合公式计算得到流动管道1或流动腔体2对应监测区域的环影值hyu(环影值为环境影响值的简称，后续均采用环影值代替环境影响值)，公式具体如下：
[0056]
式中，a1、a2和a3均为固定的比例系数值，且a1、a2和a3的取值均大于零；
[0057]
所述环境监测模块将流动管道1或流动腔体2对应监测区域的环影值hyu反馈至服务器，所述污染监测模块用于对流动管道1或流动腔体2对应的监测区域进行污染监测，污染监测过程具体如下：
[0058]
步骤s1：通过采样设备随机在监测区域内采集水源样本，而后分别获取监测区域内水源样本的ph值phu、浊度值zdu、溶解氧值rju以及硫化物值lhu；
[0059]
步骤s2：计算得到监测区域内的水污值swu(水污值为水源污染值的简称，后续均采用水污值代替水源污染值)；式中，c1、c2和c3均为固定的比例系数值，且c1、c2和c3的取值均大于零；
[0060]
步骤s3：通过采样设备随机在监测区域内采集气体样本，而后分别获取监测区域内气体样本的有害气体分子量fzu、有害气体温度wdu、有害气体压强yqu以及有害气体体积浓度tnu；
[0061]
步骤s4：根据气体质量浓度的计算式将有害气体体积浓度转化成有害气体的质量浓度，利用公式qwu＝(fzu/22.4)
×
[273/(273+wdu)]
×
[yqu/101325]
×
tnu计算得到监测区域的气污值qwu(气污值为气体污染值的简称，后续均采用气污值代替气体污染值)；
[0062]
在具体实施时时，可以采集多份监测区域内的水源样本和气体样本，而后计算多份水源样本的水污值和气体样本的气污值，多份水源样本的水污值和多份气体样本的气污值分别计算均值，得到水污均值和气污均值，主要是为了防止数据不准确，有利于数值更加精确；
[0063]
所述污染监测模块将流动管道1或流动腔体2对应监测区域的水污值和气污值反馈至服务器，所述服务器将接收到的监测区域的环影值、水污值和气污值发送至数据分析模块，所述数据分析模块接收到服务器发送的监测区域的环影值、水污值和气污值后，用于对流动管道1或者流动腔体2的流量数据情况进行分析，分析过程具体如下：
[0064]
步骤ss1：获取流动管道1或流动腔体2对应监测区域的气污值qwu、水污值swu和环影值hyu；
[0065]
步骤ss2：分别为环影值、水污值和气污值设定对应的权重系数，b1与环影值hyu相对应，b2与水污值swu相对应，b3与气污值qwu相对应，通过公式ycu＝b1
×
hyu+b2
×
swu+b3
×
qwu计算得到流动管道1或者流动腔体2对应监测区域的异常值ycu；其中，b1、b2和b3均为权重系数，b1、b2和b3的取值均大于零，且b1+b2+b3＝1；
[0066]
步骤ss3：若ycu＜x1，则监测区域的流量情况处于正常状态；
[0067]
步骤ss4：若x1≤ycu＜x2，则监测区域的流量情况处于监测状态；
[0068]
步骤ss5：若x2≤ycu，则监测区域的流量情况处于异常状态；其中，x1和x2均为设定阈值，且x1＜x2，在具体实施时，根据监测区域的实际情况设定对应数值，使x1和x2为固定的数值，且保证x1的取值小于x2即可；
[0069]
所述数据分析模块将流动管道1或流动腔体2对应监测区域的流量情况反馈至服务器，所述服务器将流动管道1或流动腔体2对应监测区域的流量情况发送至监管操控模块；
[0070]
所述监管操控模块依据流动管道1或流动腔体2对应监测区域的流量情况，用于对监测区域进行监管操控，过程具体如下：
[0071]
若监测区域的流量情况为正常状态，则不进行任何操作；
[0072]
若监测区域的流量情况为监测状态，则生成监测指令，并将监测指令发送至用户终端；
[0073]
若监测区域的流量情况为异常状态，则生成警报指令，并将警报指令反馈至服务器；
[0074]
所述用户终端用于流动管道1或流动腔体2的工作人员接收监管操控模块发送的监测指令，所述用户终端依据监测指令对对应的流动管道1或流动腔体2进行实体监测；所述服务器将接收到的警报指令发送至对应的控制器，所述控制器依据警报指令生成控制信号加载至警报终端，所述警报终端用于对处于异常状态下的流量数据进行警报，警报终端工作产生警报声。
[0075]
一种基于区块链的高精准智能流量监控传感器，工作时，通过区域划分模块围绕流动管道1或流动腔体2划分得到预设的监测区域，而后区域划分模块将流动管道1或流动腔体2对应的监测区域发送至环境监测模块和污染监测模块，同时通过数据采集模块采集监测区域的环境数据、气体数据和水源数据，并将环境数据、气体数据和水源数据发送至控制器，控制器将接收到的环境数据、气体数据和水源数据发送至服务器，服务器将环境数据发送至环境监测模块、将气体数据和水源数据发送至污染监测模块；
[0076]
通过环境监测模块对流动管道1或流动腔体2所处的环境数据进行监测，获取流动管道1或流动腔体2的地理位置，依据地理位置得到流动管道1或流动腔体2所在地的天气预报数据，提取天气预报数据中未来十五天的温度值、降雨值，得到流动管道1或流动腔体2所在地的降雨均值jjyu，利用公式lxu＝jwdu/jjyu计算得到监测区域的流量系数lxu，而后获取监测区域内的土壤酸碱度sju、土壤酸碱度差值csju、人员走动数ru和动物出没数du，监测区域的流量系数lxu结合公式计算得到流动管道1或流动腔体2对应监测区域的环影值hyu，环境监测模块将流动管道1或流动腔体2对应监测区域的环影值hyu反馈至服务器；
[0077]
通过污染监测模块对流动管道1或流动腔体2对应的监测区域进行污染监测，获取监测区域内水源样本的ph值phu、浊度值zdu、溶解氧值rju以及硫化物值lhu，计算得到监测区域内的水污值swu，而后获取监测区域内气体样本的有害气体分子量fzu、有害气体温度wdu、有害气体压强yqu以及有害气体体积浓度tnu，利用公式qwu＝(fzu/22.4)
×
[273/(273+wdu)]
×
[yqu/101325]
×
tnu计算得到监测区域的气污值qwu，污染监测模块将流动管道1或流动腔体2对应监测区域的水污值和气污值反馈至服务器，服务器将接收到的监测区域的环影值、水污值和气污值发送至数据分析模块；
[0078]
数据分析模块接收到服务器发送的监测区域的环影值、水污值和气污值后，对流动管道1或者流动腔体2的流量数据情况进行分析，分别为环影值、水污值和气污值设定对应的权重系数，通过公式ycu＝b1
×
hyu+b2
×
swu+b3
×
qwu计算得到流动管道1或者流动腔体2对应监测区域的异常值ycu，若ycu＜x1，则监测区域的流量情况处于正常状态，若x1≤ycu＜x2，则监测区域的流量情况处于监测状态，若x2≤ycu，则监测区域的流量情况处于异常状态，数据分析模块将流动管道1或流动腔体2对应监测区域的流量情况反馈至服务器，服务器将流动管道1或流动腔体2对应监测区域的流量情况发送至监管操控模块，监管操控
模块依据流动管道1或流动腔体2对应监测区域的流量情况，对监测区域进行监管操控，若监测区域的流量情况为正常状态，则不进行任何操作，若监测区域的流量情况为监测状态，则生成监测指令，并将监测指令发送至用户终端，若监测区域的流量情况为异常状态，则生成警报指令，并将警报指令反馈至服务器；
[0079]
用户终端接收监管操控模块发送的监测指令，依据监测指令对对应的流动管道1或流动腔体2进行实体监测，服务器将接收到的警报指令发送至对应的控制器，控制器依据警报指令生成控制信号加载至警报终端，警报终端用于对处于异常状态下的流量数据进行警报。
[0080]
上述公式均是去量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式，公式中的预设参数由本领域的技术人员根据实际情况进行设置。
[0081]
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。