一种基于4G移动网络的无线远程供水控制方法及系统与流程

本发明属于数据通信，具体涉及一种基于4g移动网络的无线远程供水控制方法及系统。

背景技术：

1、目前，自来水公司为了实现对于供水各环节的设备监测点的数据采集和监控，使用由水源水泵、阀门、蓄水池、供水管道等的设备监测点和手机监控中心组成的远程供水控制系统，其中，从蓄水池设备监测点向水源水泵设备监测点发送采集的数据，以及从手机监控中心向设备监测点发送控制命令，均是通过gprs网络进行相应数据的传输，现有技术在进行相应数据的传输的过程中，存在着数据可能会被泄露的风险，可以先在发送端使用传统的加密方法加密将要发送的数据，再在接收端进行解密处理，传统的加密和解密方法的计算量一般较大，并且需要花费一定的计算时间，同时设备监测点的反应时间和gprs网络的数据传输速率是动态变化的，由此，本发明提出一种基于4g移动网络的无线远程供水控制方法及系统。

技术实现思路

1、本发明的蓄水池设备监测点将蓄水池的水位数据同时发送给水源水泵设备监测点和手机监控中心，手机监控中心根据蓄水池的水位变化发送提示消息，水源水泵设备监测点根据蓄水池的水位变化进行对于蓄水池的供水控制，手机监控中心还检测供水故障是否发生，本发明旨在实现远程供水控制，同时在蓄水池设备监测点向水源水泵设备监测点发送数据的过程中确保数据的安全性。

2、为了达到上述的发明目的，本发明给出如下所述的一种基于4g移动网络的无线远程供水控制方法，主要包括以下的步骤：

3、在蓄水池设备监测点设置gprs透明数据传输终端，所述蓄水池设备监测点实时采集蓄水池的水位数据，并且使用其gprs透明数据传输终端通过gprs网络将采集到的所述蓄水池的水位数据发送给手机监控中心，和水源水泵设备监测点的gprs透明数据传输终端；

4、所述手机监控中心以及所述水源水泵设备监测点的gprs透明数据传输终端接收来自所述蓄水池设备监测点的所述蓄水池的水位数据，所述手机监控中心在判定所述蓄水池的水位数据低于预先设定的第一水位数据阈值时，向相关联系人发送蓄水池低水位的提示消息，所述水源水泵设备监测点开启水源水泵以向蓄水池进行供水，并且所述手机监控中心还在判定所述蓄水池的水位数据高于预先设定的第二水位数据阈值时，向相关联系人发送蓄水池高水位的提示消息，所述水源水泵设备监测点关闭水源水泵以停止向蓄水池进行供水；

5、在供水管道设备监测点设置gprs透明数据传输终端，并且所述供水管道设备监测点实时采集供水管道的压力和水流量数据，还使用其gprs透明数据传输终端通过gprs网络将所述供水管道的压力和水流量数据传输给所述手机监控中心，所述手机监控中心进行供水故障分析，在检测到发生供水故障时向相关联系人发送提示消息。

6、作为本发明的一种优选技术方案，在所述蓄水池设备监测点使用其gprs透明数据传输终端通过gprs网络将所述蓄水池的水位数据传输给所述水源水泵设备监测点的gprs透明数据传输终端的过程中，传输数据内容包括第一数据内容、第二数据内容、第三数据内容、第四数据内容中的至少两个。

7、作为本发明的一种优选技术方案，所述第一数据内容中又包含第一到第四传输类型编码，不同的所述传输类型编码对应不同格式的所述传输数据内容。

8、作为本发明的一种优选技术方案，将需要发送的所述蓄水池设备监测点采集到的所述蓄水池的水位数据进行分组，在每个组的数据的结尾添加预先设定的标记字符，还在标记字符之后继续进行比特数据填充，并且从每个组中选择部分的所述蓄水池的水位数据生成秘密数据，并且对于秘密数据进行预先设定的加密处理能够得到所述第二数据内容；所述第三数据内容指的是每个组中选择剩余的部分的数据，当所述传输数据内容不存在所述第二数据内容时，所述第三数据内容指的是每个组中全部的数据。

9、作为本发明的一种优选技术方案，所述第四数据内容指的是关于需要发送的每个组中的所述蓄水池设备监测点采集到的所述蓄水池的水位数据的验证数据，所述验证数据在每个组中的所述蓄水池的水位数据被发送之前生成，当所有组中的所述蓄水池的水位数据都发送完成时，所述第四数据内容指的是关于需要发送的所有组中的所述蓄水池设备监测点采集到的所述蓄水池的水位数据的验证数据。

10、作为本发明的一种优选技术方案，在所述蓄水池设备监测点使用其gprs透明数据传输终端通过gprs网络将所述蓄水池的水位数据传输给所述水源水泵设备监测点的gprs透明数据传输终端之前，还通过如下的公式计算特征值δ：

11、δ＝λ*α+(1-λ)*β

12、其中，α为所述蓄水池设备监测点发送所述蓄水池的水位数据之后的所述水源水泵设备监测点的反应时间，β为传输所述蓄水池的水位数据的gprs网络的数据传输速率，λ，(1-λ)分别为α和β对应的权重。

13、作为本发明的一种优选技术方案，所述蓄水池设备监测点使用其gprs透明数据传输终端通过gprs网络将所述蓄水池的水位数据传输给所述水源水泵设备监测点的gprs透明数据传输终端，包括如下的步骤：

14、在所述特征值δ小于预先设定的第一特征值阈值的情况下，所述蓄水池设备监测点将需要发送的所述蓄水池的水位数据随机划分成若干个组，并且在每个组的数据的结尾添加预先设定的标记字符，还在标记字符之后继续进行比特数据填充，使得每个组的数据的长度为预先设定的数值的整数倍，并且所述蓄水池设备监测点在传输每个组的数据时，采用的所述传输数据内容的格式包括所述第一数据内容，所述第二数据内容，所述第三数据内容，其中，所述第一数据内容中包含的是所述第一传输类型编码；

15、在所述特征值δ大于等于所述第一特征值阈值同时小于等于预先设定的第二特征值阈值的情况下，所述蓄水池设备监测点将需要发送的所述蓄水池的水位数据随机划分成若干个组，并且在每个组的数据的结尾添加预先设定的标记字符，还在标记字符之后继续进行比特数据填充，使得每个组的数据的长度为预先设定的数值的整数倍，同时从每个组的数据中选择奇数位的比特数据或者偶数位的比特数据作为秘密数据，对于秘密数据进行预先设定的加密处理，并且所述蓄水池设备监测点在传输每个组的数据时，采用的所述传输数据内容的格式包括所述第一数据内容，所述第三数据内容，所述第四数据内容，其中，所述第一数据内容中包含的是所述第二传输类型编码；

16、在所述特征值δ大于所述第二特征值阈值的情况下，所述蓄水池设备监测点将需要发送的所述蓄水池的水位数据随机划分成若干个组，并且在每个组的数据的结尾添加预先设定的标记字符，还在标记字符之后继续进行比特数据填充，使得每个组的数据的长度为预先设定的数值的整数倍，同时从每个组的数据中选择奇数位的比特数据或者偶数位的比特数据作为秘密数据，对于秘密数据进行预先设定的加密处理，并且所述蓄水池设备监测点在传输每个组的数据时，采用的所述传输数据内容的格式包括所述第一数据内容，所述第二数据内容，所述第三数据内容，所述第四数据内容，其中，所述第一数据内容中包含的是所述第三传输类型编码。

17、作为本发明的一种优选技术方案，在所述蓄水池设备监测点将所有组的数据都传输给所述水源水泵设备监测点的gprs透明数据传输终端之后，所述蓄水池设备监测点还向所述水源水泵设备监测点的gprs透明数据传输终端发送包含所述第一数据内容，以及所述第四数据内容的所述传输数据内容，其中，所述第一数据内容中包含的是第四传输类型编码。

18、作为本发明的一种优选技术方案，所述蓄水池设备监测点在对于秘密数据进行预先设定的加密处理时，使用在历史上采集到的全部的所述蓄水池的水位数据形成加密密钥，在所述水源水泵设备监测点需要对于秘密数据的加密结果进行解密处理时，使用在历史上接收到的全部的所述蓄水池的水位数据形成解密密钥。

19、本发明还提供一种基于4g移动网络的无线远程供水控制系统，包括如下的模块：

20、供水监测模块，用于在蓄水池设备监测点设置gprs透明数据传输终端，蓄水池设备监测点实时采集蓄水池的水位数据，并且使用其gprs透明数据传输终端通过gprs网络将采集到的蓄水池的水位数据发送给手机监控中心和水源水泵设备监测点的gprs透明数据传输终端；

21、供水控制模块，用于手机监控中心和水源水泵设备监测点的gprs透明数据传输终端接收来自蓄水池设备监测点的蓄水池的水位数据，手机监控中心在判定蓄水池的水位数据低于预先设定的第一水位数据阈值时，向相关联系人发送蓄水池低水位的提示消息，水源水泵设备监测点开启水源水泵以向蓄水池进行供水，并且手机监控中心还在判定蓄水池的水位数据高于预先设定的第二水位数据阈值时，向相关联系人发送蓄水池高水位的提示消息，水源水泵设备监测点关闭水源水泵以停止向蓄水池进行供水；

22、故障检测模块，用于在供水管道设备监测点设置gprs透明数据传输终端，并且供水管道设备监测点实时采集供水管道的压力和水流量数据，还使用其gprs透明数据传输终端通过gprs网络将供水管道的压力和水流量数据传输给手机监控中心，手机监控中心进行供水故障分析，在检测到发生供水故障时向相关联系人发送提示消息。

23、与现有技术相比，本发明的有益效果至少如下所述：

24、在本发明中，首先蓄水池设备监测点实时采集蓄水池的水位数据，将蓄水池的水位数据发送给手机监控中心和水源水泵设备监测点；其次手机监控中心在蓄水池的水位数据低于第一水位数据阈值时，向相关联系人发送提示消息，水源水泵设备监测点开启水源水泵，并且手机监控中心还在蓄水池的水位数据高于第二水位数据阈值时，向相关联系人发送提示消息，水源水泵设备监测点关闭水源水泵；最后供水管道设备监测点实时采集供水管道的压力和水流量数据，手机监控中心在检测到发生供水故障时向相关联系人发送提示消息。通过本发明能够实现自动的远程供水控制，以及自动检测供水故障的发生，并且当蓄水池设备监测点向水源水泵设备监测点发送数据时，在兼顾水源水泵设备监测点的反应时间和gprs网络的数据传输速率的同时确保数据的安全性。