一种IPv6水利智能物联感知方法、设备及系统与流程

本发明涉及物联通信，尤其涉及一种ipv6水利智能物联感知方法、设备及系统。

背景技术：

1、ipv6是互联网升级演进的必然趋势、网络技术创新的重要方向、网络强国建设的基础支撑。随着ipv6在全球的规模部署，一直被认为是ipv6发展的最终方向的ipv6单栈（即ipv6-only，也称为纯ipv6），逐渐成为当前国内外互联网业界关注的热点。与当前的ipv4/ipv6双协议栈方案相比，ipv6单栈具有多项优点：首先，网络配置和维护工作量较小，对设备的要求相对较低，运行成本低；其次，风险暴露面少，安全风险低；最后，单栈促进了网络的简化，潜在故障点减少，因此可靠性较好。采用ipv6固定地址的固定网关，网络的ipv6平均丢包率平均时延与ipv4网络相当，为用户提供了稳定可靠的ipv6网络服务质量。在水利行业开展ipv6设备研究，推进ipv6规模部署和应用是落实水利部智慧水利建设的重要支撑，也是学习、执行、落实水利网信发展顶层设计规划的核心任务。为了持续提升洪涝灾害防御能力和水平，保证各类监测信息的实时、稳定传输，应用ipv6相关技术，研发基于ipv6的水利采集、通信设备，升级扩展通信协议，是适应新时期的洪涝灾害频发的现状，保质保量完成洪涝灾害防御任务的关键措施。

技术实现思路

1、本发明为解决上述技术问题，提出了一种ipv6水利智能物联感知方法、设备及系统，以解决至少一个上述技术问题。

2、本技术提供了一种ipv6水利智能物联感知方法，包括以下步骤：

3、步骤s1：建立基于ipv6的水利智能物联网通信网络，其中水利智能物联网通信网络包括管理中心、路由设备以及水利设备节点集；

4、步骤s2：监测接入水利设备节点时，利用水利智能物联网通信网络分配ipv6地址以及配置网络参数；

5、步骤s3：利用水利设备节点进行多要素水资源数据采集，从而获取多要素水资源数据；

6、步骤s4：控制水利设备节点将多要素水资源数据封装成ipv6数据包，并通过水利智能物联网通信网络将ipv6数据包发送至水利智能物联网通信网络中的管理中心；

7、步骤s5：控制管理中心接收ipv6数据包，并对ipv6数据包进行数据解析并处理，从而生成水利智能报告。

8、本发明中通过建立基于ipv6的水利智能物联网通信网络，实现了水利设备节点的高效接入和配置，从而加快了多要素水资源数据的采集速度。监测接入水利设备节点，并利用水利智能物联网通信网络为其分配ipv6地址和配置网络参数，确保水利设备节点能够稳定地进行多要素水资源数据采集，提供全面的水资源监测。通过将多要素水资源数据封装成ipv6数据包，并利用水利智能物联网通信网络进行传输，实现了水利设备节点与管理中心之间的直接数据传输，减少了传输延迟和数据丢失的风险。管理中心能够及时接收和解析来自水利设备节点的ipv6数据包，并进行数据解析和处理，从而生成水利智能报告。这使得水利管理人员能够及时了解水资源情况，做出相应的决策和调整。通过实现水利智能物联感知，提高了水利管理的效能和精度，使得水资源的监测、分析和决策更加科学和准确。同时，减少了人工干预和信息传递的环节，降低了管理成本和错误率。

9、优选地，步骤s1中水利智能物联网通信网络包括：

10、管理中心、路由设备以及水利设备节点集，水利设备节点集中的水利设备节点通过ipv6地址与管理中心进行通信，其中通信的方式包括4g/nb直连互联网以及通过6lowpan组成局域网后经网关转发至互联网，水利设备节点集包括至少一个或两个及以上的水利设备节点，水利智能物联网通信网络的构建方式为使用6lowpan协议栈通过rpl路由协议算法将ipv6网络应用在水利智能物联网通信网络中。

11、本发明中通过4g/nb直连互联网的方式，水利设备节点可以在广域范围内与管理中心进行通信，无需受限于地理位置和传统有线网络的限制。通过使用6lowpan组成局域网后经网关转发至互联网的方式，水利设备节点集可以根据实际需求灵活组建网络拓扑结构，适应不同水利场景的需求。6lowpan协议栈采用了压缩的ipv6报头和优化的通信机制，使得水利设备节点能够以较低的功耗进行通信，延长设备的电池寿命，提高系统的节能效果。通过使用rpl路由协议算法优化网络中的路由选择，可以实现水利设备节点之间的高效数据传输，减少网络拥塞和延迟，提高数据传输的效率和可靠性。容纳至少一个或两个及以上的水利设备节点，使得水利智能物联感知网络具有良好的扩展性，能够适应不断增加的水利设备数量和网络规模的需求。通过在水利智能物联感知网络中应用管理中心、路由设备和水利设备节点集，并采用4g/nb直连互联网和6lowpan组成局域网后经网关转发至互联网的通信方式，以及使用6lowpan协议栈和rpl路由协议算法构建ipv6网络，可以实现强大的通信覆盖范围、灵活的网络拓扑结构、低功耗和节能优势、高效的数据传输和处理，以及良好的扩展性和可扩展性，从而为水利智能物联感知提供多种有益效果。

12、优选地，步骤s1具体为：

13、获取水利智能物联平台网络检测数据，并根据水利智能物联平台网络检测数据对预设的水利智能物联平台进行网络架构优化，从而获取水利智能物联平台网络数据；

14、根据水利智能物联平台网络数据建立基于ipv6的水利智能物联网通信网络。

15、本发明中通过获取水利智能物联平台网络检测数据，并根据这些数据对预设的水利智能物联平台进行网络架构优化，可以提升网络的性能和效率。优化网络架构可以减少网络拥塞、降低延迟、提高数据传输的稳定性和可靠性，从而改善水利智能物联网的通信质量。建立基于ipv6的水利智能物联网通信网络可以实现更广泛的地址空间，支持更多的设备连接和通信。ipv6具有更大的地址空间，可以满足水利智能物联平台中大量设备的地址需求，为设备之间的通信提供充足的地址资源。基于ipv6的水利智能物联网通信网络具有跨平台互通的特性。ipv6是一种全球通用的网络协议，不受特定平台或系统的限制，因此可以实现不同水利设备、不同平台之间的无缝通信和互操作性，提高系统的整体效能和灵活性。通过网络架构优化和ipv6的支持，水利智能物联网通信网络具有良好的扩展性和可靠性。优化后的网络架构可以支持更多的设备接入，适应水利系统规模的增长；同时，ipv6的特性也提供了更稳定和可靠的通信环境，减少通信故障和数据丢失的风险。

16、优选地，步骤s2具体为：

17、持续监测水利智能物联网通信网络中的外接入口，从而获取水利设备节点外接数据；

18、根据水利设备节点外接数据通过水利智能物联网通信网络进行ipv6地址分配以及网络参数配置，从而获取水利设备节点网络参数数据，以发送至水利智能物联网通信网络中的管理中心。

19、本发明中续监测水利智能物联网通信网络中的外接入口可以实时获取外接数据，包括外部设备接入和相关网络参数变化等信息。通过实时监测，可以及时了解网络的状态和外部设备的接入情况，为后续的ipv6地址分配和网络参数配置提供准确的基础数据。通过水利智能物联网通信网络进行ipv6地址分配，可以为水利设备节点提供唯一的ipv6地址，确保每个设备在网络中具有独立的标识。这有助于实现设备的精确识别和通信管理，并提供良好的地址资源管理和利用效率。根据外接数据和水利设备节点的特性，通过网络参数配置可以优化设备的网络性能和通信效率。网络参数配置包括调整传输速率、优化数据传输路由、设置网络安全策略等，有助于提高通信的稳定性、减少数据丢失和延迟，并保障水利智能物联网通信网络的正常运行。通过将水利设备节点的网络参数数据发送至管理中心，可以实现数据的整合和集中管理。管理中心可以对网络参数数据进行分析和处理，帮助监控网络的状态和性能，并进行相应的管理和调整，从而提高整个水利智能物联网的运行效率和管理水平。

20、优选地，步骤s3具体为：

21、利用水利设备节点进行多要素水资源数据采集，从而获取多要素水资源数据，其中多要素资源数据包括雨量数据、水位数据、流量数据以及水利图像数据。

22、本发明中通过水利设备节点对雨量、水位、流量和水利图像等多要素数据进行采集，可以全面了解水资源的情况。这些数据是水利管理和决策的重要依据，可以用于监测水资源变化、预测水灾风险、评估水利工程效果等，对水利系统的运行和管理具有重要意义。利用水利设备节点进行数据采集可以实现对水资源数据的实时监测。通过实时采集和传输数据，可以及时获取水资源的变化情况，包括降雨量、水位上升或下降、水流速度等信息。这有助于实现对水资源的实时监控和预警，以便及时采取相应的措施应对水资源的变化。通过利用水利设备节点进行数据采集，可以提高数据的精确性和准确性。水利设备节点通常配备有专业的传感器和测量设备，能够进行精确的数据采集和测量。因此，采集到的多要素水资源数据具有较高的精度和可靠性，可以为水利管理和决策提供准确的数据支持。通过采集多要素水资源数据，可以实现对不同要素数据的整合和分析。将雨量、水位、流量和水利图像等数据进行整合分析，可以揭示它们之间的关联和影响，帮助水利管理者更好地理解水资源的状况，并采取相应的措施进行调整和管理。

23、优选地，步骤s5具体为：

24、步骤s51：控制管理中心接收从路由设备转发的ipv6数据包；

25、步骤s52：对ipv6数据包进行数据解析，从而获取多要素水资源数据；

26、步骤s53：对多要素水资源数据进行深度数据智能生成，从而生成水利智能报告。

27、本发明中通过控制管理中心接收从路由设备转发的ipv6数据包，可以实现数据的可靠接收和传输。ipv6作为网络通信协议，具有更大的地址空间和更好的数据传输能力，能够支持大规模的数据传输和通信需求。对接收到的ipv6数据包进行数据解析，能够准确提取其中的多要素水资源数据。通过解析数据包的结构和字段，管理中心可以获取到具体的水位、流量、雨量等水资源数据，为后续的分析和处理提供基础数据。对多要素水资源数据进行深度数据智能生成，能够实现更高层次的数据分析和报告生成。通过应用数据挖掘、机器学习等技术，可以从多要素水资源数据中提取隐含的关联规律和趋势，进一步分析水资源的状态和变化，生成水利智能报告。这些报告可以提供更全面、准确的水利信息，帮助水利管理者做出科学决策和有效规划。通过生成水利智能报告，可以提高水资源管理的效能和决策质量。智能报告能够对水资源状况进行全面评估，提供实时的数据分析和预测，帮助管理者及时发现问题、制定对策，并优化水资源的利用和分配。这有助于提高水利系统的运行效率、降低损失风险，实现可持续的水资源管理。

28、优选地，水利智能报告包括水利风险报告数据，其中水利风险报告数据的生成步骤包括以下步骤：

29、步骤s531：根据多要素水资源数据进行对比分析，生成水库溢洪风险报告数据；

30、步骤s532：根据多要素水资源数据中的水位数据以及流量数据进行历史数据以及预设的预警值比对，从而生成河道泛滥风险报告数据；

31、步骤s533：根据多要素水资源数据中的水闸图像数据以及水位数据进行水闸状态分析，从而获取水闸运行状态报告数据；

32、步骤s534：根据水库溢洪风险报告数据、河道泛滥风险报告数据以及水闸运行状态报告数据进行风险精准评估，从而生成水利风险报告数据。

33、本发明中通过对多要素水资源数据的对比分析，能够生成水库溢洪风险报告数据。水库溢洪是水利系统中的重要风险之一，对其进行评估和预警能够帮助管理者及时采取措施应对潜在的洪水风险。通过对多要素水资源数据中的水位数据和流量数据与历史数据以及预警值的比对，生成河道泛滥风险报告数据。这能够及时识别河道泛滥的风险，并通过风险报告提供预警信息，帮助管理者采取适当的防范和应对措施。通过对多要素水资源数据中的水闸图像数据和水位数据进行分析，能够获取水闸的运行状态报告数据。这有助于及时发现水闸的异常情况或故障，并提供相应的运维建议，确保水闸正常运行，维护水利系统的稳定性和安全性。通过将水库溢洪风险报告数据、河道泛滥风险报告数据和水闸运行状态报告数据进行综合分析和评估，能够进行风险精准评估。这有助于管理者更准确地了解水利系统的风险状况，制定相应的应对策略和措施，提高水利系统的安全性和可靠性。

34、优选地，风险精准评估通过安全预警等级计算公式进行计算，水利风险报告数据包括水利风险安全预警数据，其中安全预警等级计算公式具体为：

35、；

36、为水利风险安全预警数据，为预警时间数据，为预警权重参数数据，为预警常数项，为水库溢洪风险报告数据，为河道泛滥风险报告数据，为水闸运行状态数据，为预警调整项，为水位位置安全数据，为水利风险安全预警数据的修正项。

37、本发明构造了一种安全预警等级计算公式，该计算公式能够综合考虑多个因素并基于时间变化进行评估，通过权重参数调节和数据修正，提供了更准确、动态的水利风险安全预警等级。这有助于及时识别潜在的安全风险，采取适当的措施保障水利设备的安全。公式中的微分操作可以对时间变化进行分析，通过计算预警等级随时间的变化率，能够捕捉到安全状况的趋势和变化情况，提供对水利设备安全状态的实时监测和预警。水库溢洪风险报告数据和河道泛滥风险报告数据项反映了水库以及河道的安全风险情况，对安全预警等级的计算起到了基础和参考作用。水闸运行状态数据和水位位置安全数据提供了当前的水闸运行状态以及水位状态，它们对安全预警等级的计算起到了直接影响和调节作用。预警调整项是一个调整参数，可以根据实际情况对安全预警等级进行修正和调节。预警权重参数用于对不同因素的重要性进行加权，通过调节权重参数，可以实现对不同因素的灵活权衡，使预警等级更加准确和合理。水利风险安全预警数据的修正项用于对安全预警数据进行修正，可以根据实际需求对预警数据进行微调和修正，使其更符合实际情况。

38、优选地，水利智能报告包括水利人员安全报告数据，其中水利人员预警报告数据的生成步骤包括以下步骤：

39、步骤s81：对水利图像数据进行人脸检测，从而获取人脸检测数据；

40、步骤s82：确定人脸检测数据为不存在人脸检测数据时，则返回步骤s81；

41、步骤s83：确定人脸检测数据为存在人脸检测数据时，则根据人脸检测数据对水利图像数据进行人脸提取，从而获取人脸图像数据；

42、步骤s84：根据人脸图像数据进行情绪特征提取，从而获取人脸情绪特征数据并根据人脸检测数据对水利图像数据进行人员位置特征提取以及人员状态特征提取，从而获取人员位置特征数据以及人员状态特征数据；

43、步骤s85：根据人员位置特征数据进行安全距离等级转化，从而获取人员位置安全数据；

44、步骤s86：对人员状态特征数据进行识别计算，从而获取人员状态数据并根据人员位置安全数据以及人员状态数据进行获取安全预警等级生成，从而获取水利人员安全预警数据；

45、步骤s87：对人脸情绪特征数据进行人脸情绪识别，从而获取人脸情绪数据，并利用人脸情绪数据对水利人员安全预警数据进行权重调整，从而获取水利人员安全报告数据。

46、本发明中通过人脸检测和人员位置特征提取，能够获取水利人员的位置特征数据，并将其转化为安全距离等级。这有助于评估人员所处位置的安全性，并提供针对性的预警和保护措施。通过人脸检测、人员状态特征提取和识别计算，能够获取水利人员的状态数据，并根据状态数据和位置安全数据生成安全预警等级。这能够及时识别人员的状态变化和潜在风险，并生成相应的安全预警，有助于保障水利人员的安全和健康。通过人脸情绪特征提取和情绪识别，能够获取水利人员的情绪数据，并利用情绪数据对安全预警数据进行权重调整。这有助于考虑人员情绪对安全状况的影响，调整预警等级的准确性和针对性。通过整合人员位置安全数据、人员状态数据和人脸情绪数据，能够进行综合风险评估，并生成水利人员安全报告数据。这提供了对水利人员安全状况的全面评估和汇报，为决策者提供重要参考，帮助他们制定有效的安全管理策略。

47、优选地，一种ipv6水利智能物联感知设备，包括：

48、至少一个处理器；

49、与所述至少一个处理器通信连接的存储器；

50、所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如上任意一项所述的一种ipv6水利智能物联感知方法。

51、优选地，一种ipv6水利智能物联感知系统，包括：

52、水利智能物联网通信网络构建模块：用于建立基于ipv6的水利智能物联网通信网络，其中水利智能物联网通信网络包括管理中心、路由设备以及水利设备节点集；

53、通信网络分配模块：用于监测接入水利设备节点时，利用水利智能物联网通信网络分配ipv6地址以及配置网络参数；

54、多要素水资源数据采集模块：用于利用水利设备节点进行多要素水资源数据采集，从而获取多要素水资源数据；

55、ipv6数据包转发模块：用于控制水利设备节点将多要素水资源数据封装成ipv6数据包，并通过水利智能物联网通信网络将ipv6数据包发送至水利智能物联网通信网络中的管理中心；

56、水利智能报告生成模块：用于控制管理中心接收ipv6数据包，并对ipv6数据包进行数据解析并处理，从而生成水利智能报告。

57、本发明的有益效果在于：通过建立基于ipv6的水利智能物联网通信网络，可以实现管理中心、路由设备和水利设备节点集之间的高效通信。ipv6地址分配和网络参数配置确保了设备节点的正常接入和通信，从而实现了高效的数据传输和交换。通过水利设备节点的多要素水资源数据采集，可以全面感知水资源的各项指标，如雨量、水位、流量以及水利图像数据等。这有助于对水资源的实时监测和分析，为水利管理提供更全面的数据支持。将多要素水资源数据封装成ipv6数据包，并通过水利智能物联网通信网络发送至管理中心，可以实现实时的数据传输和处理。这确保了水资源数据的及时性和准确性，为决策者提供了快速响应和准确判断的基础。管理中心接收并解析ipv6数据包，并进行数据处理和分析，从而生成水利智能报告。通过对数据的解析、对比分析和智能算法的运用，可以生成包括水利风险报告数据和水利人员安全报告数据在内的智能报告。这提供了对水利系统运行状态和安全风险的全面评估和预警，为决策者提供科学依据。