一种基于NB-iot智能水表的数据采集方法及系统与流程

本发明涉及智能水表的领域，尤其是涉及一种基于nb-iot智能水表的数据采集方法及系统。

背景技术：

1、城市水务供水建设中面临漏损严重和人工抄表成功率低问题，随着nb-iot窄带物联网技术的出现及应用，已经从根本上改变这一局面。nb-iot具有高安全性、广覆盖、大连接、低功耗和低成本等特点，能够有效降低抄表成本，提高抄表准确率，不仅为水务部门大范围降低人力物力成本，提高效率及管理能力，也提高了用户体验。

2、传统的智能水表数据采集方法主要依赖定期的人工巡检和单一的数据读取，无法实现全面、实时的异常检测与预警。

技术实现思路

1、为了提高智能水表管理系统的智能化水平，降低了运维成本，提升了水资源管理效率，本技术提供一种基于nb-iot智能水表的数据采集方法及系统。

2、第一方面，本技术提供一种基于nb-iot智能水表的数据采集方法，采用如下的技术方案：

3、一种基于nb-iot智能水表的数据采集方法，包括：

4、采集获取水表数据，并通过图像识别技术识别获取水表外观的情况信息，其中，水表外观的情况包括水表破损以及水表漏水；

5、从所采集获取的水表数据中提取水表读数的时间序列特征的关联数据、数据传输效率相关特征的关联数据以及电池电量消耗特征的关联数据；

6、将水表读数的时间序列特征的关联数据、数据传输效率相关特征的关联数据以及电池电量消耗特征的关联数据作为输入对象，输入至完成训练的用于异常检测的深度学习模型，输出异常检测结果，其中，异常检测结果包括读数异常、数据传输效率异常以及电池电量消耗异常；

7、根据所输出的异常检测结果，分析确定待维护的水表编号，并根据水表编号与所在位置的对应关系，分析确定相应编号水表所在位置；

8、根据预设的不同水表外观情况与优先级数值的对应关系、预设不同异常检测结果与优先级数值的对应关系，计算得到所分析确定的水表的整体优先级数值；

9、根据所分析确定水表的整体优先级数值对待处理的水表作排序，并将排序结果、异常检测结果以及水表外观的情况信息一并发送至负责人所持终端。

10、通过采用上述技术方案，基于nb-iot智能水表的数据采集方法，通过图像识别获取水表外观情况，结合深度学习模型检测异常，实现全面监控。该方法不仅提取水表读数、传输效率、电池电量等关键数据，还根据异常检测结果和水表外观情况，智能计算水表的整体优先级，为维护排序提供科学依据。

11、可选的，根据预设的不同水表外观情况与优先级数值的对应关系、预设不同异常检测结果与优先级数值的对应关系，计算得到所分析确定的水表的整体优先级数值包括：

12、获取未来预设时间范围内的天气状况信息；

13、根据天气状况信息、水表外观情况与权重系数的对应关系，且同时根据天气状况信息、异常检测结果与权重系数的对应关系，分别确定受未来预设时间范围内的天气状况信息影响下的水表外观情况的权重系数、受未来预设时间范围内的天气状况信息影响下异常检测结果的权重系数；

14、根据受未来预设时间范围内的天气状况信息影响下的水表外观情况的权重系数、受未来预设时间范围内的天气状况信息影响下异常检测结果的权重系数、预设的不同水表外观情况与优先级数值的对应关系、预设不同异常检测结果与优先级数值的对应关系，分析计算得到所分析确定的水表的整体优先级数值。

15、通过采用上述技术方案，通过综合未来天气状况、水表外观及异常检测结果，本方案能够智能计算水表的整体优先级数值。在恶劣天气下，外观破损或异常检测结果严重的水表将被赋予更高权重，从而得到优先处理。这种动态调整机制确保了水表维护的及时性和针对性，有效提升了水资源管理效率。此方案创新且实用，为水表维护带来了革命性的改变。

16、可选的，根据预设的不同水表外观情况与优先级数值的对应关系、预设不同异常检测结果与优先级数值的对应关系，计算得到所分析确定的水表的整体优先级数值包括：

17、获取未来预设时间范围的季节性变化、天气状况信息；

18、将未来预设时间范围的季节性变化、天气状况信息输入至训练完成的用水量预测的模型，预测获取预设时间范围内的用水量，训练完成的用水量预测的模型利用历史预设时间范围内水表所关联的用水数据以及历史预设时间范围内的季节性变化、天气状况信息，结合机器学习算法构建形成；

19、根据未来预设时间范围内的用水量以及当前的用水量，分析获取未来预设时间范围内的用水量预测增幅；

20、根据预设的不同水表外观情况、用水量预测增幅所落入的区间范围与优先级数值的对应关系，以及预设不同异常检测结果、用水量预测增幅所落入的区间范围与优先级数值的对应关系，分析确定所分析水表的整体优先级数值。

21、通过采用上述技术方案，通过综合未来季节性变化、天气状况及用水量预测，本方案能精准计算水表的整体优先级数值。在用水量预测增幅较大的情况下，外观破损或异常检测结果严重的水表将被赋予更高优先级，确保及时维修处理。这种基于数据与预测的动态优先级设定，不仅提升了水表维护的针对性和效率，也为水资源管理带来了前瞻性的创新思路。

22、可选的，还包括位于分析获取未来预设时间范围内的用水量预测增幅之后，且在分析确定所分析水表的整体优先级数值之前的步骤，具体如下：

23、分析预设时间范围内的用水量预测增幅是否超过预设增幅；

24、若为是，则根据超过预设增幅的用水量与水表的整体优先级数值调整系数，分析确定水表的整体优先级数值调整系数，并根据预设的不同水表外观情况与优先级数值的对应关系、预设不同异常检测结果与优先级数值的对应关系、水表的整体优先级数值调整系数,计算得到所分析确定的水表的整体优先级数值；

25、若为否，则继续后续步骤。

26、通过采用上述技术方案，本方案通过引入用水量预测增幅的判定环节，进一步细化了水表整体优先级数值的计算逻辑。当预测增幅超过设定阈值时，会动态调整水表的整体优先级，确保高增幅水表得到及时关注和处理。这种灵活且精准的优先级调整机制，不仅提升了水表管理的响应速度和处理效率，也为预防潜在问题、保障用水安全提供了有力支持。

27、可选的，还包括与将排序结果、异常检测结果以及水表外观的情况信息一并发送至负责人所持终端并行的步骤，具体如下：

28、根据水表外观的情况信息以及异常检测结果与异常检测结果产生原因的对应关系，分析确定异常检测结果产生原因；

29、将异常检测结果产生原因作为通知信息发送至负责人所持终端。

30、通过采用上述技术方案，本方案通过智能分析水表外观及异常检测结果，准确判断异常产生原因，并及时向负责人发送通知，实现了问题的快速定位与响应。这种机制不仅提高了水表维护的精准度和效率，还能帮助负责人迅速掌握情况，做出正确决策。同时，方案的智能化和自动化特点也大大降低了人工干预成本，为水资源管理带来了全新的解决方案。

31、可选的，根据所分析确定水表的整体优先级数值对待处理的水表作排序包括：

32、分析距离待处理的水表预设距离范围内是否存在维护人员；

33、若为是，则将相应待处理的水表的维护工作分配给相应维护人员，并将分配处理信息、异常检测结果以及水表外观情况信息发送给相应维护人员，并从待处理的水表中删除相应水表编号，并根据所分析确定水表的整体优先级数值对待处理的水表作排序；

34、若为否，则根据所分析确定水表的整体优先级数值对待处理的水表作排序。

35、通过采用上述技术方案，本方案通过智能分析待处理水表的整体优先级数值，实现了对水表维护工作的精准排序和分配。在维护人员存在的情况下，能够迅速将任务分配并发送相关信息，提高了维护效率和响应速度。同时，方案还考虑到了无维护人员的情况，通过优先级排序，确保了紧急问题的优先处理。这种智能化的水表维护管理方案，为水资源管理带来了更高效、更便捷的解决方案。

36、可选的，还包括与根据所分析确定水表的整体优先级数值对待处理的水表作排序，并将排序结果、异常检测结果以及水表外观的情况信息一并发送至负责人所持终端并行的步骤，具体如下：

37、获取水表的整体优先级数值；

38、将超过预设的整体优先级数值的相应编号水表实时检测的数据实时备份至预设距离范围内摄像装置的存储设备中；

39、将低于预设的整体优先级数值的相应编号水表定时将检测的数据备份至预设距离范围内摄像装置的存储设备中。

40、通过采用上述技术方案，本方案通过智能分析确定水表的整体优先级数值，并根据该数值进行实时或定时数据备份，实现了对水表数据的全面、高效管理。对于高优先级水表，实时备份确保了数据的及时性和准确性；对于低优先级水表，定时备份则节省了存储资源，同时保证了数据的完整性。这种灵活的数据备份策略，不仅提升了水表数据管理的智能化水平，也为后续的数据分析、故障预警等提供了有力支持。

41、第二方面，本技术提供一种基于nb-iot智能水表的数据采集系统，采用如下的技术方案：

42、一种基于nb-iot智能水表的数据采集系统，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序，该程序能够被处理器加载执行时实现如第一方面所述的基于nb-iot智能水表的数据采集方法。