申请日2018.02.10
公开(公告)日2018.08.24
IPC分类号H04W4/38; H04L29/08; G01D21/02; H04W84/18
摘要
本发明提供了一种基于大数据的污水管网智能监测系统，包括多个污水管网监测子系统和大数据处理中心，每个污水管网监测子系统皆连接至大数据处理中心，每个污水管网监测子系统用于采集一个污水管网监测区域内的多个污水管网监测节点的污水管网传感数据;大数据处理中心用于对采集的污水管网传感数据进行处理分析，实现对污水管网的实时监测。本发明基于大数据处理技术，将众多传感器节点采集的数据进行汇总并统一分析处理，可进行数据分析利用，提高对污水管网的监测能力。
权利要求书
1.一种基于大数据的污水管网智能监测系统，其特征是，包括多个污水管网监测子系统和大数据处理中心，每个污水管网监测子系统皆连接至大数据处理中心，每个污水管网监测子系统用于采集一个污水管网监测区域内的多个污水管网监测节点的污水管网传感数据;大数据处理中心用于对采集的污水管网传感数据进行处理分析，实现对污水管网的实时监测。
2.根据权利要求1所述的一种基于大数据的污水管网智能监测系统，其特征是，每个污水管网监测子系统包括设置于各个污水管网监测节点的传感器节点，还包括基站，传感器节点用于采集所在污水管网监测节点的污水管网传感数据，基站负责传感器节点和大数据处理中心之间的双向信息交互。
3.根据权利要求2所述的一种基于大数据的污水管网智能监测系统，其特征是，传感器节点包括传感器单元，传感单元内设有温度传感器、湿度传感器、水位传感器、流量传感器或一氧化碳传感器。
4.根据权利要求1所述的一种基于大数据的污水管网智能监测系统，其特征是，大数据处理中心包括依次连接的数据接收模块、数据显示模块、数据分析模块，其中数据接收模块用于对接收多个污水管网监测子系统发送的污水管网传感数据;所述数据显示模块用于对数据接收模块接收的污水管网传感数据进行显示;所述的数据分析模块用于对接收的污水管网传感数据进行分析处理。
5.根据权利要求4所述的一种基于大数据的污水管网智能监测系统，其特征是，大数据处理中心还包括相连接的数据压缩模块和数据存储模块，数据压缩模块与数据接收模块连接，用于对数据接收模块接收的多个污水管网监测子系统发送的污水管网传感数据进行压缩处理，并将压缩处理后的污水管网传感数据发送至数据存储模块中存储。
6.根据权利要求2所述的一种基于大数据的污水管网智能监测系统，其特征是，各传感器节点通过自组织构建无线传感器网络，且构建的无线传感器网络采用分簇拓扑结构，将分布在污水管网监测区域内的传感器节点根据节点地理位置划分为N个簇，每个簇选择一个传感器节点作为簇头，其余传感器节点为成员节点，其中簇头用于收集其簇内各成员节点采集的污水管网传感数据。
7.根据权利要求6所述的一种基于大数据的污水管网智能监测系统，其特征是，每个簇选择一个传感器节点作为簇头，具体包括：
(1)基站以最大功率向网络内广播信标信息，网络内传感器节点记录收到基站信标信息的时间和信号强度，基站信标信息包括最大信号强度Pmax、最小信号强度Pmin、保障传感器节点运行的最小能量值Emin、各传感器节点收到基站信标信息的理论时间以及时间差阈值ΔT;
(2)网络内传感器节点计算自身的故障率：
式中，表示传感器节点Sα的实际故障率，为传感器节点Sα收到基站信标信息的时间，为由基站设定的传感器节点Sα收到基站信标信息的理论时间，P为设定的传感器节点标准故障概率;为判断取值函数，当时，当时，
(3)网络内传感器节点以初始设置的概率成为候选簇头，然后以最大功率广播自己是簇头的消息，在发射半径内若收到另外一个权值更大的候选簇头广播的消息，则放弃簇头的竞争，否则自己成为簇头，其中消息包括传感器节点根据自身情况计算的权值信息;
所述的权值的计算公式为：
式中，表示传感器节点Sα的权值，为传感器节点Sα的当前剩余能量，为传感器节点Sα的初始能量，P(Sα,O)为传感器节点Sα收到基站信标信息的信号强度;λ1、λ2为设定的权重系数，满足λ1+λ2=1;
(4)当选为簇头的传感器节点对外广播自己是簇头的消息，其他传感器节点根据信号强度来决定加入某一个簇，并向簇头发送加入消息。
说明书
一种基于大数据的污水管网智能监测系统
技术领域
本发明涉及污水管网信息化领域，具体涉及一种基于大数据的污水管网智能监测系统。
背景技术
污水管网系统是城市建设、环境保护、防洪排涝等市政项目中的重要基础设备，建立城市污水管网的监测系统，为城市排水管理者提供实时观察污水管网的环境信息、分析污水管网动态运行状况的监测管理功能，已经成为了现代城市排水管理的迫切需求。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种基于大数据的污水管网智能监测系统。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：
提供了一种基于大数据的污水管网智能监测系统，包括多个污水管网监测子系统和大数据处理中心，每个污水管网监测子系统皆连接至大数据处理中心，每个污水管网监测子系统用于采集一个污水管网监测区域内的多个污水管网监测节点的污水管网传感数据;大数据处理中心用于对采集的污水管网传感数据进行处理分析，实现对污水管网的实时监测。
优选地，每个污水管网监测子系统包括设置于各个污水管网监测节点的传感器节点，还包括基站，传感器节点用于采集所在污水管网监测节点的污水管网传感数据，基站负责传感器节点和大数据处理中心之间的双向信息交互。
本发明的有益效果为：基于大数据处理技术和无线传感器网络技术，将众多传感器节点采集的数据进行汇总并统一分析处理，可进行数据分析利用，提高对污水管网的监测能力。