一种基于物联网的水表管理系统、方法及水表
技术领域
本发明涉及物联网领域，具体而言，涉及一种基于物联网的水表管理系统、方法及水表。
背景技术
随着人类社会的不断发展，未来城市将承载越来越多的人口。目前，我国正处于城镇化加速发展的时期，部分地区“城市病”问题日益严峻。为解决城市发展难题，实现城市可持续发展，建设智慧城市已成为当今世界城市发展不可逆转的历史潮流。
目前市场上的水表大部分采用人工抄写及人工统计用户的用水数据的传统水表，以及逐渐取代传统水表的电子水表。电子水表虽具有远传抄表功能，提升了抄表效率，但是作为公共场所比如学校、宾馆等公共厕所的地方，长期用水，就会存在白天人流较多，晚上需求水量较少，特别是企事业单位的公共厕所，节假日甚至出现不需要用水情况，如果采用个人到现场进行开关水闸控制，不但不太现实，同时也不符合智能化的时代潮流。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于物联网的水表管理系统、方法及水表，以改善上述问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种基于物联网的水表管理系统，所述水表管理系统包括水表、服务端及客户端，所述服务端分别与所述水表和所述客户端通信连接，其中，
所述水表用于采集用水数据，并将所述用水数据发送到所述服务端;
所述服务端用于接收并存储所述用水数据，并根据所述用水数据生成用水习惯表，将所述用水习惯表发送到客户端;
所述客户端用于接收所述用水习惯表，生成操作指令，所述操作指令包括关阀时间和开阀时间，将所述操作指令发送到所述服务端;
所述服务端还用于接收所述操作指令，并根据所述操作指令生成对应的控制指令以及将所述控制指令发送到所述水表;
所述水表还用于接收并存储所述控制指令及在所述控制指令包含的关阀时间关闭水阀及在所述控制指令包含的开阀时间打开水阀。
优选的，所述水表包括控制器、计量模块、射频传输模块及阀门控制模块，所述计量模块、所述阀门控制模块及所述射频传输模块分别与所述控制器电性连接，
所述计量模块用于将机械转动转换为电信号并将所述电信号发送给所述控制器;
所述控制器用于接收所述电信号并将所述电信号生成对应的用水数据及通过所述射频传输模块将所述用水数据发送至所述服务端，所述控制器还用于通过所述射频传输模块接收服务端发送的所述控制指令并将所述控制指令发送到阀门控制模块;
所述阀门控制模块用于根据所述控制指令控制水阀的打开和关闭。
优选的，所述水表还包括显示单元，所述显示单元与所述控制器电性连接，所述显示单元用于显示用户的用水数据。
一种基于物联网的水表管理方法，应用于相互通信的服务端、水表和客户端，所述方法包括：
水表采集用水数据，并将所述用水数据发送到所述服务端;
服务端接收并存储所述用水数据，并根据所述用水数据生成用水习惯表，将所述用水习惯表发送到客户端;
客户端接收所述用水习惯表，生成操作指令，所述操作指令包括关阀时间和开阀时间，将所述操作指令发送到所述服务端;
服务端接收所述操作指令，并根据所述操作指令生成对应的控制指令以及将所述控制指令发送到所述水表;
水表接收并存储所述控制指令及在所述控制指令包含的关阀时间关闭水阀及在所述控制指令包含的开阀时间打开水阀。
一种基于物联网的水表管理方法，应用于与服务端、客户端通信的水表，所述方法包括：
水表采集用水数据，并将所述用水数据发送到所述服务端以便于服务端接收并存储所述用水数据，并根据所述用水数据生成用水习惯表，将所述用水习惯表发送到客户端，以便于客户端接收所述用水习惯表，生成操作指令，所述操作指令包括关阀时间和开阀时间，将所述操作指令发送到所述服务端，以便于服务端接收所述操作指令，并根据所述操作指令生成对应的控制指令以及将所述控制指令发送到所述水表;
水表接收并存储所述控制指令及在所述控制指令包含的关阀时间关闭水阀及在所述控制指令包含的开阀时间打开水阀。
一种水表，所述水表包括控制器、计量模块，射频传输模块及阀门控制模块，所述计量模块、所述阀门控制模块及所述射频传输模块分别于所述控制器电性连接，
所述计量模块用于将机械转动转换为电信号并将所述电信号发送给所述控制器;
所述控制器用于接收所述电信号并将所述电信号生成对应的用水数据及通过所述射频传输模块将所述用水数据发送至服务端，所述控制器还用于通过所述射频传输模块接收服务端发送的控制指令并将所述控制指令发送到阀门控制模块;
所述阀门控制模块用于根据所述控制指令控制水阀的打开和关闭。
优选的，所述水表还包括滤波电路，所述滤波电路分别与所述计量模块和所述控制器电性连接，所述滤波电路用于对传输的电信号进行滤波以防止外界信号干扰。
优选的，所述水表还包括数据存储模块，所述数据存储模块与所述控制器电性连接，所述数据存储模块用于存储所述控制器接收到的所述控制指令。
优选的，所述水表还包括显示单元，所述显示单元与所述控制器电性连接，所述显示单元用于显示用户的用水信息。
优选的，所述水表还包括远程校时及时钟产生模块，所述远程校时及时钟产生模块与所述控制器电性连接，所述射频传输模块还用将服务端发送的参考时间发送给所述控制器，所述远程校时及时钟产生模块用于产生本地时间，并将所述本地时间与所述参考时间进行比对，以实现时钟校正。
本发明提供的一种基于物联网的水表管理系统、方法及水表，通过水表采集用水数据并将所述用水数据发送到服务端，服务端用于接收所述水数据及生成用户习惯表并将所述用水习惯表发送到客户端，客户端接收所述用水习惯表及生成操作指令，所述操作指令包括关阀时间和开阀时间，并将所述操作指令发送到所述服务端，服务端还用于接收所述操作指令，并根据所述操作指令生成对应的控制指令以及将所述控制指令发送到所述水表，所述水表还用于接收并存储所述控制指令及在所述控制指令包含的关阀时间关闭水阀及在所述控制指令包含的开阀时间打开水阀，实现在远程监控水表用水数据的同时对水表水阀进行控制，有效控制水阀打开或关闭，从而达到节水的目的，同时增强用户体验。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的基于物联网的水表管理系统的组成示意图;
图2为本发明实施例所提供的水表的组成框图;
图3为本发明实施例所提供的水表用水数据上传的原理框图;
图4为本发明实施例所提供的水表电信号传输的原理框图;
图5为本发明实施例所提供的基于物联网的水表管理方法的流程图;
图6为本发明实施例所提供的基于物联网的水表管理方法应用于水表的流程图。
图标：100-服务端;200-客户端;300-水表;400-网络;310-控制器;320-计量模块;330-滤波电路;340-水阀;350-阀门控制模块;360-远程校时及时钟产生模块;370-数据存储模块;380-射频传输模块;390-电源模块;311-显示单元。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1，为本发明实施例提供的基于物联网的水表管理系统的组成示意图，该水表管理系统包括服务端100、客户端200、水表300、网络400，服务端100与客户端200、水表300通过网络400相互之间通信连接。
水表300用于采集用水数据，并将用水数据通过网络400发送到服务端100，该用水数据包括用水时间，以及该时间对应的用水量。服务端100用于接收并存储该用水数据，并根据该用水数据生成可视化的用水习惯表，该用水习惯表包括水表300的用水时间及该时间对应的用水量对应的可视化图形或者表格，将该用水习惯表发送到客户端200。客户端200用于接收该用水习惯表，以及响应用户的操作，从而生成操作指令，所述操作指令包括关阀时间和开阀时间，客户端200将该操作指令发送到所述服务端100。服务端100还用于接收该操作指令，并根据该操作指令生成对应的控制指令以及将该控制指令发送到所述水表300。水表300还用于接收并存储该控制指令及在所述控制指令包含的关阀时间关闭水阀340及在所述控制指令包含的开阀时间打开水阀340。
具体实施过程中，还包括，例如，水表300用于采集用户的用水信息并将该用水信息发送到服务端100。服务端100用于接收该用水信息，并统计该用水信息及分析水表300对应地点的用水习惯，从而得到用水高峰期的时段以及不用水的时段，并将高峰期的时段以及不用水的时段添加到用水习惯表，服务端100用于将这些信息通过网络400发送到客户端200以进行显示，用户根据该用水习惯表了解水表300对应地点的用水习惯，并根据该用水习惯表设定水表300的关阀时间和水表300的开阀时间，也可以通过服务端100的自我学习，在水表300的当前用水状态跟历史用水习惯相差数值太大时及时生成用户提示，例如周末的晚上水表300无故大流量用水，而之前统计数据显示周末晚无用水记录，服务端100向客户端200发送提示信息，客户端200接收该提示信息，从而提示用户关阀，减少水资源的浪费。
请参阅图2，为本发明实施例提供的水表300，该水表300包括控制器310、计量模块320、滤波电路330、水阀340、阀门控制模块350、远程校时及时钟产生模块360、数据存储模块370、射频传输模块380、电源模块390、显示单元311。计量模块320通过滤波电路330与控制器310电性连接，水阀340通过阀门控制模块350与控制器310电性连接，远程校时及时钟产生模块360、数据存储模块370、射频传输模块380、电源模块390、显示单元311分别与控制器310电性连接。
计量模块320作为传感器件，将机械转动转换为可供控制器310识别的电信号。机械转动是水表300中的一转动器件受水流带动产生的转动，在本实施例中，转动器件每转动N圈，计量模块320产生一次电信号发送至控制器310。
滤波电路330电性连接在计量模块320与控制器310之间，用于对计量模块320向控制器310传输的电信号进行滤波以防止外界信号干扰，滤波电路330可以采用低通滤波电路、RC低通滤波电路等，即允许低频信号通过，而将高频信号衰减的电路。滤波电路330采用的电路只要能实现对干扰信号进行衰减以及限流作用的电路都属于本发明的保护范围。
控制器310可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述控制器310可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等。还可以是数字信号处理器(DSP))、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
控制器310依据接收到的电信号并根据数据存储模块370的历史流量数据，计算出用水数据，并传输给数据存储模块370进行保存，所述控制器310还用于接收电信号并将电信号生成对应的用水数据及通过所述射频传输模块380将所述用水数据发送至所述服务端100。
数据存储模块370可以是，但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。其中，数据存储模块370用于存储历史用水数据和对用水数据有效的保存和掉电数据恢复使用。
射频传输模块380用于水表300与服务端100通信，射频传输模块380将控制器310生成的用水数据发送至服务端100，还用于接收服务端100发送的控制指令，并将该控制指令发送到阀门控制模块350。
阀门控制模块350用于根据该控制指令控制水阀340的打开和关闭。
远程校时及时钟产生模块360，用于产生本地时间，并将产生的本地时间与服务端100发送到水表300，射频传输模块380接收并发送给控制器310的参考时间进行对比，实现时钟校正。确保本地时间和参考时间的一致性，来保证流量数据计算的精准性，大幅度提高了水表300的实用性。
显示单元311，显示单元311与所述控制器310电性连接，显示单元311用于显示用户的用水数据，该用水数据包括用水总量。
请参阅图3，为本发明实施例所提供的水表300用水数据上传的原理框图。计量模块320为传感器件，将机械转动转换为可供控制器310识别的电信号。控制器310接收该电信号并将电信号生成对应的用水数据，所述用水数据包括用水时间及该时间计量模块320记录的用水量，控制器310将所述用水数据通过射频传输模块380发送至所述服务端100。
请参阅图4，为本发明实施例所提供的水表300电信号传输的原理框图，由于计量模块320为传感器件，将机械转动转换为可供控制器310识别的电信号。电信号存在一些噪音影响控制器310接收到不准确的电信号从而影响控制器310计算用水数据的准确性，在计量模块320与控制器310之间通过滤波电路330除燥以防止外界信号干扰。
请参阅图5，为本发明实施例所提供的基于物联网的水表管理方法，应用于相互通信的服务端100、水表300和客户端200，所述方法流程图如下进行阐述：
步骤S11，水表300采集用水数据，并将所述用水数据发送到所述服务端100。
本实施例中，水表300采集用水数据，该用水数据包括用水时间，以及该时间对应的用水量。
步骤S12，服务端100接收并存储所述用水数据，并根据所述用水数据生成用水习惯表，将所述用水习惯表发送到客户端200。
本实施例中，该用水习惯表为服务端100接收并存储所述用水数据对应的可视化用水数据，如表格或统计图，还包括服务端100对水表300不同时段的用水数据分析结果，例如，服务端100接收该用水信息，分析水表300对应地点的用水习惯，从而得到用水高峰期的时段以及不用水的时段，以及在水表300的当前用水状态跟历史用水习惯相差数值大太时及时生成用户提示，向客户端200发送提示信息，从而将得到用水高峰期的时段以及不用水的时段及提示信息添加到用水习惯表。
步骤S13，客户端200接收所述用水习惯表，生成操作指令，所述操作指令包括关阀时间和开阀时间，将所述操作指令发送到所述服务端100。
本实施例中，客户端200用于接收该用水习惯表，以及响应用户的操作，从而生成操作指令，所述操作指令包括关阀时间和开阀时间，并将该操作指令发送到所述服务端100。
步骤S14，服务端100接收所述操作指令，并根据所述操作指令生成对应的控制指令以及将所述控制指令发送到所述水表300。
步骤S15，水表300接收并存储所述控制指令及在所述控制指令包含的关阀时间关闭水阀340及在所述控制指令包含的开阀时间打开水阀340。
请参阅图5，为本发明实施例所提供的基于物联网的水表管理方法，应用于相互通信的服务端100、水表300和客户端200的水表300的方法流程图，所述方法流程图如下进行阐述：
步骤S21，水表300采集用水数据，并将所述用水数据发送到所述服务端100以便于服务端100接收并存储所述用水数据，并根据所述用水数据生成用水习惯表，将所述用水习惯表发送到客户端200，以便于客户端200接收所述用水习惯表，生成操作指令，所述操作指令包括关阀时间和开阀时间，将所述操作指令发送到所述服务端100，以便于服务端100接收所述操作指令，并根据所述操作指令生成对应的控制指令以及将所述控制指令发送到所述水表300。
步骤S22，水表300接收并存储所述控制指令及在所述控制指令包含的关阀时间关闭水阀340及在所述控制指令包含的开阀时间打开水阀340。
综上所述，本发明提供了一种基于物联网的水表管理系统、方法及水表，通过水表采集用水数据并将所述用水数据发送到服务端，服务端用于接收所述水数据及生成用户习惯表并将所述用水习惯表发送到客户端，客户端接收所述用水习惯表及生成操作指令，所述操作指令包括关阀时间和开阀时间，并将所述操作指令发送到所述服务端，服务端还用于接收所述操作指令，并根据所述操作指令生成对应的控制指令以及将所述控制指令发送到所述水表，所述水表还用于接收并存储所述控制指令及在所述控制指令包含的关阀时间关闭水阀及在所述控制指令包含的开阀时间打开水阀，实现在远程监控水表用水数据的同时对水表水阀进行控制，有效控制水阀打开或关闭，从而达到节水的目的，同时增强用户体验。
在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
