城市供水管理装置及系统.pdf

1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910204270.7 (22)申请日 2019.03.18 (71)申请人 天津华禹实业有限公司 地址 300384 天津市滨海新区华苑产业区 海泰华科三路1号28号楼-1-101 (72)发明人 吴召绪 (74)专利代理机构 天津市尚仪知识产权代理事 务所(普通合伙) 12217 代理人 邓琳 (51)Int.Cl. G05B 19/042(2006.01) E03B 7/07(2006.01) G01D 21/02(2006.01) H04L 29/08(2006.0

2、1) (54)发明名称 一种城市供水管理装置及系统 (57)摘要 本发明公开了一种城市供水管理装置及系 统， 涉及供水管网控制技术领域， 上述城市供水 管理装置装置包括： 数据采集设备、 中央处理器、 服务器和用户终端， 其中， 用户终端的个数为多 个， 数据采集设备和中央处理器之间通过数据连 接线相连， 中央处理器和服务器之间通过无线网 络相连， 用户终端通过无线网络与服务器相连， 数据采集设备采集供水设备的运行数据， 中央处 理器计算运行数据与预先设置的标准数据之间 的差值， 并根据差值生成运行状态信号， 用户终 端在接收到第一外部触发时生成状态查询信号， 服务器接收状态查询信号， 并将与

3、状态查询信号 相对应的运行状态信号发送给用户终端， 从而使 用户能够简便快捷的了解到供水情况。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 109947017 A 2019.06.28 CN 109947017 A 1.一种城市供水管理装置， 其特征在于， 包括： 数据采集设备、 中央处理器、 服务器和用 户终端， 其中， 所述用户终端的个数为多个； 所述数据采集设备和所述中央处理器之间通过数据连接线相连接， 所述中央处理器和 所述服务器之间通过无线网络相连接， 所述用户终端通过无线网络与所述服务器相连接； 所述数据采集设备用于采集供水设备的运行数据； 所述中央处理器用于计算所述运行数据与预先

4、设置的标准数据之间的差值， 且， 根据 所述差值生成运行状态信号； 所述用户终端用于在接收到第一外部触发时生成状态查询信号； 所述服务器用于接收所述状态查询信号， 且， 将与所述状态查询信号相对应的所述运 行状态信号发送给所述用户终端。 2.根据权利要求1所述的一种城市供水管理装置， 其特征在于， 所述用户终端包括相连 接的感应器和识别处理器； 所述感应器用于感应并存储用户发出的第一外部触发； 所述识别处理器用于对存储的所述第一外部触发进行识别， 且， 根据第一识别结果生 成所述状态查询信号。 3.根据权利要求2所述的一种城市供水管理装置， 其特征在于， 所述用户终端还包括相 连接的信号接收器

5、和显示屏； 所述信号接收器用于接收所述运行状态信号； 所述显示屏设置在所述用户终端的外表面， 所述显示屏用于将所述运行状态信号进行 显示。 4.根据权利要求3所述的一种城市供水管理装置， 其特征在于， 所述数据采集设备包括 并行连接的流量传感器、 压力传感器、 水质分析仪和定位仪， 其中， 所述流量传感器、 所述压 力传感器和所述水质分析仪均与供水管道接触连接； 所述流量传感器用于采集所在供水管道的水流量数据； 所述压力传感器用于采集所在供水管道的供水压力数据； 所述水质分析仪用于采集所在供水管道的水质量数据； 所述定位仪用于采集所在供水管道的地理位置数据。 5.根据权利要求4所述的一种城市供

6、水管理装置， 其特征在于， 所述数据采集设备还包 括故障监测器， 所述流量传感器、 所述压力传感器、 所述水质分析仪和所述定位仪均与所述 故障监测器相连接， 所述故障监测器还通过无线网络与所述用户终端相连接； 所述故障监测器用于实时监测所述流量传感器、 所述压力传感器、 所述水质分析仪和 所述定位仪的工作状态， 且， 当所述流量传感器、 所述压力传感器、 所述水质分析仪或者所 述定位仪的工作状态出现异常时， 向外发出故障报警。 6.根据权利要求5所述的一种城市供水管理装置， 其特征在于， 还包括云存储服务器， 所述云存储服务器与所述中央处理器相连接； 所述云存储服务器用于备份所述水流量数据、

7、所述供水压力数据、 所述水质量数据、 所 述地理位置数据以及所述运行状态信号。 7.根据权利要求5所述的一种城市供水管理装置， 其特征在于， 所述用户终端还包括缴 费端口， 所述缴费端口与所述识别处理器相连接； 权利要求书 1/2 页 2 CN 109947017 A 2 所述感应器用于感应并存储用户发出的第二外部触发； 所述识别处理器用于对存储的所述第二外部触发进行识别， 且， 根据第二识别结果生 成缴费信号； 所述缴费端口用于根据所述缴费信号为用户在线进行水费缴纳。 8.一种城市供水管理系统， 其特征在于， 包括： 供水管理平台、 多个监测点和多个如权 利要求1-7任一项所述的城市供水管理

8、装置； 各个所述监测点均与所述供水管理平台相连接， 每个所述监测点配备有至少一个所述 城市供水管理装置， 其中， 所述监测点为在供水管道上预先设置的分隔点； 所述供水管理平台用于向所述监测点发送监控指令， 以使各个所述监测点进行供水工 作。 权利要求书 2/2 页 3 CN 109947017 A 3 一种城市供水管理装置及系统 技术领域 0001 本发明涉及供水管网控制技术领域， 具体涉及一种城市供水管理装置及系统。 背景技术 0002 水是人类生存和发展不可缺少的物质条件。 在城市生活中， 供水管理系统显得格 外重要。 城市供水系统是城市公用事业的组成部分。 城市供水系统规划是城市总体规划

9、的 组成部分， 其通常由水源、 输水管渠、 水厂和配水管网组成。 具体实施时， 先从水源取水， 经 输水管渠送入水厂进行水质处理， 处理过的水加压后通过配水管网送至用户。 0003 实际实施过程中， 由于城市规划、 水源、 地形等自然条件差异较大， 用户所在的居 民区规模、 类型也各有不同， 需要根据用户对水量、 水质和水压等方面的要求， 来全面系统 地建设规划。 既要保证用水的安全可靠， 又要做到供水的技术可行、 经济合理， 同时又要保 护环境、 能适应发展的需要， 保证经济的可持续发展。 0004 目前， 城市供水系统多由相关管理部门进行统一布局， 即从城市水务的生产、 销 售、 服务和管

10、理等各个环节进行设备铺设， 来完成对用户的水量供给。 但整个供水过程中， 用户无法及时有效的了解到各个供水节点的水量情况。 发明内容 0005 为了克服现有技术不足， 现提出一种城市供水管理装置及系统， 提升了用户对城 市供水情况的监测效率。 0006 本发明提出了一种城市供水管理装置， 包括： 数据采集设备、 中央处理器、 服务器 和用户终端， 其中， 用户终端的个数为多个； 数据采集设备和中央处理器之间通过数据连接线相连接， 中央处理器和服务器之间通 过无线网络相连接， 用户终端通过无线网络与服务器相连接； 数据采集设备用于采集供水设备的运行数据； 中央处理器用于计算运行数据与预先设置的标

11、准数据之间的差值， 且， 根据差值生成 运行状态信号； 用户终端用于在接收到第一外部触发时生成状态查询信号； 服务器用于接收状态查询信号， 且， 将与状态查询信号相对应的运行状态信号发送给 用户终端。 。 0007 进一步的， 用户终端包括相连接的感应器和识别处理器； 感应器用于感应并存储用户发出的第一外部触发； 识别处理器用于对存储的第一外部触发进行识别， 且， 根据第一识别结果生成状态查 询信号。 0008 进一步的， 用户终端还包括相连接的信号接收器和显示屏； 信号接收器用于接收运行状态信号； 显示屏设置在用户终端的外表面， 显示屏用于将运行状态信号进行显示。 说明书 1/5 页 4 C

12、N 109947017 A 4 0009 进一步的， 数据采集设备包括并行连接的流量传感器、 压力传感器、 水质分析仪和 定位仪， 其中， 流量传感器、 压力传感器和水质分析仪均与供水管道接触连接； 流量传感器用于采集所在供水管道的水流量数据； 压力传感器用于采集所在供水管道的供水压力数据； 水质分析仪用于采集所在供水管道的水质量数据； 定位仪用于采集所在供水管道的地理位置数据。 0010 进一步的， 数据采集设备还包括故障监测器， 流量传感器、 压力传感器、 水质分析 仪和定位仪均与故障监测器相连接， 故障监测器还通过无线网络与用户终端相连接； 故障监测器用于实时监测流量传感器、 压力传感器

13、、 水质分析仪和定位仪的工作状态， 且， 当流量传感器、 压力传感器、 水质分析仪或者定位仪的工作状态出现异常时， 向外发出 故障报警。 0011 进一步的， 还包括云存储服务器， 云存储服务器与中央处理器相连接； 云存储服务器用于备份水流量数据、 供水压力数据、 水质量数据、 地理位置数据以及运 行状态信号。 0012 进一步的， 用户终端还包括缴费端口， 缴费端口与识别处理器相连接； 感应器用于感应并存储用户发出的第二外部触发； 识别处理器用于对存储的第二外部触发进行识别， 且， 根据第二识别结果生成缴费信 号； 缴费端口用于根据缴费信号为用户在线进行水费缴纳。 0013 本发明提出了一种

14、城市供水管理系统， 包括： 供水管理平台、 多个监测点和多个上 述任一项的城市供水管理装置； 各个监测点均与供水管理平台相连接， 每个监测点配备有至少一个城市供水管理装 置， 其中， 监测点为在供水管道上预先设置的分隔点； 供水管理平台用于向监测点发送监控指令， 以使各个监测点进行供水工作。 0014 本发明的一种城市供水管理装置及系统带来了以下有益效果： 本实施例提供的城市供水管理装置中先由数据采集设备采集供水设备的运行数据， 对 各类供水设备进行全面的数据监测， 之后由中央处理器实时生成运行状态信号， 并经由用 户终端和服务器的联网处理， 实现对设备运行等的全面监控， 尤其是用户终端和服务

15、器的 设置， 能够使用户通过网络方便快捷的查询相关的供水情况， 在实现供水信息共享的基础 上进一步提升了用户体验。 0015 为使本发明的上述目的、 特征和优点能更明显易懂， 下文特举较佳实施方式， 并配 合所附附图， 作详细说明如下。 附图说明 0016 通过参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述， 可以更清楚地说明本发明 具体实施方式或现有技术中的技术方案， 下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要 使用的附图作简单地介绍， 这样， 本发明的其它特征、 目的和优点将会变得更明显。 显而易 见地， 下面描述中的附图是本发明的一些实施方式， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付 出创造性

16、劳动的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。 说明书 2/5 页 5 CN 109947017 A 5 0017 图1为本发明实施例提供的一种城市供水管理装置的结构示意图； 图2为本发明实施例提供的一种城市供水管理系统的结构示意图。 具体实施方式 0018 为了使本发明的目的、 技术方案及优点更加清楚明白， 以下结合附图及实施例， 对 本发明进行进一步详细说明。 应当理解， 此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明， 并 不用于限定本发明。 0019 考虑到现有的城市供水过程中信息共享度较低， 本发明实施例提供了一种城市供 水管理装置及系统； 该技术可以应用于城市、 城镇以及农村集体供水

17、等供水场所中， 该技术 可采用相应的软件和硬件实现， 以下对本发明实施例进行详细介绍。 0020 实施例一： 首先， 如图1所示为本发明实施例的城市供水管理装置的结构示意图。 0021 本发明实施例提供的一种城市供水管理装置包括： 数据采集设备、 中央处理器、 服 务器和用户终端， 其中， 用户终端的个数为多个， 从而方便每个用户进行水量查询， 数据采 集设备和中央处理器之间通过数据连接线 （常见为传输导线） 相连接， 中央处理器和服务器 之间通过无线网络 （例如， 4G或者WIFI） 相连接， 用户终端通过无线网络 （例如， 4G或者WIFI） 与服务器相连接。 0022 由于， 城市供水的

18、用户可以是单位或者个人， 相应的， 上述用户终端可以是与单位 水表、 居民水表或者监管中心的水表等相关联的智能终端设备。 常见的， 用户终端可以是智 能手机、 平板电脑、 台式机等电子设备中的一种。 当选定用户终端后可将其通过信号线、 网 线或者无线网络连接的方式与水表进行连接， 以确保用户终端能够准确的接收到相应的数 据等。 0023 工作过程中， 首先由数据采集设备用于采集供水设备的运行数据， 之后， 中央处理 器用于计算运行数据与预先设置的标准数据之间的差值， 并且， 根据差值生成运行状态信 号， 之后， 用户终端用于在接收到第一外部触发时生成状态查询信号， 之后， 服务器用于接 收状态

19、查询信号， 并且， 将与状态查询信号相对应的运行状态信号发送给用户终端， 以供有 需求的用户查看。 上述预先设置的标准数据为城市供水过程中， 相应管道或者相应时段应 有的供水量值， 中央处理器通过比对实时采集到的运行数据与预先设置的标准数据之间的 差值即可衡量出供水管道的供水状况， 例如， 当运行数据远小于预先设置的标准数据时可 反映出供水管道漏损， 进而由中央处理器生成运行状态信号。 0024 上述用户终端包括相连接的感应器和识别处理器， 感应器用于感应并存储用户发 出的第一外部触发， 常见的， 感应器可以为设置在用户终端表面的触摸屏或者按键等， 当用 户有查询水量的意愿时， 在触摸屏或者按

20、键上发出第一外部触发。 识别处理器用于对存储 的第一外部触发进行识别， 这里的识别过程主要是由识别处理器 （常见为比较器） 比对第一 外部触发与预存储的触发条件是否匹配， 匹配过后生成第一识别结果， 并且， 识别处理器根 据第一识别结果生成状态查询信号， 即当第一外部触发与预存储的触发条件A匹配时， 生成 A状态查询信号； 当第一外部触发与预存储的触发条件B匹配时， 生成B状态查询信号； 当第 一外部触发与预存储的触发条件都不匹配时， 生成内容为空的状态查询信号。 0025 此外， 上述用户终端还包括相连接的信号接收器和显示屏， 工作时， 信号接收器用 说明书 3/5 页 6 CN 10994

21、7017 A 6 于接收运行状态信号， 常见的， 信号接收器为具备存储功能的处理器， 当接收到上述运行状 态信号后， 信号接收器还会将其转换为与显示屏相适配的信号。 为了方便人们查阅， 显示屏 设置在用户终端的外表面， 常见的显示屏有LED、 LCD等， 显示屏的尺寸大小和显示形式可根 据具体使用场景进行灵活调整， 显示屏用于将上述运行状态信号进行显示， 例如， 供水管的 压力、 流量等。 0026 此外， 上述用户终端还包括缴费端口， 并且， 缴费端口与识别处理器相连接， 感应 器用于感应并存储用户发出的第二外部触发， 当用户有缴纳水费的意愿时， 在触摸屏或者 按键上发出第二外部触发。 识别

22、处理器用于对存储的第二外部触发进行识别， 这里的识别 过程主要是由识别处理器 （常见为比较器） 比对第二外部触发与预存储的缴费触发条件是 否匹配， 匹配过后生成第二识别结果， 并且， 识别处理器根据第二识别结果生成缴费信号， 之后， 缴费端口用于根据缴费信号为用户在线进行水费缴纳， 实现电子缴费的过程， 方便快 捷。 0027 上述数据采集设备包括并行连接的流量传感器、 压力传感器、 水质分析仪和定位 仪， 其中， 流量传感器、 压力传感器和水质分析仪均与供水管道接触连接， 由于， 城市中供水 管道冗长而复杂， 为了精确测量某个单位或者居民所使用的供水情况， 流量传感器、 压力传 感器和水质分

23、析仪相应的设置有多个， 在相应区段的供水管道上均临近设置有流量传感 器、 压力传感器和水质分析仪， 以用来测量相应管道的数据， 此外， 为了有效定位供水管道 所属的区域， 还相应设置有定位仪。 具体实施时， 流量传感器用于采集所在供水管道的水流 量数据， 压力传感器用于采集所在供水管道的供水压力数据， 水质分析仪用于采集所在供 水管道的水质量数据， 定位仪用于采集所在供水管道的地理位置数据。 当测得供水的水流 量数据、 供水压力数据和水质量数据后还能够准确定位相应的地理位置数据， 进而提高了 测量的准确性。 0028 此外， 为了保障测量过程的有效性和准确性， 上述数据采集设备还包括故障监测

24、器， 流量传感器、 压力传感器、 水质分析仪和定位仪均与故障监测器相连接， 故障监测器还 通过无线网络与用户终端相连接， 使用过程中， 故障监测器用于实时监测流量传感器、 压力 传感器、 水质分析仪和定位仪的工作状态， 并且， 当流量传感器、 压力传感器、 水质分析仪或 者定位仪的工作状态出现异常时， 向外发出故障报警。 这样， 有效监测了流量传感器、 压力 传感器、 水质分析仪和定位仪的工作情况， 一旦流量传感器、 压力传感器、 水质分析仪或者 定位仪故障时， 人们通过故障报警即可知晓， 并相应的进行维修。 0029 此外， ， 一种城市供水管理装置中还包括云存储服务器， 云存储服务器与中央

25、处理 器相连接， 云存储服务器用于备份水流量数据、 供水压力数据、 水质量数据、 地理位置数据 以及运行状态信号， 通过云存储服务器的设置， 使上述水流量数据、 供水压力数据、 水质量 数据、 地理位置数据以及运行状态信号得到了有效存储， 方便人们随时进行查阅， 并有效实 现了信息化管理。 0030 本发明实施例提供的一种城市供水管理装置包括： 数据采集设备、 中央处理器、 服 务器和用户终端， 工作过程中， 数据采集设备采集供水设备的运行数据， 例如， 压力、 流量、 水质等， 从而对供水设备进行全面的数据监测， 之后由中央处理器实时生成运行状态信号， 并经由用户终端和服务器的联网处理， 实

26、现对设备运行等的全面监控， 通过上述设置， 实现 了对城市中供水管道的全面监控和管理， 便于用户实时查询相关的供水情况， 方便快捷。 说明书 4/5 页 7 CN 109947017 A 7 0031 实施例二： 本发明实施例提供的一种城市供水管理系统包括： 供水管理平台、 多个监测点和多个 上述任一项的城市供水管理装置， 上述各个监测点均与供水管理平台相连接， 并且， 上述每 个监测点配备有至少一个城市供水管理装置。 0032 这里要进行说明的是， 监测点为在供水管道上预先设置的分隔点。 实施过程中可 参考城市的规模、 地形、 居民区分布等多种因素来划分供水管道， 划分完成的每段供水管道 都

27、设置一个分隔点， 用来放置城市供水管理装置进行供水监管。 当监测点间距较长或者对 数据处理精度要求较高时， 可在一个监测点配备多个城市供水管理装置。 0033 通常， 供水管理平台通常设置在城市供水的监管职能部门， 供水管理平台为一个 能对大数据进行处理的综合平台， 以在工作过程中， 由供水管理平台向监测点发送监控指 令， 以使各个监测点进行供水工作。 同时， 通过供水管理平台能够有效监管到城市范围内的 所有供水管道的水量情况。 0034 本发明实施例提供的一种城市供水管理系统中通过设置供水管理平台、 多个监测 点和相应的多个城市供水管理装置， 实现了城市供水领域的信息共享， 在用户能够实时监

28、 控到供水信息的基础上， 利用信息技术实现了对整个城市中供水设备的全面精细化管理。 0035 以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技 术人员而言， 显然本发明不限于上述示范性实施例的细节， 而且在不背离本发明的精神或 基本特征的情况下， 能够以其他的具体形式实现本发明。 因此， 无论从哪一点来看， 均应将 实施例看作是示范性的， 而且是非限制性的， 本发明的范围由所附权利要求而不是上述说 明限定， 因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明 内。 不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。 0036 此外， 应当理解， 虽然本说明书按照实施方式加以描述， 但并非每个实施方式仅包 含一个独立的技术方案， 说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见， 本领域技术人员应当 将说明书作为一个整体， 各实施例中的技术方案也可以经适当组合， 形成本领域技术人员 可以理解的其他实施方式。 说明书 5/5 页 8 CN 109947017 A 8 图1 图2 说明书附图 1/1 页 9 CN 109947017 A 9