本發(fā)明屬于凈水器設(shè)備,具體而言是一種結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云技術(shù)的基于GPRS的凈水器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

凈水器設(shè)備按照凈水水質(zhì)分為一般凈水器、納濾凈水器、純水凈水器、超純水凈水器。一般凈水器出水水質(zhì)達(dá)到GB5749-2006《生活飲用水水質(zhì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》要求，但是不能生飲。納濾凈水器出水水質(zhì)達(dá)到CJ94-1999《飲用凈水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》要求，可以直接生飲。純水凈水器出水水質(zhì)達(dá)到GB17323、GB17324或《生活飲用水水質(zhì)處理器衛(wèi)生安全與功能評(píng)價(jià)規(guī)范——反滲透處理裝置》要求，可以直接生飲，是飲水水質(zhì)最好的凈水器。超純水凈水器出水水質(zhì)電導(dǎo)率小于等于1us/cm，常用于實(shí)驗(yàn)室、科研用水。

凈水器設(shè)備按照功能分為普通凈水器和智能凈水器。普通凈水器能實(shí)現(xiàn)一般凈水功能。智能凈水器在普通凈水器基礎(chǔ)上，引入傳感技術(shù)，不僅能實(shí)現(xiàn)一般凈水功能，還能了解凈水器進(jìn)水水質(zhì)、出水水質(zhì)以及凈水量，了解凈水器濾芯壽命，在凈水器出水水質(zhì)不好的時(shí)候自動(dòng)提醒更換濾芯。

現(xiàn)有智能凈水器大都具備顯示屏，中央處理器，傳感器等，這種凈水器外觀設(shè)計(jì)好，科技感強(qiáng)，深得消費(fèi)者喜歡。但是卻缺少與人互動(dòng)，不能順應(yīng)當(dāng)下的大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。隨著智能凈水器的接受程度越來(lái)越高，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越普及，人們的生活方式有了很大的改變。

本發(fā)明考慮到這一變化趨勢(shì)，提出一種基于GPRS的凈水器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及方法，應(yīng)用到智能凈水器中，大大提高智能凈水器的用戶體驗(yàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種基于GPRS的凈水器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及方法，用以解決現(xiàn)有智能凈水器缺少與人互動(dòng)，不能順應(yīng)當(dāng)下的大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的問(wèn)題，大大提高智能凈水器的用戶體驗(yàn)。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種基于GPRS通信的凈水器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng)包括：服務(wù)器組件、GPRS通信組件、數(shù)據(jù)處理單元、水質(zhì)監(jiān)測(cè)單元、流量監(jiān)測(cè)單元、顯示單元；其中，所述云服務(wù)器雙向無(wú)線通信連接所述GPRS通信組件，所述GPRS通信組件與所述數(shù)據(jù)處理單元雙向連接，所述水質(zhì)監(jiān)測(cè)單元、所述流量監(jiān)測(cè)單元將檢測(cè)信號(hào)連接至所述數(shù)據(jù)處理單元，所述顯示單元顯示凈水器數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步的，所述顯示單元為L(zhǎng)CD顯示器。

進(jìn)一步的，所述顯示單元設(shè)置于監(jiān)控室或者用戶家中。

同時(shí)本發(fā)明還提出一種基于GPRS通信的凈水器數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于：對(duì)凈水器進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，并將監(jiān)測(cè)結(jié)果發(fā)送至云服務(wù)器，利用數(shù)據(jù)處理單元進(jìn)行信號(hào)處理，其中，通過(guò)GPRS通信組件進(jìn)行信號(hào)傳輸，所述云服務(wù)器雙向無(wú)線通信連接所述GPRS通信組件，所述GPRS通信組件與所述數(shù)據(jù)處理單元雙向連接，所述對(duì)凈水器進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)包括水質(zhì)監(jiān)測(cè)和流量監(jiān)測(cè)，所述數(shù)據(jù)處理單元還連接至顯示單元。

進(jìn)一步的，基于GPRS的凈水器數(shù)據(jù)采集方法，其中云服務(wù)器雙向無(wú)線通信連接所述GPRS通信組件的數(shù)據(jù)包括上報(bào)數(shù)據(jù)和返回?cái)?shù)據(jù)，所述上報(bào)數(shù)據(jù)包括IMEI碼、流量增量、進(jìn)水水質(zhì)、出水水質(zhì)、基站位置、通信序號(hào)；所述返回?cái)?shù)據(jù)包括IMEI碼、上報(bào)結(jié)果、流量總量。

進(jìn)一步的，GPRS的凈水器數(shù)據(jù)采集方法的數(shù)據(jù)交互流程包括：第一步：數(shù)據(jù)處理單元根據(jù)交互數(shù)據(jù)格式中的上報(bào)數(shù)據(jù)格式進(jìn)行數(shù)據(jù)封包，把GPRS通信組件的IMEI碼、最新的流量增量、最新的進(jìn)水水質(zhì)監(jiān)測(cè)值、最新的出水水質(zhì)監(jiān)測(cè)值、基站位置、最新的通信序號(hào)封裝在數(shù)據(jù)包里面。第二步：數(shù)據(jù)處理單元進(jìn)行數(shù)據(jù)加密，采用AES256算法，對(duì)傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。第三步：GPRS通信組件通過(guò)HTTP的GET方法上報(bào)增量數(shù)據(jù)到云服務(wù)器，清零流量增量，保存本次上報(bào)的流量增量。第四步：云服務(wù)器收到數(shù)據(jù)，解包后，把流量增量計(jì)算到流量總量中，并根據(jù)IMEI碼保存新的流量總量數(shù)據(jù)到對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)位置。第五步：云服務(wù)器根據(jù)交互數(shù)據(jù)格式的返回?cái)?shù)據(jù)格式進(jìn)行數(shù)據(jù)封包。第六步：云服務(wù)器下發(fā)最新的流量總量到GPRS通信組件。第七步：GPRS通信組件收到云服務(wù)器下發(fā)的數(shù)據(jù)包，并將數(shù)據(jù)包發(fā)送至數(shù)據(jù)處理單元，數(shù)據(jù)處理單元解析出流量總量并保存，清零本次上報(bào)的流量增量。進(jìn)一步的，基于GPRS的凈水器數(shù)據(jù)采集方法通過(guò)以下流程開(kāi)展：首先進(jìn)行系統(tǒng)初始化，對(duì)水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)流量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，查看是否超時(shí)，如果沒(méi)有超時(shí)，則繼續(xù)獲取水質(zhì)參數(shù)，如果超時(shí)，則查看GPRS通信是否正常，如果不正常，則在顯示器顯示通信故障，如果正常，查看統(tǒng)計(jì)的流量增量是否滿足上報(bào)要求，如果不滿足，則在顯示器顯示流量增量；如果滿足，則設(shè)備上報(bào)流量增量到云服務(wù)器，云服務(wù)器把流量監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)的流量增量和云服務(wù)器的最新流量總量相加，通過(guò)LCD顯示。

基于GPRS的凈水器數(shù)據(jù)采集方法的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存端分為主存儲(chǔ)區(qū)和備份存儲(chǔ)區(qū)，采用乒乓操作方式進(jìn)行存儲(chǔ)，增加存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的可靠性。

進(jìn)一步的，可以通過(guò)以下方式遠(yuǎn)程對(duì)閥門(mén)進(jìn)行控制，具體為：設(shè)置短信通信模塊，其中云服務(wù)器通過(guò)短信通信模塊與數(shù)據(jù)處理單元連接，數(shù)據(jù)處理單元收到指令后對(duì)電子閥門(mén)進(jìn)行打開(kāi)和關(guān)閉處理，并把指令執(zhí)行結(jié)果通過(guò)GPRS通信上報(bào)到云服務(wù)器。

由上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，基于GPRS的凈水器數(shù)據(jù)采集方法采用GPRS通信模塊的IMEI碼作為通信唯一ID，方便設(shè)備生產(chǎn)，也方便服務(wù)器對(duì)設(shè)備進(jìn)行管理；采用GPRS通信模塊的服務(wù)小區(qū)基站代碼作為位置信息，上傳到云服務(wù)器，方便云服務(wù)器對(duì)設(shè)備進(jìn)行管理；數(shù)據(jù)采集方法采用HTTP的GET方法傳輸數(shù)據(jù)，程序?qū)崿F(xiàn)簡(jiǎn)單，對(duì)設(shè)備端硬件要求低；數(shù)據(jù)采集方法采用AES256加密算法，對(duì)傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，保密性好；采用云服務(wù)器存儲(chǔ)流量總量，設(shè)備端存儲(chǔ)流量增量的方式，增加流量存儲(chǔ)的可靠性；采用乒乓操作方式進(jìn)行存儲(chǔ)，增加存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的可靠性。

附圖說(shuō)明

需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。

附圖1是本發(fā)明提供的一種基于GPRS通信的凈水器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng);

附圖2是本發(fā)明提供的基于GPRS的凈水器數(shù)據(jù)采集方法的水流量處理流程;

附圖3是本發(fā)明提供的基于GPRS的凈水器數(shù)據(jù)采集方法的交互數(shù)據(jù)設(shè)計(jì);

附圖4是本發(fā)明提供的基于GPRS的凈水器數(shù)據(jù)采集方法的數(shù)據(jù)交互流程;

附圖5是本發(fā)明提供的基于GPRS的凈水器數(shù)據(jù)采集方法的控制流程;

附圖6是本發(fā)明提供的基于GPRS的凈水器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施例;

附圖7是本發(fā)明提供的基于GPRS的凈水器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施例的交互數(shù)據(jù)設(shè)計(jì);

附圖8是本發(fā)明提供的基于GPRS的凈水器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施例的數(shù)據(jù)交互流程。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，基于GPRS的凈水器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，由云服務(wù)器，GPRS通信，數(shù)據(jù)處理，水質(zhì)監(jiān)測(cè)，流量監(jiān)測(cè)，LCD顯示這幾部分組成，水質(zhì)監(jiān)測(cè)和流量監(jiān)測(cè)用來(lái)實(shí)時(shí)采集凈水器的進(jìn)水水質(zhì)、出水水質(zhì)、流量統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)處理負(fù)責(zé)處理采集到的數(shù)據(jù)，把結(jié)果輸出到LCD顯示，并通過(guò)GPRS通信把數(shù)據(jù)發(fā)送到云服務(wù)器。

其中，所述云服務(wù)器雙向無(wú)線通信連接所述GPRS通信組件，所述GPRS通信組件與所述數(shù)據(jù)處理單元雙向連接，所述水質(zhì)監(jiān)測(cè)單元、所述流量監(jiān)測(cè)單元將檢測(cè)信號(hào)連接至所述數(shù)據(jù)處理單元，所述顯示單元顯示凈水器數(shù)據(jù)。

如圖2所示，基于GPRS的凈水器數(shù)據(jù)采集方法的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)算法主要解決流量這個(gè)關(guān)鍵數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，具體步驟如下：第一步：通過(guò)流量傳感器進(jìn)行流量監(jiān)測(cè)，獲取流量增量，存儲(chǔ)流量增量到本地的存儲(chǔ)器中，采用乒乓操作進(jìn)行本地?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)，并且把流量增量和服務(wù)器保存的流量總量相加，結(jié)果通過(guò)LCD顯示來(lái)顯示。第二步：判斷流量增量是否滿足上報(bào)要求，如果不滿足，則進(jìn)入第五步，如果滿足，則進(jìn)入第三步。第三步：上報(bào)流量增量到云服務(wù)器，清零流量增量，保存本次上報(bào)的流量增量。第四步：獲取云服務(wù)器最新流量總量并保存，清零本次上報(bào)的流量增量。第五步：結(jié)束流程。

如圖3所示，基于GPRS的凈水器數(shù)據(jù)采集方法的交互數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)主要解決設(shè)備和云服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的數(shù)據(jù)格式設(shè)計(jì)，分為上報(bào)數(shù)據(jù)和返回?cái)?shù)據(jù)。上報(bào)數(shù)據(jù)主要攜帶IMEI碼、流量增量、進(jìn)水水質(zhì)、出水水質(zhì)、基站位置、通信序號(hào)這幾項(xiàng)。返回?cái)?shù)據(jù)主要攜帶IMEI碼、上報(bào)結(jié)果、流量總量這幾項(xiàng)。

如圖3所示，基于GPRS的凈水器數(shù)據(jù)采集方法的數(shù)據(jù)交互流程主要解決設(shè)備和云服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的流程，具體步驟如下：第一步：設(shè)備根據(jù)交互數(shù)據(jù)格式中的上報(bào)數(shù)據(jù)格式進(jìn)行數(shù)據(jù)封包，把設(shè)備的GPRS通信模塊的IMEI碼、最新的流量增量、最新的進(jìn)水水質(zhì)監(jiān)測(cè)值、最新的出水水質(zhì)監(jiān)測(cè)值、基站位置、最新的通信序號(hào)封裝在數(shù)據(jù)包里面。第二步：設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)加密，采用AES256算法，對(duì)傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。第三步：設(shè)備通過(guò)HTTP的GET方法上報(bào)增量數(shù)據(jù)到云服務(wù)器，清零流量增量，保存本次上報(bào)的流量增量。第四步：云服務(wù)器收到數(shù)據(jù)，解包后，把流量增量計(jì)算到流量總量中，并根據(jù)IMEI碼保存新的流量總量數(shù)據(jù)到對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)位置。第五步：云服務(wù)器根據(jù)交互數(shù)據(jù)格式的返回?cái)?shù)據(jù)格式進(jìn)行數(shù)據(jù)封包。第六步：云服務(wù)器下發(fā)最新的流量總量到設(shè)備端。第七步：設(shè)備收到云服務(wù)器下發(fā)的數(shù)據(jù)包，解析出流量總量并保存，清零本次上報(bào)的流量增量。

如圖5所示，基于GPRS的凈水器數(shù)據(jù)采集方法的軟件流程主要描述軟件的執(zhí)行流程，具體步驟如下：第一步：設(shè)備上電后，首先進(jìn)行系統(tǒng)初始化，完成硬件初始化，軟件初始化。第二步：調(diào)用水質(zhì)檢測(cè)傳感器對(duì)進(jìn)水水質(zhì)和出水水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)獲取水質(zhì)值。第三步：調(diào)用流量檢測(cè)傳感器對(duì)流量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)獲取流量值。第四步：查看10ms定時(shí)是否超時(shí)，如果沒(méi)有超時(shí)，則返回第二步，如果超時(shí)，則進(jìn)入第五步。第五步：查看GPRS通信是否正常，如果不正常，則進(jìn)入第八步，如果正常，則進(jìn)入第六步。第六步：查看統(tǒng)計(jì)的流量增量是否滿足上報(bào)要求，如果不滿足，則進(jìn)入第八步，如果滿足，則進(jìn)入第七步。第七步：設(shè)備上報(bào)流量增量到云服務(wù)器，流程參考一種基于GPRS的凈水器數(shù)據(jù)采集方法的數(shù)據(jù)交互流程。第八步：設(shè)備把流量監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)的流量增量和云服務(wù)器的最新流量總量相加，通過(guò)LCD顯示。

如圖6所示，設(shè)置短信通信模塊，其中云服務(wù)器通過(guò)短信通信模塊與數(shù)據(jù)處理單元連接，數(shù)據(jù)處理單元收到指令后對(duì)電子閥門(mén)進(jìn)行打開(kāi)和關(guān)閉處理，并把指令執(zhí)行結(jié)果通過(guò)GPRS通信上報(bào)到云服務(wù)器。由于加入了玄心通信模式，這樣的設(shè)置形成了長(zhǎng)連接，云服務(wù)器下發(fā)控制指令后指令的傳輸速度對(duì)比于僅通過(guò)GPRS通信的實(shí)時(shí)性更優(yōu)。

如圖7所示，基于GPRS的凈水器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的短信方式交互數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)分為短信控制命令和GPRS返回結(jié)果，其中短信控制命令包括IMEI碼、命令、值；GPRS返回結(jié)果包括IMEI碼、命令、執(zhí)行結(jié)果

如圖8所示，基于GPRS的凈水器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互流程為開(kāi)始，設(shè)備可選擇性地進(jìn)行初始化，云服務(wù)器通過(guò)短信通信通信下發(fā)電子閥門(mén)控制指令到數(shù)據(jù)處理單元，數(shù)據(jù)處理單元收到指令后對(duì)電子閥門(mén)進(jìn)行打開(kāi)和關(guān)閉處理，并把指令執(zhí)行結(jié)果通過(guò)GPRS通信上報(bào)到云服務(wù)器。

對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)成使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一半原理可以在不脫離本發(fā)明的精神成范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。