应用于旧水表改造的智能水务管理系统
发布时间：2021-11-15 22:23
随着城市智能化水平的提高,反映城市智能化水平的水务抄表越来越受到人们的关注。采用传统的方式对水表改造存在许多问题:城市中的水表因常年放置在阴暗潮湿的隐蔽环境,需要解决无线通信干扰与功耗问题;水表的使用与分布不均匀,对于城市边缘地区移动基站信号覆盖不到的地方需要增加中继设备与网络基站,扩展物联网感知层区域的覆盖范围;水表采集终端上识别的读数需要校准机制;当智能水表大量使用时需要建立网络管理系统维护水表终端设备。为了解决以上抄表问题,本文基于物联网三层模型（感知层、网络层、应用层）提出一种应用旧水表改造的智能水务管理系统。智能水务系统的感知层部分,解决水表读数识别问题。在网络层部分,LoRa（Long Range）技术作为一种低功耗广域网技术,因其低功耗、远距离、抗干扰、低成本的优秀特性,相较于传统无线通信技术,更适合解决有障碍物的互联通信问题。为了智能水务系统可以接入公网,便于网络服务器的搭建,我们选择LoRa+GPRS组合作为网络层的通信方式。智能水务系统的应用层,需要开发适合水务部门、设备管理员与普通用户需求具备一定数据分析与反馈能力的网站系统。本文提出的智能水务系统,确定自动抄表技...
【文章来源】：华中师范大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１系统用例图??本系统业务主要包括前端数据录入与分权限数据管理两部分内容，流程图如图??２．１所示
２．１．３数据分析模块需求分析??设备管理员与系统管理员同时监控水表数据状态信息，对数据进行分析与监控。??将分析出的正常数据用于用户基本信息统计，供用户进行业务使用。??数据分析模块通过数理统计软件分析用户的用水情况。评估用户用水规律与使??用情况。对于置信区间之外的异常值提出用户用水状态异常与智能水表状态异常??的判决依据，异常数据对于系统管理员可以用于设备的保修管理。??２．２系统整体框架??智能水务系统前端数据传输网络与后端远程服务器之间的关系以及它们之间的??数据通信关系如图２．２所示。本系统是一套水务远传抄表的物联网解决方案，物联??网技术是融合了网络技术、电子技术、软件技术的综合学科。传统意义的物联网被??划分为感知层、网络层与应用层三个层次。结合我们的整体系统设计，我们的节点??设备识别水表数据工作在感知层，ＬｏＲａ网络与ＧＰＲＳ网络提供数据传输服务工作??在网络层，云服务器工作在应用层。?＿??
使得系统整体性能达到预期。基站网关基于ＳＯＣＫＥＴ套接字技术建立??基站与服务器的ＴＣＰ／ＩＰ连接。实现远程服务器监听心跳、超时重连截止、网关数据??透明传输的功能。??应用层：应用软件服务器基于Ｂ／Ｓ架构，采用ＨＴＴＰ协议完成浏览器与网站服??务器的通信。网页设计基于Ｓｔｒｕｔｓ＋Ｓｐｒｉｎｇ＋Ｈｉｂｅｍａｔｅ后台框架技术，通过ＪＳＯＮ数??据格式完成网页客户端与服务器端的通信，刷新显示在线节点ＩＤ、中继ＩＤ、基站??ＩＤ、水表读数、数据采集时间。如２．６．４节的图２．１所示应用软件服务器针对普通用??户、设备维修员、系统管理员开发不同权限的应用功能。数据分析处理，对数据仓??库中的表进行数据分析，挖掘出用户的用水习惯。将生成的新表存入数据仓库中。??随着节点网络提供的数据越来越多，该识别模块也越来越准确的捕捉出用户的用水??习惯，实现个性化推荐水务信息的功能。??２．３组成模块??根据本文的系统整体框架，确定本文的主要工作主要集中在网络层与应用层的??开发上。我们依据硬件与软件系统实体将这两层分解成四部分组成模块，包括：节??点设备、中继设备、基站设备、数据服务中心［气各组成模块关系如图２．３所示。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于LPWAN技术布局物联网[J]. 李刚. 上海信息化. 2017(09)
[2]智慧水务的建设发展及展望研究[J]. 何世德. 智慧城市评论. 2017(01)
[3]基于LoRaWAN的远程抄表系统[J]. 张恩满,赵春焕,钟晨,丁渊明,聂西利. 建设科技. 2017(06)
[4]新兴物联网技术——LoRa[J]. 王阳,温向明,路兆铭,程刚,潘奇. 信息通信技术. 2017(01)
[5]低功耗广域网络产业现状及国内市场前景[J]. 赵小飞. 信息通信技术. 2017(01)
[6]低功耗广域网络技术综述[J]. 郑宁,杨曦,吴双力. 信息通信技术. 2017(01)
[7]LoRa无线网络技术分析[J]. 赵静,苏光添. 移动通信. 2016(21)
[8]基于LoRa的智能抄表系统设计与实现[J]. 赵太飞,陈伦斌,袁麓,胡小乔. 计算机测量与控制. 2016(09)
[9]基于STM32和OV7670的图像采集与显示系统设计[J]. 李慧敏,樊记明,杨笑. 传感器与微系统. 2016(09)
[10]LTE无线通信技术对物联网技术的支撑与发展[J]. 王倩. 电子世界. 2016(15)
硕士论文
[1]基于LoRa的水表抄表系统设计与实现[D]. 罗贵英.浙江工业大学 2016
[2]一种辣椒色选系统的设计与研究[D]. 陈熵.湖南农业大学 2015
[3]基于433MHZ的无线数据传输系统设计与实现[D]. 周玉芬.华中师范大学 2015
[4]太阳能声控图像采集系统设计[D]. 周泉.青海师范大学 2015
[5]基于Zigbee & RFID的实验室大型仪器计费管理系统的设计与实现[D]. 刘志磊.山东大学 2011
[6]无线传感器网络TDMA时隙分配问题的研究[D]. 段绍米.昆明理工大学 2010
[7]HTTP协议（服务端）在嵌入式系统上的实现[D]. 王振华.中国地质大学（北京） 2006
本文编号：3497611
【文章来源】：华中师范大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１系统用例图??本系统业务主要包括前端数据录入与分权限数据管理两部分内容，流程图如图??２．１所示
２．１．３数据分析模块需求分析??设备管理员与系统管理员同时监控水表数据状态信息，对数据进行分析与监控。??将分析出的正常数据用于用户基本信息统计，供用户进行业务使用。??数据分析模块通过数理统计软件分析用户的用水情况。评估用户用水规律与使??用情况。对于置信区间之外的异常值提出用户用水状态异常与智能水表状态异常??的判决依据，异常数据对于系统管理员可以用于设备的保修管理。??２．２系统整体框架??智能水务系统前端数据传输网络与后端远程服务器之间的关系以及它们之间的??数据通信关系如图２．２所示。本系统是一套水务远传抄表的物联网解决方案，物联??网技术是融合了网络技术、电子技术、软件技术的综合学科。传统意义的物联网被??划分为感知层、网络层与应用层三个层次。结合我们的整体系统设计，我们的节点??设备识别水表数据工作在感知层，ＬｏＲａ网络与ＧＰＲＳ网络提供数据传输服务工作??在网络层，云服务器工作在应用层。?＿??
使得系统整体性能达到预期。基站网关基于ＳＯＣＫＥＴ套接字技术建立??基站与服务器的ＴＣＰ／ＩＰ连接。实现远程服务器监听心跳、超时重连截止、网关数据??透明传输的功能。??应用层：应用软件服务器基于Ｂ／Ｓ架构，采用ＨＴＴＰ协议完成浏览器与网站服??务器的通信。网页设计基于Ｓｔｒｕｔｓ＋Ｓｐｒｉｎｇ＋Ｈｉｂｅｍａｔｅ后台框架技术，通过ＪＳＯＮ数??据格式完成网页客户端与服务器端的通信，刷新显示在线节点ＩＤ、中继ＩＤ、基站??ＩＤ、水表读数、数据采集时间。如２．６．４节的图２．１所示应用软件服务器针对普通用??户、设备维修员、系统管理员开发不同权限的应用功能。数据分析处理，对数据仓??库中的表进行数据分析，挖掘出用户的用水习惯。将生成的新表存入数据仓库中。??随着节点网络提供的数据越来越多，该识别模块也越来越准确的捕捉出用户的用水??习惯，实现个性化推荐水务信息的功能。??２．３组成模块??根据本文的系统整体框架，确定本文的主要工作主要集中在网络层与应用层的??开发上。我们依据硬件与软件系统实体将这两层分解成四部分组成模块，包括：节??点设备、中继设备、基站设备、数据服务中心［气各组成模块关系如图２．３所示。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于LPWAN技术布局物联网[J]. 李刚. 上海信息化. 2017(09)
[2]智慧水务的建设发展及展望研究[J]. 何世德. 智慧城市评论. 2017(01)
[3]基于LoRaWAN的远程抄表系统[J]. 张恩满,赵春焕,钟晨,丁渊明,聂西利. 建设科技. 2017(06)
[4]新兴物联网技术——LoRa[J]. 王阳,温向明,路兆铭,程刚,潘奇. 信息通信技术. 2017(01)
[5]低功耗广域网络产业现状及国内市场前景[J]. 赵小飞. 信息通信技术. 2017(01)
[6]低功耗广域网络技术综述[J]. 郑宁,杨曦,吴双力. 信息通信技术. 2017(01)
[7]LoRa无线网络技术分析[J]. 赵静,苏光添. 移动通信. 2016(21)
[8]基于LoRa的智能抄表系统设计与实现[J]. 赵太飞,陈伦斌,袁麓,胡小乔. 计算机测量与控制. 2016(09)
[9]基于STM32和OV7670的图像采集与显示系统设计[J]. 李慧敏,樊记明,杨笑. 传感器与微系统. 2016(09)
[10]LTE无线通信技术对物联网技术的支撑与发展[J]. 王倩. 电子世界. 2016(15)
硕士论文
[1]基于LoRa的水表抄表系统设计与实现[D]. 罗贵英.浙江工业大学 2016
[2]一种辣椒色选系统的设计与研究[D]. 陈熵.湖南农业大学 2015
[3]基于433MHZ的无线数据传输系统设计与实现[D]. 周玉芬.华中师范大学 2015
[4]太阳能声控图像采集系统设计[D]. 周泉.青海师范大学 2015
[5]基于Zigbee & RFID的实验室大型仪器计费管理系统的设计与实现[D]. 刘志磊.山东大学 2011
[6]无线传感器网络TDMA时隙分配问题的研究[D]. 段绍米.昆明理工大学 2010
[7]HTTP协议（服务端）在嵌入式系统上的实现[D]. 王振华.中国地质大学（北京） 2006
本文编号：3497611
本文链接：https://www.wllwen.com/guanlilunwen/chengjian/3497611.html
