一种基于物联网的水利工程闸泵远程监测系统的制作方法

1.本发明涉及水利设施监测技术领域，具体是一种基于物联网的水利工程闸泵远程监测系统。


背景技术：

2.随着社会的飞速发展，为了满足人们对水资源的需求，或者用于解决防洪灌溉等问题，越来越多的水利工程相关设施建设了起来，其中水利工程相关设施所包括的水闸和泵站起到了拦洪蓄水的作用，通过储蓄的水进行发电、灌溉、防洪以及作为饮用水的初始源头，解决了水资源的利用和控制问题，极大地方便了人们的日常生活。
3.同时，伴随着水利工程相关设施的建设，如何对数量众多的水利工程相关设施运行所产生的数据进行实时获取监测，在数据的获取过程中降低外界的干扰和破解的可能性，数据传输时导致的精度丢失也会导致最终获取的数据有较大的误差，如何在水利工程相关设施出现故障问题时，通过获取到的异常数据及时干预解决故障问题，面对降雨高峰期的雨水骤增所导致的排水压力骤升的问题，如何进行有效预警，并根据预警结果提前制定出决策方案，根据决策方案调整水利工程相关设施中的水闸和泵站的工作状态，降低排水压力过大导致对水利工程相关设施的损害程度，此外，传统的水利工程闸泵远程监测系统往往在完成一次监测后，不能有效总结生成可视化报告，并将可视化报告递交给水利管理相关人员以便了解水利工程的运行情况，并优化水利工程相关设施的运行，这些问题都是我们需要考虑的。


技术实现要素：

4.为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种基于物联网的水利工程闸泵远程监测系统。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于物联网的水利工程闸泵远程监测系统，包括控制终端，所述控制终端通信连接有传感器网络模块、加密传输模块、数据分析模块、故障排查模块、决策模块以及可视化展示模块；所述传感器网络模块用于采集水利相关实时数据，在若干个水利设备处设置若干个不同类型的传感器，并进行传感器网络的构建将水利相关实时数据汇总处理为数据集；所述加密传输模块设置有若干个传输子节点，所述数据集经过每个传输子节点进行数据纠正和动态加密，数据纠正和动态加密完成后进行异化信息检测，并将数据集传输至数据分析模块；所述数据分析模块获取数据集进行数据分析产生异常数据和正常数据，并对正常数据和异常数据关联不同的模块标识，建立临时传输通道，将正常数据和异常数据传输至控制终端内存储；所述故障排查模块用于与控制终端建立传输通道获取异常数据，根据异常数据进行故障处理并生成排障数据，故障排查模块设置有验证序列，通过将验证序列传输至控制
终端与控制终端内的模块标识进行比对，若比对成功，则获取异常数据，否则，禁止获取异常数据；所述决策模块用于与控制终端建立交互空间，决策模块设置有抓取序列，将所述抓取序列通过交互空间传输至控制终端与控制终端的模块标识进行匹配，若匹配成功，将正常数据抓取至交互空间内进行决策分析生成决策方案，否则，销毁交互空间，所述水利设备运行时有对应的工作参数，根据决策方案进行水利设备的工作参数调整；所述可视化展示模块用于获取故障处理完成后生成的排障数据，获取根据决策方案调整后的工作参数，根据排障数据和工作参数生成可视化报告，并将可视化报告上传至控制终端存储。
6.进一步的，采集所述水利相关实时数据并构建传感器网络将水利相关实时数据汇总为数据集的过程包括：对若干个水利设备顺序编号，对每个编号的水利设备布置不同类型的传感器采集水利相关实时数据，水利相关实时数据包括水压数据、水位数据和水流量数据；水压数据包括当前水压数据和历史水压数据，水位数据包括历史水位数据和实时水位数据，流量传感器分别采集水利设备所包括的闸门和泵站的水流量数据，并标识相应的类别标记；获取若干个编号的水利设备所对应的各类型传感器的通信权限构建子传感网络，并将编号作为子传感网络的构建序列，以其中任意一个子传感网络作为构建基准点，将其构建序列作为基准序列，获取其他子传感网络作为通信链接点，将其构建序列作为链接序列，汇总通信链接点与构建基准点各自所对应的子传感网络通信连接构建传感器网络，所述传感器网络将每个子传感网络采集到的水利相关实时数据汇总生成数据集，并将数据集传输至加密传输模块。
7.进一步的，所述数据集经过传输子节点进行数据纠正和动态加密的过程包括：所述加密传输模块设置有若干个传输子节点并依次顺序连接，将第一个传输子节点标记为头结点，头结点接收数据集并转换为二进制序列串，获取二进制序列串的位数k，k为数据位，添加r个校验位，r＝k，对数据位和校验位顺序编号，并对k个数据位和r个校验位相等编号的位置进行一对一映射；所述r个校验位的初始数值为空数值，进行一对一映射后校验位的数值为0或1，依次对每个编号相等位置的校验位和数据位上的数值进行异或运算生成纠错字符序列，根据纠错字符序列进行纠错，设置加密替换时间，并将二进制序列串等长度分割为三个加密段，对加密段分别采取不同的加密方式，形成加密方式序列，获取当前时间和上一次进行加密的时间作差，若差值大于等于加密替换时间，则进行加密方式序列的变更，定义最后一个传输子节点为尾结点，定义头结点和尾结点之外的其他传输子节点为中间结点，对中间节点和尾结点进行数据纠正和动态加密。
8.进一步的，所述异化信息检测的过程包括：数据分析模块设置有数据比对程序，并预设有数据集标准格式和ip白名单，数据集关联有上传ip和数据格式，将数据集输入至数据比对程序，若上传ip不从属于ip白名单，则将该上传ip标记为非法ip，数据集标记为异化信息，否则，若数据集的数据格式为数据集标准格式，则将数据集传输至数据分析模块，否则将其标记为异化信息并剔除。
9.进一步的，生成所述异常数据和正常数据并传输至控制终端的过程包括：将数据集解构为水压数据、水位数据以及水流量数据，水压数据中的历史水压数
据包括若干个历史记录点位，对应若干个水压值，设置水压阈值，将大于等于水压阈值的水压值剔除，保留小于水压阈值的水压值并获取平均值，设置异常水压区间值和标准水压区间值，根据当前水压数据的水压值与平均值的比值、异常水压区间值以及标准水压区间值的从属关系，生成异常数据和正常数据；根据历史水位数据的最高数值生成水位告警阈值，若实时水位数据低于水位告警阈值，则将实时水位数据标记为正常数据，否则，标记为异常数据；所述闸门和泵站的水流量数据设置相应的异常数值区间，若水流量数据在异常数值区间，则标记为异常数据，否则为正常数据，分别汇总异常数据和正常数据生成异常数据集合以及正常数据集合，并分配相应的模块标识，建立临时传输通道将正常数据集合和异常数据集合传输至控制终端。
10.进一步的，所述故障排查模块获取异常数据进行故障处理的过程包括：建立故障排查模块与控制终端之间的传输通道，并标记出数据端c1和数据端c2，设置验证序列，数据端c1获取验证序列通过传输通道传输至数据端c2，数据端c2获取验证序列并判断是否携带病毒信息，根据判断结果进行相应操作，控制终端获取验证序列和模块标识，并预设有序列—标识对照表，根据序列—标识对照表进行验证序列和模块标识的比对，若比对成功，将异常数据集合与验证序列封装为一个文件包，将文件包通过数据端c2传输至数据端c1，否则比对失败，禁止异常数据集合的获取；数据端c1获取文件包生成若干个待排故障任务，遍历所有待排故障任务并生成故障调整参数一、故障调整参数二、故障调整参数三以及故障调整参数四，并汇总生成排障数据与待排故障任务关联绑定，将待排故障任务上传至控制终端，由控制终端设置的自动排障程序进行自动排障；若自动排障失败，则进行人工排障。
11.进一步的，获取所述正常数据决策分析生成决策方案的过程包括：所述决策模块建立交互空间，并设置抓取序列，将抓取序列发送至交互空间内，控制终端获取抓取序列并与自身存储的模块标识进行比对匹配，若匹配成功，则将正常数据集合抓取至交互空间，若匹配失败，则销毁交互空间；在交互空间内将正常数据集合解构为若干个正常数据，每个正常数据对应一个水利设备，对每个正常数据设置一个决策起始根基点；设置若干个决策属性，以决策起始根基点为构建决策树的开始点，所述决策属性包括“是”与“否”两种决策判定状态，依次获取若干个决策属性的决策判定状态，根据决策判定状态构建若干个决策树；决策树有对应的决策结果，根据决策结果生成若干个决策方案，并将决策方案传输至控制终端。
12.进一步的，生成所述可视化报告的过程包括：所述可视化展示模块设置有数据初筛单元、特征提取单元、报告生成单元以及报告推送单元；将工作参数和排障数据输入至数据初筛单元，数据初筛单元设置有标准数据筛选范围，工作参数和排障数据有对应的数据数值，筛除数据数值不在标准数据筛选范围的工作参数和排障参数，保留符合的工作参数和排障数据，将同一个水利设备的工作参数和排障数据分配一个关联标记，并对应生成一个数据包，关联标记与水利设备的编号合并作为数据包的识别id；将若干个数据包输入至特征提取单元，特征提取单元验证识别id是否为所预设合法id目录下所包括的合法id，若识别id为合法id，则生成若干个特征绘制点位，否则，不生成特征绘制点位；所述报告生成单元获取若干个特征绘制点位，根据所述若干个数据包对应的特征绘制点位生成若干个可视化报告。
13.进一步的，所述报告推送单元对可视化报告的推送过程包括：所述报告推送单元获取可视化报告和数据包对应的识别id，并根据识别id中水利设备编号，将所述可视化报告推送至相应水利设备编号的水利设备，水利设备处的水利相关检修人员获取可视化报告并制定后续优化方案上传至控制终端进行存储。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、将同一个水利设备的各类型传感器构建出一个子传感网络，汇总若干个子传感网络构建出传感器网络，子传感网络采集一个水利设备的水利相关实时数据，传感器网络再将若干个子传感网络采集到的水利相关实时数据进行汇总，生成数据集，分步针对性的采集提高了对大量数据的采集效率，通过加密传输模块设置的若干个传输子节点，数据集每经过一个传输子节点都进行数据纠正和动态加密，在一定程度上降低了外界破解数据、篡改数据以及泄露数据的可能性，有效提升了数据传输的安全性，通过异化信息检测判断数据集相关联的上传ip是否属于ip白名单，若属于ip白名单，则继续判断数据格式是否符合预设的格式，一定程度上降低了其他非法数据对所需要的正确数据的干扰。
15.2、将数据集处理生成正常数据和异常数据，并将正常数据和异常数据通过建立临时传输通道的方式上传至控制终端内进行存储，临时传输通道的开启和关闭，是根据异常数据和正常数据是否存在于控制终端内进行的，若控制终端内没有异常数据和正常数据，则关闭临时传输通道，在一定程度上降低了系统的通信开销，通过模块标识限定了正常数据和异常数据的后续获取，有效的防止了数据被窃取，根据异常数据生成待排故障任务，优先对待排故障任务进行自动排障，自动排障无法解决故障问题时再进行人工排障，一方面减小了故障排除的工作量，另一方面使得水利设备出现故障问题时能够及时得到解决。
16.3、获取到正常数据进行决策分析，通过决策分析生成的决策方案，能在一定程度上预防降雨骤增带来的排水压力骤升而导致的对水利设备的损害程度；在监测完成后生成可视化报告，并将可视化报告推送至相应水利设备处的水利相关检修人员处，可视化报告包括多种类型，便于水利相关检修人员清晰的了解水利设备的相关运行情况。
附图说明
17.图1为本发明的原理图。
具体实施方式
18.如图1所示，一种基于物联网的水利工程闸泵远程监测系统，包括控制终端，所述控制终端通信连接有传感器网络模块、加密传输模块、数据分析模块、故障排查模块、决策模块以及可视化展示模块；所述传感器网络模块用于采集水利相关实时数据，在若干个水利设备处设置若干个不同类型的传感器，并进行传感器网络的构建将水利相关实时数据汇总处理为数据集；所述加密传输模块设置有若干个传输子节点，所述数据集经过每个传输子节点进行数据纠正和动态加密，数据纠正和动态加密完成后进行异化信息检测，并将数据集传输至数据分析模块；所述数据分析模块获取数据集进行数据分析产生异常数据和正常数据，并对正常数据和异常数据关联不同的模块标识，建立临时传输通道，将正常数据和异常数据传输至
控制终端内存储；所述故障排查模块用于与控制终端建立传输通道获取异常数据，根据异常数据进行故障处理并生成排障数据，故障排查模块设置有验证序列，通过将验证序列传输至控制终端与控制终端内的模块标识进行比对，若比对成功，则获取异常数据，否则，禁止获取异常数据；所述决策模块用于与控制终端建立交互空间，决策模块设置有抓取序列，将所述抓取序列通过交互空间传输至控制终端与控制终端的模块标识进行匹配，若匹配成功，将正常数据抓取至交互空间内进行决策分析生成决策方案，否则，销毁交互空间，所述水利设备运行时有对应的工作参数，根据决策方案进行水利设备的工作参数调整；所述可视化展示模块用于获取故障处理完成后生成的排障数据，获取根据决策方案调整后的工作参数，根据排障数据和工作参数生成可视化报告，并将可视化报告上传至控制终端存储。
19.需要进一步说明的是，在具体的实施过程中，采集所述水利相关实时数据并构建传感器网络将水利相关实时数据汇总为数据集的过程包括：对若干个水利设备进行顺序编号，记为i，则有i＝1，2，3，
……
，n，n为大于0的自然数，对每个编号为i的水利设备布置不同类型的若干个传感器，所述传感器的类型包括压力传感器、液位传感器以及流量传感器；所述水利相关实时数据包括水压数据、水位数据和水流量数据；所述压力传感器用于采集水压数据，所述水压数据包括当前水压数据和历史水压数据；设置液位监测周期，所述液位监测周期包括当前时间和历史时间，将历史时间的液位传感器所采集到的水位数据作为历史水位数据，将当前时间所采集到的水位数据作为实时水位数据；所述流量传感器采集流经水利设备所包括的闸门的水流量数据，和流经水利设备所包括的泵站的水流量数据，将闸门处布置的流量传感器采集到的水流量数据标识一个类别标记a，对泵站处布置的流量传感器采集到的水流量数据标识一个类别标记b；获取若干个编号的水利设备所对应的各类型传感器，获取每个编号下不同类型传感器的通信权限构建子传感网络，将该水利设备的编号作为子传感网络的构建序列，记为j，有j＝i，以其中任意一个子传感网络作为构建基准点，将其构建序列作为基准序列，获取其他j-1个子传感网络作为通信链接点；所述通信链接点对应的构建序列作为链接序列，汇总通信链接点与构建基准点各自所对应的子传感网络通信连接构建传感器网络，将链接序列和基准序列汇总生成传感器网络的识别序列，所述识别序列作为传感器网络的唯一身份标识；所述传感器网络将每个子传感网络采集到的水利相关实时数据汇总生成数据集，并将数据集传输至加密传输模块。
20.需要进一步说明的是，在具体的实施过程中，所述数据集经过传输子节点进行数据纠正和动态加密的过程包括：所述加密传输模块设置有若干个传输子节点，所述传输子节点依次顺序连接，以第一个传输子节点为例进行说明，将第一个传输子节点标记为头节点；
头结点接收到数据集后将其转换为二进制序列串，获取二进制序列串的位数，记为k，定义k为数据位，添加r个校验位，r和k在数值上相等，对k个数据位和r个校验位依次顺序编号，并对k个数据位和r个校验位相等编号的位置进行一对一映射；所述r个校验位的初始数值为空数值，进行一对一映射后，每个校验位上的空数值被映射为k上所对应的数值，即数值为二进制序列串所包括的0和1，数据位为0，则一对一映射到的校验位也为0，数据位为1，则一对一映射到的校验位也为1；依次获取每个编号相等位置的校验位和数据位上的数值，进行异或运算，异或运算的结果为“1”和“0”，若校验位和数据位上对应位置的数值相等，则运算结果为“0”，否则，运算结果为“1”；根据所述运算结果生成纠错字符序列，遍历所述纠错字符序列并记录出现“1”的位置，将该位置数据位的数值进行01取反操作，即若数据位的数值为0，则变更为1，否则，将1变更为0，遍历完成后即纠错完成，将纠错完成的二进制序列串进行动态加密；设置加密替换时间，记为t，将所述二进制序列串等长度分割为三个加密段，分别记为第一加密段、第二加密段和第三加密段；对第一加密段进行对称加密，对第二加密段进行反对称加密，对第三加密段进行进制转换加密；记对称加密、反对称加密以及进制转换加密这三种加密方式分别为x1、x2以及x3，形成加密方式序列，记为l，则l的初始值为r＝《x1，x2，x3》，获取当前时间，记为t1，获取上一次进行加密的时间，记为t2，若t1－t2＝t，则进行加密方式序列变换顺序的变更，变换顺序的变更如下：r＝《x1，x2，x3》、r＝《x1，x3，x2》、r＝《x2，x1，x3》以及r＝《x3，x2，x1》，变更到最后一个r＝《x3，x2，x1》后继续从头开始变换；将最后一个传输子节点定义为尾结点，除了头结点和尾结点之外的其他传输子节点定义为中间结点，对每个中间结点以及尾结点都进行上述的数据纠正以及动态加密操作，所述数据纠正以及动态加密完成后对数据集进行异化信息检测；需要进一步说明的是，在具体的实施过程中，所述异化信息检测的过程包括：所述数据分析模块设置有数据比对程序，所述数据比对程序预设有数据集标准格式和ip白名单，所述数据集关联有上传ip和相应的数据格式，将数据集输入至数据比对程序；所述数据比对程序先进行ip的判断，若上传ip不从属于ip白名单，则将该上传ip标记为非法ip，数据集标记为异化信息，否则，继续进行数据格式的判断，若数据集的数据格式为数据集标准格式，则将数据集传输数据分析模块，若数据集的数据格式不为数据集标准格式，则将其标记为异化信息，并将异化信息进行剔除；需要进一步说明的是，在具体的实施过程中，所述数据分析模块获取数据集进行数据分析产生异常数据和正常数据，并建立临时传输通道传输至控制终端内存储的过程包括：所述数据分析模块获取数据集，并将数据集解构为原先的水压数据、水位数据以及水流量数据；水压数据中的历史水压数据包括若干个历史记录点位，每个历史记录点位对应有一个水压值，所述水压值设置有水压阈值，遍历若干个历史记录点位的水压值，并将大于等于水压阈值的水压值进行剔除，保留小于水压阈值的水压值并计算获取平均值，记平均值
为ave，获取当前水压数据对应的水压值，记为d1；若d1/ave∈g1，g1＝[1.3,1.4]，则将水压数据标记为异常数据，其中g1为异常水压区间值；若d1/ave∈g2，g2＝[0.8,1.3)，则将水压数据标记为正常数据，其中g2为标准水压区间值；获取水位数据中的历史水位数据和实时水位数据，获取历史水位数据中的最高数值作为水位告警阈值，若实时水位数据低于水位告警阈值，则将实时水位数据标记为正常数据，否则，将实时水位数据标记为异常数据，并更新水位告警阈值为实时水位数据所对应的数值；所述闸门和泵站的水流量数据设置有不同的异常数值区间，分别记为g3和g4，获取类别标识a对应的水流量数据，记为data1，获取类别标识b对应的水流量数据，记为data2，若data1∈g3，则标记为正常数据，否则标记为异常数据，若data2∈g4，则标记为正常数据，否则标记为异常数据；汇总异常数据生成异常数据集合，为异常数据集合分配一个模块标识，记为sign1，汇总正常数据生成正常数据集合，为正常数据集合分配一个模块标识，记为sign2，建立与控制终端通信的临时传输通道，将正常数据集合和异常数据集合传输至控制终端内存储；需要说明的是，临时传输通道的开启是根据异常数据和正常数据是否存在于控制终端内进行的，所述控制终端设置有标识监测区域，所述标识监测区域用于监测模块标识是否存在，当监测到模块标识sign1和sign2中的任意一个时，或同时监测到sign1和sign2，则将临时传输通道开启，若没有监测到模块标识sign1和sign2中的任意一个，则关闭临时传输通道，没有模块标识在控制终端内，说明控制终端中的正常数据集合和异常数据集合已经传输至后续的故障排查模块或决策模块，此时关闭临时传输通道，降低了系统的通信开销。
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需要进一步说明的是，在具体的实施过程中，所述故障排查模块获取异常数据进行故障处理的过程包括：所述故障排查模块与控制终端之间建立传输通道，将故障排查模块与传输通道连接的一端标记为数据端c1，将控制终端与传输通道连接的另一端标记为数据端c2；所述故障排查模块设置有验证序列，所述数据端c1获取到验证序列后将验证序列通过传输通道传输至数据端c2，所述数据端c2获取验证序列并判断所述验证序列是否携带病毒信息，若携带，则将病毒信息从验证序列中剔除，否则，直接将验证序列传输至控制终端；所述控制终端获取验证序列和模块标识sign2，所述控制终端还存储有预先设置的序列—标识对照表，所述序列—标识对照表定义了验证序列和模块标识sign2的正确对照关系，若验证序列和模块标识的对照关系属于正确对照关系，则比对成功，将异常数据集合与验证序列封装为一个文件包，将文件包通过数据端c2传输至数据端c1，否则，比对失败，禁止异常数据集合所包括的若干个异常数据的获取；所述数据端c1成功接收到文件包时，解构出文件包中的异常数据集合，并根据异常数据集合所包括的若干个异常数据，生成若干个待排故障任务，对所述待排故障任务进
行索引编号，记为k，有k＝1，2，3，
……
，z，其中z为大于0的自然数；所述待排故障任务包括故障设备编号k和故障内容，其中所述故障内容为异常数据所包括的水压数据、水位数据以及水流量数据；依次遍历不同故障设备编号k所关联的待排故障任务，并根据水压数据超过异常水压区间值的部分生成故障调整参数一，根据水位数据超过水位告警阈值的部分生成故障调整参数二，根据水流量数据超过对应闸门和泵站的异常数值区间的部分，分别生成故障调整参数三和故障调整参数四；汇总故障调整参数一、故障调整参数二、故障调整参数三以及故障调整参数四生成排障数据，并将排障数据与相应的待排故障任务进行关联绑定；将待排故障任务上传至控制终端，所述控制终端设置有自动排障程序，所述自动排障程序获取待排故障任务后进行自动排障，自动排障的内容为：根据排障数据生成排障指令，并将排障指令传输至故障设备编号k所对应的水利设备处，所述水利设备处设置有排障机器人，排障机器人获取排障指令进行排障，并在排障完成后将水利相关实时数据上传至控制终端，若控制终端获取到水利相关实时数据的判定结果仍然为异常数据，则自动排障失败，否则，自动排障成功，将待排故障任务标记为已完成任务，并从控制终端中移除；若自动排障失败，则控制终端生成排障表单，并将自动排障失败的待排故障任务存储至排障表单中，所述排障表单发送至水利相关检修人员处，由水利相关检修人员及时进行人工排障，排障完成，将待排故障任务标记为已完成任务；需要进一步说明的是，在具体的实施过程中，所述决策模块获取正常数据进行决策分析生成决策方案的过程包括：所述决策模块与所述控制终端建立交互空间，决策模块设置有抓取序列，将所述抓取序列发送至交互空间内，所述控制终端获取抓取序列，并将抓取序列与自身所存储的模块标识sign2进行比对匹配，若匹配成功，则将正常数据集合抓取至交互空间内进行决策分析，若匹配失败，则销毁交互空间；获取交互空间的读取权限，在交互空间内将正常数据集合解构为若干个正常数据，所述每个正常数据对应着一个水利设备，对每个正常数据设置一个决策起始根基点，记为root[i]，其中i为每个水利设备的编号；设置若干个决策属性，所述决策属性包括第一决策属性、第二决策属性、第三决策属性以及第四决策属性，所述第一决策属性设置为是否降雨，所述第二决策属性设置为降雨量是否超过所设置的降雨预警值，所述第三决策属性设置为水闸和泵站的工作状态是否异常，所述第四决策属性设置为水闸和泵站的工作状态所对应关联的工作参数是否能承受降雨量带来的排水压力；以决策起始根基点root[i]作为构建决策树i的开始点，所述决策属性包括“是”与“否”两种决策判定状态，依次获取第一决策属性、第二决策属性、第三决策属性以及第四决策属性的决策判定状态，根据决策判定状态构建若干个决策树；所述决策树的第一决策属性、第二决策属性以及第三决策属性的决策判定状态的“是”与“否”生成不同的中间节点，第四决策属性生成叶子节点，所述叶子节点对应有最终的决策结果；获取若干个决策结果，根据所述决策结果生成若干个对应的决策方案，并将决策
方案传输至控制终端进行存储，所述决策方案包括了对水闸和泵站处于工作状态时的工作参数的调整；所述编号i的水利设备获取控制终端的决策方案进行水利设备实时的工作参数的调整，以达到提前预防的目的；需要说明的是，决策树的构建并最终产生决策结果，将决策结果生成决策方案，决策方案中包括对水闸和泵站工作状态下的工作参数调整的相应数值，能够使得在面对超过降雨预警值的降雨量时，及时调节相应的水闸和泵站，在一定程度上降低排水压力骤升导致的对水利工程相关设施的损害程度。
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需要进一步说明的是，在具体的实施过程中，所述可视化报告生成并上传至控制终端存储的过程包括：所述可视化展示模块获取所述故障排查模块生成的排障数据，获取所述决策模块的工作参数，可视化展示模块设置有数据初筛单元、特征提取单元、报告生成单元以及报告推送单元；将所述工作参数和排障数据输入至数据初筛单元，所述数据初筛单元设置有标准数据筛选范围，工作参数和排障数据有对应的数据数值，将数据数值不在所述标准数据筛选范围的工作参数和排障参数进行筛除，保留数据数值符合标准数据筛选范围的工作参数和排障数据，将同一个水利设备所保留的工作参数和排障数据分配一个关联标记，每个关联标记对应生成一个数据包，关联标记与水利设备的编号合并作为数据包的识别id；将若干个数据包输入至特征提取单元，特征提取单元验证识别id是否为所预设合法id目录下所包括的合法id，若识别id为合法id，则生成每个数据包所关联的若干个特征绘制点位，若识别id不在合法id目录下，则不生成特征绘制点位；所述报告生成单元获取若干个特征绘制点位，根据所述若干个数据包对应的特征绘制点位生成若干个可视化报告，所述可视化报告的报告类型包括可视化柱状图、可视化树状图、可视化饼图、可视化折线图以及可视化文档；将所述若干个可视化报告传输至报告推送单元，所述报告推送单元获取识别id，并根据识别id中的水利设备编号，将所述可视化报告推送至相应水利设备编号的水利设备，水利设备处的水利相关检修人员获取可视化报告，所述可视化报告展示了水利设备的相关运行情况，通过了解水利设备的相关运行情况制定后续优化方案，并将后续优化方案上传至控制终端进行存储；以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法精神和范围。

技术特征：
1.一种基于物联网的水利工程闸泵远程监测系统，包括控制终端，其特征在于，所述控制终端通信连接有传感器网络模块、加密传输模块、数据分析模块、故障排查模块、决策模块以及可视化展示模块；所述传感器网络模块用于采集水利相关实时数据，在若干个水利设备处设置若干个不同类型的传感器，并进行传感器网络的构建将水利相关实时数据汇总处理为数据集；所述加密传输模块设置有若干个传输子节点，所述数据集经过每个传输子节点进行数据纠正和动态加密，数据纠正和动态加密完成后进行异化信息检测，并将数据集传输至数据分析模块；所述数据分析模块获取数据集进行数据分析产生异常数据和正常数据，并对正常数据和异常数据关联不同的模块标识，建立临时传输通道，将正常数据和异常数据传输至控制终端内存储；所述故障排查模块用于与控制终端建立传输通道获取异常数据，根据异常数据进行故障处理并生成排障数据，故障排查模块设置有验证序列，通过将验证序列传输至控制终端与控制终端内的模块标识进行比对，若比对成功，则获取异常数据，否则，禁止获取异常数据；所述决策模块用于与控制终端建立交互空间，决策模块设置有抓取序列，将所述抓取序列通过交互空间传输至控制终端与控制终端的模块标识进行匹配，若匹配成功，将正常数据抓取至交互空间内进行决策分析生成决策方案，否则，销毁交互空间，所述水利设备运行时有对应的工作参数，根据决策方案进行水利设备的工作参数调整；所述可视化展示模块用于获取故障处理完成后生成的排障数据，获取根据决策方案调整后的工作参数，根据排障数据和工作参数生成可视化报告，并将可视化报告上传至控制终端存储。2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的水利工程闸泵远程监测系统，其特征在于，采集所述水利相关实时数据并构建传感器网络将水利相关实时数据汇总为数据集的过程包括：对若干个水利设备顺序编号，对每个编号的水利设备布置不同类型的传感器采集水利相关实时数据，水利相关实时数据包括水压数据、水位数据和水流量数据；水压数据包括当前水压数据和历史水压数据，水位数据包括历史水位数据和实时水位数据，流量传感器分别采集水利设备所包括的闸门和泵站的水流量数据，并标识相应的类别标记；获取若干个编号的水利设备所对应的各类型传感器的通信权限构建子传感网络，并将编号作为子传感网络的构建序列，以其中任意一个子传感网络作为构建基准点，将其构建序列作为基准序列，获取其他子传感网络作为通信链接点，将其构建序列作为链接序列，汇总通信链接点与构建基准点各自所对应的子传感网络通信连接构建传感器网络，所述传感器网络将每个子传感网络采集到的水利相关实时数据汇总生成数据集，并将数据集传输至加密传输模块。3.根据权利要求2所述的一种基于物联网的水利工程闸泵远程监测系统，其特征在于，所述数据集经过传输子节点进行数据纠正和动态加密的过程包括：所述加密传输模块设置有若干个传输子节点并依次顺序连接，将第一个传输子节点标记为头结点，头结点接收数据集并转换为二进制序列串，获取二进制序列串的位数k，k为数
据位，添加r个校验位，r＝k，对数据位和校验位顺序编号，并对k个数据位和r个校验位相等编号的位置进行一对一映射；所述r个校验位的初始数值为空数值，进行一对一映射后校验位的数值为0或1，依次对每个编号相等位置的校验位和数据位上的数值进行异或运算生成纠错字符序列，根据纠错字符序列进行纠错，设置加密替换时间，并将二进制序列串等长度分割为三个加密段，对加密段分别采取不同的加密方式，形成加密方式序列，获取当前时间和上一次进行加密的时间作差，若差值大于等于加密替换时间，则进行加密方式序列的变更，定义最后一个传输子节点为尾结点，定义头结点和尾结点之外的其他传输子节点为中间结点，对中间节点和尾结点进行数据纠正和动态加密。4.根据权利要求3所述的一种基于物联网的水利工程闸泵远程监测系统，其特征在于，所述异化信息检测的过程包括：数据分析模块设置有数据比对程序，并预设有数据集标准格式和ip白名单，数据集关联有上传ip和数据格式，将数据集输入至数据比对程序，若上传ip不从属于ip白名单，则将该上传ip标记为非法ip，数据集标记为异化信息，否则，若数据集的数据格式为数据集标准格式，则将数据集传输至数据分析模块，否则将其标记为异化信息并剔除。5.根据权利要求4所述的一种基于物联网的水利工程闸泵远程监测系统，其特征在于，生成所述异常数据和正常数据并传输至控制终端的过程包括：将数据集解构为水压数据、水位数据以及水流量数据，水压数据中的历史水压数据包括若干个历史记录点位，对应若干个水压值，设置水压阈值，将大于等于水压阈值的水压值剔除，保留小于水压阈值的水压值并获取平均值，设置异常水压区间值和标准水压区间值，根据当前水压数据的水压值与平均值的比值、异常水压区间值以及标准水压区间值的从属关系，生成异常数据和正常数据；根据历史水位数据的最高数值生成水位告警阈值，若实时水位数据低于水位告警阈值，则将实时水位数据标记为正常数据，否则，标记为异常数据；所述闸门和泵站的水流量数据设置相应的异常数值区间，若水流量数据在异常数值区间，则标记为异常数据，否则为正常数据，分别汇总异常数据和正常数据生成异常数据集合以及正常数据集合，并分配相应的模块标识，建立临时传输通道将正常数据集合和异常数据集合传输至控制终端。6.根据权利要求5所述的一种基于物联网的水利工程闸泵远程监测系统，其特征在于，所述故障排查模块获取异常数据进行故障处理的过程包括：建立故障排查模块与控制终端之间的传输通道，并标记出数据端c1和数据端c2，设置验证序列，数据端c1获取验证序列通过传输通道传输至数据端c2，数据端c2获取验证序列并判断是否携带病毒信息，根据判断结果进行相应操作，控制终端获取验证序列和模块标识，并预设有序列—标识对照表，根据序列—标识对照表进行验证序列和模块标识的比对，若比对成功，将异常数据集合与验证序列封装为一个文件包，将文件包通过数据端c2传输至数据端c1，否则比对失败，禁止异常数据集合的获取；数据端c1获取文件包生成若干个待排故障任务，遍历所有待排故障任务并生成故障调整参数一、故障调整参数二、故障调整参数三以及故障调整参数四，并汇总生成排障数据与待排故障任务关联绑定，将待排故障任务上传至控制终端，由控制终端设置的自动排障程序进行自动排障；若自动排障失败，则进行人工排障。7.根据权利要求6所述的一种基于物联网的水利工程闸泵远程监测系统，其特征在于，
获取所述正常数据决策分析生成决策方案的过程包括：所述决策模块建立交互空间，并设置抓取序列，将抓取序列发送至交互空间内，控制终端获取抓取序列并与自身存储的模块标识进行比对匹配，若匹配成功，则将正常数据集合抓取至交互空间，若匹配失败，则销毁交互空间；在交互空间内将正常数据集合解构为若干个正常数据，每个正常数据对应一个水利设备，对每个正常数据设置一个决策起始根基点；设置若干个决策属性，以决策起始根基点为构建决策树的开始点，所述决策属性包括“是”与“否”两种决策判定状态，依次获取若干个决策属性的决策判定状态，根据决策判定状态构建若干个决策树；决策树有对应的决策结果，根据决策结果生成若干个决策方案，并将决策方案传输至控制终端。8.根据权利要求7所述的一种基于物联网的水利工程闸泵远程监测系统，其特征在于，生成所述可视化报告的过程包括：所述可视化展示模块设置有数据初筛单元、特征提取单元、报告生成单元以及报告推送单元；将工作参数和排障数据输入至数据初筛单元，数据初筛单元设置有标准数据筛选范围，工作参数和排障数据有对应的数据数值，筛除数据数值不在标准数据筛选范围的工作参数和排障参数，保留符合的工作参数和排障数据，将同一个水利设备的工作参数和排障数据分配一个关联标记，并对应生成一个数据包，关联标记与水利设备的编号合并作为数据包的识别id；将若干个数据包输入至特征提取单元，特征提取单元验证识别id是否为所预设合法id目录下所包括的合法id，若识别id为合法id，则生成若干个特征绘制点位，否则，不生成特征绘制点位；所述报告生成单元获取若干个特征绘制点位，根据所述若干个数据包对应的特征绘制点位生成若干个可视化报告。9.根据权利要求8所述的一种基于物联网的水利工程闸泵远程监测系统，其特征在于，所述报告推送单元对可视化报告的推送过程包括：所述报告推送单元获取可视化报告和数据包对应的识别id，并根据识别id中水利设备编号，将所述可视化报告推送至相应水利设备编号的水利设备，水利设备处的水利相关检修人员获取可视化报告并制定后续优化方案上传至控制终端进行存储。

技术总结
本发明公开了一种基于物联网的水利工程闸泵远程监测系统，涉及了水利设施监测技术领域，包括控制终端、传感器网络模块、加密传输模块、数据分析模块、故障排查模块、决策模块以及可视化展示模块；传感器网络模块采集水利相关实时数据并生成数据集；加密传输模块设置若干个传输子节点对数据集进行数据纠正和动态加密；数据分析模块则获取数据集数据分析产生异常数据和正常数据并存储至控制终端；故障排查模块根据异常数据生成排障数据进行故障处理；决策模块与控制终端建立交互空间并通过抓取序抓取正常数据进行决策分析生成决策方案和对应的工作参数；可视化展示模块获取排障数据和工作参数生成可视化报告并进行推送。和工作参数生成可视化报告并进行推送。和工作参数生成可视化报告并进行推送。


技术研发人员：蒋红军
受保护的技术使用者：长沙弘汇电子科技有限公司
技术研发日：2023.09.13
技术公布日：2023/10/20