基于物联网的智能电水壶远程控制方法及系统与流程

本发明涉及数据采集与监视控制，特别是指基于物联网的智能电水壶远程控制方法及系统。

背景技术：

1、数据采集与监视控制技术领域主要涉及对现场设备运行状态、环境参数、用电参数、开关状态和执行反馈信息的采集、传输、显示、记录与控制，其核心事项包括由温度传感器、液位检测件、电流检测件、电压检测件、继电器触点、按键开关和设备标识码形成现场数据来源，通过有线通信线路、无线通信链路和网关设备将采集数据送至监视端，由监视端按照预设采样周期、状态阈值、控制权限和指令格式对设备状态进行查看、记录和下发控制指令，并根据执行端返回的通电状态、加热状态、保温状态、水位状态和故障状态进行持续监视。其中，传统智能电水壶远程控制方法及系统是指面向智能电水壶的非现场启停、加热温度设定、保温时间设定、工作状态查看和异常状态提示的控制方式，其所针对技术事项包括电水壶内水温、水位、壶体放置状态、加热盘通断电状态和用户远程指令之间的对应关系，通常采用温度探头采集壶内水温，水位电极和浮子开关验证水量状态，壶座检测触点验证壶体是否放置到位，电流采样电阻验证加热回路是否通电，单片机按照预存温度值、保温时长和干烧判断阈值读取上述数据，并通过wi-fi芯片、蓝牙芯片和家庭网关接收手机端发送的烧水、停止、保温和预约指令，再由继电器、可控硅和加热盘供电开关控制加热回路的接通与断开，同时将水温数值、加热标志、保温标志、缺水标志、离座标志和故障提示内容回传至手机端和监视端。

2、现有控制机制过度依赖基础传感节点获取单维度运行特征，结合固定阈值判定加热条件，在网络交互期间缺乏对指令下发时序与端侧响应状态的同步核验，导致面对网络波动极易引发控制时序错位与无效请求滞留，此外针对设备断开电源及加热后续的余量热能缺乏精准量化分析，致使后续加热过程难以自匹配调整温控策略，引发无端能源损耗及温控滞后，难以满足对水温精准管控及全周期稳定调节的实质需求。

技术实现思路

1、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案，基于物联网的智能电水壶远程控制方法，包括以下步骤：

2、s1：基于智能家居烧水请求，采集远程控制信息及控制时序信息，比较控制序号与影子序号，筛选控制序号，生成远程烧水指令；

3、s2：基于所述远程烧水指令，根据联网电水壶热电运行信息及采样时序信息，计算水温电压波动，生成壶端采样报文；

4、s3：基于所述壶端采样报文，获取水温时序及热变校验依据，比较水温变化与热变下边界和热变上边界，生成水温可信记录；

5、s4：基于所述水温可信记录，采集云端时间和余热占位记录，计算水温间隔，按水位刻度筛选余热内容，计算目标温度与余热内容，生成温控执行指令；

6、s5：基于所述温控执行指令，根据联网电水壶热电断电检测信息，比较当前水温与断电水温，校准断电结果及余热占位记录，生成智能电水壶远程控制方案。

7、作为本发明的进一步方案，所述远程烧水指令包括加热启动信号、沸腾模式选择、保温时长设定，所述壶端采样报文包括传感阻容参数、模数转换位数、滤波延迟时长，所述水温可信记录包括测量偏差指标、异常跳变标志、数据有效权重，所述温控执行指令包括指脉宽调制参数、控温死区范围、功率衰减斜率，所述智能电水壶远程控制方案包括多阶升温曲线、待机功耗配置、故障自恢复机制。

8、作为本发明的进一步方案，所述水温电压波动指联网电水壶在加热采样过程中，由水温变化引起的温度检测电压随时间产生的变化幅度和偏移情况。

9、作为本发明的进一步方案，所述余热占位记录指电水壶断电和停止加热后，对壶内剩余热量在差异化时间、水位和温度条件下可继续影响水温的状态记录。

10、作为本发明的进一步方案，s1的具体步骤为：

11、s101：根据智能家居联网烧水请求，采集远程烧水请求中的控制身份、烧水参数及触发时序字段，执行空值判定与格式校验，按请求会话标识建立键值关联，生成远程控制参数集；

12、s102：基于所述远程控制参数集，按触发时间戳升序排列请求记录，对排列位置分配递增编号，关联请求会话标识与编号，生成控制序号映射表；

13、s103：基于所述控制序号映射表，采集设备影子状态内影子控制序号，筛选控制序号晚于影子控制序号的有效控制记录，建立控制字段映射关系，生成远程烧水指令。

14、作为本发明的进一步方案，s2的具体步骤为：

15、s201：基于所述远程烧水指令，采集壶端温控、电气状态及采样时序字段，按采样时刻建立字段值映射，生成壶端采样参数矩阵；

16、s202：基于所述壶端采样参数矩阵，按采样时刻排列水温电压，计算相邻水温电压差值，将差值绝对量与电压波动基准值比较，生成电压波动采样序列；

17、s203：基于所述电压波动采样序列，关联壶端水位、驱动、电压、电流及供电状态字段，按采样时刻建立报文字段映射，生成壶端采样报文。

18、作为本发明的进一步方案，s3的具体步骤为：

19、s301：基于所述壶端采样报文，换算采样报文中的水温值并关联采样状态字段，关联水温更新时间与热变化边界范围，生成水温可信校验依据；

20、s302：基于所述水温可信校验依据，对采样时刻与水温更新时间执行先后判定，保留采样时刻不早于水温更新时间记录，按时间差建立记录标记，生成水温时序判定表；

21、s303：基于所述水温时序判定表，计算相邻水温值差量并与热变化边界范围比较，保留处于热变化边界范围记录，映射采样时刻、水温值与可信记录标记，生成水温可信记录。

22、作为本发明的进一步方案，s4的具体步骤为：

23、s401：基于所述水温可信记录，采集云端时间、余热占位记录，按采样时刻与云端时间执行差值换算，关联目标温度与水温值，生成水温时效参数集；

24、s402：基于所述水温时效参数集，按水温时效匹配余热占位记录，校验占位起止时刻与采样时刻先后关系，筛选命中占位内容，生成余热占位匹配表；

25、s403：基于所述余热占位匹配表，调用目标温度，计算目标温度与余热占位内容差量，按差量建立加热控制字段映射，生成温控执行指令。

26、作为本发明的进一步方案，s5的具体步骤为：

27、s501：基于所述温控执行指令，检测当前水温、触点电压、加热盘电流、电源电压、断电峰值水温，按采样时刻建立字段值映射，生成温控状态采样集；

28、s502：基于所述温控状态采样集，比对触点电压与加热盘电流的断电判定状态，按比较结果关联当前水温与断电峰值水温，生成断电状态判定表；

29、s503：基于所述断电状态判定表，匹配余热占位记录，计算断电峰值水温与当前水温差量，按差量修正占位温度字段与占位时段字段，生成智能电水壶远程控制方案。

30、基于物联网的智能电水壶远程控制系统，包括：

31、远程控制序号比对筛选模块用于实现s1：基于智能家居烧水请求，采集远程控制信息及控制时序信息，比较控制序号与影子序号，筛选控制序号，生成远程烧水指令；

32、壶端热电运行采样报文生成模块用于实现s2：基于所述远程烧水指令，根据联网电水壶热电运行信息及采样时序信息，计算水温电压波动，生成壶端采样报文；

33、水温时序热变可信校验模块用于实现s3：基于所述壶端采样报文，获取水温时序及热变校验依据，比较水温变化与热变下边界和热变上边界，生成水温可信记录；

34、余热占位补偿温控执行模块用于实现s4：基于所述水温可信记录，采集云端时间和余热占位记录，计算水温间隔，按水位刻度筛选余热内容，计算目标温度与余热内容，生成温控执行指令；

35、断电检测校准与控制方案输出模块用于实现s5：基于所述温控执行指令，根据联网电水壶热电断电检测信息，比较当前水温与断电水温，校准断电结果及余热占位记录，生成智能电水壶远程控制方案。

36、与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

37、本发明中，通过比对远程请求序列与预设镜像标号并结合运行特征及采样节拍核算水温电压变动幅度构建底层核对基准，依据提取的水温变动趋势与热力变化边界范围开展双向校验生成可信温度记录从而摒弃非正常时序干扰与失真状态干扰，依此引入云端时间轴与热能残留记录推演温度衰减跨度并依据液位标准提取对应残余热量数值进行目标温度偏差补偿输出精准温控命令，基于热电断开反馈特征对比当前实时温度与断电基准温度双向校准执行结果及热能分布记录进而进行全时段温度精细把控并根除多余能源消耗现象。