一种基于物联网的数据采集方法及系统与流程

1.本发明属于计算机领域，尤其涉及一种基于物联网的数据采集方法及系统。


背景技术：

2.随着社会生活的发展，为了人们生活或者生产的便利，通常需要对生活或者生产的环境进行实时的监测，以便于对生活在该环境中的人们生活提供预警提示的作用或者为生产提供指导调节的作用。其中对于环境的监测是指环境监测机构对环境质量状况进行监视和测定的活动，以确定环境污染状况以及环境质量参数。这些环境质量参数除了用于把控环境污染状况以外，还可以将这些采集到的环境数据通过物联网应用在人们对生活环境的调控，应用到温室大棚、园区生活环境的改善、城市活动广场的调控等，环境监测的内容主要包括物理指标的监测、化学指标的监测和生态系统的监测。其中监测的物理指标常用作对环境动态变化的直接指标。
3.在温室内或者小区内或者广场内，都有喷泉或者为植物补充水分的洒水系统，一方面能够为该环境中的植物补充水分，另一方面水分的蒸发会带走周围环境的温度，使得环境温度在一定程度上得到降低。
4.但是这些洒水系统都是由电机或者控制系统，在固定时间段内，持续洒水或者供水，这些固定的时间段不一定是最佳的补水时间点，集中时间段对植物进行补充水分的行为，会产生补水时间点不合适造成水资源浪费，甚至是水分过多造成水池中水分溢流的问题。


技术实现要素：

5.本发明实施例提供一种基于物联网的数据采集方法及系统，旨在解决在固定时间段内，持续洒水时，固定时间段不一定是最佳的补水时间点，集中时间段对植物进行补充水分，会产生补水时间点不合适造成水资源浪费，甚至是水分过多造成水池中水分溢流的问题。
6.本发明实施例是这样实现的，一种基于物联网的数据采集方法，所述方法包括：
7.设定触发点初始位置信息；
8.获取触发层位置信息；所述触发层随着环境参数变化发生移动，所述触发层位置信息与环境参数一一对应；
9.将触发层位置信息转化成环境参数信息，并将环境参数信息实时传递给显示设备；
10.根据触发层位置信息和触发点初始位置信息，判断触发层的位置是否到达触发点的位置；
11.当触发层位置超越触发点的位置时，根据触发层位置信息和触发点初始位置信息，得到触发层和触发点之间的距离，将该距离记为偏离距离；
12.根据偏离距离的大小，向执行设备传递不同的触发信息；所述执行设备用于改善
环境参数；
13.当触发层的位置没有到达触发点的位置时，向执行设备发送中止信号。
14.作为本发明的又一种改进方案：所述向执行设备传递触发信息之后，所述方法还包括：
15.获取执行设备的运行时间和运行状态；
16.当执行设备的运行时间和运行状态达到预设值时，向执行设备发送中止信号；
17.根据当前触发层位置信息和执行设备运行过程中获取的最大触发层位置信息，得到当前环境参数以及最大环境参数，进而得到环境参数变化值。
18.作为本发明的另一种改进方案：所述根据当前触发层位置信息和执行设备运行过程中获取的最大触发层位置信息，得到当前环境参数以及最大环境参数，进而得到环境参数变化值之后，所述方法还包括：
19.根据环境参数变化值，得到执行设备运行转化率；
20.判断执行设备运行转化率是否小于阈值；
21.当执行设备转化率小于阈值的时候，向辅助设备发送启动信号；所述辅助设备用于辅助执行设备改善环境参数。
22.作为本发明的进一步方案：所述方法还包括：
23.当最大环境参数值超过高温预警值时，向监控端发送高温预警信号；
24.根据最大环境参数值与高温预警值之间的差值不同，向增效设备传递不同程度的驱动信息；所述增效设备与执行设备同时运行时，所述增效设备用于成倍提高改善环境参数的速度。
25.作为本发明的再进一步方案：所述当最大环境参数值超过高温预警值时，向监控端发送高温预警信号之后，所述方法还包括：
26.接收监控端发送的错峰运行时段信息；
27.根据错峰运行时段信息，通过物联网调取时间信息，对时间点进行监控；
28.判断此刻时间点是否处于错峰运行时段信息内；
29.当此刻时间点处于错峰运行时段信息内，向控制执行设备和增效设备的控制器传递通电信号；
30.当此刻时间点不处于错峰运行时段信息内，向控制执行设备和增效设备的控制器传递断电信号。
31.作为本发明的优化方案：将执行设备的运行时间和运行状态信息以及增效设备的运行时间均上传至数据管理中心。
32.一种基于物联网的数据采集系统，所述系统包括：
33.触发点设定模块，用于设定触发点初始位置信息；
34.触发层监控模块，用于获取触发层位置信息；所述触发层随着环境参数变化发生移动，所述触发层位置信息与环境参数一一对应；
35.循环判断模块，用于根据触发层位置信息和触发点初始位置信息，判断触发层的位置是否到达触发点的位置；以及用于当触发层位置超越触发点的位置时，根据触发层位置信息和触发点初始位置信息，得到触发层和触发点之间的距离，将该距离记为偏离距离；并用于根据偏离距离的大小，向执行设备传递不同的触发信息；并用于当触发层的位置回
落经过触发点时，向执行设备发送中止信号。
36.作为本发明的又一种方案：所述循环判断模块内至少包括：
37.判断单元，用于根据触发层位置信息和触发点初始位置信息，判断触发层的位置是否到达触发点的位置；
38.分析单元，用于当触发层位置超越触发点的位置时，根据触发层位置信息和触发点初始位置信息，得到触发层和触发点之间的距离，将该距离记为偏离距离；
39.触发信息发生单元，用于根据偏离距离的大小，向执行设备传递不同的触发信息；以及
40.中止单元，用于当触发层的位置回落经过触发点时，向执行设备发送中止信号；
41.所述执行设备用于根据所述触发信息改善环境参数。
42.本发明的有益效果：通过设置触发点和触发层，触发层的位置随着环境参数变化发生移动，将触发层的位置信息转化成环境参数信息能够实现采集环境参数实时数据的目的。并且判断触发点和触发层两者之间的位置关系，当触发层的位置到达或者超越触发点的位置时，向执行设备传递触发信息；即相当于判断环境参数和预设参数之间的关系，当环境参数大于等于预设参数的时候，向执行设备传递触发信息，执行设备开始执行一系列的操作，例如洒水等，环境参数开始改善，形成执行设备在环境需要的情况下才会执行类似洒水等降温补水操作，不仅对植物进行补水，还能够对植物周围的环境进行降温增湿，避免出现在不合适的补水时间点洒水造成水资源浪费，甚至是水分过多造成水池中水分溢流的问题。
附图说明
43.图1是一种基于物联网的数据采集方法运行环境结构示意图；
44.图2是一种基于物联网的数据采集方法主流程图；
45.图3是一种基于物联网的数据采集方法中辅助设备控制流程图；
46.图4是一种基于物联网的数据采集方法中增效设备控制流程图；
47.图5是一种基于物联网的数据采集系统结构示意图。
具体实施方式
48.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。
49.本发明通过设置触发点和触发层，触发层的位置随着环境参数变化发生移动，将触发层的位置信息转化成环境参数信息能够实现采集环境参数实时数据的目的。并且判断触发点和触发层两者之间的位置关系，当触发层的位置到达或者超越触发点的位置时，向执行设备传递触发信息；即相当于判断环境参数和预设参数之间的关系，当环境参数大于等于预设参数的时候，向执行设备传递触发信息，执行设备开始执行一系列的操作，例如洒水、浇灌、通风等，环境参数开始改善，形成执行设备在环境需要的情况下才会执行类似洒水等降温补水操作，不仅对植物进行补水，还能够对植物周围的环境进行降温增湿等作用，对于小区或者温室或者广场等场合具有很好的降温增湿等作用，避免出现在不合适的补水
时间点洒水造成水资源浪费，甚至是水分过多造成水池中水分溢流的问题。
50.图1示出了本发明实施例的一种基于物联网的数据采集方法运行环境结构示意图，基于物联网的数据采集系统与触发层在物联网层面上进行信息交互，而且还与执行设备，增效设备以及辅助设备进行信息交互，信息交互的途径可以采用物联网下的无线网络通信或者中国联通等网络运营商的物联网数据传输卡，其中数据采集系统接收来自触发层的信息，将处理后的信息分发给执行设备，增效设备以及辅助设备，并接收来自执行设备反馈的信息。需要说明的是，触发层为一些类物理结构组成，可以包括位置传感器、温度传感器、湿度传感器等，以及推动位置传感器中滑杆移动的推动结构，这个推动结构能够感受到环境参数的变化，例如利用液体或者气体热胀冷缩物理性能的推动机构或者带有温度传感器或湿度传感器等的推动机构。
51.上文所述物联网(internet of things，简称iot)是指通过各种信息传感器、射频识别技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，通过各类可能的网络接入，实现物与物、物与人的泛在连接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。物联网是一个基于互联网、传统电信网等的信息承载体，它让所有能够被独立寻址的普通物理对象形成互联互通的网络。物联网即“万物相连的互联网”，是互联网基础上的延伸和扩展的网络，将各种信息传感设备与网络结合起来而形成的一个巨大网络，实现在任何时间、任何地点，人、机、物的互联互通。
52.图2示出了本发明实施例的一种基于物联网的数据采集方法主流程图，所述方法具体包括：
53.步骤s10：设定触发点初始位置信息。触发点的位置，可以由活动的物理结构带动定位，由于不同季节或者不同使用环境，所需要的触发参数不同，因此需要设置不同的触发点位置。这里所说的触发参数，可以是触发温度参数，还可以是触发湿度参数，触发空气质量参数等。
54.步骤s11：获取触发层位置信息；所述触发层随着环境参数变化发生移动，所述触发层位置信息与环境参数一一对应。所述环境参数可以是环境温度参数、环境湿度参数、空气质量参数等，或者是多种参数的组合信息参数。简单举例来说就是，触发层相当于水银温度表中随温度变化上下移动的水银液面，如果将触发点的位置设置在39℃，正常温度下液面不会达到39℃，当环境温度过高的时候，相当于触发层的水银液面会随温度升高上升，而在这个过程中，实时获取水银液面的位置信息，每一个水银液面均对应一个环境温度。
55.步骤s12：将触发层位置信息转化成环境参数信息，并将环境参数信息实时传递给显示设备。能够获取环境参数的实时数据，可以将这些数据保存起来或者做进一步的分析，指导生产或者生活活动。
56.步骤s13：根据触发层位置信息和触发点初始位置信息，判断触发层的位置是否到达触发点的位置。判断两者之间的位置关系是比较直接的，由于两者的位置均对应于环境参数数值，也可以直接判断触发点初始位置信息代表的预设环境参数值与当前环境参数值之间的关系。
57.步骤s14：当触发层位置超越触发点的位置时，根据触发层位置信息和触发点初始位置信息，得到触发层和触发点之间的距离，将该距离记为偏离距离。此时说明环境参数过
高，需要执行设备进行一系列的降温、增湿或者除尘工作，所述执行设备用于改善环境参数，举例来说，执行设备为洒水设备或者喷泉设备等，通过洒水对周围环境进行降温，水分蒸发带走大量的热量，使得周围环境变得凉爽；或者环境中湿气较重，执行设备可以是干燥器或者加热器，对周围环境进行加热除湿；如果环境中粉尘较多，执行设备可以是吸尘设备、除尘设备或者过滤设备等，对空气进行净化处理。这里得到的偏差距离实际上代表的就是当前环境参数与预设环境参数值之间的差值，得到这个偏差距离是为了更加精准的对执行设备进行控制。比如预设环境温度值为25℃，当前环境温度为28℃时与当前环境温度为35℃时，所需要执行设备进行工作的强度肯定是不一样的，28℃时可能只需要进行1小时的洒水且洒水时出水速度较慢，喷洒面积较小，就能够让环境温度降到25℃；但是当30℃时，可能需要2小时的洒水，且洒水时出水速度快，喷洒面积大，才能够让环境温度降低到25℃。因此不同的温差即不同的偏差距离对应的执行设备的工作参数不同。
58.步骤s15：根据偏离距离的大小，向执行设备传递不同的触发信息。所述触发信息包括控制执行设备运行的工作参数。
59.步骤s16：当触发层的位置回落经过触发点时，向执行设备发送中止信号。此时说明环境参数不高，不用对周围环境进行降温、增湿或者除尘工作，但是如果该系统应用于温室大棚内或者小区内，即使环境参数不高，还是需要对植物进行补水，以满足植物生长生活所必须的水分，这些水分可以通过手动操作进行。
60.举例来说，该系统可以主要预防在夏季当参数升高的时候，植物及其周围土壤中的水分蒸发加快，锁水能力降低，需要增加洒水的次数，此时根据环境参数的高低，能够更好的实现供需匹配。
61.图3示出了本发明实施例中一种基于物联网的数据采集方法中辅助设备控制流程图，所述向执行设备传递触发信息之后，所述方法还包括：
62.步骤s20：获取执行设备的运行时间和运行状态。能够更好的监测执行设备的运行，还可以监测执行设备运行是否良好。
63.步骤s21：当执行设备的运行时间和运行状态达到预设值时，向执行设备发送中止信号。因为当环境参数较高时，即使执行设备一直执行也不能很好的将环境参数降低，此时不可能让执行设备一直运行，因此对执行设备的运行时间进行限定或者对执行设备的运行状态进行设置预设值，比如洒水设备，喷洒一小时或者喷洒量达到50l的时候，就停止喷洒，避免当洒水已经不能将环境参数降低到预设环境参数值时，出现执行设备一直运行，造成水资源浪费或者将植物淹没的情况出现。
64.步骤s22：根据当前触发层位置信息和执行设备运行过程中获取的最大触发层位置信息，得到当前环境参数以及最大环境参数，进而得到环境参数变化值。此时要知道环境参数变化值是为了知道执行设备运行一定时间之后，对环境参数变化的改变是多少，起到什么程度的作用。
65.步骤s23：根据环境参数变化值，得到执行设备运行转化率。执行设备运行转化率就是衡量执行设备运行之后所发挥作用的量化值。执行设备转化率就是单位时间或者单位计量单位内环境参数变化值的大小。
66.步骤s24：判断执行设备运行转化率是否小于阈值。为运行转化率设定一个衡量阈值是为了判断当前执行设备运行之后，对环境所起到的作用是不是在接受范围内，比如预
设环境温度值为25℃，当前环境温度为35℃，执行设备运行之后，环境温度降到30℃，但是理想的能够接受到最低温度为28℃，说明执行设备执行之后，并未有将温度降到预期值之下，此时继续开启执行设备，对环境温度的改变也是有限的，不能较快的将环境温度下降。
67.步骤s25：当执行设备转化率小于阈值的时候，向辅助设备发送启动信号；所述辅助设备用于辅助执行设备改善环境参数。例如，在执行设备已经不能满足降温需求的时候，需要辅助设备进一步辅助执行设备进行降温的工作，使得执行设备在规定的时间内达到想要的效果，辅助设备可以是遮阳棚、吹风机等；或者当空气中粉尘增多，执行设备的除尘效果不能满足需求，需要开启辅助设备进行辅助除尘，辅助设备可以是加速空气流动的风机，或者是洒水除尘装置等。
68.步骤s26：当执行设备转化率不小于阈值的时候，不向辅助设备发送启动信号，维持执行设备单独运行的状态。说明此时执行设备的运行能够满足需求。
69.图4示出了本发明实施例中一种基于物联网的数据采集方法中增效设备控制流程图，具体步骤包括：
70.步骤s30：当最大环境参数值超过高温预警值时，向监控端发送高温预警信号。提醒监控端及时应对高温，避免因为对高温应对不及时造成较大的损失。所述高温预警值可以包含温度参数值、湿度参数值等一些能够衡量高温环境的值。
71.步骤s31：接收监控端发送的错峰运行时段信息。当出现高温的时候，可能布置执行设备在进行运转，其他设备也需要运转，当多个较大功率的设备同时运转时，可能会出现供电不足或者电压不稳的情况，为了避免这种情况出现需要错峰运行不同设备。
72.步骤s32：根据错峰运行时段信息，通过物联网调取时间信息，对时间点进行监控。监控时间点，是为了即使将执行设备的总开关打开。
73.步骤s33：判断此刻时间点是否处于错峰运行时段信息内；
74.步骤s34：当此刻时间点处于错峰运行时段信息内，向控制执行设备和增效设备的控制器传递通电信号。当出现高温的时候，不仅需要执行设备和辅助设备运行，还需要增效设备运行，可以理解为增效设备是与执行设备相同或者不同的处理手段，例如对于降温来说，增效设备可以是与执行设备相同的洒水设备、喷泉设备，还可以是冷却循环设备等；对于除湿来说，增效设备也可以是干燥器或者加热器，还可以是吸水设备等；对于除尘来说，增效设备也可以是吸尘设备、除尘设备或者过滤设备，还可以是空气循环设备等。当增效设备与执行设备相同时，两者共同工作，效率翻倍；当效设备与执行设备不相同时，两者协作工作，相互正向影响，效果叠加。
75.执行设备为洒水设备或者喷泉设备等，通过洒水对周围环境进行降温，水分蒸发带走大量的热量，使得周围环境变得凉爽；或者环境中湿气较重，执行设备可以是干燥器或者加热器，对周围环境进行加热除湿；如果环境中粉尘较多，执行设备可以是吸尘设备、除尘设备或者过滤设备等，对空气进行净化处理
76.步骤s36：根据最大环境参数值与高温预警值之间的差值不同，向增效设备传递不同程度的驱动信息；所述增效设备与执行设备同时运行时，所述增效设备用于成倍提高改善环境参数的速度。最大环境参数高出高温预警值的程度不同，增效设备的工作效率也不同，所起到的作用也不同，在一定程度上也是一种按需供给情况。
77.步骤s35：当此刻时间点不处于错峰运行时段信息内，向控制执行设备和增效设备
的控制器传递断电信号。
78.作为本发明的进一步实施例，将执行设备的运行时间和运行状态信息以及增效设备的运行时间均上传至数据管理中心。数据管理中心能够接受到不同执行设备上传的数据，以利于数据管理中心对不同位置的执行设备进行监控和管理。例如市政数据管理中心对不同广场上的喷泉进行管控等。
79.图5示出了本发明实施例中一种基于物联网的数据采集系统结构示意图，所述系统包括：
80.触发点设定模块100，用于设定触发点初始位置信息。
81.触发层监控模块200，用于获取触发层位置信息；所述触发层随着环境参数变化发生移动，所述触发层位置信息与环境参数一一对应。
82.循环判断模块300：用于根据触发层位置信息和触发点初始位置信息，判断触发层的位置是否到达触发点的位置；以及用于当触发层位置超越触发点的位置时，根据触发层位置信息和触发点初始位置信息，得到触发层和触发点之间的距离，将该距离记为偏离距离；并用于根据偏离距离的大小，向执行设备传递不同的触发信息；并用于当触发层的位置回落经过触发点时，向执行设备发送中止信号。所述执行设备用于根据所述触发信息改善环境参数。
83.其中，所述循环判断模块300内至少包括：
84.判断单元310，用于根据触发层位置信息和触发点初始位置信息，判断触发层的位置是否到达触发点的位置；
85.分析单元320，用于当触发层位置超越触发点的位置时，根据触发层位置信息和触发点初始位置信息，得到触发层和触发点之间的距离，将该距离记为偏离距离；
86.触发信息发生单元330，用于根据偏离距离的大小，向执行设备传递不同的触发信息；以及
87.中止单元340，用于当触发层的位置回落经过触发点时，向执行设备发送中止信号。
88.为了能够加载上述方法和系统能够顺利运行，该系统除了包括上述各种模块之外，还可以包括比上述描述更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线、处理器和存储器等。此处所述存储器与上述存储模块不同，存储模块属于系统内部的一个功能模块，而存储器是对现有硬件的使用。
89.所称处理器可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现成可编程门阵列(field
‑
programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，上述处理器是上述客户端或者社交系统的控制中心，利用各种接口和线路连接整个用户终端的各个部分。
90.上述存储器可用于存储计算机以及系统程序和/或模块，上述处理器通过运行或执行存储在存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现上述各种功能。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系
统、至少一个功能所需的应用程序等；存储数据区可存储根据泊位状态显示系统的使用所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(smart media card,smc)，安全数字(secure digital,sd)卡，闪存卡(flash card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
91.本应该理解的是，虽然本发明各实施例的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，各实施例中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
92.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
93.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
94.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。