基于物联网和人工智能的溶液池监控系统及方法与流程

专利检索2025-07-07  5


本发明涉及物联网和人工智能,具体地说是基于物联网和人工智能的溶液池监控系统及方法。


背景技术:

1、在当前工业生产中,溶液池作为一种重要的生产设备,广泛应用于电缆、化工、金属加工等领域,对溶液池的监控和调整显得尤为关键。传统的监控方法往往依赖于手动抽样和离线实验室检测,这种方式存在着显著的局限性,例如实时性差、成本高、无法全面了解溶液池内部微观变化等问题。

2、在此背景下,基于物联网和人工智能的溶液池监控系统应运而生。首先,随着物联网技术的不断发展,将传感器、控制器等检测设备接入物联网,实现设备之间的互联互通成为可能。这使得溶液池内部各种参数的实时数据能够被高效地采集和传输,为实现溶液池的实时监控奠定了基础。

3、其次,人工智能技术的兴起为溶液池监控提供了更为智能、精准的解决方案。通过训练好的人工智能模型,系统能够在海量的实时数据中提取关键信息,进行复杂的数据分析和模式识别。这种智能化的监控方式不仅能够实时诊断溶液池的状态,还能预测潜在问题并采取相应的调整措施,从而提高生产效率和产品质量。

4、在以往的技术中,由于监控系统的实时性和智能性相对较低,生产过程中的异常情况难以及时发现和处理,导致了生产效率低下、生产成本增加的问题。此外,传统的离线实验室检测方式需要大量的人力、物力和时间,无法满足现代工业对于高效、智能化管理的需求。

5、因此,基于物联网和人工智能的溶液池监控系统在技术上填补了传统监控方式的不足,实现了对溶液池生产过程的全方位、实时、智能的监控。通过该系统,生产运营人员能够随时随地了解溶液池的状态,监测各项指标的波动情况,提前预警可能的问题,有针对性地进行生产调整和优化。这不仅提高了生产效率,降低了生产成本,还确保了产品质量的稳定性。

6、如何对溶液池的各项参数进行实时监控、分析和调整,是需要解决的技术问题。


技术实现思路

1、本发明的技术任务是针对以上不足,提供基于物联网和人工智能的溶液池监控系统及方法,来解决如何对溶液池的各项参数进行实时监控、分析和调整的技术问题。

2、第一方面,本发明一种基于物联网和人工智能的溶液池监控系统,包括溶液池检测模块、物联网数据共享模块、人工智能监控模块以及控制模块;

3、所述溶液池检测模块中配置有多种传感器,用于通过传感器检测溶液池的指示数据;

4、所述物联网数据共享模块与溶液池检测模块交互,用于对传感器以及溶液池内设备进行管理,用于获取指示数据并对指示数据进行存储和筛选处理,将筛选处理后的指示数据发送至人工智能监控模块;

5、所述人工智能监控模块用于接收筛选处理后的指示数据,并基于训练后的人工智能模型对指示数据进行分析处理,包括实时监测数据变化、诊断溶液池的状态和设备的状态、以及预测指示数据的变化趋势,基于分析处理结果进行诊断形成诊断结果,诊断结果包括用于调整溶液池和设备的调整信息,并将诊断结果发送至控制模块;

6、所述控制模块用于基于诊断结果调整溶液池以及设备。

7、作为优选,传感器设备包括温度传感器、浓度传感器、ph值传感器以及流量传感器;

8、对应的,指示数据包括温度、浓度、ph值以及流量。

9、作为优选,所述物联网数据共享模块用于基于预定义的协议与传感器设备以及溶液池内设备建立连接,并用于将接受的指示数据以及筛选后指示数据存储至云端。

10、作为优选,所述人工智能模型包括神经网络模型、支持向量机模型以及决策树模型;

11、所述人工智能模型用于执行如下:

12、获取历史指示数据,对历史指示数据进行数据预处理操作,基于数据预处理后的指示数据构建数据集;

13、将数据集分为批量数据集,基于批量数据集对人工智能模型进行模型训练,通过反向传播和优化器来更新人工智能模型的权重,并基于验证集评估人工智能模型的性能,得到训练后人工智能模型;

14、基于训练后的人工智能模型对指示数据进行分析处理,包括监测数据变化、诊断溶液池的状态以及设备的状态、预测指示数据变化趋势,并基于预定的规则以及分析处理结果进行诊断生成诊断结果,

15、将诊断结果发送至控制模块。

16、作为优选,溶液池的设备包括电动调节阀和继电器;

17、所述控制模块用于通过电动调节阀来控制补液管道的流量来控制溶液池的浓度和ph,用于通过继电器控制溶液池相关冷却设备的启停,以维持溶液池的温度;

18、电动调节阀和继电器通过485接口、mqtt、tcp接口和物联网数据共享模块交互。

19、第二方面,本发明一种基于物联网和人工智能的溶液池监控方法,用于通过如第一方面任一项所述的基于物联网和人工智能的溶液池监控系统实现溶液池监控,所述方法包括如下步骤:

20、通过溶液池检测模块中的传感器检测溶液池的指示数据;

21、通过物联网数据共享模块对传感器以及溶液池内设备进行管理,通过物联网数据共享模块获取指示数据并对指示数据进行存储和筛选处理,将筛选处理后的指示数据发送至人工智能监控模块;

22、通过人工智能监控模块接收筛选处理后的指示数据,并基于训练后的人工智能模型对指示数据进行分析处理,包括实时监测数据变化、诊断溶液池的状态和设备的状态、以及预测指示数据的变化趋势,基于分析处理结果进行诊断形成诊断结果,诊断结果包括用于调整溶液池和设备的调整信息,并将诊断结果发送至控制模块;

23、基于诊断结果、通过控制模块调整溶液池以及设备。

24、作为优选,传感器设备包括温度传感器、浓度传感器、ph值传感器以及流量传感器;

25、对应的,指示数据包括温度、浓度、ph值以及流量。

26、作为优选,基于预定义的协议、通过物联网数据共享模块与传感器设备以及溶液池内设备建立连接,并通过物联网数据共享模块将接受的指示数据以及筛选后指示数据存储至云端。

27、作为优选,所述人工智能模型包括神经网络模型、支持向量机模型以及决策树模型;

28、基于训练后的人工智能模型对指示数据进行分析处理,包括如下步骤:

29、获取历史指示数据,对历史指示数据进行数据预处理操作,基于数据预处理后的指示数据构建数据集;

30、将数据集分为批量数据集,基于批量数据集对人工智能模型进行模型训练,通过反向传播和优化器来更新人工智能模型的权重,并基于验证集评估人工智能模型的性能,得到训练后人工智能模型;

31、基于训练后的人工智能模型对指示数据进行分析处理,包括监测数据变化、诊断溶液池的状态以及设备的状态、预测指示数据变化趋势,并基于预定的规则以及分析处理结果进行诊断生成诊断结果,

32、将诊断结果发送至控制模块。

33、作为优选,溶液池的设备包括电动调节阀和继电器;

34、控制模块通过电动调节阀来控制补液管道的流量来控制溶液池的浓度和ph,通过继电器控制溶液池相关冷却设备的启停,以维持溶液池的温度;

35、电动调节阀和继电器通过485接口、mqtt、tcp接口和物联网数据共享模块交互。

36、本发明的基于物联网和人工智能的溶液池监控系统及方法具有以下优点:实现了对溶液池生产过程的全方位、实时、智能的监控,生产运营人员能够随时随地了解溶液池的状态,监测各项指标的波动情况,提前预警可能的问题,有针对性地进行生产调整和优化,提高了生产效率,降低了生产成本,确保了产品质量的稳定性。


技术特征:

1.一种基于物联网和人工智能的溶液池监控系统,其特征在于,包括溶液池检测模块、物联网数据共享模块、人工智能监控模块以及控制模块;

2.根据权利要求1所述的基于物联网和人工智能的溶液池监控系统,其特征在于,传感器设备包括温度传感器、浓度传感器、ph值传感器以及流量传感器;

3.根据权利要求1所述的基于物联网和人工智能的溶液池监控系统,其特征在于,所述物联网数据共享模块用于基于预定义的协议与传感器设备以及溶液池内设备建立连接,并用于将接受的指示数据以及筛选后指示数据存储至云端。

4.根据权利要求1所述的基于物联网和人工智能的溶液池监控系统,其特征在于,所述人工智能模型包括神经网络模型、支持向量机模型以及决策树模型;

5.根据权利要求1所述的基于物联网和人工智能的溶液池监控系统,其特征在于,溶液池的设备包括电动调节阀和继电器;

6.一种基于物联网和人工智能的溶液池监控方法,其特征在于,用于通过如权利要求1-5任一项所述的基于物联网和人工智能的溶液池监控系统实现溶液池监控,所述方法包括如下步骤:

7.根据权利要求6所述的基于物联网和人工智能的溶液池监控方法,其特征在于,传感器设备包括温度传感器、浓度传感器、ph值传感器以及流量传感器;

8.根据权利要求6所述的基于物联网和人工智能的溶液池监控方法,其特征在于,基于预定义的协议、通过物联网数据共享模块与传感器设备以及溶液池内设备建立连接,并通过物联网数据共享模块将接受的指示数据以及筛选后指示数据存储至云端。

9.根据权利要求6所述的基于物联网和人工智能的溶液池监控方法,其特征在于,所述人工智能模型包括神经网络模型、支持向量机模型以及决策树模型;

10.根据权利要求6所述的基于物联网和人工智能的溶液池监控方法,其特征在于,溶液池的设备包括电动调节阀和继电器;


技术总结
本发明公开了基于物联网和人工智能的溶液池监控系统及方法,属于物联网和人工智能技术领域,要解决的技术问题为如何对溶液池的各项参数进行实时监控、分析和调整。包括:溶液池检测模块中配置有多种传感器,用于通过传感器检测溶液池的指示数据;物联网数据共享模块,用于对传感器以及溶液池内设备进行管理,用于获取指示数据并对指示数据进行存储和筛选处理,将筛选处理后的指示数据发送至人工智能监控模块;人工智能监控模块用于基于训练后的人工智能模型对指示数据进行分析处理,基于分析处理结果进行诊断形成诊断结果,诊断结果包括用于调整溶液池和设备的调整信息,将诊断结果发送至控制模块;控制模块用于基于诊断结果调整溶液池以及设备。

技术研发人员:刘厚亮,孙元田
受保护的技术使用者:浪潮软件集团有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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