大学生创新创业项目

OpenHarmony SmartWater
基于开源鸿蒙的智能水表

面向供水机构提供实时监测数据、即时统计数据和定期分析数据,异常用户智能提示和供水控制;面向用户提供异常用水提示、入户管道自动开关选择服务、水源开关遗忘检测服务。基于开源鸿蒙的智能水表采用软总线的功能进行异构组网连接(蓝牙、ZigBee、Lora等),全面提高智能水表操控性和稳定性。

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项目特色

创新技术架构,智慧水务新方案

异构组网连接

基于开源鸿蒙软总线能力,支持WiFi、Lora、NB-IoT多种通信方式的异构组网。自适应切换通信方式,保证数据传输的稳定性和可靠性,满足复杂环境下的通信需求。

AI风险预警

端侧采用改进BP神经网络对管网数据进行实时分析,预测管道老化程度和潜在运行风险。支持分级预警机制,对管道破裂、水质骤变等异常情况实时报警处理,辅助用水调度决策。

多端可视化平台

提供微信小程序端和Web后台管理端,面向消费者展示用水数据和分析报告,面向水厂提供实时监测和设备管理功能。支持数据可视化图表展示,优化用户体验。

全场景智能感知

实时采集水流量、水温、水压、水质数据,支持远程阀控(延时<850ms)、异常用水提示、管道自动开关、遗忘检测等智能功能。水流量误差仅±10ml,精度高、稳定性强。

企业认可与荣誉

项目受到多个企业认可与推荐,与锐博达成投资生产试用合作协议。申报新型实用专利一份,参加挑战杯、节能减排、嵌入式比赛等多项大赛并获大奖,在攀登计划、校级创新成果展示中获奖。

技术指标

远传阀控延时:850ms
通信协议:WiFi、NB-IoT、LoRa
水流量误差:±10ml
温度等级:T90
环境相对湿度:0%~93%
压力范围:0.03Mpa~0.1Mpa

项目展示

项目演示视频

基于开源鸿蒙的智能水表

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智能水表实物

智能水表实物

第二代系统模块

包含水流量采集、温度采集、水压采集、水质采集、水阀控制等模块

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开源鸿蒙操作系统

开源鸿蒙操作系统

OpenHarmony

支持128k嵌入式设备到128M以上移动设备,实现全场景万物互联

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服务器端架构

服务器端架构

server backend

云端部署了 EMQX 系统当作 MQTT 的 Broker 服务器、同时借助阿里云服务器实现数据存储、数据同步、数据可视化、数据处理等功能

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前端架构

前端架构

user fontend

使用 Vue.js+ECharts+Bootstrap+Font Awesome 进行小程序和web网页监控端设计,支持WS链接

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硬件架构

硬件架构

hardware

结合水压传感器+热敏电阻+霍尔水流传感器+tds传感器采集数据,电磁水阀结合步进电机兼容水表类型,基于 1+8+N 设备的六大智慧场景构建通信系统

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整体架构

整体架构

overall

为满足实时采集水流量、水温、水压、水质的数据的需求、利用开源鸿蒙系统的软总线能力、设备之间实现异构组网,提升数据传输的稳定性而设计此方案

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EMQX MQTT服务器

EMQX MQTT服务器

云原生分布式物联网平台

支持海量连接、高性能、低时延、高可用

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BP神经网络

BP神经网络

人工智能风险预测

对管网数据进行实时分析,预测管道运行风险

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微信小程序端

微信小程序端

用户可视化平台

用水数据统计、异常预警推送、用水报告生成

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企业合作

企业合作

锐博投资生产试用合作

项目受到多个企业认可与推荐,与锐博达成投资生产试用合作协议

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竞赛获奖

竞赛获奖

挑战杯 · 节能减排 · 嵌入式比赛

参加多项大赛并获大奖,攀登计划、校级创新成果展示中获奖

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专利与成果

专利与成果

新型实用专利

申报新型实用专利一份,多项创新成果获得认可

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常见问题

支持WiFi、蓝牙、Lora、NB-IoT多种通信方式的异构组网。系统会根据信号强度和使用场景自动选择最优通信方式,确保数据传输的稳定性和可靠性。

基于开源鸿蒙操作系统,完全拥有自主知识产权,不存在国外操作系统的后门风险。数据传输采用加密协议,云端存储安全可靠,有效防止数据泄露和网络攻击。

采用改进BP神经网络,通过对水压、水温、水质、管龄、管材等多维度数据的实时分析,结合数据回环优化机制,能够准确预测管道运行风险,分级预警机制确保及时响应。

硬件端支持模块化设计,便于安装和维护。云端采用EMQX平台,支持弹性伸缩和高可用部署。运维人员可通过Web后台实时监控设备状态、查看预警信息,实现远程管理。