CN101303171B - Gsm热水器智能测控仪 - Google Patents

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Abstract

一种GSM热水器智能测控仪，包括电源模块、信号采集模块、上水执行电路、加热执行电路、时钟模块、液晶模块、键盘模块；以及，用于对系统各个模块进行控制的控制模块，控制模块包括本地加热控制单元；还包括：用于通过短信与用户进行通信的GSM模块，控制模块还包括：用于根据接收的用户短信，确认用户的身份后读取短信的操作码，并分别依照操作码对热水器状态查询、开启或改变水位或水温的设置以及启动上水执行电路和加热执行电路，并向用户回复应答信息的远程控制单元；GSM模块连接远程控制单元，所述远程控制单元连接上水执行电路和加热执行电路。本发明布线安装简单、降低成本。

Description

GSM热水器智能测控仪 
技术领域
本发明涉及智能家电领域，尤其是一种热水器智能测控仪。 
背景技术
目前的热水器测控仪通常只能在本地实现热水器控制，用户不在家时，根本无法对热水器进行操作。极少数自身带有远程控制功能的热水器则是通过电话线进行远程控制的(中国发明专利00209408.8)。然而，使用电话线来进行控制，在安装时需要为其专门布线，这对于热水器的安装、移机等均十分不便。 
发明内容
为了克服已有的远程控制热水器的布线安装麻烦、成本高的不足，本发明提供一种布线安装简单、降低成本的GSM热水器智能测控仪。 
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 
一种GSM热水器智能测控仪，包括：用于给整个系统提供稳定电源的电源模块；用于检测所需测量的温度和水位信号并将其转换为电信号的信号采集模块；用于控制电磁阀、增压泵来完成上水的上水执行电路；用于控制电加热泵来完成加温的加热执行电路；用于系统获得当前的时间的时钟模块；用于显示信息的液晶模块；用于对系统进行设置的键盘模块；以及， 
用于对系统各个模块进行控制的控制模块，所述控制模块包括： 
用于根据键盘模块设置的温度和水位，与热水器当前的温度和水位进 行比较，启动上水执行电路和加热执行电路的本地加热控制单元；所述GSM热水器智能测控仪还包括：用于通过短信与用户进行通信的GSM模块，所述控制模块还包括： 
用于根据接收的用户短信，确认用户的身份后读取短信的操作码，并分别依照操作码对热水器状态查询、开启或改变水位或水温的设置以及启动上水执行电路和加热执行电路，并向用户回复应答信息的远程控制单元； 
所述GSM模块连接远程控制单元，所述远程控制单元连接上水执行电路和加热执行电路。 
进一步，所述GSM热水器智能测控仪还包括用于当热水器出现水位过低、故障、漏电情况时，发出报警声音的声音提示模块。 
更进一步，所述GSM热水器智能测控仪还包括用于记录用户安全号码、预设水位值参数的断电记忆电路。 
再进一步，所述GSM热水器智能测控仪还包括用于检测是否有漏电情况发生的漏电保护电路，所述漏电保护电路与控制模块的外部中断口相连；所述控制模块还包括用于在接收到漏电保护电路所发出的漏电信号后，通过GSM模块、声音提示模块对用户进行漏电报警，同时通过加热执行电路10停止加热的漏电保护控制单元。 
所述信号采集模块由一个水温水位一体传感器和采集电路所构成。所述时间模块为DS1302。所述的GSM模块为TC35i，所述TC35i通过串口与控制模块通信连接。所述上水执行电路、加热执行电路由继电器与三极管组成，所述继电器的控制端与控制模块连接。所述的电源模块包括交流电压器和直流稳压器。所述液晶模块为点阵式液晶模块，所述键盘模块为薄膜按键。
本发明的技术构思为：在设计热水器的加热功率时，考虑到家庭电力配置不宜过大，因此储水箱式热水器的加热功率普遍不高，因此要求用户提前一个小时甚至两个小时就开启热水器，由于不能像燃气热水器那样随时为用户提供热水，必然给用户的使用带来许多不便。随着信息化时代的来临，时间对于人类已经变得越来越宝贵，人们希望可以在异地随时启动家中的热水器，以便一进家门就可以使用热水。同时在热水器出现故障时，能随时随地的收到报警信号。 
GSM热水器智能测控仪将GSM模块嵌入测控仪内部，利用当前非常普及的GSM网络，以SMS(短信)作为传输媒介。只要GSM网络覆盖的区域，均可以直接使用。这不仅解决了传输距离的限制，而且免除了复杂的布线工作，极大的方便了使用并节约了成本。 
GSM热水器智能测控仪可最大程度地为用户使用热水器提供方便，无论用户在何时、何地，只要一个短信就能控制家中热水器的开启或者关闭，并可以设置热水的温度和水量。同时本测控仪还带有智能控制功能。 
本发明的有益效果主要表现在：1、用户可远距离对热水器进行操作，并监测当前热水器状况。同时利用现在GSM十分普及的有利条件，避免了已有技术使用电话线进行远程控制所受到的使用条件的限制，大大的方便了用户的安装和使用；2、降低成本。 
附图说明
图1是GSM智能热水器测控仪的原理性结构框图。 
图2是GSM热水器智能测控仪数字部分电路图，其中，TXD、RXD、U1_9、U1_7、U1_6为图2和图2续的连接点。 
图3是GSM热水器智能测控仪模拟部分电路图。 
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。 
参照图1～图3，一种GSM热水器智能测控仪，包括：用于给整个系统提供稳定电源的电源模块2；用于检测所需测量的温度和水位信号并将其转换为电信号的信号采集模块3；用于控制电磁阀、增压泵来完成上水的上水执行电路9；用于控制电加热泵来完成加温的加热执行电路10；用于系统获得当前的时间的时钟模块4；用于显示信息的液晶模块11；用于对系统进行设置的键盘模块12；以及，用于对系统各个模块进行控制的控制模块1，所述控制模块1包括：用于根据键盘模块设置的温度和水位，与热水器当前的温度和水位进行比较，启动上水执行电路和加热执行电路的本地加热控制单元；所述GSM热水器智能测控仪还包括：用于通过短信与用户进行通信的GSM模块7，所述控制模块1还包括：用于根据接收的用户短信，确认用户的身份后读取短信的操作码，并分别依照操作码对热水器状态查询、开启或改变水位或水温的设置以及启动上水执行电路和加热执行电路，并向用户回复应答信息的远程控制单元；所述GSM模块7连接远程控制单元，所述远程控制单元连接上水执行电路9和加热执行电路10。 
所述GSM热水器智能测控仪还包括用于当热水器出现水位过低、故障、漏电情况时，发出报警声音的声音提示模块8。 
所述GSM热水器智能测控仪还包括用于记录用户安全号码、预设水位值参数的断电记忆电路5。 
所述GSM热水器智能测控仪还包括用于检测是否有漏电情况发生的漏电保护电路6，所述漏电保护电路6与控制模块1的外部中断口相连；所述控制模块1还包括用于在接收到漏电保护电路所发出的漏电信号后，通过GSM模块、声音提示模块对用户进行漏电报警，同时通过加热执行电路10停止加热的漏电保护控制单元。 
所述信号采集模块3由一个水温水位一体传感器和采集电路所构成。所述时钟模块4为DS1302。所述的GSM模块7为TC35i，所述TC35i通过串口与控制模块通信连接。所述上水执行电路9、加热执行电路10由继电器与三极管组成，所述继电器的控制端与控制模块连接。所述的电源模块2包括交流电压器和直流稳压器。所述液晶模块11为点阵式液晶模块，所述键盘模块12为薄膜按键。 
其中电源模块2它直接与220V的家用交流电相连接，并为整个系统进行供电，将与系统内的各个模块连接。 
控制模块1是本测控仪的控制核心部件，它将通过信号采集模块3测量当前的水温水位信号，通过时钟模块4获取当前的时间，并根据用户设定的水温水位等信息对当前状态进行判断，通过声音提示模块8可以对用户进行提示，通过上水执行电路9、加热执行电路10对热水器进行相应的操作。当用户向GSM智能热水器测控仪发送信息时，控制模块1通过GSM模块7接收用户短信，首先对接收到短信的发送手机进行判断，若发送手机为用户设置的安全号码，则控制模块1读取短信内的操作码，根据不同的操作码分别执行对热水器状态查询、开启或者改变水位或水温的设置以及通过上水执行电路9、加热执行电路10对热水器进行相应的操作。同时控制模块1通过GSM模块7向用户回复应答信息。 
信号采集模块4由一个水温水位一体传感器和采集电路所构成，它负责将水温和水位信号转换为数字信号供控制模块1做进一步的处理和分析。传感器将与采集电路构成两个震荡电路，采集模块将产生方波信号，控制模块内的计数器对方波信号进行计数，从而计算出当前的温度和水位值。 
断电记忆电路5用于记录用户安全号码、预设水稳水位值等参数。保存在其中的参数不会因掉电而丢失。每次GSM智能热水器测控仪在开机时，将从断电记忆电路5中读取这些参数。 
漏电保护电路6由感应线圈、三极管、电阻等组成。它能检测出是否有漏电情况发生。漏电保护电路6与控制模块1的外部中断口相连，控制模块1在接收到漏电保护电路6所发出的漏电信号后，通过GSM模块7、声音提示模块8对用户进行漏电报警，同时通过加热执行电路10停止加热，进行保护。 
GSM模块7采用TC35i模块，控制模块1通过AT指令能有效地通过该模块，利用手机短信与用户进行通信。 
声音提示模块8用于报警提示的作用。当热水器出现水位过低、故障、漏电等情况时，声音提示模块8将发出报警声音，以提示用户热水器出现异常状况。 
上水执行电路9与控制模块1的I/O口相连。控制模块1可通过I/O口电平的变化来控制电磁阀和增压泵的开启和关闭。 
加热执行电路10与控制模块1的I/O口相连。控制模块1可通过I/O口电平的变化来控制电加热管的开启和关闭。 
液晶模块11采用的是点阵式液晶，用于显示当前状态以及其他信息。 
键盘模块12由薄膜按键与8-3编码器组成，7个薄膜按键与编码器的编码输入相连接，编码器的输出口与控制模块的I/O口连接。这样控制模块的单片机可以通过3个I/O口实现7个按键的功能。用户可通过按键设置测控仪的各种参数。 
参见图2GSM热水器智能测控仪数字部分电路图： 
控制模块1采用高性能单片机U2(飞利浦P89V51RD2BN)。 
信号采集模块3由水温水位一体传感器(图中未标出，连接接口J4)，压敏电阻R11、R12、R13、R14，电阻R15、R16、R17、R18、R19、R20，电容C5、C6，非门U5(74HC04P)组成。 
时钟模块4由时钟芯片U3(DS1302)，晶振Y2，电阻R7、R8、R9、R10，二极管D1，电池BT1组成。 
断电记忆电路5由存储芯片U6A(AT24C01)组成。 
GSM模块7由GSM通信模块U8(TC35i)，电阻R21、R22、R23、R24、R25、R26，电容C7、C8、C9、C10、C11、C12，二极管D2、D3、D4，三极管Q2、Q3，按键开关S1，SIM卡插槽U7组成。 
声音提示模块8由蜂鸣器U4，三级管Q1组成。 
液晶模块11由点阵式液晶(未标出，连接到插座J2)和电位器R6组成。 
键盘模块12由薄膜按键(未标出，连接到插座J1)，排阻R1，8-3编码器U1(74LS148)组成。 
参见图3GSM热水器智能测控仪模拟部分电路图： 
电源模块2由二极管D1、D2、D3、D4，电容C1、C2、C3、C4，电阻R4、R5，三端可调式稳压模块U1(LM317)组成。 
漏电保护电路6由外接感应线圈(未标出，连接到插座J6)，发光二极管D8，三极管Q4，电阻R1，电容C6、C7组成。 
上水执行电路9由继电器K2，二极管D6，三极管Q3组成。 
加热执行电路10由继电器K1，二极管D5，三极管Q2，插座J4组成。 

Claims (10)

1.一种GSM热水器智能测控仪，包括： 
用于给整个系统提供稳定电源的电源模块； 
用于检测所需测量的温度和水位信号并将其转换为电信号的信号采集模块； 
用于控制电磁阀、增压泵来完成上水的上水执行电路； 
用于控制电加热泵来完成加温的加热执行电路； 
用于系统获得当前的时间的时钟模块； 
用于显示信息的液晶模块； 
用于对系统进行设置的键盘模块；以及， 
用于对系统各个模块进行控制的控制模块，所述控制模块包括： 
用于根据键盘模块设置的温度和水位，与热水器当前的温度和水位进行比较，启动上水执行电路和加热执行电路的本地加热控制单元； 
其特征在于：所述GSM热水器智能测控仪还包括：用于通过短信与用户进行通信的GSM模块，所述控制模块还包括： 
用于根据接收的用户短信，确认用户的身份后读取短信的操作码，并分别依照操作码对热水器状态查询、开启或改变水位或水温的设置以及启动上水执行电路和加热执行电路，并向用户回复应答信息的远程控制单元； 
所述GSM模块连接远程控制单元，所述远程控制单元连接上水执行电路和加热执行电路。 
2.如权利要求1所述的GSM热水器智能测控仪，其特征在于：所述GSM热水器智能测控仪还包括用于当热水器出现水位过低、故障、漏 电情况时，发出报警声音的声音提示模块。 
3.如权利要求1或2所述的GSM热水器智能测控仪，其特征在于：所述GSM热水器智能测控仪还包括用于记录用户安全号码、预设水位值参数的断电记忆电路。 
4.如权利要求3所述的GSM热水器智能测控仪，其特征在于：所述GSM热水器智能测控仪还包括用于检测是否有漏电情况发生的漏电保护电路，所述漏电保护电路与控制模块的外部中断口相连；所述控制模块还包括用于在接收到漏电保护电路所发出的漏电信号后，通过GSM模块、声音提示模块对用户进行漏电报警，同时通过加热执行电路10停止加热的漏电保护控制单元。 
5.如权利要求1所述的GSM热水器智能测控仪，其特征在于：所述信号采集模块由一个水温水位一体传感器和采集电路所构成。 
6.如权利要求1所述的GSM热水器智能测控仪，其特征在于：所述时间模块为DS1302。 
7.如权利要求1所述的GSM热水器智能测控仪，其特征在于：所述的GSM模块为TC35i，所述TC35i通过串口与控制模块通信连接。 
8.如权利要求1所述的GSM热水器智能测控仪，其特征在于：所述上水执行电路、加热执行电路由继电器与三极管组成，所述继电器的控制端与控制模块连接。 
9.如权利要求1所述的GSM热水器智能测控仪，其特征在于：所述的电源模块包括交流电压器和直流稳压器。 
10.如权利要求1所述的GSM热水器智能测控仪，其特征在于：所述液晶模块为点阵式液晶模块，所述键盘模块为薄膜按键。 
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