CN102808984A - 一种能够自动控制的智能水阀 - Google Patents

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李洲洋
周少伟
冯新
容建刚
谷文韬
雷少坤
李芳�
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Abstract

本发明提供一种能够自动控制的智能水阀，包括传感器组、数据采集调理模块、控制单元和执行单元；传感器组包括水压检测传感器和超声波水位检测传感器；控制单元包括参数设置模块、转换模块和比较模块；执行单元包括继电器及电磁阀门。本发明可以在无人的情况下实现自我判别是否来水，并且实现即时或定时、定量出水，以及能够自动判断是否需要出水。除此之外，该智能水阀还具有良好的人机交互界面以及声光提示功能。其所具有的较全功能可以更好地满足现在城市和缺水的农村地区用户需求，不仅可以解决适时适量自动放水的问题，还可以避免由于忘记关闭水阀所引起的水资源浪费，因此该发明具有比较重要的意义。

Description

一种能够自动控制的智能水阀
技术领域
本发明涉及日常生活用品技术领域，具体为一种能够自动控制的智能水阀。
背景技术
水阀作为一种控制元件被广泛应用于各种需要对水的流量需要控制的场合，如日常生活中的各种水龙头。日常使用的水阀一般为手动操作型，需要手动打开和关闭，出水时间和出水量只能靠手动控制。在有些场合下，人们需要一种能够实现即时或定时、定量出水，以及能够自动判断是否需要出水的智能水阀。比如，现在许多农村地区都已经安装自来水，但农村的自来水并不像城市里一天24小时都供水，通常都是每天定时供水1～2小时，其它时间不供水。这就需要人们在供水时将水存储在水缸里以供全天使用。如果遇到农忙时节或因其它事情错过了供水时间，就会出现无水可用的情况。在这种情况下，需要一种能够在供水的时间段自动打开向水缸放水，并且能够在水缸储满水后自动关闭的智能水阀。
目前，市场上有一种具有自动延时关闭功能的水阀，可以在手动打开后延时一定时间并自动关闭。这种水阀在一定程序上可以控制水阀的出水量，但无法做到定时供水，而且无法对盛水的容器是否已满进行判断。为了方便人们能定时定量接水，申请号为200520057339.1的中国专利申请《定量定时水龙头》提出一种技术方案，该方案是在水龙头的壳体上设置阀柄，阀芯水塞设在壳体腔内并与出水口相配合，阀芯尾端带钩，与固定在壳体内壁的弹力锁钩相配合，阀柄带动并设定计量表，水轮设置在壳体内的进水口处，带动传动齿轮组，并驱动计量拨杆，计量拨杆拨动阀芯钩，阀芯水塞封闭出水口，从而实现定量定时供水。这种方案可以实现定时放水，但需要人手动去设定放水量，不能自动判别接水容器的体积大小来实现定量放水；且机械结构较复杂，长期工作后容易产生不可靠现象。
发明内容
要解决的技术问题
为了克服现有技术的不足，实现真正意义上的来水自动识别，并实现即时或定时、定量出水，以及智能闭水，本发明提供一种能够自动控制的智能水阀，该装置可以实现来水自动识别功能，具有即时或定时、定量出水，以及能够自动判断是否需要出水的功能。
技术方案
本发明的技术方案为：
所述一种能够自动控制的智能水阀，其特征在于：包括传感器组、数据采集调理模块、控制单元和执行单元；
所述的传感器组包括水压检测传感器和超声波水位检测传感器，其中水压检测传感器检测管道中的水压，超声波水位检测传感器检测盛水容器中的水面高度；
传感器组测得的水压信号和水面高度信号通过数据采集调理模块转换为数字信号后进入控制单元；
所述的控制单元包括参数设置模块、转换模块和比较模块；参数设置模块接收用户预设的水阀工作参数，水阀工作参数包括水压阀值、水面高度阀值和时间设置；转换模块用于将传入控制单元的数字信号转换为相应的水压值和水面高度值；比较模块将转换模块输出的水压值和水面高度值与参数设置模块中的水压阀值和水面高度阀值进行比较；比较模块输出控制信号到执行单元；当转换模块输出的水压值达到水压阀值，且水面高度值小于水面高度阀值时，比较模块输出开阀门控制信号，否则输出关阀门控制信号；
所述的执行单元包括继电器及电磁阀门，继电器根据比较模块输出的控制信号控制电磁阀门开关。
所述一种能够自动控制的智能水阀，其特征在于：所述的控制单元还包括有定时模块，定时模块接受用户设定的出水时间，当转换模块输出的水压值达到水压阀值，水面高度值小于水面高度阀值，且时间为用户设定的出水时间时，比较模块输出开阀门控制信号，而后当水面高度值达到水面高度阀值时，比较模块输出关阀门控制信号。
所述一种能够自动控制的智能水阀，其特征在于：还包括有声光提示模块，用于指示水阀工作状态。
有益效果
本发明的有益效果是：该智能水阀可以在无人的情况下实现自我判别是否来水，并且实现即时或定时、定量出水，以及能够自动判断是否需要出水。除此之外，该智能水阀还具有良好的人机交互界面以及声光提示功能。其所具有的较全功能可以更好地满足现在城市和缺水的农村地区用户需求，不仅可以解决适时适量自动放水的问题，还可以避免由于忘记关闭水阀所引起的水资源浪费，因此该发明具有比较重要的意义。
附图说明
图1是本发明的功能模块图；
图2是本发明的工作流程图；
图3是本发明的结构示意图；
图4是本发明的工作示意图。
其中：1、水压检测传感器；2、电磁阀门；3、进水口；4、出水口；5、超声波水位检测传感器。
具体实施方式
下面结合实施例描述本发明：
如图1所示，本实施例中的一种能够自动控制的智能水阀包括传感器组、数据采集调理模块、控制单元、执行单元和声光提示模块。
所述的传感器组包括水压检测传感器和超声波水位检测传感器，其中水压检测传感器通过检测管道中的水压来判断是否来水；超声波水位检测传感器则通过发射超声波与接受超声波来自动感知盛水容器内液面的实时高度。传感器组可将感知到的水压和液面高度信息转化为相应电信号，输入到数据采集调理模块。参照附图3和附图4，水压检测传感器安装在智能水阀的进水口处，超声波水位检测传感器安装在智能水阀的出水口旁边。
所述的数据采集调理模块用于接收来自传感器组的电信号，并对信号进行前置滤波、隔离、放大或衰减、抗混叠滤波和模数转换成为数字电信号，输入到控制单元。
所述的控制单元包括参数设置模块、转换模块、比较模块以及定时模块。所述的参数设置模块用于接收用户预设的水阀工作参数，包括水压阀值、液面高度阀值和时间设置。所述的转换模块用于将传入控制单元的数字信号转换为相应的水压值和液面高度值，然后进入比较模块比较。所述的比较模块用于接收来自转换模块的水压值和液面高度值，并分别作如下比较判断：将水压值与预设的判别为有水的水压阀值进行比较，当其大于预设水压阀值时表示有水，否则无水。将液面高度值与预设的判别为容器盛满水的液面高度阀值进行比较，当其小于预设液面高度阀值时表示水未盛满，否则已盛满。其中水压值可通过水压检测传感器自动检测并经转换模块获取，容器装满水时液面高度值的设置可通过超声波水位检测传感器自动读取并设置。其中当水位满时，用户通过超声波水位检测传感器获取液面高度阀值，并记录到参数设置模块。比较模块输出控制信号到执行单元；当转换模块输出的水压值达到水压阀值，且水面高度值小于水面高度阀值时，比较模块输出开阀门控制信号，否则输出关阀门控制信号。
所述的定时模块用于定时开启水阀，智能放水。定时模块接受用户设定的出水时间，定时模块中可以设定为定时模式和即时模式。当设定为定时模式时，来水后，当转换模块输出的水压值达到水压阀值，水面高度值小于水面高度阀值，水阀将按照用户的设定时间出水，盛满水后，比较模块输出关阀门控制信号即停止出水；当设定为即时模式时，则当转换模块输出的水压值达到水压阀值，水面高度值小于水面高度阀值时即出水，盛满水后，比较模块也输出关阀门控制信号即停止出水。
所述的执行单元包括继电器及电磁阀门，继电器根据比较模块输出的控制信号控制电磁阀门开关。
所述的声光提示模块会根据水阀工作状态和设置的不同给出不同的屏幕显示提示，并在水阀进行工作模式切换时，鸣喇叭进行提示。具体的功能有：用于系统自检，有错误和成功提示；如果无水时，用户开水阀，进行无水提示；水已满时，用户开水阀，进行水满提示；用户设置容器水满的液面高度时，有设置成功提示；用户进行定时设置时，有设置成功提示。
参照图2所示，其为智能水阀工作流程图。当智能水阀处于闭水状态时，由系统自动实时检测水管中是否有水，如果无，则智能水阀继续处于闭水状态；若有，系统则判别容器是否已盛满，若已盛满则智能水阀继续处于闭水状态，若未盛满，则进入定时或即时工作模式判别，此时智能水阀自动判别按定时供水模式供水还是按即时供水模式供水，在供水时，系统自动实时检测容器是否已盛满，若已盛满，则智能水阀将关闭阀门处于闭水状态，若未满，则继续进行步骤2004和步骤2005直到容器盛满水，最后智能水阀处于闭水状态。

Claims (3)

1.一种能够自动控制的智能水阀，其特征在于：包括传感器组、数据采集调理模块、控制单元和执行单元；
所述的传感器组包括水压检测传感器和超声波水位检测传感器，其中水压检测传感器检测管道中的水压，超声波水位检测传感器检测盛水容器中的水面高度；
传感器组测得的水压信号和水面高度信号通过数据采集调理模块转换为数字信号后进入控制单元；
所述的控制单元包括参数设置模块、转换模块和比较模块；参数设置模块接收用户预设的水阀工作参数，水阀工作参数包括水压阀值、水面高度阀值和时间设置；转换模块用于将传入控制单元的数字信号转换为相应的水压值和水面高度值；比较模块将转换模块输出的水压值和水面高度值与参数设置模块中的水压阀值和水面高度阀值进行比较；比较模块输出控制信号到执行单元；当转换模块输出的水压值达到水压阀值，且水面高度值小于水面高度阀值时，比较模块输出开阀门控制信号，否则输出关阀门控制信号；
所述的执行单元包括继电器及电磁阀门，继电器根据比较模块输出的控制信号控制电磁阀门开关。
2.根据权利要求1所述的一种能够自动控制的智能水阀，其特征在于：所述的控制单元还包括有定时模块，定时模块接受用户设定的出水时间，当转换模块输出的水压值达到水压阀值，水面高度值小于水面高度阀值，且时间为用户设定的出水时间时，比较模块输出开阀门控制信号，而后当水面高度值达到水面高度阀值时，比较模块输出关阀门控制信号。
3.根据权利要求1或2所述一种能够自动控制的智能水阀，其特征在于：还包括有声光提示模块，用于指示水阀工作状态。
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