CN102829227B - 基于nfc的公用水龙头的使用方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于NFC的公用水龙头的使用方法及系统，该系统包括：NFC标签、移动终端、感应式水龙头、云端服务器，所述NFC标签用以向移动终端通过NFC信号发送开启/关闭水龙头请求；所述的移动终端用以接收上述请求，并根据开启/关闭请求向云端服务器发送控制指令；所述云端服务器，接收上述控制指令，处理指令信息并执行指令控制开启/关闭感应式水龙头，并收取用水费用，上述的NFC标签与感应式水龙头一一对应，本发明有效地将感应式水龙头与NFC通信技术及zigbee/z-wave/蓝牙无线技术相结合，实现了公共场所用水的付费制，有效地解决了公共场所水资源浪费的情况发生。

Description

基于NFC的公用水龙头的使用方法及系统

技术领域

本发明涉及一种基于NFC的公用水龙头的使用方法及系统，特别涉及一种利用NFC技术进行开关控制并自动进行收费的公用水龙头的使用方法及系统。

背景技术

目前国内少许公共场所尤其是餐馆、饭店、卫生间等人群流动量大的地方，其水龙头采用手动旋转式或按钮式，人们使用时，不得不用手与之接触，增加里细菌传播的机会，给人们健康带来危害，此外，在使用时一些人群还会因龙头开关脏在洗手后不关闭龙头，或忘记关闭龙头，造成了极大的水资源浪费，为了克服上述问题，现在许多公共场所的水龙头均采用卫生的感应式水龙头，其利用红外感应控制进、出水的水龙头，避免了细菌的交叉感染，方便、卫生。例如：参照图7，中国专利公开号为CN2515477的说明书中所公开“一种感应式水龙头”，它包括一水龙头本体11，一配设在本体11内的电磁阀22，一以红外线感应而启闭电磁阀的驱动控制器9及位于水龙头进水口与出水口处的由电磁阀控制开、关的控水装置47构成。而这种感应式水龙头虽然给人们带来了卫生，但并未能有效地解决节约用水的问题，一些人群还会有意无意地大量浪费水资源，面对全球资源紧缺的今天，如何节约用水，已成为人们迫切关注的问题。

NFC完整的名称为Near Field Communications（近距离无线通信技术），是一种非接触感应和识别技术，利用NFC技术，手机可以变成交通卡、信用卡，实现移动支付；广告商可以利用NFC技术实现平面广告与消费者的互动；而一些基于地理位置的移动社交服务网站将可以利用NFC实现签到服务，可以说NFC科技正引领着近距离感应科技的发展方向，基于NFC技术的各种创新应用，将彻底改变人们的生活。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于NFC的公用水龙头的使用方法及系统，有效地将感应式水龙头与NFC通信技术及zigbee/z-wave/蓝牙无线技术相结合，实现了公共场所用水的付费制，有效地解决了公共场所水资源浪费的情况发生。

本发明所述的一种基于NFC的公用水龙头的使用方法，包括水龙头开启方法及关闭方法，包括步骤如下：

水龙头开启方法：

1)移动终端近距离接收NFC标签发出的水龙头的开启指令信息，并将接收到的开启指令信息分析、处理后发出一控制水龙头开启指令；

2)云端服务器通过互联网接收上述开启指令信息，并进行移动终端的身份认证识别，判断是否为合法身份，若“是”则进入下一步骤3；若“否”则结束；

3)云端服务器发送控制开启水龙头指令信息至感应式水龙头；

4)感应式水龙头内部的开关阀接到第一开启信号，当感应式水龙头接收到一外部触发信号后开关阀接到第二开关信号并进行开启，同时，开启内部的计量器；

5)感应式水龙头接收外部触发信号中断后，控制开关阀关闭并暂停计量器；

6)判断是否再次接收到外部触发信号，若是则继续控制开关阀开启并继续计量器计量，且重复进入步骤5；若否则结束。

水龙头关闭方法：

11)移动终端近距离接收NFC标签发出的水龙头的关闭指令信息，并将接收到的关闭指令信息分析、处理后发出一控制水龙头关闭指令；

12)云端服务器通过互联网接收上述关闭控制指令信息，并进行移动终端的身份认证识别，判断是否与上述步骤2中的身份一致，若“是”则进入下一步骤13；若“否”则结束；

13)云端服务器发送关闭水龙头指令信息至感应式水龙头；

14)感应式水龙头控制开关阀关闭，同时停止计量器计量，并将计量数据信息反馈至云端服务器；

15)云端服务器将接收到计量数据进行分析、计算得到对应使用水的费用，并在移动终端用户的账户中扣除相应的费用。

本发明的基于NFC的公用水龙头的使用方法还包括步骤16)：云端服务器将扣除使用水的费用信息发送至移动终端。

上述步骤1中移动终端首次连接云端服务器时需进行用户账号注册，输入用户基本信息及银行账号信息，经数据加密后发送至云端服务器。

上述步骤2中云端服务器接收到的开启指令信息中还包含有NFC标签对应的标识信息，经云端服务器分析、处理后控制相对应的感应式水龙头。

上述步骤4中的外部触发信号为用户近距离感触感应式水龙头所产生的一控制开启水龙头信号。

本发明的基于NFC的公用水龙头系统，该系统包括：NFC标签、移动终端、感应式水龙头、云端服务器，所述NFC标签用以向移动终端通过NFC信号发送开启/关闭水龙头请求；所述的移动终端用以接收上述请求，并根据开启/关闭请求向云端服务器发送控制指令；所述云端服务器，接收上述控制指令，处理指令信息并执行指令控制开启/关闭感应式水龙头，并收取用水费用，上述的NFC标签与感应式水龙头一一对应。

进一步地，上述的移动终端包含有：NFC天线，用以接收上述NFC标签发出的请求指令信息；NFC芯片，用以分析、处理上述接收到的指令信息；处理器，用以分析、处理接收到的指令信息；无线通信模块，用以发送/接收数据信息。

进一步地，上述的移动终端为一个不局限于智能手机、平板电脑其中之一的便携式上网设备。

进一步地，上述的感应式水龙头内包含有计量器、开关阀、无线通信模块、控制组件、感应器，所述的计量器用以计量水龙头出水量；所述的开关阀用以控制开启/关闭水龙头；所述的无线通信模块用以接收云端服务器发送的控制指令及发送计量信息至云端服务器；所述的感应器用以接收一外部触发信号；所述的控制组件用以控制上述各组件。

上述的无线通信模块采用zigbee/z-wave/蓝牙无线通信技术。

进一步地，上述云端服务器包括：存储模块，用以存储任意一个NFC标签对应水龙头的数据信息及注册用户的身份信息；通信模块，通过有线/无线方式连接互联网发送/接收数据信息；计费模块，用以计算接收到计量器计量出的结果信息得到相应的费用；收费模块，用以向移动终端绑定的银行账户直接收取上述计算得到的费用；处理模块，用以分析、处理上述各模块发送的数据信息并产生控制指令信息。

本发明提供的基于NFC的公用水龙头的使用方法及系统，通过移动终端的NFC功能传送控制指令信息，连接云端服务器后可开启/关闭水龙头出水，且云端服务器可根据用水量计算出相应的支付费用并从用户绑定的银行卡中直接扣除，实现了节约用水。

本发明的有益效果：

1、采用高新技术的NFC及zigbee/z-wave/蓝牙无线通信技术，其结构新型、性能优异；

2、利用带有NFC模块的移动终端进行水龙头的开/关，并完成自动缴费动作，有效地解决人们使用水龙头后有意/无意地忘记关闭水龙头，造成水资源的浪费。

附图说明

图1绘示本发明感应式水龙头开启方法步骤流程图；

图2绘示本发明感应式水龙头关闭方法步骤流程图；

图3绘示本发明基于NFC的公用水龙头系统的结构框图；

图4绘示本发明移动终端的结构框图；

图5绘示本发明感应式水龙头的结构框图；

图6绘示本发明云端服务器的结构框图；

图7绘示背景技术中的现有技术专利结构示意图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

参照图1、图2所示，本发明的基于NFC的公用水龙头的使用方法，包括水龙头开启方法及关闭方法，具体包括步骤如下：

水龙头开启方法：

步骤一：用户的NFC移动终端（如智能手机、平板电脑等便携式上网设备）近距离靠近公用水龙头附近设有的NFC标签（开启水龙头标签）时，移动终端内的NFC天线接收NFC信号，接收NFC标签发出的水龙头的开启指令信息，并将接收到的开启指令信息分析、处理后产生一控制水龙头开启指令，通过连接2G/3G/4G、wifi等互联网络后发送至云端服务器，NFC移动终端首次登录云端服务器时需要进行用户账号的注册，填写用户的基本信息及银行账户信息，如：用户名、身份证号、电话、银行卡等信息；

步骤二：云端服务器的通信模块通过互联网接收上述NFC移动终端发出的开启指令信息，并进行移动终端的身份认证识别，判断移动终端访问云端服务器的用户是否为合法身份，同时识别发出指令信号的NFC标签的ID，若上述用户是合法身份则进入下一步骤三；若非合法身份则结束；

步骤三：云端服务器的处理模块将接收到的开启指令信息进行识别，并产生一控制指令，同时从存储模块中撷取发出指令信号的NFC标签所对应的水龙头，由通信模块发送控制该水龙头的控制指令至感应式水龙头；

步骤四：感应式水龙头的无线通信模块通过zigbee/z-wave/蓝牙等协议连接一网关设备后接收上述控制指令并产生一第一开启信号至开关阀，当感应式水龙头的感应器接收到一外部触发信号（如：用户的手靠近水龙头的感应器位置处，感应器可采用红外感应、光学感应、Proximity™无限感应技术、Touch2O.xt™无限感触技术）产生第二开启信号至开关阀，同时，开启内部的计量器开始计量，当开关阀接收到上述的第一、第二开启信号后则水龙头出水；

步骤五：感应式水龙头的感应器接收到的步骤四中的外部触发信号中断后，控制组件控制开关阀关闭并暂停计量器，此时，感应式水龙头停止出水；

步骤六：感应式水龙头判断是否再次接收到外部触发信号，若“是”则继续产生第二开启信号并继续计量器计量，感应式水龙头继续出水，且重复进入步骤五；若“否”则结束。

水龙头关闭方法：

步骤七：用户的NFC移动终端近距离靠近公用水龙头附近设有的NFC标签（关闭水龙头标签）时，移动终端内的NFC天线接收NFC信号，接收NFC标签发出的水龙头的关闭指令信息，并将接收到的关闭指令信息分析、处理后产生一控制水龙头关闭指令，通过连接2G/3G/4G、wifi等互联网络后发送至云端服务器；

步骤八：云端服务器通过互联网接收上述关闭控制指令信息，并进行移动终端的身份认证识别，判断是否与上述步骤二中的身份一致，若一致“是”则进入下一步骤九；若不一致“否”则结束；

步骤九：云端服务器发送关闭水龙头控制指令信息至感应式水龙头；

步骤十：感应式水龙头接收到上述关闭水龙头控制指令信息后由控制组件控制开关阀关闭，同时控制停止计量器计量，并将计量数据信息反馈发送至云端服务器；

步骤十一：云端服务器的计费模块将接收到的计量数据信息进行分析、计算得到对应使用水的费用，并由收费模块于移动终端绑定的银行账户中扣除相应的费用。

上述方法中云端服务器收取费用成功后，发送支付成功信息至移动终端。

本发明的基于NFC的公用水龙头的使用方法，NFC标签与移动终端之间传送NFC指令信息，移动终端登录云端服务器后即可实现公用水龙头的开启/关闭控制，且可根据用户的用水量从用户的银行账户中实现自动扣费，达到了公平、合理用水的目的，可有效避免浪费水资源的现象发生。

如图3至图6所示，与上述基于NFC的公用水龙头的使用方法相对应，本发明还提供一种基于NFC的公用水龙头系统的实施例，包括：NFC标签、移动终端、感应式水龙头、云端服务器，其中：

所述NFC标签用以向移动终端通过NFC信号发送开启/关闭水龙头请求；

所述的移动终端用以接收上述基于NFC开启/关闭请求，并根据开启/关闭请求向云端服务器发送控制指令；

所述云端服务器，接收上述控制指令，处理指令信息并执行指令控制开启/关闭感应式水龙头，并收取用水费用，上述的NFC标签与感应式水龙头一一对应。

于较佳实施例中，上述的移动终端本体内包含有：NFC天线，用以接收上述NFC标签发出的请求指令信息；NFC芯片，用以分析、处理上述NFC天线接收到的指令信息，将NFC指令信息由射频信号转换成数字形式的指令信息；无线通信模块，用以发送/接收数据信息；处理器，用以分析、处理上述无线通信模块及NFC芯片接收到的指令信息，并产生相应的控制指令信息，如：控制开启水龙的开启/关闭指令信息，该处理器可通过SPI总线与上述NFC芯片进行连接，传输标签信息，较佳地，为了匹配NFC芯片与处理器14对传输信号的电平要求，二者之间连接有电平转换电路，进行双向电平装换。

本发明的移动终端为一个不局限于智能手机、平板电脑其中之一的便携式上网设备。

上述的感应式水龙头内包含有计量器、开关阀、无线通信模块、控制组件、感应器，及

所述的计量器用以计量水龙头的出水量，如水表等；

所述的开关阀用以控制开启/关闭水龙头，如现有技术中的电磁阀等；

所述的无线通信模块用以接收云端服务器发送的控制指令及发送计量信息至云端服务器，采用wifi/zigbee/z-wave/蓝牙等无线通信协议；

所述的感应器用以接收一外部触发信号，如现有技术中的红外感应、光学感应、Proximity™无限感应技术、Touch2O.xt™无限感触技术；

所述的控制组件分别与上组件相连接，并产生控制信号用以控制上述各组件；

上述的感应器及开关阀具体表现为现有的感应式水龙头中的电磁阀与红外/光感感应器，控制组件为一控制电路板，控制组件分别产生第一、第二开启信号及关闭信号控制开关阀的工作状态，仅当开关阀接到第一、第二开启信号后才能开启，控制水龙头的出水口出水。

上述云端服务器包括：存储模块，用以存储任意一个NFC标签对应水龙头的数据信息及移动终端注册用户的身份信息；通信模块，通过有线/无线方式（如百兆、千兆网线接口或WIFI等方式）连接互联网发送/接收数据信息；计费模块，用以根据接收到感应式水龙头的计量器计量出的结果信息得到相应的费用；收费模块，用以向移动终端绑定的银行账户直接收取上述计算得到的费用；处理模块，用以分析、处理上述各模块发送的数据信息及用户身份识别并产生控制指令信息，具体为一个电脑服务器，通信模块连接互联网后接收移动终端发送的数据信息，并发送至处理模块进行数据分析、处理转换，再发出开启或关闭水龙头控制信号，当发出关闭信号后，接收感应式水龙头发送的出水量信息，由处理模块分析后，计费模块进行计费预算，并由处理模块控制收费模块收费动作，即：直接在用户注册的银行账户中扣除相应的费用并转存至预先设定的银行账户。

本发明提供的基于NFC的公用水龙头系统，NFC移动终端近距离触控NFC标签后产生一水龙头开启/关闭控制信号，移动终端连接互联网后将控制指令信息发送至云端服务器，感应式水龙头通过wifi/zigbee/z-wave/蓝牙等无线技术藉由网关设备接收云端服务器发送的控制指令信息产生第一开启信号，当感应式水龙头的感应器接到外部触发信号后产生第二开启信号，此时水龙头的出水口正式开启，且云端服务器可计算并收取用水费用，本发明的系统实现了公平、合理的用水，有效地解决了一些用户的浪费使用。

本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于NFC的公用水龙头的使用方法，包括水龙头开启方法及关闭方法，其特征在于，包括步骤如下：

水龙头开启方法：

1)移动终端近距离接收NFC标签发出的水龙头的开启指令信息，并将接收到的开启指令信息分析、处理后发出一控制水龙头开启指令；

2)云端服务器通过互联网接收上述开启指令信息，并进行移动终端的身份认证识别，判断是否为合法身份，若“是”则进入下一步骤3；若“否”则结束；

3)云端服务器发送控制开启水龙头指令信息至感应式水龙头；

4)感应式水龙头内部的开关阀接到第一开启信号，当感应式水龙头接收到一外部触发信号后开关阀接到第二开关信号并进行开启，同时，开启内部的计量器；

5)感应式水龙头接收外部触发信号中断后，控制开关阀关闭并暂停计量器；

6)判断是否再次接收到外部触发信号，若是则继续控制开关阀开启并继续计量器计量，且重复进入步骤5；若否则结束；

水龙头关闭方法：

11)移动终端近距离接收NFC标签发出的水龙头的关闭指令信息，并将接收到的关闭指令信息分析、处理后发出一控制水龙头关闭指令；

12)云端服务器通过互联网接收上述关闭控制指令信息，并进行移动终端的身份认证识别，判断是否与上述步骤2中的身份一致，若“是”则进入下一步骤13；若“否”则结束；

13)云端服务器发送关闭水龙头指令信息至感应式水龙头；

14)感应式水龙头控制开关阀关闭，同时停止计量器计量，并将计量数据信息反馈至云端服务器；

15)云端服务器将接收到计量数据进行分析、计算得到对应使用水的费用，并在移动终端用户的账户中扣除相应的费用。

2.根据权利要求1所述的基于NFC的公用水龙头的使用方法，其特征在于，本还包括步骤16)：云端服务器将扣除使用水的费用信息发送至移动终端。

3.根据权利要求1所述的基于NFC的公用水龙头的使用方法，其特征在于，上述步骤1)中移动终端首次连接云端服务器时需进行用户账号注册，输入用户基本信息及银行账号信息，经数据加密后发送至云端服务器。

4.根据权利要求1所述的基于NFC的公用水龙头的使用方法，其特征在于，上述步骤2)中云端服务器接收到的开启指令信息中还包含有NFC标签对应的标识信息，经云端服务器分析、处理后控制相对应的感应式水龙头。

5.根据权利要求1所述的基于NFC的公用水龙头的使用方法，其特征在于，上述步骤4)中的外部触发信号为用户近距离感触感应式水龙头所产生的一控制开启水龙头信号。

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