CN103954056B - 一种太阳空气能热水器智能远程监控系统及监控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种太阳空气能热水器智能远程监控系统及监控方法，包括室外模块、室内模块及监控模块，所述室外模块用于采集热水器的工作参数并驱动热水器工作；所述室内模块与室外模块通信连接，用于对工作参数实时分析，并根据分析结果产生控制指令反馈至室外模块，以使室外模块根据控制指令驱动热水器工作；所述监控模块与室内模块通信连接，用于实时接收热水器的工作参数，并通过室内模块发送监控指令至室外模块，以使室外模块根据监控指令驱动热水器工作。本发明可实时、准确监控热水器的工作，使太空能热水器处于极度安全、高度合理的节能工作模式之中。

Description

一种太阳空气能热水器智能远程监控系统及监控方法

技术领域

本发明涉及监控领域，特别是一种太阳空气能热水器智能远程监控系统及监控方法。

背景技术

目前，对太阳空气能热水器的智能化远程监控仅仅局限于对对热水器设备上的出水温度测量以及水箱水位的测量以及显示功能。显然，这种简单的功能无法满足现有社会对智能化监控的需求。

热水器在使用过程中，因为使用不同部件使用期限的限制，或者突发的意外状况，均有可能导致太阳空气能热水器出现不同的故障。而实时监控热水器，知晓热水器的当前状态，从而为快速解决故障提供了保障。

除此之外，远程监控还可以随时调节热水器的工作模式，实现热水器的监护与控制，极大限度地提高热水器的工作效率，达到高效、安全、节能、舒适的目的。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种太阳空气能热水器智能远程监控系统及监控方法，随时调节热水器的工作模式，提高热水器的工作效率，实时监测可能出现的故障，及时解决问题。

本发明解决其问题所采用的技术方案是：

一种太阳空气能热水器智能远程监控系统，包括室外模块、室内模块及监控模块，其中：

所述室外模块用于采集热水器的工作参数并驱动热水器工作；

所述室内模块与室外模块通信连接，用于对工作参数实时分析，并根据分析结果产生控制指令反馈至室外模块，以使室外模块根据控制指令驱动热水器工作；

所述监控模块与室内模块通信连接，用于实时接收热水器的工作参数，并通过室内模块发送监控指令至室外模块，以使室外模块根据监控指令驱动热水器工作。

进一步，所述室外模块包括室外控制器及与室外控制器连接的水位传感器、光照度传感器、水温度传感器、通信单元、水位电磁阀驱动、空气能热泵驱动、循环水泵驱动、电源，其中：

所述水位传感器用于采集热水器中水箱的水位参数；

所述光照度传感器用于采集光照强度参数；

所述水温度传感器用于采集水箱的水温度参数；

所述通信单元用于与室内模块进行通信；

所述水位电磁阀驱动与循环水泵驱动用于控制水箱中的水位；

所述空气能热泵驱动用于控制水箱中的水温；

所述室外控制器用于接收以上所采集的参数，并由通信单元发送至室内模块，还用于控制水位电磁阀驱动、空气能热泵驱动、循环水泵驱动工作。

进一步，所述通信单元采用ZIGBEE，所述室外控制器采用ATMEGA8，所述水位传感器采用超声波测量，所述水温度传感器采用DS18B20。

进一步，所述水位电磁阀驱动、空气能热泵驱动、循环水泵驱动采用双向可控硅BT136实现。

进一步，所述室内模块包括室内控制器及与室内控制器连接的输入设备、显示设备、ZIGBEE通信单元、Wifi单元、电源，其中：

所述输入设备用于输入控制指令；

所述显示设备用于显示热水器的工作参数；

所述ZIGBEE通信单元用于与室外模块通信，并传输控制指令至室外模块以驱动热水器工作；

所述Wifi单元用于与监控模块通信以接收监控指令。

进一步，所述输入设备包括键盘或智能屏幕输入设备，所述显示设备为液晶显示屏。

进一步，所述监控模块为移动智能设备。

一种采用以上所述的太阳空气能热水器智能远程监控系统实现远程监控的方法，所述方法包括：

（1）由室内模块初始化设置水箱水位、温度及时间参数，所述时间参数包括用户用水时间点、距此时间点的间隔时间及用户用水结束时间点；

（2）室内模块初始选择太阳能加热方式驱动热水器工作；

（3）室内模块检测当前时间与用水时间点之间的时间间隔是否达到间隔时间，若达到，则进入步骤（4），否则，检测热水器的水位是否为最高水位，若是最高水位，则进入步骤（2），否则，检测当前光照强度是否充足，若不充足，则进入步骤（2），否则，检测当前水温是否超过设定温度的二分之一，若未超过，则进入步骤（2），否则，由室内模块产生控制指令至室外模块向热水器中注入一定水量，并进入步骤（2）；

（4）室内模块检测当前水位是否超过设定水位，若超过，则进入步骤（5），否则，由室内模块产生控制指令发送至室外模块以向热水器注入水直至设定水位；

（5）室内模块检测当前水温是否小于设定水温，若不小于，则由室内模块产生控制指令至室外模块以关闭空气能，并进入步骤（6），否则，打开空气能对热水器加热，并循环进入步骤（5）；

（6）室内模块检测当前时间是否超过用户用水结束时间点，若未超过，则进入步骤（5），否则，室内模块产生控制指令发送至室外模块以关闭空气能，并进入步骤（2）。

进一步，所述方法还包括：

在所述步骤（1）－（6）的任一步骤中，若室内模块检测出热水器工作故障时，则发送报警信息至监控模块，监控模块发出监控命令由室内模块发送至室外模块，以停止热水器工作。

进一步，所述距用户用水时间点的间隔时间设置为2个小时。

本发明的有益效果是：

本发明采用一种太阳空气能热水器智能远程监控系统及监控方法，室外模块所采集的各种参数可传输至室内模块显示，室内模块则可以对接收的参数进行分析，以发现热水器是否工作正常，实现状态监测的功能，通过室内模块可发出控制指令，以调节热水器的工作模式，从而提高热水器的工作效率，监控模块可接收室内模块的参数信息，实现远程对热水器的监控，并可根据需要发出监控指令以调节热水器的工作模式。本发明不仅可以对热水器的工作状态进行显示、监控，还可以及时调节以提高热水器的工作效率，且在热水器故障时，可有效排除故障，减少故障率。

附图说明

下面结合附图和实例对本发明作进一步说明。

图1是本发明所述室外模块的结构示意图；

图2是本发明所述室内模块的结构示意图；

图3是本发明所述方法的流程图。

具体实施方式

实施例1：

参照图1与图2所示，本发明提供了一种太阳空气能热水器智能远程监控系统，包括室外模块、室内模块及监控模块，其中：

所述室外模块用于采集热水器的工作参数并驱动热水器工作；

所述室内模块与室外模块通信连接，用于对工作参数实时分析，并根据分析结果产生控制指令反馈至室外模块，以使室外模块根据控制指令驱动热水器工作；

所述监控模块与室内模块通信连接，用于实时接收热水器的工作参数，并通过室内模块发送监控指令至室外模块，以使室外模块根据监控指令驱动热水器工作。

参照图1所示，所述室外模块包括室外控制器及与室外控制器连接的水位传感器、光照度传感器、水温度传感器、通信单元、水位电磁阀驱动、空气能热泵驱动、循环水泵驱动、电源，其中：

所述水位传感器用于采集热水器中水箱的水位参数；

所述光照度传感器用于采集光照强度参数；

所述水温度传感器用于采集水箱的水温度参数；

所述通信单元用于与室内模块进行通信；

所述水位电磁阀驱动与循环水泵驱动用于控制水箱中的水位；

所述空气能热泵驱动用于控制水箱中的水温；

所述室外控制器用于接收以上所采集的参数，并由通信单元发送至室内模块，还用于控制水位电磁阀驱动、空气能热泵驱动、循环水泵驱动工作。

参照图2所示，所述室内模块包括室内控制器及与室内控制器连接的输入设备、显示设备、ZIGBEE通信单元、Wifi单元、电源，其中：

所述输入设备用于输入控制指令；

所述显示设备用于显示热水器的工作参数；

所述ZIGBEE通信单元用于与室外模块通信，并传输控制指令至室外模块以驱动热水器工作；

所述Wifi单元用于与监控模块通信以接收监控指令。

其中的电源分别用于为对应的模块提供能量。

本发明为保证室外模块下室内模块的可靠通信，两个模块均采用ZIGBEE通信单元。为保证数据处理的及时性，本发明的室外控制器与室内控制器均采用ATMEGA8，其工作率为12MHz，指令执行速度达12MIPS，工作电压为5V，程序空间达8K字节，数据空间达1K字节，还有ADC接口，定时器，丰富的GPIO口，且价格低廉，非常适用于太空能热水器控制系统。

为保证水位采集的正确性，所述水位传感器采用超声波测量，在热水器的顶部安装超声波发射和超声波接收装置，根据接收到的超声波的回声时间，计算出热水器顶部到水位的距离，从而精确地得到水位的高度。这种方式保证了测量的准确度和及时性，更利于本发明的实现。

为保证水温采集的精度，本发明的水温度传感器采用DS18B20，其数据输出格式为数字量，便于控制器采集和计算。室内控制器根据水温度传感器测出的精确水温合理的调节空气能工作时间，精确稳定地把水温调节到用户的设定范围。

所述水位电磁阀驱动、空气能热泵驱动、循环水泵驱动采用双向可控硅（BT136）实现，驱动能力强，无机械动作，可直接做电机（空气能热，水泵等强电电机）的电源开关，更利于本发明的实现。

为了便于实现，室内模块所包括的输入设备可以为键盘或智能屏幕输入设备，所述显示设备为液晶显示屏。

本发明所述的监控模块包括各种移动智能设备，包括手机终端、PC等，但也不限于固定式的处理设备。因此，室内模块采用Wifi单元与监控模块通信，WIFI单元可直接实现监控模块的连网功能，利于本发明的实现。

本发明在室外模块、室内模块及监控模块之间均采用无线通信方式，省去了安装布线的麻烦，减化了安装流程，对本发明的实现具有重要简化意义。

本发明的太空能热水器的智能远程监控系统可实现远程开关机、工作模式切换、温度调节等所有功能。客户可运用智能手机等远程终端来操控太空能热水器，实现远程开关机、系统工作模式切换、温度调节以及水位等控制。同时室内模块接收太空能热水器智能控制系统各传感器（水位，光线和温度）返回的数据，通过智能分析，当数据超过用户设定的阀值时，通过网络发送报警信息通知用户，由用户选择最佳的工作模式，使太空能热水器处于极度安全、高度合理的节能工作模式之中。

实施例2：

本发明的实施例2提供了一种远程监控的方法，所述方法采用实施例1中所述的太阳空气能热水器智能远程监控系统。

图3是本发明所述方法的工作流程图，其充分利用太阳能，以空气能做辅助，最终保证在设定的时间段为用户提供足够温度的热水量。本发明完美地实现了太阳能与空气能真正有效的结合，极大限度地实现了节能。

所述方法包括：

（1）由室内模块初始化设置水箱水位、温度及时间参数，所述时间参数包括用户用水时间点、距此时间点的间隔时间及用户用水结束时间点；

（2）室内模块初始选择太阳能加热方式驱动热水器工作；

（3）室内模块检测当前时间与用水时间点之间的时间间隔是否达到间隔时间，若达到，则进入步骤（4），否则，检测热水器的水位是否为最高水位，若是最高水位，则进入步骤（2），否则，检测当前光照强度是否充足，若不充足，则进入步骤（2），否则，检测当前水温是否超过设定温度的二分之一，若未超过，则进入步骤（2），否则，由室内模块产生控制指令至室外模块向热水器中注入一定水量，并进入步骤（2）；

（4）室内模块检测当前水位是否超过设定水位，若超过，则进入步骤（5），否则，由室内模块产生控制指令发送至室外模块以向热水器注入水直至设定水位；

（5）室内模块检测当前水温是否小于设定水温，若不小于，则由室内模块产生控制指令至室外模块以关闭空气能，并进入步骤（6），否则，打开空气能对热水器加热，并循环进入步骤（5）；

（6）室内模块检测当前时间是否超过用户用水结束时间点，若未超过，则进入步骤（5），否则，室内模块产生控制指令发送至室外模块以关闭空气能，并进入步骤（2）。

所述方法还包括：

在所述步骤（1）－（6）的任一步骤中，若室内模块检测出热水器工作故障时，则发送报警信息至监控模块，监控模块发出监控命令由室内模块发送至室外模块，以停止热水器工作。

在步骤（3）中，在检测水温时，检测当前水温是否超过设定温度的二分之一，只是一种最符合本发明选择的一种方式；由室内模块产生控制指令至室外模块向热水器中注入一定水量时，本发明设置加入1升的水量，这适用于市场通用的热水器。本发明不限于类似温度值、注水量的改变，凡种种改变均在本发明的保护范围之内。

一般用户用水的时间点在晚上22：00左右，通常情况下，提前两个小时对热水器进行加热足以满足用户对热水的需要，因此，一般将距用户用水时间点的间隔时间设置为2个小时。用户使用热水的持续时间基本为两个小时，因此，一般将用户用水结束时间点设置在夜晚0：00。

本发明所述的监控方法只是其中的一种最优选择，本发明不限于对其中的方法做部分的改动。

采用本发明的这种加热监控方式，可充分提高加热效率，使太空能热水器处于极度安全、高度合理的节能工作模式之中。

以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种太阳空气能热水器智能远程监控系统，包括室外模块、室内模块及监控模块，其中：

所述室外模块用于采集热水器的工作参数并驱动热水器工作；其包括室外控制器及与室外控制器连接的水位传感器、光照度传感器、水温度传感器、通信单元、水位电磁阀驱动、空气能热泵驱动、循环水泵驱动、电源，其中：

所述水位传感器用于采集热水器中水箱的水位参数；

所述光照度传感器用于采集光照强度参数；

所述水温度传感器用于采集水箱的水温度参数；

所述通信单元用于与室内模块进行通信；

所述水位电磁阀驱动与循环水泵驱动用于控制水箱中的水位；

所述空气能热泵驱动用于控制水箱中的水温；

所述室外控制器用于接收以上所采集的参数，并由通信单元发送至室内模块，还用于控制水位电磁阀驱动、空气能热泵驱动、循环水泵驱动工作；

所述室内模块与室外模块通信连接，用于对工作参数实时分析，并根据分析结果产生控制指令反馈至室外模块，以使室外模块根据控制指令驱动热水器工作；

所述监控模块与室内模块通信连接，用于实时接收热水器的工作参数，并通过室内模块发送监控指令至室外模块，以使室外模块根据监控指令驱动热水器工作；其特征在于，

所述通信单元采用ZIGBEE，所述室外控制器采用ATMEGA8，所述水位传感器采用超声波测量，所述水温度传感器采用DS18B20；所述水位电磁阀驱动、空气能热泵驱动、循环水泵驱动采用双向可控硅BT136实现。

2.根据权利要求1所述的一种太阳空气能热水器智能远程监控系统，其特征在于，所述室内模块包括室内控制器及与室内控制器连接的输入设备、显示设备、ZIGBEE通信单元、Wifi单元、电源，其中：

所述输入设备用于输入控制指令；

所述显示设备用于显示热水器的工作参数；

所述ZIGBEE通信单元用于与室外模块通信，并传输控制指令至室外模块以驱动热水器工作；

所述Wifi单元用于与监控模块通信以接收监控指令。

3.根据权利要求2所述的一种太阳空气能热水器智能远程监控系统，其特征在于，所述输入设备包括键盘或智能屏幕输入设备，所述显示设备为液晶显示屏。

4.根据权利要求1－3任一所述的一种太阳空气能热水器智能远程监控系统，其特征在于，所述监控模块为移动智能设备。

5.一种采用权利要求1－4任一所述的太阳空气能热水器智能远程监控系统实现远程监控的方法，其特征在于，所述方法包括：

（1）由室内模块初始化设置水箱水位、温度及时间参数，所述时间参数包括用户用水时间点、距此时间点的间隔时间及用户用水结束时间点；

（2）室内模块初始选择太阳能加热方式驱动热水器工作；

（3）室内模块检测当前时间与用水时间点之间的时间间隔是否达到间隔时间，若达到，则进入步骤（4），否则，检测热水器的水位是否为最高水位，若是最高水位，则进入步骤（2），否则，检测当前光照强度是否充足，若不充足，则进入步骤（2），否则，检测当前水温是否超过设定温度的二分之一，若未超过，则进入步骤（2），否则，由室内模块产生控制指令至室外模块向热水器中注入一定水量，并进入步骤（2）；

（4）室内模块检测当前水位是否超过设定水位，若超过，则进入步骤（5），否则，由室内模块产生控制指令发送至室外模块以向热水器注入水直至设定水位；

（5）室内模块检测当前水温是否小于设定水温，若不小于，则由室内模块产生控制指令至室外模块以关闭空气能，并进入步骤（6），否则，打开空气能对热水器加热，并循环进入步骤（5）；

（6）室内模块检测当前时间是否超过用户用水结束时间点，若未超过，则进入步骤（5），否则，室内模块产生控制指令发送至室外模块以关闭空气能，并进入步骤（2）。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述步骤（1）－（6）的任一步骤中，若室内模块检测出热水器工作故障时，则发送报警信息至监控模块，监控模块发出监控命令由室内模块发送至室外模块，以停止热水器工作。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述距用户用水时间点的间隔时间设置为2个小时。