CN105678986A - 个人用水量计量系统及方法 - Google Patents

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Abstract

一种个人用水量计量系统及方法，包括设置在用水设备中的智能控水装置、用于统计个人用水量的云端服务器和用于接收云端服务器数据的客户端；所述的智能控水装置包括装置端传感器、装置端控制器和执行装置；所述的云端服务器包括数据处理模块和存储模块。通过采用指纹识别模块，识别用水人的身份信息，智能控水模块能够通过两种方法实时记录个人用水量，并上传至云端服务器进行记录，用户也可以主动查询个人用水量。出于节水考虑，智能控水模块还设置了手动停止按钮，停水时不需要再次输入指纹即可停水，既方便，又防止指纹识别模块进水。

Description

个人用水量计量系统及方法
技术领域
本发明涉及用水量统计管理技术领域，具体是一种个人用水量计量系统及方法。
背景技术
节约用水一直是全球性的话题，然而浪费水资源的现象却一直持续存在，尤其是公共场所，由于没有针对个人的具体措施，加之个人用水习惯不好和节水意识匮乏，导致水资源被大量的浪费。
现有的用水收费系统都是基于家庭、集体或者单位统一收费，并没有记录具体到个人的用水量，因此对企业用水管理，集体节约用水规范带来难度，如果能够统计每个人的用水量，并进行分别收费，将会对个人用户的浪费水资源行为形成约束。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种个人用水量计量系统及方法，能够统计个人的用水量，并可以通过客户端实时查询。
本发明采用的技术方案：一种个人用水量计量系统，包括设置在用水设备中的智能控水装置、用于统计个人用水量的云端服务器和用于接收云端服务器数据的客户端；所述的智能控水装置包括智能控水装置、装置端控制器和执行装置；所述的云端服务器包括数据处理模块和存储模块。
优选的，所述的智能控水装置包括水流传感器和带有防水密封圈的指纹识别模块。
优选的，所述的执行装置采用wifi收发模块和电磁阀。
优选的，所述的执行装置采用wifi收发模块和能够分3档调节流速的电磁阀。
优选的，所述的智能控水装置还包括手动停止按钮。
优选的，所述的数据处理模块包括数据同步模块和指纹比对模块；所述的客户端采用智能移动设备，如智能手机、平板电脑、iPad。
一种个人用水量计量方法，包括以下步骤：
S1：采集用户信息：通过指纹采集设备，采集所有用户的指纹信息，并存储在云端服务器中；
S2：个人用水时，将手指放在用水设备的指纹识别模块上录入指纹，由装置端控制器读取用户指纹信息；用户也能通过指纹识别模块控制水流速度；
S3：智能控水装置通过wifi收发模块将指纹信息上传到云端服务器，由指纹比对模块进行比对；
S4：云端服务器将比对结果发回智能控水装置，装置端控制器读取比对结果，如果指纹比对成功则开启电磁阀供水，计算用水量并记录；比对不成功则不供水；
S5：智能控水装置通过wifi收发模块将用水量和用户信息上传到云端服务器，将用户个人用水量储存在存储模块中；
S6：云端服务器将个人用水量发送至客户端，用户可以通过客户端实时查看个人用水量，并执行相关操作。
优选的，步骤S2中，用户通过指纹识别模块控制水流速度的方法为通过手指按指纹识别模块次数控制水流速度。
优选的，步骤S4中计算用水量的方法为：水流传感器每秒采集一次水流速度，主控制器记录水流时间，直至水流关闭，计算平均水流速度，乘以水流时间即为用水量。
优选的，步骤S4中计算用水量的方法为：水压、管径恒定，电磁阀分为低、中、高3个档位，分别对应水流速度50ml/s、70ml/s、100ml/s，主控制器记录水流时间，乘以对应档位的水流速度即为用水量。
本发明的有益效果：通过采用指纹识别模块，识别用水人的身份信息，智能控水模块能够通过两种方法实时记录个人用水量，并上传至云端服务器进行记录，用户也可以主动查询个人用水量。出于节水考虑，智能控水模块还设置了手动停止按钮，停水时不需要再次输入指纹即可停水，既方便，又防止指纹识别模块进水。
附图说明
图1是本发明系统原理框图；
图2是本发明智能控水装置的结构示意图；
图3是本发明执行装置的结构示意图；
图4是本发明数据处理模块的结构示意图；
图5是本发明个人用水计量方法的流程图。
具体实施方式
为了更好地说明本发明技术方案的细节及其优点，现结合附图和具体实施例进行说明。
实施例一：如图1所示，一种个人用水量计量系统，包括设置在用水设备中的智能控水装置120、用于统计个人用水量的云端服务器130和用于接收云端服务器130数据的客户端140；所述的智能控水装置120包括智能控水装置121、装置端控制器122和执行装置123；所述的云端服务器130包括数据处理模块131和存储模块132。
本实施例中，如图2所示，智能控水装置121包括水流传感器22和带有防水密封圈的指纹识别模块21，其中指纹识别模块21采用的是EM04-TCS1指纹识别模块21，该模块指纹图像有效面积大，环境适应性强，支持ISO19794等多个国际标准，配合SDK开发包，可完成指纹录入、图像处理、特征提取、模板生成、模版存储等多项功能，该指纹识别模块21包含USB和UART两种接口，装置端控制器122采用意法半导体公司研发的STM32增强型单片机，只需要配合简单的外围电路即可将指纹识别模块21和单片机控制器嵌入到智能控水装置120中，进而应用到指纹控制型的水龙头、卫生间马桶、洗浴花洒等用水设备中。
如图3所示，所述的执行装置123采用wifi收发模块24和电磁阀23，所述的智能控水装置120还包括手动停止按钮。
所述的数据处理模块131包括数据同步模块31和指纹比对模块32；所述的客户端140采用智能移动设备，如智能手机、平板电脑、iPad，用户可以通过客户端140的帐号管理模块登陆个人账号查询个人用水量，还可以通过客户端140的计费与第三方支付模块进行用水交费、通过社交模块查看好友用水量、向特定好友或机构赠送水流量等操作。
利用上述个人用水量计量系统进行计量个人用水量的方法为：
S1：采集用户信息：通过指纹采集设备，采集所有用户的指纹信息，并存储在云端服务器130中；指纹采集设备可以采用具有指纹识别功能的手机、平板电脑等，可以随时随地进行指纹信息采集；
S2：个人用水时，将手指放在用水设备的指纹识别模块21上录入指纹，由装置端控制器122读取用户指纹信息；
S3：智能控水装置120通过wifi收发模块24将指纹信息上传到云端服务器130，由指纹比对模块32进行比对；
S4：云端服务器130将比对结果发回智能控水装置120，装置端控制器122读取比对结果，如果指纹比对成功则开启电磁阀23供水，同时水流传感器22每秒采集1次水流速度，装置端控制器122记录用水时间，用水结束后计算平均水流速度，并乘以时间得出用水量；
S5：智能控水装置120通过wifi收发模块24将用水量和用户信息上传到云端服务器130，将用户个人用水量储存在存储模块132中；
S6：云端服务器130将个人用水量发送至客户端140，用户可以通过客户端140的账号管理模块登陆个人账号，实时查看个人用水量，并执行相关操作。
实施例二：如图1所示，一种个人用水量计量系统，包括设置在用水设备中的智能控水装置120、用于统计个人用水量的云端服务器130和用于接收云端服务器130数据的客户端140；所述的智能控水装置120包括智能控水装置121、装置端控制器122和执行装置123；所述的云端服务器130包括数据处理模块131和存储模块132。
本实施例中，智能控水装置121采用带有防水密封圈的指纹识别模块21，其中指纹识别模块21采用的是EM04-TCS1指纹识别模块21，该模块指纹图像有效面积大，环境适应性强，支持ISO19794等多个国际标准，配合SDK开发包，可完成指纹录入、图像处理、特征提取、模板生成、模版存储等多项功能，该指纹识别模块21包含USB和UART两种接口，装置端控制器122采用意法半导体公司研发的STM32增强型单片机，只需要配合简单的外围电路即可将指纹识别模块21和单片机控制器嵌入到智能控水装置120中，进而应用到指纹控制型的水龙头、卫生间马桶、洗浴花洒等用水设备中。
如图3所示，所述的执行装置123采用wifi收发模块24和能够分3档调节流速电磁阀23，所述的智能控水装置120还包括手动停止按钮。
所述的数据处理模块131包括数据同步模块31和指纹比对模块32；所述的客户端140采用智能移动设备，如智能手机、平板电脑、iPad，用户不仅可以通过客户端140查询个人用水量，还可以通过客户端140进行用水交费、查看好友用水量、向特定好友或机构赠送水流量等操作。
利用上述个人用水量计量系统进行计量个人用水量的方法为：
S1：采集用户信息：通过指纹采集设备，采集所有用户的指纹信息，并存储在云端服务器130中；指纹采集设备可以采用具有指纹识别功能的手机、平板电脑等，可以随时随地进行指纹信息采集；
S2：个人用水时，将手指放在用水设备的指纹识别模块21上录入指纹，由装置端控制器122读取用户指纹信息，用户可以通过按一次、连续按两次或连续按三次指纹识别模块21的方式调节水流速度，三种方式分别对应水流速度50ml/s、70ml/s、100ml/s；
S3：智能控水装置120通过wifi收发模块24将指纹信息上传到云端服务器130，由指纹比对模块32进行比对；
S4：云端服务器130将比对结果发回智能控水装置120，装置端控制器122读取比对结果，如果指纹比对成功，装置控制器根据用户操作开启电磁阀23的不同档位进行供水，装置端控制器122记录用水时间，用水结束后用该档位对应的水流速度乘以时间得出用水量；
S5：智能控水装置120通过wifi收发模块24将用水量和用户信息上传到云端服务器130，将用户个人用水量储存在存储模块132中；
S6：云端服务器130将个人用水量发送至客户端140，用户可以通过客户端140的账号管理模块登陆个人账号，实时查看个人用水量，并执行相关操作。
该水量计量系统及方法是针对个人用户的，个人在任何场所的用水量都会记录在云端服务器130中，使个人能够查看自己或他人的用水情况，企业也可以根据个人用水量制定相关制度，可以有效约束浪费水资源的行为。

Claims (10)

1.一种个人用水量计量系统，其特征在于：包括设置在用水设备中的智能控水装置（120）、用于统计个人用水量的云端服务器（130）和用于接收云端服务器（130）数据的客户端（140）；所述的智能控水装置（120）包括装置端传感器（121）、装置端控制器（122）和执行装置（123）；所述的云端服务器（130）包括数据处理模块（131）和存储模块（132）。
2.根据权利要求1所述的个人用水量计量系统，其特征在于：所述的智能控水装置（121）包括用于监控流量的水流传感器（22）和带有防水密封圈的指纹识别模块（21）。
3.根据权利要求1所述的个人用水量计量系统，其特征在于：所述的执行装置（123）采用wifi收发模块（24）和电磁阀（23）。
4.根据权利要求1所述的个人用水量计量系统，其特征在于：所述的执行装置（123）采用wifi收发模块（24）和能够分3档调节流速的电磁阀（23）。
5.根据权利要求1所述的个人用水量计量系统，其特征在于：所述的智能控水装置（120）还包括手动停止按钮。
6.根据权利要求1所述的个人用水量计量系统，其特征在于：所述的数据处理模块（131）包括数据同步模块（31）和指纹比对模块（32）；所述的客户端（140）采用智能移动设备，如智能手机、平板电脑、iPad。
7.一种利用权利要求1所述的个人用水量计量系统进行计量个人用水量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：采集用户信息：通过指纹采集设备，采集所有用户的指纹信息，并存储在云端服务器（130）中；
S2：个人用水时，将手指放在用水设备的指纹识别模块（21）上录入指纹，由装置端控制器（122）读取用户指纹信息；用户也能通过指纹识别模块（21）控制水流速度；
S3：智能控水装置（120）通过wifi收发模块（24）将指纹信息上传到云端服务器（130），由指纹比对模块（32）进行比对；
S4：云端服务器（130）将比对结果发回智能控水装置（120），装置端控制器（122）读取比对结果，如果指纹比对成功则开启电磁阀（23）供水，计算用水量并记录；比对不成功则不供水；
S5：智能控水装置（120）通过wifi收发模块（24）将用水量和用户信息上传到云端服务器（130），将用户个人用水量储存在存储模块（132）中；
S6：云端服务器（130）将个人用水量发送至客户端（140），用户可以通过客户端（140）实时查看个人用水量，并执行相关操作。
8.根据权利要求7所述的个人用水量计量方法，其特征在于：步骤S2中，用户通过指纹识别模块（21）控制水流速度的方法为通过手指按指纹识别模块（21）次数控制水流速度。
9.根据权利要求7所述的个人用水量计量方法，其特征在于：步骤S4中计算用水量的方法为：水流传感器（22）每秒采集一次水流速度，主控制器记录水流时间，直至水流关闭，计算平均水流速度，乘以水流时间即为用水量。
10.根据权利要求7所述的个人用水量计量方法，其特征在于：步骤S4中计算用水量的方法为：水压、管径恒定，电磁阀（23）分为低、中、高3个档位，分别对应水流速度50ml/s、70ml/s、100ml/s，主控制器记录水流时间，乘以对应档位的水流速度即为用水量。
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