CN106094902A - 多功能智能水流量测控装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了多功能智能水流量测控装置，包括微处理器及与微处理器连接的流量传感器、电动阀门、液晶触摸屏、RTC模块、SD卡存储器、电源模块，其中：流量传感器用于检测水流输送管道内水流量；电动阀门用于调节水流输送管道内水流大小；液晶触摸屏用于显示时间、日期、实时探测信息及历史探测信息，还用于供用户输入设置信息和控制命令；RTC模块用于设置显示时间和日期，以及实现水流定时预约设置；SD卡存储器用于存储探测信息；电源模块用于对微处理器及微处理器连接的元器件供电；微处理器用于接收流量传感器探测的水流量信息并处理供液晶触摸屏显示，以及用于发出控制指令。本发明应用时，便于记录用水历史参数和控制用水按照需求定量定速输出。

Description

多功能智能水流量测控装置

技术领域

本发明涉及自动化控制仪表，具体是多功能智能水流量测控装置。

背景技术

工农业生产过程中普遍会涉及到用水的监测和控制，目前用水的监测常常通过智能水表来实现，现有智能水表应用时通常只能显示用水总量和实时流速，显示信息单一，其不能记录某个时刻对应的水流速度、流量等历史参数，这导致目前分析用水数据时较为繁琐。目前用水的控制常常通过各种截断类阀门实现，这些阀门控制功能单一，集中体现在阀门的开闭上，不能达到控制用水按照需求定量定速输出的目的，也不能达到根据用户需要在指定时间段预约出水和关闭的目的。如何提升用水数据分析的便捷性，并使得用水按照需求定量定速输出便于实施，这成为目前人们普遍关注的问题，然而，现今没有相应的设备，也未见相关的报道。

发明内容

本发明的目的在于解决现今用水监测和控制时存在不能对用水历史参数进行记录、不能控制用水按照需求定量定速输出和不能在指定时间实现预约控制的技术问题，提供了一种多功能智能水流量测控装置，其整体结构简单，便于实现，成本低，便于记录用水历史参数和控制用水按照需求定量定速输出，且且可实现预约控制。

本发明解决上述问题主要通过以下技术方案实现：多功能智能水流量测控装置，包括微处理器及与微处理器连接的流量传感器、电动阀门、液晶触摸屏、RTC模块、SD卡存储器、电源模块，其中：

流量传感器，用于检测水流输送管道内水流量并将水流量信息发送至微处理器；

电动阀门，用于根据微处理器发出的控制指令来调节水流输送管道内水流大小，实现水流输送管道内水流以指定水流速度输出；

液晶触摸屏，用于显示时间、日期、实时探测信息及历史探测信息，还用于供用户输入设置信息和控制命令，并将用户输入的设置信息和控制命令反馈至微处理器；

RTC模块，用于根据微处理器发出的控制指令来设置显示时间和日期，以及实现水流定时预约设置；

SD卡存储器，用于存储探测信息；

电源模块，用于对微处理器及微处理器连接的元器件供电；

微处理器，用于接收流量传感器探测的水流量信息并处理供液晶触摸屏显示，用于系统工作异常时发出系统工作异常控制指令和事件触发条件满足时发出事件触发控制指令，用于接收用户通过液晶触摸屏输入的设置信息并发出控制指令控制完成相应的设置，以及用于接收用户通过液晶触摸屏输入的控制命令并处理后发出相应的操作控制指令。本发明应用时可以通过触摸屏实时打印流量参数曲线而不需要借助于其他外接打印设备。本发明在液晶触摸屏的作用下，观测水流信息更加便捷；本发明在RTC模块的作用下，可使得存储的历史空气温度湿度和流量信息也带有时间刻度，更有利于分析数据。本发明在具体实施时，系统工作异常控制指令和事件触发控制指令也反馈至液晶触摸屏上进行显示。

现有智能水表应用时，其不能实现远程数据传输，读取智能水表显示数据时需人工到智能水表安置处进行读取，读取用水数据时过程较为繁琐，本发明还进一步的解决了读取用水数据时过程繁琐的问题。进一步的，所述微处理器还连接有无线通信模块，所述无线通信模块用于外接无线客户端，所述微处理器还用于接收无线通信模块接收到的用户通过无线客户端输入的设置信息并发出控制指令控制完成相应的设置，以及用于接收无线通信模块接收到的用户通过无线客户端输入的控制命令并处理后发出相应的操作控制指令。本发明应用时可通过无线通信模块接入物联网云平台，上传数据信息，实现远程数据显示和流量控制，使得本发明应用时具备远程读数的功能。本发明还可通过无线通信模块接收外接无线客户端输入的设置信息和控制命令，并经微处理器处理后完成相应的控制，使得本发明应用时具备远程操控的功能，能进一步提升本发明应用时的便捷性。本发明的无线通信模块可基于RF、Zigbee、WiFi、蓝牙等方式实现。

在管道输水过程中，常常需考虑空气温湿度对管道的影响，为了使本发明分析空气温湿度对管道的影响时操作便捷，进一步的，所述微处理器还连接有温湿度传感器，所述温湿度传感器用于探测空气中的温度和湿度信息，并将探测到的信号传输至微处理器，所述微处理器将接收到的温湿度传感器的探测信息处理后传输至液晶触摸屏供液晶触摸屏显示。

在管道输水过程中，常常需对管道内水流温度进行监测，为了使得本发明监测管道内水流温度时操作便捷，进一步的，所述微处理器还连接有水温传感器，所述水温传感器用于检测水流输送管道内水流温度，并将检测到的温度信息传输至微处理器，所述微处理器将接收到的温度信息处理后传输至液晶触摸屏供液晶触摸屏显示。

进一步的，所述微处理器还连接有蜂鸣器，所述蜂鸣器用于根据微处理器发出的系统工作异常控制指令和事件触发控制指令发出声音报警。现有的智能水表和用水控制时配备的各种截断类阀门应用时，通常不具体用水异常时发出报警的能力，不能智能提醒用户用水情况。本发明通过在微处理器上连接蜂鸣器，在本发明工作异常时，蜂鸣器发出警报声，以提醒用户及时处理异常事件，进而能避免本发明应用时因工作异常而影响水的使用；本发明的事件触发报警主要包括以下两种情况，在定量控制到达用户指定出水量时、以及预约控制结束时发出警报声，以提醒用户。

为了使本发明应用时便于与其他控制平台进行信息交互，进一步的，所述微处理器还连接有USB接口和USART接口。

进一步的，所述电源模块包括外部电源、充电电池及充电电路，所述外部电源、充电电池及充电电路均与微处理器连接。如此，本发明应用时由外部电源供电和为充电电池充电，在本发明外部电源输入时，可由充电电池对本发明进行持续供电。

进一步的，所述的微处理器还连接有SRAM模块和EEPROM存储器，其中：

SRAM模块，用于扩展内存，以提高液晶触摸屏的刷新速度；

EEPROM存储器，用于存储系统时间、液晶屏亮度及系统设置参数信息。

进一步的，所述微处理器、液晶触摸屏、RTC模块、SD卡存储器、SRAM模块、EEPROM存储器及电源模块设于同一集成电路板上。本发明通过将多个元器件集成为一体，使得本发明应用时便于管理和转移。

进一步的，多功能智能水流量测控装置，还包括顺次连接的入水管道、传感器定位管道、连接管、电动阀门定位管道及出水管道，所述流量传感器安装于传感器定位管道上且其探头设于传感器定位管道内，所述电动阀门的执行器安装于电动阀门定位管道上。本发明整体集成为一体，在本发明应用时，将本发明串接在水流输送管道上即可进行相应的测试，使得本发明应用时更加便捷。

综上所述，本发明具有以下有益效果：（1）本发明整体结构简单，便于实现，成本低，维护便捷，在本发明应用时，通过配备的SD卡存储器和液晶触摸屏使得本发明应用时记录和显示用水历史参数时操作便捷；本发明通过流量传感器来检测水流输送管道内水流量，检测到的水流量信息发送至微处理器处理后供液晶触摸屏显示，供用户查看，同时微处理器可参考实时用水信息来自动化控制电动阀门，以实现所需流量大小的滴定，即本发明应用时在流量传感器和电动阀门的配合作用下，能控制用水按照需求定量定速输出；本发明应用时在流量传感器、电动阀门及RTC模块三者的配合作用下，能实现预约流量控制。

（2）本发明还配备有无线通信模块，使得本发明应用时不仅能实现本地图形显示和控制，还可以通过无线功能连接路由器，从而实现远程流量数据传输和水流控制。

（3）本发明以较低的硬件成本，实现较高精度的测量，拓展了流量计本身的测量范围。

（4）本发明相比普通智能流量计，使用液晶触摸屏提供更加丰富的流量信息显示，界面能实时提供当前水流速度信息、1小时内流过的水量、1天内使用的水量等等，丰富的水量信息显示，有助于节约用水。

（5）现有智能水表应用时通常只能以数值形式显示用水总量和实时转速，数据显示不形象直观，本发明通过配备液晶触摸屏，在具体应用时可通过图形化的方式进行显示，较现有显示方式更形象直观。

（6）传统水流控制系统大部分是开关控制，本发明使用电动阀门实现水流速度的闭环控制，相较于比例积分调节阀，硬件成本低。

（7）本发明支持定量控制功能，可以设定输出水量和水流速度，输出指定速度的水量，并在输出完毕后自动关闭。

（8）本发明支持预约控制功能，结合系统的日期及时间可以在指定的时间开启或关闭阀门，或者设定水流速度。

（9）本发明应用时可以智能连接物联网云平台，上传水流信息，并从云平台接收控制信息，实现多终端的显示和控制。

（10）本发明具有丰富的应用场景，满足不同用户在各种应用场合的需求，其应用场景包括智能家居、农业水利、水产养殖、大棚灌溉、工业用水监测控制等等。

（11）本发明所有的硬件均是基于现有技术中已存在的硬件实现，取材便捷，虽然本发明的部分硬件在水流监测和控制方面已有相关应用，但将这些硬 件组合起来以实现便于记录用水历史参数、控制用水按照需求定量定速输出的功能为本发明首次提出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明一个具体实施例的结构示意图；

图2为本发明一个具体实施例配备有安装管道时的结构示意图。

附图中附图标记所对应的名称为：1、入水管道，2、传感器定位管道，3、水温传感器，4、流量传感器，5、电源模块，6、充电电池，7、液晶触摸屏，8、集成电路板，9、电动阀门执行器，10、电动阀门定位管道，11、出水管道。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1：

如图1所示，多功能智能水流量测控装置，包括微处理器、流量传感器、电动阀门、液晶触摸屏、RTC模块、SD卡存储器、SRAM模块、EEPROM存储器及电源模块，其中，流量传感器、电动阀门、液晶触摸屏、RTC模块、SD卡存储器、SRAM模块、EEPROM存储器及电源模块均与微处理器连接。RTC（Real-Time Clock）模块为实时时钟模块，SD卡（Secure Digital MemoryCard）存储器为安全数字存储卡。本实施例的流量传感器用于检测水流输送管道内水流量并将水流量信息发送至微处理器；电动阀门用于根据微处理器发出的控制指令来调节水流输送管道内水流大小，实现水流输送管道内水流以指定水流速度输出；液晶触摸屏用于显示时间、日期、实时探测信息及历史探测信息，其还用于供用户输入设置信息和控制命令，并将用户输入的设置信息和控制命令反馈至微处理器；RTC模块用于根据微处理器发出的控制指令来设置显示时间和日期，以及实现水流定时预约设置；SD卡存储器用于存储探测信息；电源模块用于对微处理器及微处理器连接的元器件供电；微处理器用于接收流量传感器探测的水流量信息并处理供液晶触摸屏显示，用于系统工作异常时发出系统工作异常控制指令和事件触发条件满足时发出事件触发控制指令，用于接收用户通过液晶触摸屏输入的设置信息并发出控制指令控制完成相应的设置，以及用于接收用户通过液晶触摸屏输入的控制命令并处理后发出相应的操作控制指令。本实施例在具体设置时，微处理器采用ARM系列高性能单片机，其拥有高级定时器，丰富的IO资源，ADC，DMA等；电动阀门使用低电压3—6V控制的电动阀门。本实施例的SRAM模块用于扩展内存，以提高液晶触摸屏的刷新速度；EEPROM存储器，用于存储系统时间、液晶屏亮度及系统设置参数信息。

本实施例应用时，流量传感器检测到的水流量信息经微处理器处理后由液晶触摸屏显示，本实施例在流量传感器、电动阀门及RTC模块的配合作用下，以实现控制用水按照需求定量定速输出，以及实现预约流量控制。

为了使本实施例工作异常时能起到警示用户的作用，本实施例的微处理器还连接有蜂鸣器，其中，蜂鸣器用于根据微处理器发出的系统工作异常控制指令和事件触发控制指令发出声音报警，本实施例应用时可通过在液晶触摸屏上控制蜂鸣器的启闭、以及设置蜂鸣器的铃声。为了使本实施例应用时便于与其他控制平台进行信息交互，本实施例的微处理器还连接有USB接口和USART接口，且不局限于这两种接口。本实施例的电源模块包括外部电源、充电电池及充电电路，外部电源、充电电池及充电电路均与微处理器连接。本实施例在具体设置时，微处理器、液晶触摸屏、RTC模块、SD卡存储器、SRAM模块、EEPROM存储器、电源模块、USB接口、USART接口及蜂鸣器设于同一集成电路板上，充电电池优选采用锂电池。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上做出了如下进一步限定：本实施例的微处理器还连接有无线通信模块，其中，无线通信模块用于外接无线客户端，本实施例在具体应用时，微处理器还用于接收无线通信模块接收到的用户通过无线客户端输入的设置信息和控制命令，微处理器将接收到的设置信息处理后发出控制指令控制完成相应的设置，并将接收到的控制命令处理后发出相应的操作控制指令。

本实施例通过无线通信模块外接无线客户端，使得本实施例应用时接入互联网，能与智能云平台进行数据交互，通过无线通信模块用户可以在远程终端上看到实时传输的系统信息，通过无线通信模块可接收外接无线客户端反馈的控制数据信息，能实现多个无线客户端对本实施例进行远程控制，避免了现场抄表造成的不便利、人力资源浪费等问题。

实施例3：

为了分析空气温湿度对管道的影响时操作便捷，本实施例在实施例1或实施例2的基础上做出了如下进一步限定：本实施例的微处理器还连接有温湿度传感器，其中，温湿度传感器用于探测空气中的温度和湿度信息，并将探测到的信号传输至微处理器，本实施例的微处理器将接收到的温湿度传感器的探测信息处理后传输至液晶触摸屏供液晶触摸屏显示。

实施例4：

为了便于监测水流输送管道内水流温度，本实施例在实施例1～实施例3中任意一个实施例的基础上做出了如下进一步限定：本实施例的微处理器还连接有水温传感器，其中，水温传感器用于检测水流输送管道内水流温度，并将检测到的温度信息传输至微处理器，本实施例的微处理器将接收到的温度信息处理后传输至液晶触摸屏供液晶触摸屏显示。本实施例在具体实施时，水温传感器优选采用浸入式温敏电阻实现，其将水流的温度转换为电阻的阻值，通过集微处理器计算得出水流的温度。本实施例在具体实施时，可采用霍尔涡轮流量计来实现水温传感器和流量传感器的功能。

实施例5：

如图2所示，本实施例在实施例1～实施例4中任意一个实施例的基础上做出了如下进一步限定：本实施例还包括顺次连接的入水管道1、传感器定位管道2、连接管、电动阀门定位管道10及出水管道11，流量传感器4安装于传感器定位管道2上且其探头设于传感器定位管道2内，电动阀门执行器9安装于电动阀门定位管道10上，集成有微处理器、电源模块5、充电电池6、液晶触摸屏7等元器件的集成电路板8安装于电动阀门执行器9的外壳上。本实施例在配备水温传感器3时，水温传感器3也安装于传感器定位管道2上且其探头设于传感器定位管道2内。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.多功能智能水流量测控装置，其特征在于，包括微处理器及与微处理器连接的流量传感器、电动阀门、液晶触摸屏、RTC模块、SD卡存储器、电源模块，其中：

流量传感器，用于检测水流输送管道内水流量并将水流量信息发送至微处理器；

电动阀门，用于根据微处理器发出的控制指令来调节水流输送管道内水流大小，实现水流输送管道内水流以指定水流速度输出；

液晶触摸屏，用于显示时间、日期、实时探测信息及历史探测信息，还用于供用户输入设置信息和控制命令，并将用户输入的设置信息和控制命令反馈至微处理器；

RTC模块，用于根据微处理器发出的控制指令来设置显示时间和日期，以及实现水流定时预约设置；

SD卡存储器，用于存储探测信息；

电源模块，用于对微处理器及微处理器连接的元器件供电；

微处理器，用于接收流量传感器探测的水流量信息并处理供液晶触摸屏显示，用于系统工作异常时发出系统工作异常控制指令和事件触发条件满足时发出事件触发控制指令，用于接收用户通过液晶触摸屏输入的设置信息并发出控制指令控制完成相应的设置，以及用于接收用户通过液晶触摸屏输入的控制命令并处理后发出相应的操作控制指令。

2.根据权利要求1所述的多功能智能水流量测控装置，其特征在于，所述微处理器还连接有无线通信模块，所述无线通信模块用于外接无线客户端，所述微处理器还用于接收无线通信模块接收到的用户通过无线客户端输入的设置信息并发出控制指令控制完成相应的设置，以及用于接收无线通信模块接收到的用户通过无线客户端输入的控制命令并处理后发出相应的操作控制指令。

3.根据权利要求1所述的多功能智能水流量测控装置，其特征在于，所述微处理器还连接有温湿度传感器，所述温湿度传感器用于探测空气中的温度和湿度信息，并将探测到的信号传输至微处理器，所述微处理器将接收到的温湿度传感器的探测信息处理后传输至液晶触摸屏供液晶触摸屏显示。

4.根据权利要求1所述的多功能智能水流量测控装置，其特征在于，所述微处理器还连接有水温传感器，所述水温传感器用于检测水流输送管道内水流温度，并将检测到的温度信息传输至微处理器，所述微处理器将接收到的温度信息处理后传输至液晶触摸屏供液晶触摸屏显示。

5.根据权利要求1所述的多功能智能水流量测控装置，其特征在于，所述微处理器还连接有蜂鸣器，所述蜂鸣器用于根据微处理器发出的系统工作异常控制指令和事件触发控制指令发出声音报警。

6.根据权利要求1所述的多功能智能水流量测控装置，其特征在于，所述微处理器还连接有USB接口和USART接口。

7.根据权利要求1所述的多功能智能水流量测控装置，其特征在于，所述电源模块包括外部电源、充电电池及充电电路，所述外部电源、充电电池及充电电路均与微处理器连接。

8.根据权利要求1所述的多功能智能水流量测控装置，其特征在于，所述的微处理器还连接有SRAM模块和EEPROM存储器，其中：

SRAM模块，用于扩展内存，以提高液晶触摸屏的刷新速度；

EEPROM存储器，用于存储系统时间、液晶屏亮度及系统设置参数信息。

9.根据权利要求8所述的多功能智能水流量测控装置，其特征在于，所述微处理器、液晶触摸屏、RTC模块、SD卡存储器、SRAM模块、EEPROM存储器及电源模块设于同一集成电路板上。

10.根据权利要求1～9中任意一项所述的多功能智能水流量测控装置，其特征在于，还包括顺次连接的入水管道、传感器定位管道、连接管、电动阀门定位管道及出水管道，所述流量传感器安装于传感器定位管道上且其探头设于传感器定位管道内，所述电动阀门的执行器安装于电动阀门定位管道上。