CN106500349A - 具有水位开关的控制系统、智能热水设备 - Google Patents

Abstract

具有水位开关的控制系统，包括控制电路；还包括水位开关；还包括无线通讯模块。智能热水设备，具有前述的技术方案。本发明成本低廉、使用寿命长、效率很高、应用灵活、使用方便、水电隔离、安全可靠。

Description

具有水位开关的控制系统、智能热水设备

技术领域

本发明属于热水器领域，具体涉及具有水位开关的控制系统、智能热水设备。

技术背景

电热水器是现代家居不可缺少的家电产品，其基本原理是利用电力对水进行加热，由于水是导体，市电对人有巨大威胁，现有的热水器电死人的事情常有发生，存在巨大安全隐患。现有的电热水智能程度第，热传导效率有待提升。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提出了具有水位开关的控制系统、智能热水设备，具体解决方案具有如下技术内容。

1.具有水位开关的控制系统，其特征在于：

包括控制电路；

还包括水位开关；

还包括无线通讯模块；

控制电路包含供电电路、控制单元、方波输出模块、驱动电路；

控制电路中：供电电路的作用是将交流市电转换成直流电；供电电路为控制单元、方波输出模块、驱动电路提供运行所需的电能；

控制电路中：控制单元用于整个系统的运算处理、流程控制、数据处理；

控制电路中：控制单元能够输出可调整的直流电压作为比较电压；

控制电路中：方波输出模块具有三角波发生电路、比较器，方波输出模块的三角波发生电路产生的三角波输入到比较器的同相输入端，控制单元输出的比较电压输入到方波输出模块的反相输入端，三角波与比较电压经由比较器的比较产生占空比可调的方波，控制单元调节比较电压的大小即可获得不同的占空比的方波，占空比的调节范围为0~100%，依次实现功率调节；

控制电路中：驱动电路用于实现大功率方波输出，驱动电路的信号输入端与方波输出模块的输出端与驱动电路相连；

控制电路中：驱动电路用于驱动电磁感应加热装置的电磁线圈；

水位开关用于感应被加热水的水位；

水位开关与控制电路的控制单元相连，当水位过低时水位开关为控制电路的控制单元提供水位信息；

无线通讯模块用于无线通讯，可以连接互联网或者只能移动设备，方便控制；

无线通讯设备与控制电路的控制单元相连，无线通讯设备能够向控制电路的控制单元传送无线通讯设备所接受到的信号。

2.进一步的：控制电路的供电电路具有隔离变压器用于防止使用者对地触电。

3.进一步的：水位开关是浮子开关。

4.进一步的：无线通讯模块为蓝牙串口模块。

5.智能热水设备，其特征在于：具有前述技术方案中的任意一种。

技术内容说明及其有益效果。

本发明成本低廉、使用寿命长、效率很高、应用灵活、使用方便、水电隔离、安全可靠。

附图说明

图1是实施实例1的控制电路的示意图，展示了控制电路包含供电电路、控制单元、方波输出模块、驱动电路。

图2是实施实例1的控制电路的供电电路的示意图。

图3是实施实例1的控制电路的控制单元的示意图，图中为了让图示更清晰，减少引线的交叉，对总线M[0..10]进行了打断处理，但这不会影响设计软件的相关操作能够正确的仿真和自动布线，也不影响本领域技术人员对图纸的识别。

图4是实施实例1的控制电路的方波输出模块的示意图，该图中产生的脉冲频率为50k赫兹。

图5是实施实例1的控制电路的驱动电路的示意图，其中功率输出点（P9）用于连接电磁感应加热的线圈，高频使线圈输出高频磁场，高频磁场使安置在容器内的水中的导体发热，从而将水加热。

图6是实施实例1的水位开关的示意图，其中a感应开关（SW3）的电学原理示意图，其中b为感应开关（SW3）的空间结构及安装方式示意图。

图7是实施实例1的无线通讯模块的示意图。

图8是实施实例21的加热实体的示意图，其中线圈（XQ）的第一端与控制电路的驱动电路的半桥驱动器（U21D）的功率输出点（P9）相连，线圈（XQ）的第二端与控制电路的供电电路的地点（GND）相连。

图9是实施实例21的加热实体的截面图，其中a为前一个附图的剖面A1-A1的示意图，其中b为前一个附图的剖面A3-A3的示意图，其中c为上图的剖面A2-A2的示意图。

图10是实施实例21的加热实体的发热片（S2）的示意图，其中a为发热片（S2）底面示意图，b为a中剖面B2-B2的示意图，c为a中剖面B1-B1的示意图，D也是a中剖面B1-B1的示意图。

具体实施方式

实施实例1.具有水位开关的控制系统，其特征在于：

包括控制电路；

还包括水位开关；

还包括无线通讯模块；

控制电路包括供电电路、控制单元、方波输出模块、驱动电路；

控制电路的供电电路包括第一号电容（C1A）、第二号电容（C2A）、第三号电容（C3A）、第十一号电容（C11A）、第二十一号电容（C21A）、第三十一号电容（C31A）、第十一号二极管（D11A）、第十二号二极管（D12A）、第十三号二极管（D13A）、第十四号二极管（D14A）、第二十一号二极管（D21A）、第二十二号二极管（D22A）、第二十三号二极管（D23A）、第二十四号二极管（D24A）、第三十一号二极管（D31A）、第三十二号二极管（D32A）、第三十三号二极管（D33A）、第三十四号二极管（D34A）、第十一号隔离变压器（TR11A）、第二十一号降压变压器（TR21A）、第三十一号降压变压器（TR31A）、第一号三端稳压器（U1A）、第二十一号三端稳压器（U21A）、第三十一号三端稳压器（U31A）、地点（GND）、功率电源点（PA）、正十五伏电源点（+15V）、正五伏电源点（+5V）、负五伏电源点（-5V）；

控制电路的供电电路中：第十一号隔离变压器（TR11A）的初级的第一端与第二十一号降压变压器（TR21A）的初级第二端相连；

控制电路的供电电路中：第十一号隔离变压器（TR11A）的初级的第二端与第二十一号降压变压器（TR21A）的初级第一端相连；

控制电路的供电电路中：第十一号二极管（D11A）、第十二号二极管（D12A）、第十三号二极管（D13A）、第十四号二极管（D14A）构成第一号桥式整流器；

控制电路的供电电路中：第一号桥式整流器的作用是整流，第十一号隔离变压器（TR11A）的次级的第一端与第一号桥式整流器的一个输入点相连，第十一号隔离变压器（TR11A）的次级的第二端与第一号桥式整流器的另一个输入点相连；

控制电路的供电电路中：第一号桥式整流器的作用是整流，第一号桥式整流器的的正极与第十一号电容（C11A）的一端相连，第一号桥式整流器的负极与第十一号电容（C11A）的另一端相连；

控制电路的供电电路中：第十一号电容（C11A）的作用是滤波，第十一号电容（C11A）的另一端与地点（GND）相连，第十一号电容（C11A）的一端与叁佰电源点（+300V）相连；

控制电路的供电电路中：第二十一号降压变压器（TR21A）的初级的第一端与第三十一号降压变压器（TR31A）的第二端相连；

控制电路的供电电路中：第二十一号降压变压器（TR21A）的初级的第二端与第三十一号降压变压器（TR31A）的第一端相连；

控制电路的供电电路中：第二十一号二极管（D21A）、第二十二号二极管（D22A）、第二十三号二极管（D23A）、第二十四号二极管（D24A）构成第二号桥式整流器；

控制电路的供电电路中：第二十一号降压变压器（TR21A）的次级的第一端与第二号桥式整流器的输入点相连，第二十一号降压变压器（TR21A）的次级的第二端与第二号桥式整流器的另一个输入点相连；

控制电路的供电电路中：第二号桥式整流器的作用是整流，第二号桥式整流器的正极与第二十一号电容（C21A）的一端相连，第二号桥式整流器的负极与第二十一号电容（C21A）的另一端相连；

控制电路的供电电路中：第一号三端稳压器（U1A）具有输入端、输出端、接地端，第二十一号三端稳压器（U21A）具有输入端、输出端、接地端；

控制电路的供电电路中：第一号三端稳压器（U1A）的作用是稳压，第一号三端稳压器（U1A）具有输入端与第二十一号电容（C21A）的一端相连，第一号三端稳压器（U1A）的输出端与第二十一号三端稳压器（U21A）的输入端相连，第一号三端稳压器（U1A）的接地端与地点（GND）相连；

控制电路的供电电路中：第一号电容（C1A）的作用是滤波，第一号电容（C1A）的一端与正十五伏电源点（+15V）相连，第一号电容（C1A）的另一端与地点（GND）相连；

控制电路的供电电路中：第二十一号三端稳压器（U21A）的作用是稳压，第二十一号三端稳压器（U21A）的输出端与正五伏电源点（+5V）相连，第二十一号三端稳压器（U21A）的接地端与地点（GND）相连；

控制电路的供电电路中：第二号电容（C2A）的作用是滤波，第二号电容（C2A）的一端与正五伏电源点（+5V）相连，第二号电容（C2A）的另一端与地点（GND）相连；

控制电路的供电电路中：第三十一号降压变压器（TR31A）的初级的两端分别与交流输入的正负相连；

控制电路的供电电路中：第三十一号二极管（D31A）、第三十二号二极管（D32A）、第三十三号二极管（D33A）、第三十四号二极管（D34A）构成第三号桥式整流器；

控制电路的供电电路中：第三十一号降压变压器（TR31A）的次级的第一端与第三号桥式整流器的一个输入点相连，第三十一号降压变压器（TR31A）的次级的第二端与第三号桥式整流器的另一个输入点相连；

控制电路的供电电路中：第三号桥式整流器的作用是整流，第三号桥式整流器的正极与第三十一号电容（C31A）的一端相连，第三号桥式整流器负极与第三十一号电容（C31A）的另一端相连；

控制电路的供电电路中：第三十一号三端稳压器（U31A）具有输入端、输出端、接地端；

控制电路的供电电路中：第三十一号电容（C31A）的作用是滤波，第三十一号电容（C31A）的一端与第三十一号三端稳压器（U31A）的输出端相连，第三十一号电容（C31A）的另一端与第三十一号三端稳压器（U31A）的输入端相连；

控制电路的供电电路中：第三十一号三端稳压器（U31A）作用是稳压，第三十一号三端稳压器（U31A）的接地端与地点（GND）相连，第三十一号三端稳压器（U31A）的输出端与负五伏电源点（-5V）相连；

控制电路的供电电路中：第三号电容（C3A）的作用是滤波，第三号电容（C3A）的一端与负五伏电源点（-5V）相连，第三号电容（C3A）的另一端与地点（GND）相连；

控制电路中：供电电路是把220V50HZ交流输入转换成正多个直流输出，供给不同的模块使用；

控制电路的控制单元包括第一编码电阻（R1M）、第二编码电阻（R2M）、第三编码电阻（R3M）、第四编码电阻（R4M）、第一编码电容（C1M）、第二编码电容（C2M）、第三编码极性电容（C3M）、第四编码电容（C4M）、单片机（U1）、数模转化器（U4）、运算放大器（U5）、第一号开关（SW1）、第二号开关（SW2）、显示屏（LCD1）、晶振（X2）、温度传感器（U2）；

控制电路的控制单元中：显示屏（LCD1）与单片机（U1）相连，单片机（U1）通过显示屏（LCD1）显示数据；

控制电路的控制单元中：数模转化器（U4）与单片机（U1）相连，单片机（U1）向数模转化器（U4）传输数字信号，数模转化器（U4）将单片机（U1）的数字信号转化模拟信号并输出；

控制电路的控制单元中：第四编码电容（C4M）的一端与数模转化器（U4）的负电压输入端（VEE）相连，第四编码电容（C4M）的另一端与数模转化器（U4）的补偿端（COMP）相连；

控制电路的控制单元中：运算放大器（U5）的反相输入端与数模转化器（U4）的电流输出端（IOUT）相连，运算放大器（U5）的同相输入端与数模转化器（U4）的负向参考电压端（VREF-）相连；

控制电路的控制单元中：运算放大器（U5）的反相输入端与第三编码电阻（R3M）的一端相连，第三编码电阻（R3M）的另一端与运算放大器（U5）的输出端相连；

控制电路的控制单元的运算放大器（U5）的输出端用于输出比较电压；

控制电路的控制单元中：第二编码电阻（R2M）的一端与数模转化器（U4）的正向参考电压端（VREF+）相连；

控制电路的控制单元中：温度传感器（U2）具有电源端、接地端、信号输入/输出端（DQ）；

控制电路的控制单元中：第四编码电阻（R4M）的一端与温度传感器（U2）的电源端相连，第四编码电阻（R4M）的另一端与温度传感器（U2）的信号输入/输出端（DQ）相连；

控制电路的控制单元中：第一号开关（SW1）的一端与单片机（U1）的一个IO脚相连，第二号开关（SW2）的一端与单片机（U1）的一个IO脚相连；

控制电路的控制单元的运算放大器（U5）的同相输入端与供电电路的地点（GND）相连；

控制电路的控制单元的第二编码电阻（R2M）的另一端与供电电路的正五伏电源点（+5V）相连；

控制电路的控制单元的温度传感器（U2）的作用是检测水温，温度传感器（U2）的电源端与供电电路的正五伏电源点（+5V）相连，控制单元的温度传感器（U2）的接地端与供电电路的地点（GND）相连；

控制电路中：控制单元的第一号开关（SW1）的另一端与与供电电路的地点（GND）相连，控制单元的第二号开关（SW2）的另一端与与供电电路的地点（GND）相连；

控制电路的供电电路的功率电源点（PA）的电压值为小于36伏特的安全电压；

控制电路的方波输出模块包括第一标记电阻（R1C）、第二标记电阻（R2C）、第三标记电阻（R3C）、第五标记电阻（R5C）、第六标记电阻（R6C）、第七标记电阻（R7C）、第八标记电阻（R8C）、第十一标记电阻（R11C）、第一标记电容（C1C）、第四标记电容（C4C）、第五标记电容（C5C）、第二标记三极管（Q2C）、NE555时基芯片（U1C）、第二标记比较器（U2C）；

控制电路的方波输出模块中：NE555时基芯片（U1C）具有接地端、电源端、置零信号输入端（TH）、置1信号输入端（TR）、控制信号端（CV）、信号输出端（DC）、复位信号输入端（R）；

控制电路的方波输出模块中：第四标记电容（C4C）的另一端与NE555时基芯片（U1C）的控制信号端（CV）相连；

控制电路的方波输出模块中：NE555时基芯片（U1C）的置零信号输入端（TH）与置1信号输入端（TR）相连；

控制电路的方波输出模块中：NE555时基芯片（U1C）的置零信号输入端（TH）与第一标记电容（C1C）的一端相连；

控制电路的方波输出模块中：NE555时基芯片（U1C）的电源端与复位信号输入端（R）相连；

控制电路的方波输出模块中：第三标记电阻（R3C）的一端与NE555时基芯片（U1C）的置零信号输入端（TH）相连，第三标记电阻（R3C）的另一端与NE555时基芯片（U1C）的信号输出端（DC）相连；

控制电路的方波输出模块中：第六标记电阻（R6C）的一端与NE555时基芯片（U1C）的信号输出端（DC）相连，第六标记电阻（R6C）的另一端与第二标记三极管（Q2C）的基极相连；

控制电路的方波输出模块中：第二标记电阻（R2C）具有第一端、第二端；

控制电路的方波输出模块中：第二标记电阻（R2C）的第一端与第三标记电阻（R3C）的一端相连，第二标记电阻（R2C）的第二端与第一标记电阻（R1C）的一端相连；

控制电路的方波输出模块中：第二标记三极管（Q2C）的集电极与NE555时基芯片（U1C）的电源端相连，第二标记三极管（Q2C）的发射极与第七标记电阻（R7C）的一端相连；

控制电路的方波输出模块中：第五标记电容（C5C）的一端与第二标记电阻（R2C）的第一端相连，第五标记电容（C5C）的另一端与第二标记三极管（Q2C）的发射极相连；

控制电路的方波输出模块中：第五标记电阻（R5C）的一端与第五标记电容（C5C）的另一端相连，第五标记电阻（R5C）的另一端与第二标记比较器（U2C）的同相输入端相连；

控制电路的方波输出模块中：第二标记比较器（U2C）的作用是将比较器同相输入端的三角波和反相输入端的比较电压合成为占空比可调的方波，方波的占空比由反相输入端的电压值决定，第二标记比较器（U2C）的反相输入端与第八标记电阻（R8C）的一端相连，第十一标记电阻（R11C）的第一端与第二标记比较器（U2C）的反相输入端相连；

控制电路中：方波输出模块的第二标记比较器（U2C）的接地端与供电电路的地点（GND）相连；

控制电路中：方波输出模块的第二标记比较器（U2C）的输出端与驱动电路的反相器（U3D）的输入端相连；

控制电路中：方波输出模块的第八标记电阻（R8C）另一端与供电电路的地点（GND）相连；

控制电路中：方波输出模块的第一标记电容（C1C）的另一端与供电电路的地点（GND）相连；

控制电路中：方波输出模块的第四标记电容（C4C）的一端与供电电路的地点（GND）相连；

控制电路中：方波输出模块的NE555时基芯片（U1C）的接地端与供电电路的地点（GND）相连；

控制电路中：方波输出模块的第一标记电阻（R1C）的另一端与供电电路的正五伏电源点（+5V）相连；

控制电路中：波输出模块的第十一标记电阻（R11C）的第二端与控制单元的运算放大器（U5）的输出端；

控制电路中：控制电路的方波输出模块的第二标记比较器（U2C）的电源端与供电电路的正五伏电源点（+5V）相连；

控制电路的驱动电路包括半桥驱动器（U21D）、第十七符号电容（C17D）、反相器（U3D）、第二十四符号电容（C24D）、第五符号二极管（D5D）、第二十一符号场效应管（Q21D）、第二十三符号场效应管（Q23D）、功率输出点（P9）；

控制电路的驱动电路中：半桥驱动器（U21D）的型号为IR2101；

控制电路的驱动电路中：反相器（U3D）的输出端与半桥驱动器（U21D）的HIN端相连，反相器（U3D）的输入端与半桥驱动器（U21D）的LIN端相连；

控制电路的驱动电路中：第五符号二极管（D5D）的正极与第二十四符号电容（C24D）的另一端相连；

控制电路的驱动电路中：第五符号二极管（D5D）的负极与半桥驱动器（U21D）的VB端相连；

控制电路的驱动电路中：第十七符号电容（C17D）的一端与第五符号二极管（D5D）的负极相连；

控制电路的驱动电路中：第十七符号电容（C17D）的另一端与半桥驱动器（U21D）的VS端相连；

控制电路的驱动电路中：第二十一符号场效应管（Q21D）具有栅极、漏极、源极，第二十三符号场效应管（Q23D）具有栅极、漏极、源极；

控制电路的驱动电路中：第二十一符号场效应管（Q21D）的作用是作为开关器件，第二十一符号场效应管（Q21D）的栅极与半桥驱动器（U21D）的HO端相连，第二十一符号场效应管（Q21D）的源极与半桥驱动器（U21D）的VS端相连；

控制电路的驱动电路中：第十七符号电容（C17D）的另一端与半桥驱动器（U21D）的VS端相连；

控制电路的驱动电路中：第二十三符号场效应管（Q23D）的栅极与半桥驱动器（U21D）的LO端相连，第二十三符号场效应管（Q23D）的漏极与第二十一符号场效应管（Q21D）的源极相连；

控制电路的驱动电路中：第二十四符号电容（C24D）的一端与半桥驱动器（U21D）的电源端相连，第二十四符号电容（C24D）的另一端与半桥驱动器（U21D）的公共端（COM）相连；

控制电路中：驱动电路的第二十一符号场效应管（Q21D）的漏极与供电电路的功率电源点（PA）相连；

控制电路中：驱动电路的第二十三符号场效应管（Q23D）的源极与供电电路的地点（GND）相连；

控制电路中：驱动电路的半桥驱动器（U21D）的电源端与供电电路的正十五伏电源点（+15V）相连；

控制电路中：驱动电路的半桥驱动器（U21D）的公共端（COM）与供电电路的地点（GND）相连；

控制电路中：驱动电路的半桥驱动器（U21D）的功率输出点（P9）与半桥驱动器（U21D）的VS端相连，功率输出点（P9）用于与电磁感应线圈相连，电磁感应线圈为水中的导体提供高频磁场，使水中的导体产生大量涡流，从而使水中的导体发热，进而通过热传递达到加热水的目的；

水位开关（SW3）用于感应水位从而实现防干烧；

水位开关（SW3）包括绝缘管、防掉限位帽、浮体、环形磁铁、卡位柱、固定螺帽、第一号电气节点（SW3-IN1）、第二号电气节点（SW3-IN2）、磁力开关，浮体是环状，环形磁铁嵌在浮体内，绝缘管的最低端是防掉限位帽，防掉限位帽的半径大于浮体的内孔的半径，浮体穿在绝缘管可沿着绝缘管上下滑动，磁力开关嵌在绝缘管的下端的内部，磁力开关的一端与第一号电气节点（SW3-IN1）相连，磁力开关的另一端与第二号电气节点（SW3-IN2）相连，当浮体随着水位下降而下降接近磁力开关，环形磁铁的作用使磁力开关导通，反之，当浮体随着水位上升而远离磁力开关，则磁力开关就断开；

水位开关（SW3）的第一号电气节点（SW3-IN1）与控制电路的控制单元的单片机（U1）的一个IO脚相连，水位开关（SW3）的第二号电气节点（SW3-IN2）与控制电路的供电模块的地点（GND）相连；

无线通讯模块为蓝牙串口模块；

无线通讯模块的蓝牙串口模块发送端（TXD）与控制系统的控制单元的单片机（U1）的接受端（RXD）相连，蓝牙串口模块接受端（RXD）与控制系统的控制单元的单片机（U1）发送端（TXD）相连；

无线通讯模块的蓝牙串口模块的电源端与控制系统的系统供电模块的正五伏电源点（+5V）相连，蓝牙串口模块的接地端与控制系统的系统供电模块的地点（GND）相连。

实施实例2、如实施实例1所述的具有水位开关的控制系统，进一步地：控制电路的驱动电路的第二十四符号电容（C24D）的电容值是10微法。

实施实例3、如实施实例1所述的具有水位开关的控制系统，进一步地：控制电路的驱动电路的反相器（U3D）的型号是74LS04反相器。

实施实例4、如实施实例1所述的具有水位开关的控制系统，进一步地：控制电路的方波输出模块的第四标记电容（C4C）的电容值是0.01微法。

实施实例5、如实施实例1所述的具有水位开关的控制系统，进一步地：控制电路的方波输出模块的第七标记电阻（R7C）的电阻值是1千欧姆。

实施实例6、如实施实例1所述的具有水位开关的控制系统，进一步地：控制电路的控制单元的显示屏（LCD1）的型号是LM016L。

实施实例7、如实施实例1所述的具有水位开关的控制系统，进一步地：控制电路的控制单元的数模转化器（U4）的型号是DAC0808。

实施实例8、如实施实例1所述的具有水位开关的控制系统，进一步地：控制电路的控制单元的单片机（U1）的型号是AT89C51。

实施实例9、如实施实例1所述的具有水位开关的控制系统，进一步地：控制电路的控制单元的第四编码电容（C4M）的电容值是0.1微法。

实施实例10、如实施实例1所述的具有水位开关的控制系统，进一步地：控制电路的控制单元的第二编码电容（C2M）的电容值是22皮法。

实施实例11、如实施实例1所述的具有水位开关的控制系统，进一步地：控制电路的控制单元的第四编码电阻（R4M）的电阻值是4.7千欧姆。

实施实例12、如实施实例1所述的具有水位开关的控制系统，进一步地：控制电路的控制单元的第二编码电阻（R2M）的电阻值是10千欧姆。

实施实例13、如实施实例1所述的具有水位开关的控制系统，进一步地：控制电路的供电电路的第二十一号三端稳压器（U21A）的型号是7805。

实施实例14、如实施实例1所述的具有水位开关的控制系统，进一步地：控制电路的供电电路的第三十一号降压变压器（TR31A）的型号是TRAN-2P2S。

实施实例15、如实施实例1所述的具有水位开关的控制系统，进一步地：控制电路的供电电路的第二十一号降压变压器（TR21A）的型号是TRAN-2P2S。

实施实例16、如实施实例1所述的具有水位开关的控制系统，进一步地：控制电路的供电电路的第二十四号二极管（D24A）的型号是10A04。

实施实例17、如实施实例1所述的具有水位开关的控制系统，进一步地：控制电路的供电电路的第二十二号二极管（D22A）的型号是10A04。

实施实例18、如实施实例1所述的具有水位开关的控制系统，进一步地：控制电路的供电电路的第十四号二极管（D14A）的型号是10A04。

实施实例19、如实施实例1所述的具有水位开关的控制系统，进一步地：控制电路的供电电路的第三十一号电容（C31A）的电容值是100微法。

实施实例20、如实施实例1所述的具有水位开关的控制系统，进一步地：水位开关（SW3）的磁力开关为干簧管。

实施实例21、基于实施实例1的具有水位开关的控制系统，其特征在于：还包括加热实体；

加热实体包含绝缘容器（S1）、出水柱（S12）、入水柱（S13）、螺帽（S3）、发热片（S2）、线圈（XQ）、绝缘柱（S4）；

加热实体中：绝缘容器（S1）外表面为圆柱形，绝缘容器（S1）具有圆柱形的容腔（S11），绝缘容器（S1）的外表面与绝缘容器（S1）的容腔（S11）共轴；

加热实体中：绝缘容器（S1）、出水柱（S12）、入水柱（S13）、绝缘柱（S4）、发热片（S2），五者共轴；

加热实体中：绝缘柱（S4）装载在绝缘容器（S1）内，绝缘柱（S4）的高度小于绝缘容器（S1）的容腔（S11）的高度；

加热实体中：出水柱（S12）为圆管状，出水柱（S12）具有出水口，出水柱（S12）的下端与绝缘容器（S1）的容腔（S11）相通，被绝缘容器（S1）的容腔（S11）内被加热的水从出水柱（S12）的出水口流出；

加热实体中：入水柱（S13）为圆柱状，入水柱（S13）的下底面具有入水口（S130），入水柱（S13）的下底面具有入水孔（S131），入水孔（S131）第一端开口于入水柱（S13）的外表面的柱面上，入水孔（S131）的第一端与绝缘容器（S1）的容腔（S11）相通，入水孔（S131）另第二端与入水口（S130）相通，为加热的水从入水口（S130）经由入水孔（S131）流入绝缘容器（S1）的容腔（S11）内；

加热实体中：绝缘柱（S4）为圆柱状，绝缘柱（S4）顶端具有螺纹，绝缘柱（S4）的直径小于入水柱（S13）的直径，绝缘柱（S4）的低端与入水柱（S13）的顶端相连接；

加热实体的发热片（S2）为圆柱状，使用导电材料制成；

加热实体的发热片（S2）具有过水孔（S210）、中央孔（S22）、空心台柱（S99）；

加热实体的发热片（S2）的上表面（S21）为平面，加热实体的发热片（S2）的下表面（S20）为平面；

加热实体的发热片（S2）的中央孔（S22）的数量大于三；

加热实体的发热片（S2）的中央孔（S22）为圆形通孔；

加热实体的发热片（S2）的柱面与加热实体的发热片（S2）的中央孔（S22）共轴；

加热实体的发热片（S2）的过水孔（S210）的开孔轴线与加热实体的发热片（S2）的中央孔（S22）的轴线平行；

加热实体的发热片（S2）中：过水孔（S210）具有第一弧面（S211）、第二弧面（S212）、第一斜面（S214）、第二斜面（S213）；

加热实体的发热片（S2）的过水孔（S210）中：第一弧面（S211）与第二弧面（S212）同轴，第一斜面（S214）的第一端与第一弧面（S211）的第一端相连，第一斜面（S214）的第二端与第二弧面（S212）的第一端相连，第二斜面（S213）的第一端与第一弧面（S211）的第二端相连，第二斜面（S213）的第二端与第二弧面（S212）的第二端相连，第一弧面（S211）的弦的长度小于第二弧面（S212）的弦的长度，第一弧面（S211）的弦的垂线与第二弧面（S212）的弦的垂线共面平行或重合；

加热实体的发热片（S2）的过水孔（S210）的第一斜面（S214）与加热实体的发热片（S2）的过水孔（S210）的下表面（S20）的夹角为钝角；

加热实体的发热片（S2）的过水孔（S210）的第二斜面（S213）与加热实体的发热片（S2）的过水孔（S210）的下表面（S20）的夹角为锐角；

加热实体的发热片（S2）的外表面柱面的直径小于绝缘容器（S1）的容腔（S11）的直径；

加热实体的发热片（S2）的外表面柱面到绝缘容器（S1）的容腔（S11）的腔界面的距离小于加热实体的发热片（S2）的过水孔（S210）的第一弧面（S211）、第二弧面（S212）的间距的五分之一；

加热实体的发热片（S2）中：过水孔（S210）的第一弧面（S211）与中央孔（S22）共轴；

加热实体中：发热片（S2）的空心台柱（S99）设置在发热片（S2）的下表面（S20）上；

加热实体的发热片（S2）中：空心台柱（S99）的中央的通孔的直径大于或等于中央孔（S22）的直径，空心台柱（S99）与中央孔（S22）共轴；

加热实体的发热片（S2）中：所有的过水孔（S210）以中央孔（S22）的轴线为阵列中心以圆周阵列的形式均匀的分布；

加热实体中：发热片（S2）的数量为至少三个；

加热实体中：发热片（S2）的中央孔（S22）的直径大于绝缘柱（S4），发热片（S2）的中央孔（S22）的直径小于入水柱（S13）的外表面柱面的直径；

加热实体中：所有发热片（S2）都是下底面朝下，上底面朝上，所有发热片（S2）的中央孔（S22）穿在绝缘柱（S4）上，所有发热片（S2）的中央孔（S22）与绝缘柱（S4）之间构成转动连接，非队列最下端的发热片（S2）的下表面（S20）依靠自身的空心台柱（S99）与自身下方的发热片（S2）的上表面（S21）构成可滑动的接触；

加热实体中：最下端的发热片（S2）依靠自身的空心台柱（S99）与入水柱（S13）的上底面构成可滑动的接触；

加热实体中：螺帽（S3）的外直径大于发热片（S2）的中央孔（S22）的直径，螺帽（S3）与绝缘柱（S4）上端的螺纹相螺接，一防止发热片（S2）脱离；

加热实体中：线圈（XQ）绕在绝缘容器（S1）外，线圈（XQ）与绝缘容器（S1）共轴，给线圈（XQ）施加频率高于5K赫兹的脉冲电流，产生脉冲磁场，使发热片（S2）在电磁感应的作用下发热并将热传递给绝缘容器（S1）的容腔（S11）内的水，由于水主要从发热片（S2）的过水孔（S210）中穿过，由于过水孔（S210）的第一斜面（S214）、第二斜面（S213）对水的剪切作用使发热片（S2）绕轴线旋转，从而使得发热片（S2）表面与水之间构成滑动，依靠快速的滑动使热传导更加均匀，减少了热力紊流、湍流的产生，增加了导热效率和导热速度。

实施实例22、如实施实例21，进一步地，加热实体的绝缘容器（S1）的制造材料为耐高温塑料。

特别说明：发明人在实施实例1的单片机中烧录了如下C语言代码经由keilC51编译器产生的HEX文件，下面的代码并非最终产品的全部代码，但本领域技术人员使用实施实例1的电路设计结合本代码经由keilC51编译器产生的HEX文件，即可实现一个热水器的控制系统，无需改动设计任何一处，达到了专利法对专利文档的公开要求。

#include<reg52.h>

#include"LCD1602.h"

//系统允许标志

bitAvaliable_Flag=1；

bitflag1s=1；//1秒标志

//水位阈值开关

sbitw_gata=P0^2；

//蜂鸣器报警

sbitBUZZ=P0^3；

//led显示工作状态

sbitled1=P0^4；//电源指示灯

sbitled2=P0^5；//水位指示灯

sbitled3=P0^6；//加热指示灯

sbitled4=P0^7；//温度到达设定温度

//水位温度设定可调

sbitt_up=P3^5；

sbitt_down=P3^6；

//温度

floattemprature_set=80；//温度设定值

floattemprature_now；//温度当前值

//水位

//floatwater_level_gate=1.2；//水位设定值

//floatwater_level_now；//水位当前值

//标志位

bitstop_heat=0；//停止加热标志

//lcd预显示

unsignedcharcodetab1[]="Lev："；

unsignedcharcodetab2[]="Gat："；

unsignedcharcodetab3[]="Tmp："；

unsignedcharcodetab4[]="set："；

//串口通信

unsignedcharT0RH=0；//T0重载值的高字节

unsignedcharT0RL=0；//T0重载值的低字节

voidConfigTimer0（unsignedintms）；

voidUartAction（unsignedchar*buf，unsignedcharlen）；

externvoidUartDriver（）；

externvoidConfigUART（unsignedintbaud）；

externvoidUartRxMonitor（unsignedcharms）；

externvoidUartWrite（unsignedchar*buf，unsignedcharlen）；

voidall_controll（）；

voidpwm_0808（floatdc）；

voidshow_adc0832（float*level_now）；

voidshow_tempture（float*temp_now）；

bitCmpMemory（unsignedchar*ptr1，unsignedchar*ptr2，unsignedcharlen）；

floatabs（floata）；

externbitStart18B20（）；

externbitGet18B20Temp（int*temp）；

voidmain（）

{

unsignedchari；

EA=1；//开总中断

ConfigTimer0（1）；//配置T0定时1ms

ConfigUART（9600）；//配置波特率为9600

Start18B20（）；//启动DS18B20

init1602（）；

//液晶初始化显示

LcdSetCursor（0，1）；

for（i=0；tab2[i]；++i）

write1602_dat（tab3[i]）；

LcdSetCursor（9，1）；

for（i=0；tab1[i]；++i）

write1602_dat（tab4[i]）；

led1=1；//电源指示灯，正常工作

while（1）

{

if（flag1s）//每秒读一次温度，避免经常打断中断

{

flag1s=0；

show_tempture（&temprature_now）；

}

all_controll（）；

UartDriver（）；//调用串口驱动

}

}

//总控制

voidall_controll（）

{

//温度设定

if（t_up==0）

{

while（t_up==0）；

temprature_set+=1；

}

if（t_down==0）

{

while（t_down==0）；

temprature_set-=1；

}

//水位控制

if（w_gata）

{

led2=0；//水位正常

BUZZ=0；//不报警

//温度控制

if（temprature_now<temprature_set）

{

stop_heat=0；

led3=1；//加热

led4=0；//保温

}

else

{

led3=0；//保温

led4=1；//保温

if（temprature_now-temprature_set>1）

{

stop_heat=1；

}

else

{

stop_heat=0；

}

}

}

else

{

led2=1；//水位过低

BUZZ=1；//报警

led3=0；//停止加热

led4=0；//关闭保温

stop_heat=1；

}

if（!stop_heat）//最简单的温度P控制

{pwm_0808（int）（100-temprature_now）；}

else

{

pwm_0808（0）；

}

}

//通过控制比较电平来输出不同占空比方波

voidpwm_0808（floatdc）

{

intx；

x=（int）（dc*256/100）；

if（x>255）{x=255；}

P1=x；

}

//18B20显示温度

voidshow_tempture（float*temp_now）

{

bitres；

inttemp；//读取到的当前温度值

intintT，decT；//温度值的整数和小数部分

unsignedcharlen；

unsignedcharstr[12]；

res=Get18B20Temp（&temp）；//读取当前温度

if（res）//读取成功时，刷新当前温度显示

{

intT=temp>>4；//分离出温度值整数部分

decT=temp&0xF；//分离出温度值小数部分

len=IntToString（str，intT）；//整数部分转换为字符串

str[len++]='.'；//添加小数点

decT=（decT*10）/16；//二进制的小数部分转换为1位十进制位

str[len++]=decT+'0'；//十进制小数位再转换为ASCII字符

str[len]='\0'；//添加字符串结束符

LcdShowStr（4，1，str）；//显示到液晶屏上

//得到当前温度

*temp_now=intT+（float）decT/10；

}

//设定温度显示

LcdSetCursor（13，1）；

write1602_dat（'0'+（int）temprature_set/10）；

write1602_dat（'0'+（int）temprature_set%10）；

Start18B20（）；//重新启动下一次转换

}

floatabs（floata）

{

if（a<0）

{a=-a；}

returna；

}

/*内存比较函数，比较两个指针所指向的内存数据是否相同，

ptr1-待比较指针1，ptr2-待比较指针2，len-待比较长度

返回值-两段内存数据完全相同时返回1，不同返回0*/

bitCmpMemory（unsignedchar*ptr1，unsignedchar*ptr2，unsignedcharlen）

{

while（len--）

{

if（*ptr1++!=*ptr2++）//遇到不相等数据时即刻返回0

{

return0；

}

}

return1；//比较完全部长度数据都相等则返回1

}

/*串口动作函数，根据接收到的命令帧执行响应的动作

buf-接收到的命令帧指针，len-命令帧长度*/

voidUartAction（unsignedchar*buf，unsignedcharlen）

{

unsignedchari，send_len；

unsignedcharcodecmd0[]="start"；//开蜂鸣器命令

unsignedcharcodecmd1[]="stop"；//关蜂鸣器命令

unsignedcharcodecmd2[]="add"；//字符串显示命令

unsignedcharcodecmd3[]="dec"；//字符串显示命令

unsignedcharcodecmdLen[]={//命令长度汇总表

sizeof（cmd0）-1，sizeof（cmd1）-1，sizeof（cmd2）-1，sizeof（cmd3）-1，

}；

unsignedcharcode*cmdPtr[]={//命令指针汇总表

&cmd0[0]，&cmd1[0]，&cmd2[0]，&cmd3[0]，

}；

for（i=0；i<sizeof（cmdLen）；i++）//遍历命令列表，查找相同命令

{

if（len>=cmdLen[i]）//首先接收到的数据长度要不小于命令长度

{

if（CmpMemory（buf，cmdPtr[i]，cmdLen[i]）//比较相同时退出循环

{

break；

}

}

}

switch（i）//循环退出时i的值即是当前命令的索引值

{

case0：

Avaliable_Flag=1；

break；

case1：

Avaliable_Flag=0；

break；

case2：temprature_set++；send_len=IntToString（buf，（int）temprature_now）；UartWrite（buf，send_len+1）；

break；

case3：temprature_set--；send_len=IntToString（buf，（int）temprature_now）；UartWrite（buf，send_len+1）；

break；

default：//未找到相符命令时，给上机发送“错误命令”的提示

UartWrite（"badcommand.\r\n"，sizeof（"badcommand.\r\n"）-1）；

return；

}

}

/*配置并启动T0，ms-T0定时时间*/

voidConfigTimer0（unsignedintms）

{

unsignedlongtmp；//临时变量

tmp=11059200/12；//定时器计数频率

tmp=（tmp*ms）/1000；//计算所需的计数值

tmp=65536-tmp；//计算定时器重载值

tmp=tmp+32；//补偿中断响应延时造成的误差

T0RH=（unsignedchar）（tmp>>8）；//定时器重载值拆分为高低字节

T0RL=（unsignedchar）tmp；

TMOD&=0xF0；//清零T0的控制位

TMOD|=0x01；//配置T0为模式1

TH0=T0RH；//加载T0重载值

TL0=T0RL；

ET0=1；//使能T0中断

TR0=1；//启动T0

}

/*T0中断服务函数，执行串口接收监控和蜂鸣器驱动*/

voidInterruptTimer0（）interrupt1

{

staticintms_cnt；

ms_cnt++；

if（ms_cnt>1000）{flag1s=1；ms_cnt=0；} //定时1秒

TH0=T0RH；//重新加载重载值

TL0=T0RL；

UartRxMonitor（1）；//串口接收监控

}

以上实施实例不是对本发明的保护范围的限定。

Claims (9)

1.具有水位开关的控制系统，其特征在于：

包括控制电路；

还包括水位开关；

还包括无线通讯模块；

控制电路包含供电电路、控制单元、方波输出模块、驱动电路；

控制电路中：供电电路的作用是将交流市电转换成直流电；供电电路为控制单元、方波输出模块、驱动电路提供运行所需的电能；

控制电路中：控制单元用于整个系统的运算处理、流程控制、数据处理；

控制电路中：控制单元能够输出可调整的直流电压作为比较电压；

控制电路中：方波输出模块具有三角波发生电路、比较器，方波输出模块的三角波发生电路产生的三角波输入到比较器的同相输入端，控制单元输出的比较电压输入到方波输出模块的反相输入端，三角波与比较电压经由比较器的比较产生占空比可调的方波，控制单元调节比较电压的大小即可获得不同的占空比的方波，占空比的调节范围为0~100%，依次实现功率调节；

控制电路中：驱动电路用于实现大功率方波输出，驱动电路的信号输入端与方波输出模块的输出端与驱动电路相连；

控制电路中：驱动电路用于驱动电磁感应加热装置的电磁线圈；

水位开关用于感应被加热水的水位；

水位开关与控制电路的控制单元相连，当水位过低时水位开关为控制电路的控制单元提供水位信息；

无线通讯模块用于无线通讯，可以连接互联网或者只能移动设备，方便控制；

无线通讯设备与控制电路的控制单元相连，无线通讯设备能够向控制电路的控制单元传送无线通讯设备所接受到的信号。

2.如权利要求1所述的具有水位开关的控制系统，其特征在于：控制电路的供电电路具有隔离变压器用于防止使用者对地触电。

3.如权利要求1所述的具有水位开关的控制系统，其特征在于：水位开关是浮子开关。

4.如权利要求1所述的具有水位开关的控制系统，其特征在于：无线通讯模块为蓝牙串口模块。

5.如权利要求1所述的具有水位开关的控制系统，其特征在于：控制电路的供电电路包含滤波电路用于减少直流的波动。

6.如权利要求1所述的具有水位开关的控制系统，其特征在于：水位开关为电阻感应型。

7.如权利要求1所述的具有水位开关的控制系统，其特征在于：无线通讯模块为533兆电磁波通讯模块。

8.如权利要求1所述的具有水位开关的控制系统，其特征在于：控制电路的供电电路包含稳压芯片提高直流输出品质。

9.智能热水设备，其特征在于：具有权利要求1所述的技术方案。