CN107166743A - 一种基于物联网的贮水式电热水器及其温度控制系统 - Google Patents
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- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H9/00—Details
- F24H9/20—Arrangement or mounting of control or safety devices
- F24H9/2007—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heaters
- F24H9/2014—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heaters using electrical energy supply
- F24H9/2021—Storage heaters
Abstract
本发明属于物联网技术领域，具体涉及一种基于物联网的贮水式电热水器及其温度控制系统，包括热水器设备本体、传输网络以及热水器温度控制系统；其中，热水器设备本体内设有水位测量仪和水温探测装置；热水器温度控制系统包括户外环境检测装置、控制模块、加水装置和温度调节装置。本发明相比现有技术具有以下优点：本发明中贮水式电热水器通过智能控制和人工控制相结合，改变热水器的使用方式，通过采集到的数据计算最佳洗澡温度，通过与最优省电模式相结合，能在提高使用者洗澡健康程度的前提下节省用电，通过设置安全控制系统避免出现安全事故，还能有效避免贮水式电热水器长时间存水，延长贮水式电热水器的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于物联网技术领域，具体涉及一种基于物联网的贮水式电热水器及其温度控制系统。
背景技术
随着人们生活水平的提高和生活节奏的加快，人们对生活用品不仅仅局限于满足基本的使用要求，随着技术的进步，智能化家居逐步进入人们的生活中，但用于洗澡的热水器还仅仅局限于能够简单的控制加热，洗澡水的温度对亚健康人群的身体健康都有着很大的关系，天气干燥时，如果温度过高会容易引起皮肤瘙痒等问题，如果温度过高，还可能会使全身表皮血管扩张，心脑血流量减少，发生缺氧，还可能会破坏皮肤的保护层，使其丧失对污染及细菌的抵抗能力，而温度过低又可能会使人着凉，因此，洗澡水的最佳温度与室外温度和湿度都有一定联系；另外，电热水器的加热需要一定的时间，加热时用电量相对较大，保温时用电量相对较小，加热用电如果在用电高峰期，可能会增加加热用电费用，加大高峰期用电负担，因此，可根据用户的使用要求结合相应电费标准得出最优用电方案；现有热水器还存在反复加热，在热水器底部容易积垢，对热水器造成腐蚀的问题，如果长时间不适用，水在热水器中停留，容易生菌，影响热水器内部卫生，而以上这些问题均为得到有效解决。
发明内容
本发明的目的是针对现有问题，提供了一种基于物联网的贮水式电热水器及其温度控制系统。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种基于物联网的贮水式电热水器，包括热水器设备本体、传输网络以及热水器温度控制系统；其中，热水器设备本体内设有水位测量仪和水温探测装置；热水器温度控制系统包括户外环境检测装置、控制模块、加水装置和温度调节装置；
由水位测量仪、水温探测装置和户外环境检测装置所采集的数据输入控制模块，同时通过通信网络将数据传输至上位机；
所述控制模块通过收集到的数据信息与人工设定的数据比较，根据比较结果发送相应的控制命令给可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器根据控制命令控制各装置工作状态；
所述传输网络为基于ZigBee通信协议的无线传感器网络技术，上位机接收并处理所得数据，方便人们实时查询并进行相应控制。
作为对上述方案的进一步改进，所述户外环境检测装置包括气温检测模块和湿度检测模块。
作为对上述方案的进一步改进，所述传输网络和上位机之间还设有网关，网关通过sim900模块与Internet网连接，将采集得到的数据打包发送至上位机。
作为对上述方案的进一步改进，所述热水器设备本体底部设有出水口，出水口的启闭由控制模块或人工通过上位机控制，可以防止热水器中长时间存水，保证热水器设备内的卫生。
作为对上述方案的进一步改进，所述上位机为电脑，使用QTcreator设计图形界面，用于显示数据以及操作；所述上位机为手机，通过编写手机APP对数据检测结果、控制进程进行查询以及控制。
一种基于物联网的贮水式电热水器的温度控制系统，所述温度控制系统的工作过程为：通过户外环境检测装置对室外温度、湿度进行检测，检测结果输入控制模块后与设定数据比对，得出最佳洗澡温度，根据用水量需求的预设，使加水装置开始加水，在加水过程中利用水位测量仪检测热水器设备中实时水位，并将实时水位反馈到控制模块同时通过传输网络传输到上位机，当到达设定水位时，加水装置停止加水，同时温度调节装置开始工作，加热到最佳洗澡温度后停止加热开始保温，直到使用时或人工控制停止加热或保温。
作为对上述方案的进一步改进，所述控制模块可通过设定系统自动控制或人工通过上位机控制，人工通过上位机控制权限大于设定系统自动控制。
作为对上述方案的进一步改进，所述控制模块还包括安全控制系统，安全控制系统为在出现短路或空加热等非正常情况时及时断电，并通过传输系统向上位机发出警示信号，安全控制系统的控制权限大于人工通过上位机控制。
作为对上述方案的进一步改进，所述温度控制系统还包括省电模式，通过对各时段电费、热水器的使用频率统计分析得出能够保证使用者能在相应时间正常使用的技术方案，并在各技术方案中选择最优省电模式作为控制模块的设定基础。
上位机可对采集到的数据以及控制模块的工作进程进行实时记录，方便使用者进行监控和操作，可根据整个系统做适用于特定使用者的个性化设置。
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明中贮水式电热水器通过智能控制和人工控制相结合，改变热水器的使用方式，通过采集到的数据计算最佳洗澡温度，通过与最优省电模式相结合，能在提高使用者洗澡健康程度的前提下节省用电，通过设置安全控制系统避免出现安全事故，还能有效避免贮水式电热水器长时间存水，延长贮水式电热水器的使用寿命。
附图说明
图1是本发明的控制示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
如图1中所示，一种基于物联网的贮水式电热水器，包括热水器设备本体、传输网络以及热水器温度控制系统；其中，热水器设备本体内设有水位测量仪和水温探测装置；热水器温度控制系统包括户外环境检测装置、控制模块、加水装置和温度调节装置；
由水位测量仪、水温探测装置和户外环境检测装置所采集的数据输入控制模块，同时通过通信网络将数据传输至上位机；
所述控制模块通过收集到的数据信息与人工设定的数据比较，根据比较结果发送相应的控制命令给可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器根据控制命令控制各装置工作状态；
所述传输网络为基于ZigBee通信协议的无线传感器网络技术，上位机接收并处理所得数据，方便人们实时查询并进行相应控制。
其中，所述户外环境检测装置包括气温检测模块和湿度检测模块。
其中，所述传输网络和上位机之间还设有网关，网关通过sim900模块与Internet网连接，将采集得到的数据打包发送至上位机。
其中，所述热水器设备本体底部设有出水口，出水口的启闭由控制模块或人工通过上位机控制，可以防止热水器中长时间存水，保证热水器设备内的卫生。
其中，所述上位机为电脑，使用QTcreator设计图形界面，用于显示数据以及操作；所述上位机为手机，通过编写手机APP对数据检测结果、控制进程进行查询以及控制。
一种基于物联网的贮水式电热水器的温度控制系统，所述温度控制系统的工作过程为：通过户外环境检测装置对室外温度、湿度进行检测，检测结果输入控制模块后与设定数据比对，得出最佳洗澡温度，根据用水量需求的预设，使加水装置开始加水，在加水过程中利用水位测量仪检测热水器设备中实时水位，并将实时水位反馈到控制模块同时通过传输网络传输到上位机，当到达设定水位时，加水装置停止加水，同时温度调节装置开始工作，加热到最佳洗澡温度后停止加热开始保温，直到使用时或人工控制停止加热或保温；
所述控制模块可通过设定系统自动控制或人工通过上位机控制，人工通过上位机控制权限大于设定系统自动控制；
所述控制模块还包括安全控制系统，安全控制系统为在出现短路或空加热等非正常情况时及时断电，并通过传输系统向上位机发出警示信号，安全控制系统的控制权限大于人工通过上位机控制；
如图1中所示，系统自动控制为3级控制，人工通过上位机控制为2级控制，安全控制系统为1级控制。
其中，所述温度控制系统还包括省电模式，通过对各时段电费、热水器的使用频率统计分析得出能够保证使用者能在相应时间正常使用的技术方案，并在各技术方案中选择最优省电模式作为控制模块的设定基础。
上位机可对采集到的数据以及控制模块的工作进程进行实时记录，方便使用者进行监控和操作，可根据整个系统做适用于特定使用者的个性化设置。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于物联网的贮水式电热水器，其特征在于,包括热水器设备本体、传输网络以及热水器温度控制系统；其中，热水器设备本体内设有水位测量仪和水温探测装置；热水器温度控制系统包括户外环境检测装置、控制模块、加水装置和温度调节装置；
由水位测量仪、水温探测装置和户外环境检测装置所采集的数据输入控制模块，同时通过通信网络将数据传输至上位机；
所述控制模块通过收集到的数据信息与人工设定的数据比较，根据比较结果发送相应的控制命令给可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器根据控制命令控制各装置工作状态；
所述传输网络为基于ZigBee通信协议的无线传感器网络技术，上位机接收并处理所得数据，方便人们实时查询并进行相应控制。
2.如权利要求1所述一种基于物联网的贮水式电热水器，其特征在于，所述户外环境检测装置包括气温检测模块和湿度检测模块。
3.如权利要求1所述一种基于物联网的贮水式电热水器，其特征在于，所述传输网络和上位机之间还设有网关，网关通过sim900模块与Internet网连接，将采集得到的数据打包发送至上位机。
4.如权利要求1所述一种基于物联网的贮水式电热水器，其特征在于，所述热水器设备本体底部设有出水口，出水口的启闭由控制模块或人工通过上位机控制。
5.如权利要求1所述一种基于物联网的贮水式电热水器，其特征在于，所述上位机为电脑，使用QTcreator设计图形界面，用于显示数据以及操作。
6.如权利要求1所述一种基于物联网的贮水式电热水器，其特征在于，所述上位机为手机，通过编写手机APP对数据检测结果、控制进程进行查询以及控制。
7.一种如权利要求1所述基于物联网的贮水式电热水器的温度控制系统，其特征在于，所述温度控制系统的工作过程为：通过户外环境检测装置对室外温度、湿度进行检测，检测结果输入控制模块后与设定数据比对，得出最佳洗澡温度，根据用水量需求的预设，使加水装置开始加水，在加水过程中利用水位测量仪检测热水器设备中实时水位，并将实时水位反馈到控制模块同时通过传输网络传输到上位机，当到达设定水位时，加水装置停止加水，同时温度调节装置开始工作，加热到最佳洗澡温度后停止加热开始保温，直到使用时或人工控制停止加热或保温。
8.如权利要求7所述一种基于物联网的贮水式电热水器的温度控制系统，其特征在于，所述控制模块可通过设定系统自动控制或人工通过上位机控制，人工通过上位机控制权限大于设定系统自动控制。
9.如权利要求8所述一种基于物联网的贮水式电热水器的温度控制系统，其特征在于，所述控制模块还包括安全控制系统，安全控制系统的控制权限大于人工通过上位机控制。
10.如权利要求9所述一种基于物联网的贮水式电热水器的温度控制系统，其特征在于，所述温度控制系统还包括省电模式，通过对各时段电费、热水器的使用频率统计分析得出能够保证使用者能在相应时间正常使用的技术方案，并在各技术方案中选择最优省电模式作为控制模块的设定基础。
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2017
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