CN108319302B - 一种用水管理系统以及管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用水管理系统以及管理方法，适用于家居用水总管处，所述用水管理系统包括微处理器以及电连接所述微处理器的流量传感器、电磁阀和发电机；所述水龙头通过不同的开合方式调节用水总管内供水的水流参数并发起用水请求；所述流量传感器用于检测所述水流参数并发送给微处理器；所述微处理器用于根据预设的用户请求模式通过所述水流参数识别用户的用水请求并产生一控制信号；所述电磁阀用于接收所述控制信号，并在所述控制信号包含的供水时间结束后自动关闭所述用水总管。本发明提供的用水管理系统以及管理方法通过不同预定配额的用水请求模式教导用户养成良好的用水习惯，从而最小化不必要的水使用或水损失，符合绿色环保的发展潮流。

Description

一种用水管理系统以及管理方法

技术领域

本发明涉及用水管理，尤其涉及一种用水管理系统以及管理方法。

背景技术

水资源是人们赖以生存的最珍贵的资源。但是，在人们的日常生活中，浪费水的情况还是非常普遍的，例如大部分家庭都没有建立起良好的用水习惯，例如洗手、洗衣以及洗浴时都存在过量用水的情况，造成水资源的不必要浪费，不符合绿色环保的发展潮流；且用户在停止用水时忘记关闭水龙头，水龙头因损坏而不能正常关闭，或者因各种原因导致水管爆裂，都会造成水资源的大量浪费，也常常把室内变成泽国，导致家居财务损失严重。

因此，需要建立一种用水管理系统以及管理方法以避免上述人为错误或意外发生造成的水资源浪费现象。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术中由于人为错误或者意外造成的水资源浪费现象提供一种绿色环保、使用方便的用水管理系统以及管理方法。

本发明就上述技术问题而提出的技术方案如下：一方面，提供一种用水管理系统，用于家居用水总管处，所述用水总管的一端为进水口，所述用水总管的另一端通过对应的供应线路分别连接不同的水龙头，所述用水管理系统包括微处理器以及电连接所述微处理器的流量传感器、电磁阀和发电机；

所述水龙头通过不同的开合方式调节用水总管内供水的水流参数并发起用水请求；

所述流量传感器位于所述用水总管的进水口处，用于检测所述水流参数并发送给微处理器；

所述微处理器用于根据预设的用户请求模式通过所述水流参数识别用户的用水请求并产生一控制信号；

所述电磁阀位于所述用水总管的出水口处，用于接收所述控制信号，并在所述控制信号包含的供水时间结束后自动关闭所述用水总管。

在本发明上述的用水管理系统中，所述微处理器包括控制电路以及预置有多种用水请求模式的存储模块，每一所述用水请求模式对应一水龙头的开合方式；

所述水龙头的开合方式包括水龙头的打开和/或闭合次数，以及相邻两次水龙头打开和闭合之间的间歇时间；

所述水流参数包括水流流量和水流时间，所述水龙头的打开或闭合用于调节所述水流流量，所述相邻两次水龙头打开和闭合之间的间歇时间用于调节所述水流时间。

在本发明上述的用水管理系统中，所述控制信号还包括一距离所述供水时间结束前设置的缓冲时间；

在所述缓冲时间内，所述电磁阀逐渐调低开合度以降低所述用水总管内的水流流量，用于提醒用户所述电磁阀即将自动关闭；

所述控制电路用于识别在距离所述供水时间结束前的缓冲时间内水龙头的手动关闭，并在水龙头手动关闭后将上一次所述用水总管的供水时间对应的控制信号重新发送给电磁阀，所述电磁阀按照上一次所述用水总管的供水时间继续给用户供水。

在本发明上述的用水管理系统中，所述控制电路还用于在所述电磁阀自动关闭后发送一注水信号到电磁阀，所述电磁阀根据所述注水信号打开所述用水总管给每一供应线路注水；

所述微处理器还包括：

报警模块，用于在注水期间所述控制电路检测到任一水龙头未正常关闭和/或供应线路出现漏水后发出警报，同时，所述控制电路控制所述电磁阀关闭用水总管，停止给所述供应线路注水；

电池，用于存储所述发电机产生的电力并为所述用水管理系统提供电能。

在本发明上述的用水管理系统中，所述流量传感器包括串联设置于所述用水总管内的传感器进水口和传感器出水口，设置于所述传感器进水口和传感器出水口之间的传感器扇叶，以及电连接所述传感器扇叶的感应器；

所述感应器用于将传感器扇叶的转动速度转换成电子信号并发送给所述控制电路，所述控制电路根据所述电子信号计算所述水流流量和水流时间。

在本发明上述的用水管理系统中，所述电磁阀包括设于所述用水总管内的球形开关、转动连接所述球形开关的驱动电机以及电连接所述控制电路的电磁阀控制中心；

所述电磁阀控制中心用于接收所述控制信号，并按照所述控制信号控制驱动电机带动所述球形开关旋转，以打开或关闭所述用水总管。

在本发明上述的用水管理系统中，所述发电机位于所述流量传感器和电磁阀之间，包括串联设置于所述用水总管内的发电机进水口和发电机出水口，设置于所述发电机进水口和发电机出水口之间的发电机扇叶，以及转动连接所述发电机扇叶的马达；

所述马达用于在所述发电机扇叶转动后进行发电。

在本发明上述的用水管理系统中，所述用水管理系统还包括紧邻每一水龙头设置的位置检测电路，所述位置检测电路用于检测水龙头的开合状态，并将检测到的水龙头开合状态信号发送给所述微处理器。另一方面，提供一种用水管理方法，所述用水管理方法包括以下步骤：

S10：通过水龙头不同的开合方式调节用水总管内供水的水流参数并发起用水请求；

S20：检测所述用水总管内供水的水流参数；

S30：根据预设的用户请求模式通过所述水流参数识别用户的用水请求并产生一控制信号；

S40：在所述控制信号包含的供水时间结束后自动关闭所述用水总管。

在本发明上述的用水管理方法中，所述用水管理方法还包括：

预置多种用水请求模式，每一所述用水请求模式对应一水龙头的开合方式；所述水龙头的开合方式包括水龙头的打开和/或闭合次数，以及相邻两次水龙打开和闭合之间的间歇时间；

所述水流参数包括水流流量和水流时间，所述水流流量根据所述水龙头的打开或闭合进行调节，所述水流时间根据相邻两次水龙头打开和闭合之间的间歇时间进行调节。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明提供的用水管理系统以及管理方法能够控制整个家居内一个或多个区域的水供应，用户通过水龙头不同的开合方式即可请求不同预定供水时间的用水请求模式，从而教导用户养成良好的用水习惯，最小化不必要的水使用或水损失，符合绿色环保的发展潮流。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1为本发明实施例提供的用水管理系统的示意图；

图2为本发明实施例提供的微处理器的示意图；

图3为本发明实施例提供的流量传感器的示意图；

图4为本发明实施例提供的电磁阀的示意图；

图5为本发明实施例提供的发电机的示意图；

图6为本发明实施例提供的用水管理方法的操作步骤流程图。

具体实施方式

下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进行进一步详细说明。

如图1所示，本发明提供的用水管理系统包括微处理器10以及电连接微处理器10的流量传感器20、电磁阀30和发电机40；其中，流量传感器20、发电机40和电磁阀30依次紧邻用水总管进水口处设置，所述用水总管的另一端通过对应的供应线路分别连接位于不同使用地点的水龙头。本实施例中，流量传感器20距离用水总管进水口的距离优选为10cm，才能有效发挥所述用水管理系统的管理和保护功能。

在实际使用时，用户可通过供应线路末端的任一水龙头以不同的开合方式发起不同的用水请求，此时，用水总管内供水的水流参数因水龙头的开合方式不同而发生变化，流量传感器20位于用水总管的进水口处，即可检测到所述水流参数并将所述水流参数发送给微处理器10，微处理器10根据预设的用户请求模式匹配所述水流参数，从而识别用户的用水请求并产生一控制信号；电磁阀30位于用水总管的出水口处，接收所述控制信号并在控制信号包含的供水时间结束后自动关闭用水总管以停止供水。

进一步地，如图2所示，微处理器10包括控制电路11以及电连接控制电路11的存储模块12、电池13和报警模块14。其中，控制电路11、存储模块12、电池13和报警模块14均设置于同一PCB电路板上，电池13用于存储发电机发电产生的电力并为所述用水管理系统提供电能。

存储模块12预置有多种用水请求模式，每一所述用水请求模式对应一种水龙头的开合方式；所述水龙头的开合方式包括若干次水龙头的打开和/或闭合，以及相邻两次水龙头打开和闭合之间的间歇时间；

本实施例中，所述用水请求模式包括但不限于：

第一用水请求模式，匹配用户直接打开水龙头的开合方式；第一用水请求模式的供水时间为1分钟，适用于诸如洗手等用水场景；

第二用水请求模式，匹配用户打开水龙头后5s内关闭水龙头，再在5s内又重新打开水龙头的开合方式；第二用水请求模式的供水时间为20分钟，适用于诸如洗澡/洗碗等用水场景；且在第二用水请求模式的供水时间内，用户手动关闭水龙头超过2分钟以上，微处理器结束本次用水请求，若需要用水，用户需要通过水龙头的开合重新发起用水请求；

第三用水请求模式，匹配用户打开水龙头后5s内关闭水龙头，再在5s内又重新打开水龙头，再在5s内再次关闭水龙头，再在5s内又重新打开水龙头的开合方式；第三用水请求模式的供水时间为60分钟，适用于诸如洗衣等用水场景；且在第三用水请求模式的供水时间内，用户即使手动关闭水龙头，微处理器不会结束本次用水请求，用户可以在供水时间内随时打开水龙继续供水，直到供水时间结束后自动关闭电磁阀以结束本次用水请求。

作为另一示例，可以在每一供应线路的末端设置选择按键，每一选择按键匹配一种用水请求模式，用户可以通过所述选择按键直接选择预设的用水请求模式，操作更加便利。

作为另一示例，所述用水管理系统还包括紧邻每一水龙头手柄设置的位置检测电路，所述位置检测电路可优选为霍尔传感器，以检测水龙头的开合状态；同时，所述位置检测电路将检测到的水龙头开合状态信号通过无线或有线传送的方式发送给控制电路。

这样，该示例中，用户通过水龙头不同的开合方式发出用水请求，可以有两种路径传送给微处理器，一是位置检测电路直接传送水龙头开合状态信号，二是流量传感器间接传送水龙头开合状态信号，两种方式并行可以增加用水管理系统的使用安全性。

本发明提供的用水管理系统通过设置于用水总管进水口处的流量传感器20检测用水总管内供水的水流参数并发送给微处理器10，所述水流参数包括水流流量和水流时间；需要说明的是，当水龙头打开时，用水总管内的水流流量会发生变化，当水龙头关闭时，水流流量为零，通过记录水流流量的变化即可检测两次水龙头打开和闭合之间的间歇时间。

进一步地，控制电路发送给电磁阀的控制信号还包括一距离供水时间结束前设置的缓冲时间，所述缓冲时间可优选为6～8秒，在缓冲时间内，电磁阀30逐渐调低开合度以降低用水总管内的水流流量，以提醒用户供水时间即将结束且电磁阀30即将自动关闭；此时，如果用户在所述供水时间结束前的缓冲时间内手动关闭水龙头，微处理器在水龙头手动关闭后将上一次用水总管的供水时间对应的控制信号重新发送给电磁阀，电磁阀按照上一次用水总管的供水时间继续给用户供水，即在一次用水请求结束后电磁阀没有自动关闭，继续打开供水，以提高所述用水管理系统的用水便利性。

进一步地，控制电路还用于在所述供水时间结束，电磁阀自动关闭后发送一注水信号给到电磁阀，电磁阀根据所述注水信号打开用水总管给每一供应线路注水，方便用户下一次的用水；

此时，若任一供应线路末端的水龙头未正常关闭或管道出现漏水现象，供水总管内的供水会一直处于流动状态，控制电路通过流量传感器检测到水流流量且并不在供水时间内，控制报警模块发出警报，同时控制电磁阀关闭用水总管，停止给供应线路注水，避免水资源的大量浪费。

进一步地，如图3所示，流量传感器20串联设置于用水总管内的传感器进水口21和传感器出水口22、设置于传感器进水口21和传感器出水口22之间的传感器扇叶23，以及连接传感器扇叶23的感应器24；当用水总管内的供水流经流量传感器20时，传感器扇叶23会转动，感应器24将传感器扇叶23的转动速度转换成电子信号并发送给控制电路11，控制电路11根据所述电子信号计算所述水流流量和水流时间。

进一步地，如图4所示，电磁阀30包括设置于用水总管内的球形开关31、转动连接球形开关31的驱动电机32以及电连接驱动电机32的电磁阀控制中心33；球形开关31的外形轮廓与用水总管的内壁相匹配，以完全闭合用水总管，且驱动电机32能够以一定角度旋转球形开关31从而调节电磁阀的开合度；

电磁阀控制中心33电连接控制电路11，用于接收控制电路发送的控制信号，并按照所述控制信号控制驱动电机32带动球形开关31旋转，以打开或关闭用水总管。

进一步地，如图5所示，发电机40包括串联设置于用水总管内的发电机进水口41和发电机出水口42、设置于发电机进水口41和发电机出水口42之间的发电机扇叶43以及转动连接发电机扇叶43的马达44；当用水总管内的供水流经发电机40时，发电机扇叶43转动并带动马达44转动进行发电，马达44还电连接电池13，该发电产生电力会对电池13进行充电，电池13用于为微处理器和电磁阀提供电力支持。本发明提供的用水管理系统无需外接电源，其完全通过发电机水力发电产生的能源来供应电力，从而达到环保节能的目的。

进一步地，本实施例还提供一种用水管理方法，如图6所示，所述用水管理方法包括以下步骤：

S10：通过水龙头不同的开合方式调节用水总管内供水的水流参数并发起用水请求；

S20：检测所述用水总管内供水的水流参数；

S30：根据预设的用户请求模式通过所述水流参数识别用户的用水请求并产生一控制信号；

S40：在所述控制信号包含的供水时间结束后自动关闭所述用水总管。

需要注意的是，本实施例提供的用水管理方法是基于上述实施例提供的用水管理系统使用，故本领域技术人员应该可知，其相互之间相同或近似的技术特征均可以借鉴通用，所述用水管理系统所具有的技术效果，所述用水管理方法同样具有，在此不再赘述。

进一步地，所述用水管理方法还包括：

预置多种用水请求模式，每一所述用水请求模式对应一水龙头的开合方式；所述水龙头的开合方式包括水龙头的打开和/或闭合次数，以及相邻两次水龙打开和闭合之间的间歇时间；

所述水流参数包括水流流量和水流时间，所述水流流量根据所述水龙头的打开或闭合进行调节，所述水流时间根据相邻两次水龙头打开和闭合之间的间歇时间进行调节。

综上所述，本发明上述实施例提供的用水管理系统以及管理方法，适用于住宅的用水总管处能够控制整个家居内一个或多个区域的水供应，用户通过水龙头不同的开合方式即可请求不同预定供水时间的用水请求模式，从而教导用户养成良好的用水习惯，最小化不必要的水使用或水损失，且操作方便，符合绿色环保的发展潮流；用水管理系统还设置有报警模块，如果检测到不正常用水，例如水龙头忘记关闭或水管线路泄漏，能够发出警报通知用户采取补救措施，且及时关闭用水总管停止供水，避免事故的进一步恶化。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (7)

1.一种用水管理系统，用于家居用水总管处，所述用水总管的一端为进水口，所述用水总管的另一端通过对应的供应线路分别连接不同的水龙头，其特征在于，所述用水管理系统包括微处理器以及电连接所述微处理器的流量传感器、电磁阀和串联设置于所述用水总管内的发电机；通过所述发电机水力发电产生的能源来供应电力；

所述水龙头通过不同的开合方式调节用水总管内供水的水流参数并发起用水请求；

所述流量传感器位于所述用水总管的进水口处，用于检测所述水流参数并发送给微处理器；

所述微处理器用于根据预设的用户请求模式通过所述水流参数识别用户的用水请求并产生一控制信号；

所述电磁阀位于所述用水总管的出水口处，用于接收所述控制信号，并在所述控制信号包含的供水时间结束后自动关闭所述用水总管；

所述微处理器包括电池，用于存储所述发电机产生的电力并为所述用水管理系统提供电能；

所述微处理器包括控制电路以及预置有多种用水请求模式的存储模块，每一所述用水请求模式对应一水龙头的开合方式；

所述水龙头的开合方式包括水龙头的打开和/或闭合次数，以及相邻两次水龙头打开和闭合之间的间歇时间；

所述水流参数包括水流流量和水流时间，所述水龙头的打开或闭合用于调节所述水流流量，所述相邻两次水龙头打开和闭合之间的间歇时间用于调节所述水流时间；

所述控制信号还包括一距离所述供水时间结束前设置的缓冲时间；

在所述缓冲时间内，所述电磁阀逐渐调低开合度以降低所述用水总管内的水流流量，用于提醒用户所述电磁阀即将自动关闭；

所述控制电路用于识别在距离所述供水时间结束前的缓冲时间内水龙头的手动关闭，并在水龙头手动关闭后将上一次所述用水总管的供水时间对应的控制信号重新发送给电磁阀，所述电磁阀按照上一次所述用水总管的供水时间继续给用户供水。

2.根据权利要求1所述的用水管理系统，其特征在于，所述控制电路还用于在所述电磁阀自动关闭后发送一注水信号到电磁阀，所述电磁阀根据所述注水信号打开所述用水总管给每一供应线路注水；

所述微处理器还包括：

报警模块，用于在注水期间所述控制电路检测到任一水龙头未正常关闭和/或供应线路出现漏水后发出警报，同时，所述控制电路控制所述电磁阀关闭用水总管，停止给所述供应线路注水。

3.根据权利要求1所述的用水管理系统，其特征在于，所述流量传感器包括串联设置于所述用水总管内的传感器进水口和传感器出水口，设置于所述传感器进水口和传感器出水口之间的传感器扇叶，以及电连接所述传感器扇叶的感应器；

所述感应器用于将传感器扇叶的转动速度转换成电子信号并发送给所述控制电路，所述控制电路根据所述电子信号计算所述水流流量和水流时间。

4.根据权利要求1所述的用水管理系统，其特征在于，所述电磁阀包括设于所述用水总管内的球形开关、转动连接所述球形开关的驱动电机以及电连接所述控制电路的电磁阀控制中心；

所述电磁阀控制中心用于接收所述控制信号，并按照所述控制信号控制驱动电机带动所述球形开关旋转，以打开或关闭所述用水总管。

5.根据权利要求2所述的用水管理系统，其特征在于，所述发电机位于所述流量传感器和电磁阀之间，包括串联设置于所述用水总管内的发电机进水口和发电机出水口，设置于所述发电机进水口和发电机出水口之间的发电机扇叶，以及转动连接所述发电机扇叶的马达；所述马达用于在所述发电机扇叶转动后进行发电。

6.根据权利要求1所述的用水管理系统，其特征在于，所述用水管理系统还包括紧邻每一水龙头设置的位置检测电路，所述位置检测电路用于检测水龙头的开合状态，并将检测到的水龙头开合状态信号发送给所述控制电路。

7.一种用水管理方法，利用如权利要求1所述的用水管理系统，其特征在于，所述用水管理方法包括以下步骤：

S10：通过水龙头不同的开合方式调节用水总管内供水的水流参数并发起用水请求；

S20：检测所述用水总管内供水的水流参数；

S30：根据预设的用户请求模式通过所述水流参数识别用户的用水请求并产生一控制信号；

S40：在所述控制信号包含的供水时间结束后自动关闭所述用水总管；

所述用水管理方法还包括：

预置多种用水请求模式，每一所述用水请求模式对应一水龙头的开合方式；所述水龙头的开合方式包括水龙头的打开和/或闭合次数，以及相邻两次水龙打开和闭合之间的间歇时间；

所述水流参数包括水流流量和水流时间，所述水流流量根据所述水龙头的打开或闭合进行调节，所述水流时间根据相邻两次水龙头打开和闭合之间的间歇时间进行调节；

所述控制信号还包括一距离所述供水时间结束前设置的缓冲时间；

在所述缓冲时间内，电磁阀逐渐调低开合度以降低所述用水总管内的水流流量，用于提醒用户所述电磁阀即将自动关闭；

控制电路用于识别在距离所述供水时间结束前的缓冲时间内水龙头的手动关闭，并在水龙头手动关闭后将上一次所述用水总管的供水时间对应的控制信号重新发送给电磁阀，所述电磁阀按照上一次所述用水总管的供水时间继续给用户供水。

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