CN108786465A - 基于物联网的净水机管理方法和净水机系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于物联网的净水机管理方法和净水机系统，包括在每个用户终端的净水机中安装水质检测传感器、流量传感器以及单片机，净水机中的增压泵、各电控阀的控制端以及各传感器的信号输出端均与单片机电连接；单片机内置身份识别卡，单片机通过有线或无线的方式与广域网连接；在广域网上组件后台管理系统，后台管理系统通过广域网与每个用户终端的单片机通信连接，收集每台终端净水机的数据信息并向净水机发送控制指令；终端用户通过智能手机在后台管理系统注册用户，每个用户终端的净水机至少绑定一台智能手机，智能手机与对应净水机的身份识别卡绑定；后台管理系统通过广域网向终端用户的智能手机推送其所对应净水机的状态参数信息、故障信息以及费用管理信息。本发明实现了净水机的智能化管理和使用，操控更方便可靠，同时还能有效降低废水排量，并增加了净水机的使用寿命。

Description

基于物联网的净水机管理方法和净水机系统

技术领域

本发明涉及净水机技术领域，具体的说是一种基于物联网的净水机管理方法和净水机系统。

背景技术

随着工业化的发展，水污染问题逐渐加重。人们日常生活中的饮用水来源主要是自来水，尽管自来水经过沉淀、过滤、消毒等水处理工艺，但是，其水质仅能基本满足直饮水的标准。由于在自来水处理过程中各种因素的干扰以及输送中存在二次污染，自来水的水质很难满足人们健康饮水的要求。自来水中的TDS（总溶解性固体物质）值超高会直接影响饮水健康。饮用水安全问题逐渐被人们重视，越来越多的家庭和单位使用净水机来保障饮用水安全。

净水机按照过滤方式主要有微滤、超滤、纳滤及RO膜反渗透四种，其中以RO膜反渗透净水机较为普遍。在现有的RO膜反渗透净水机中，原水经过多级前置过滤后，经由增压泵增压并进入RO膜，经RO膜过滤后的净水分成两路，其中一路经由高压电磁阀后进入压力桶、另一路经复合滤芯过滤后连接净水龙头；经RO膜膜壳出来的废水则经由废水管路排出，废水管路上安装废水阀。但是，不论是RO膜反渗透净水机还是其它类型的净水机，均存在废水排量过多的问题，往往每产生1L净水，需要排放3L甚至更多的废水，导致水资源严重浪费。

净水机保障了人们的饮水安全，也为人们的生活带来了便利。但是，净水机的高额购买费用和后期维护费用，给用户带来了不小的负担，费用问题成为净水机大范围普及的重要限制因素。另外，净水机在使用中需要经常更换滤芯，更换滤芯需要由厂家的专业人员操作，如何监测并及时为用户更换滤芯，成为检验各个净水机厂家售后服务质量的重要标准，给净水机厂家提出了更高的要求。

由上述可知，水质问题、水资源浪费问题、费用问题以及售后服务问题是目前净水机领域的主要问题。随着物联网和共享经济的飞速发展，本案申请人研发出一种全新的净水机系统和净水机管理方法，以期改变传统的净水机使用模式，为人们带来更多优惠和便利。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于物联网的净水机管理方法和系统，该方法和系统实现了净水机的智能化管理和使用，操控更方便可靠，同时还能有效降低废水排量并能增加净水机的使用寿命。

为解决上述技术问题，本发明的基于物联网的净水机管理方法包括在每个用户终端的净水机中安装水质检测传感器、流量传感器以及单片机，净水机中的增压泵、各电控阀的控制端以及各传感器的信号输出端均与单片机电连接；单片机内置身份识别卡，单片机通过有线或无线的方式与广域网连接；在广域网上组件后台管理系统，后台管理系统通过广域网与每个用户终端的单片机通信连接，收集每台终端净水机的数据信息并向净水机发送控制指令；终端用户通过智能手机在后台管理系统注册用户，每个用户终端的净水机至少绑定一台智能手机，智能手机与对应净水机的身份识别卡绑定；后台管理系统通过广域网向终端用户的智能手机推送其所对应净水机的状态参数信息、故障信息以及费用管理信息。

所述状态参数信息包括TDS值信息和各个滤芯的剩余寿命信息，其中，TDS值信息包括净化前TDS值信息和净化后TDS值信息。

所述后台管理系统包括自助交费平台，终端用户通过智能手机连接自助交费平台并按净水机使用时间自助交费。

后台管理系统还包括检修人员数据库，检修人员通过智能手机在数据库中备案信息，当系统检测到某台终端净水机需要更换滤芯或出现故障信息时，后台管理系统通过广域网向检修人员的智能手机发送通知信息。

本发明方法中的净水机将原水经前置多级过滤后，由增压泵送入RO膜，RO膜的净水出口经第一逆止阀后分成两路，其中一路进入压力桶、另一路经复合滤芯过滤后连接净水龙头；经RO膜膜壳出来的废水连接到废水管路，将废水管路分支成废水排出管和废水回流管，废水排出管上安装废水放水阀，废水回流管上安装废水回流阀和第二逆止阀，将废水回流管的另一端连接到增压泵的进口端或原水进口端，废水放水阀和废水回流阀均为电控流量阀且在净水作业时将两者流量设定为2:1。

本发明的方法还包括在压力桶的出口与RO膜的净水出口之间连接反冲洗管路，反冲洗管路上安装反冲洗阀，反冲洗管路靠近RO膜的一端安装第三逆止阀，在净水机空闲时进行RO膜清洗作业，具体包括：依次关闭增压泵、关闭废水回流阀、打开废水放水阀、打开反冲洗阀，使压力桶中的高压力净水从RO膜的净水出口进入RO膜，将RO膜内的存水从废水排出管中挤出，当RO膜的内部充满净水时，关闭废水放水阀，直至下一次净水作业启动时再关闭反冲洗阀并打开增压泵、废水回流阀和废水放水阀。

本发明的方法还包括在反冲洗管路上通过文丘里管连接有清洁剂管路，清洁剂管路连接到反冲洗阀和第三逆止阀之间的管段上，清洁剂管路的另一端与一清洁剂瓶连接，清洁剂瓶内盛装液体清洁剂；清洁剂管路上增加能将反冲洗用净水加热的电加热装置。

上述方法中，每个终端的净水机均通过广域网连接到后台管理系统中，后台管理系统实时监控各台净水机的运行情况，并将净水机的状态参数信息、故障信息以及费用管理信息反馈给用户的智能手机，用户只需打开手机即可实时查看自家净水机的运行状态信息，包括净水前后的TDS值、流量信息、滤芯剩余使用寿命信息、故障信息以及费用信息等。借助自助交费平台，用户可自行交纳费用。另外，后台管理系统设置检修人员数据库，当某一用户净水机出现故障或需要更换滤芯时，后台管理系统还能及时通知检修人员上门提供维修和更换服务。可见，本发明的方法大大简化了净水机的管理流程，更好的服务了用户，并提高了用户体验，给每个用户带来了极大的便利。借助该方法的便利性，净水机厂家提供净水机主机并完全负责净水机后续的维护工作，用户只需按照使用时间或流量支付很少的费用即可，是物联网与共享经济的完美结合，彻底改变了传统净水机行业的模式。

本发明的方法不仅在智能管理上提供了改进方案，在净水机的具体工作原理上也进行了改进，本发明将废水中的一部分回流到增压泵前，当废水回流管连接到前置过滤的一二级之间时，回流的废水再次经过颗粒活性炭过滤、炭棒滤芯过滤以及RO膜过滤，当废水回流管连接到增压泵入口位置时，回流的废水不经过前置过滤，只是再次经过RO膜过滤。尽管现有技术中也有相关的废水回流方案，但是其往往是将废水阀关闭，利用回流管将全部废水回流，然后检测TDS值，当TDS值超过阈值时再打开废水阀，该方法尽管能降低废水排量，但是其大大增加了RO膜的净水负担，导致RO膜寿命降低。另外，利用现有方法得到的净水的TDS值是递增的，在国标中，TDS值50以内是达标的直饮水。TDS值的阈值显然会设定为接近50的数值，尽管能达标，但是很难保证好的水质。反观本发明的方法，通过流量控制，仅将其中一部分废水回流，不仅能得到稳定水质的净水，而且给RO膜带来的负担也很小。为了降低RO膜的负担，提高其使用寿命，本方法还包含针对RO膜的清洗方法，以此来弥补本方法给RO膜带来的负面效果，下面进行详述。

对于RO膜的清洗，本方法借助压力桶中的压力净水，当净水机空闲时，也即压力桶内充满净水且增压泵不工作时，通过额外设置的反冲洗管路，将压力桶中的净水反向送入RO膜内，将RO膜内的存水从废水排出管中挤出，使得RO膜内充满净水，通过反向冲刷，可去除RO膜滤芯上的结晶，并将结晶连同废水一并排出。同时，在净水机不制水时，RO膜滤芯始终处于净水环境中，净水中的钙镁含量小，不容易在RO膜滤芯上形成结晶，另外，净水呈若酸性，有助于结晶脱落，脱落的结晶在下一次净水作业时跟随废水排出。可见，通过反向冲刷和净水浸泡，可有效避免RO膜滤芯结晶，从而提高净水效果并增加RO膜的使用寿命。

上述清洗方法中，通过在净水中浸泡，可有效避免结晶并有助于结晶脱落，为了增强清洗效果，更为优选的，在反向冲洗时，添加酸性清洁剂，同时对冲洗用净水进行加热，利用热的酸性净水溶液对RO膜滤芯进行反向冲刷并浸泡，在热的酸性环境中，RO膜滤芯上的结晶更容易溶解脱落，清洗效果更好。

本发明的净水机系统包括多台终端净水机和后台管理系统，各终端净水机均通过广域网与后台管理系统通信连接，每台终端净水机绑定至少一个终端用户的智能手机，各终端用户的智能手机通过广域网与后台管理系统通信连接；终端净水机包括原水进水管，原水进水管上依次串接多级前置过滤筒，多级前置过滤筒的后端连接前置出水管，前置出水管上安装增压泵，增压泵的出水管与RO膜的进水口连接，RO膜的净水出水管上安装第一逆止阀且在净水出水管的末端分支成两条支路，其中一路连接压力桶、另一路经复合滤芯过滤后连接净水龙头；经RO膜膜壳出来的废水连接废水管路，废水管路分支为废水排出管和废水回流管，废水排出管上安装有废水放水阀，废水回流管上安装有废水回流阀和第二逆止阀，废水回流管的另一端连接到增压泵之前的管路上；废水放水阀和废水回流阀均为电控流量阀，前置出水管上安装流量传感器，原水进水管上安装第一压力传感器和第一TDS传感器，RO膜的净水出水管上安装有第二压力传感器和第二TDS传感器，各传感器的信号输出端、各电控阀的控制端以及增压泵的控制端均与一单片机电连接；单片机内置有身份识别卡，单片机上连接有能与广域网通信连接的WiFi通信模块；所述前置过滤筒包括PP棉过滤筒、颗粒活性炭过滤筒、炭棒滤芯过滤筒；第一压力传感器安装在PP棉过滤筒和颗粒活性炭过滤筒之间；废水回流管连接到PP棉过滤筒和颗粒活性炭过滤筒之间，或者，所述废水回流管连接到增压泵和流量传感器之间的前置出水管段上。

压力桶的出口与RO膜的净水出口之间连接有反冲洗管路，反冲洗管路上安装反冲洗阀，反冲洗管路靠近RO膜的一端安装第三逆止阀，反冲洗阀为电控阀且其控制端与单片机电连接；在RO膜的净水出水管上安装有与反冲洗阀互锁联动的电控联动阀，电控联动阀的控制端与单片机电连接；电控联动阀、第二压力传感器和第一逆止阀在净水出水管上的安装顺序为：第一逆止阀靠近RO膜的净水出口、电控联动阀远离RO膜的净水出口，第二压力传感器位于前两者之间。

反冲洗管路上在反冲洗阀和第三逆止阀之间的管段上通过文丘里管连接有清洁剂管路，清洁剂管路的另一端连接清洁剂瓶，清洁剂瓶内安装有液位传感器；反冲洗管路上在靠近反冲洗阀出口的管段上安装有电加热装置，液位传感器的信号输出端以及电加热装置的控制端与单片机电连接。

在净水机系统中，利用多种传感器将实时数据通过广域网传输到后台管理系统，后台管理系统将数据信息收集并分类存储，以供远端用户调用。同时，通过设置多个电控阀和电控部件，后台管理系统还可对各个终端的净水机进行远程控制，使得整个系统的操控更方便快捷且智能化程度更高。

对于每台终端净水机，通过控制废水放水阀和废水回流阀的开度，调节排放的废水和回流的废水的流量比，实现将废水中的一部分回流到增压泵前，当废水回流管连接到前置过滤的一二级之间时，回流的废水再次经过颗粒活性炭过滤、炭棒滤芯过滤以及RO膜过滤，当废水回流管连接到增压泵入口位置时，回流的废水不经过前置过滤，只是再次经过RO膜过滤。

对于反冲洗功能，系统增设直连压力桶和RO膜净水出口的反冲洗管路，并通过控制反冲洗阀的启闭来控制管路的通断，将压力桶中的净水反向送入RO膜内，将RO膜内的存水从废水排出管中挤出，使得RO膜内充满净水，通过反向冲刷，可去除RO膜滤芯上的结晶，并将结晶连同废水一并排出，同时，RO膜滤芯在净水环境中静置并浸泡，净水中的钙镁含量小，不容易形成结晶，另外，净水呈弱酸性，有助于结晶脱落，静置结束后，脱落的结晶跟随废水排出。可见，通过反向冲刷和净水浸泡，可有效避免RO膜滤芯结晶，从而提高净水效果并增加RO膜的使用寿命。

在反冲洗中，为了增强清洗效果，添加酸性清洁剂，同时对冲洗用净水进行加热，利用热的酸性净水溶液对RO膜滤芯进行反向冲刷并浸泡，在热的酸性环境中，RO膜滤芯上的结晶更容易溶解脱落。对于清洁剂的添加，利用虹吸原理，借助清洁剂管路将清洁剂瓶中的液体清洁剂吸入反冲洗管路中，清洁剂与净水混合后被送入RO膜内。加热装置可采用电加热棒、电加热丝或电磁加热器等。

系统中的流量传感器用于检测水流量，控制器利用流量传感器的累加值可得知净水总流量，从而设定对RO膜进行清洁的时间和周期。

系统中的两个压力传感器分别检测低压和高压，低压是指当自来水停水，原水端无压力，此时控制器控制增压泵断电停机，高压是指当压力桶内注满水，达到压力上限时，控制器控制增压泵断电停机。在现有技术中，上述功能分别是通过在原水端安装低压开关，在压力桶处安装高压开关来自动控制增压泵启停的。由于本案增设了反冲洗管路和反冲洗功能，因此，现有技术中的高压开关已无法使用，增压泵需要由控制器依据压力传感器检测的压力值来统一控制启停。本案中，当进行反冲洗作业时，第二压力传感器的压力会减小，按照常规控制，此时需要开启增压泵制水，显然与反冲洗时需要关闭增压泵相矛盾，尽管该矛盾能通过程序设置来避免，但是会增加系统的控制难度，为了解决该问题，系统在RO膜的净水出水管上增加电控联动阀，电控联动阀与第一逆止阀配合可保持两者之间管路的压力，从而保持第二压力传感器的压力，也即，使得第二压力传感器的压力能保持在高数值上，从而能保证在反冲洗时增压泵保持关闭。

综上所述，本发明实现了净水机的智能化管理和使用，操控更方便可靠，同时还能有效降低废水排量，并增加了净水机的使用寿命。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

图1为本发明净水机系统的控制原理示意图；

图2为本发明中净水机其中一种实施方式的结构原理示意图；

图3为本发明中净水机另一种实施方式的结构原理示意图。

具体实施方式

参照附图的净水机系统，本发明的基于物联网的净水机管理方法包括在每个用户终端的净水机中安装水质检测传感器、流量传感器19以及单片机23，净水机中的增压泵1、各电控阀的控制端以及各传感器的信号输出端均与单片机23电连接；单片机23内置身份识别卡31，单片机23通过有线或无线的方式与广域网连接；在广域网上组件后台管理系统32，后台管理系统31通过广域网与每个用户终端的单片机23通信连接，收集每台终端净水机的数据信息并向净水机发送控制指令；终端用户通过智能手机在后台管理系统32注册用户，每个用户终端的净水机至少绑定一台智能手机，智能手机与对应净水机的身份识别卡31绑定；后台管理系统32通过广域网向终端用户的智能手机推送其所对应净水机的状态参数信息、故障信息以及费用管理信息。其中，状态参数信息包括TDS值信息和各个滤芯的剩余寿命信息，其中，TDS值信息包括净化前TDS值信息和净化后TDS值信息。

为了方便用户交费，后台管理系统32包括自助交费平台，终端用户通过智能手机连接自助交费平台并按净水机使用时间自助交费。

后台管理系统还包括检修人员数据库，检修人员通过智能手机在数据库中备案信息，当系统检测到某台终端净水机需要更换滤芯或出现故障信息时，后台管理系统通过广域网向检修人员的智能手机发送通知信息。

上述方法中，每个终端的净水机均通过广域网连接到后台管理系统中，后台管理系统实时监控各台净水机的运行情况，并将净水机的状态参数信息、故障信息以及费用管理信息反馈给用户的智能手机，用户只需打开手机即可实时查看自家净水机的运行状态信息，包括净水前后的TDS值、流量信息、滤芯剩余使用寿命信息、故障信息以及费用信息等。借助自助交费平台，用户可自行交纳费用。另外，后台管理系统设置检修人员数据库，当某一用户净水机出现故障或需要更换滤芯时，后台管理系统还能及时通知检修人员上门提供维修和更换服务。

本发明的方法大大简化了净水机的管理流程，更好的服务了用户，并提高了用户体验，给每个用户带来了极大的便利。借助该方法的便利性，净水机厂家提供净水机主机并完全负责净水机后续的维护工作，用户只需按照使用时间或流量支付很少的费用即可，是物联网与共享经济的完美结合，彻底改变了传统净水机行业的模式。

参照附图的净水机系统，本发明的方法不仅在智能管理上提供了改进方案，在净水机的具体工作原理上也进行了改进，具体的，净水机将原水经前置多级过滤后，由增压泵1送入RO膜2，RO膜2的净水出口经第一逆止阀后3分成两路，其中一路进入压力桶5、另一路经复合滤芯6过滤后连接净水龙头；经RO膜2膜壳出来的废水连接到废水管路，将废水管路分支成废水排出管7和废水回流管8，废水排出管7上安装废水放水阀9，废水回流管8上安装废水回流阀10和第二逆止阀11，将废水回流管8的另一端连接到增压泵1的进口端或原水进口端，废水放水阀9和废水回流阀10均为电控流量阀且在净水作业时将两者流量设定为2:1。

参照附图的净水机系统，本发明的方法还包括在压力桶5的出口与RO膜2的净水出口之间连接反冲洗管路12，反冲洗管路12上安装反冲洗阀13，反冲洗管路12靠近RO膜2的一端安装第三逆止阀14，在净水机空闲时进行RO膜清洗作业，具体包括：依次关闭增压泵1、关闭废水回流阀10、打开废水放水阀9、打开反冲洗阀13，使压力桶5中的高压力净水从RO膜2的净水出口进入RO膜2，将RO膜2内的存水从废水排出管中挤出，当RO膜2的内部充满净水时，关闭废水放水阀9，直至下一次净水作业启动时再关闭反冲洗阀13并打开增压泵1、废水回流阀10和废水放水阀9。

参照附图的净水机系统，本发明的方法还包括在反冲洗管路12上通过文丘里管连接有清洁剂管路15，清洁剂管路15连接到反冲洗阀13和第三逆止阀14之间的管段上，清洁剂管路15的另一端与一清洁剂瓶16连接，清洁剂瓶16内盛装液体清洁剂；清洁剂管路15上增加能将反冲洗用净水加热的电加热装置17。

在净水机的具体工作原理上，将废水中的一部分回流到增压泵1之前，当废水回流管8连接到前置过滤的一二级之间时，回流的废水再次经过颗粒活性炭过滤、炭棒滤芯过滤以及RO膜过滤，当废水回流管连接到增压泵1入口位置时，回流的废水不经过前置过滤，只是再次经过RO膜过滤。尽管现有技术中也有相关的废水回流方案，但是其往往是将废水阀关闭，利用回流管将全部废水回流，然后检测TDS值，当TDS值超过阈值时再打开废水阀，该方法尽管能降低废水排量，但是其大大增加了RO膜的净水负担，导致RO膜寿命降低。另外，利用现有方法得到的净水的TDS值是递增的，在国标中，TDS值50以内是达标的直饮水。TDS值的阈值显然会设定为接近50的数值，尽管能达标，但是很难保证好的水质。反观本发明的方法，通过流量控制，仅将其中一部分废水回流，不仅能得到稳定水质的净水，而且给RO膜带来的负担也很小。为了降低RO膜的负担，提高其使用寿命，本方法还包含针对RO膜的清洗方法，以此来弥补本方法给RO膜带来的负面效果，下面进行详述。

对于RO膜2的清洗，本方法借助压力桶5中的压力净水，当净水机空闲时，也即压力桶5内充满净水且增压泵1不工作时，通过额外设置的反冲洗管路12，将压力桶5中的净水反向送入RO膜2内，将RO膜2内的存水从废水排出管7中挤出，使得RO膜2内充满净水，通过反向冲刷，可去除RO膜滤芯上的结晶，并将结晶连同废水一并排出。同时，在净水机不制水时，RO膜滤芯始终处于净水环境中，净水中的钙镁含量小，不容易在RO膜滤芯上形成结晶，另外，净水呈若酸性，有助于结晶脱落，脱落的结晶在下一次净水作业时跟随废水排出。可见，通过反向冲刷和净水浸泡，可有效避免RO膜滤芯结晶，从而提高净水效果并增加RO膜2的使用寿命。

上述清洗方法中，通过在净水中浸泡，可有效避免结晶并有助于结晶脱落，为了增强清洗效果，更为优选的，在反向冲洗时，添加酸性清洁剂，同时对冲洗用净水进行加热，利用热的酸性净水溶液对RO膜滤芯进行反向冲刷并浸泡，在热的酸性环境中，RO膜滤芯上的结晶更容易溶解脱落，清洗效果更好。

参照附图的净水机系统，本发明的基于物联网的净水机系统包括多台终端净水机和后台管理系统32，各终端净水机均通过广域网与后台管理系统32通信连接，每台终端净水机绑定至少一个终端用户的智能手机，各终端用户的智能手机通过广域网与后台管理系统32通信连接；终端净水机包括原水进水管18，原水进水管18上依次串接多级前置过滤筒，多级前置过滤筒的后端连接前置出水管28，前置出水管28上安装增压泵1，增压泵1的出水管与RO膜2的进水口连接，RO膜2的净水出水管上安装第一逆止阀3且在净水出水管的末端分支成两条支路，其中一路连接压力桶5、另一路经复合滤芯6过滤后连接净水龙头；经RO膜2膜壳出来的废水连接废水管路，废水管路分支为废水排出管7和废水回流管8，废水排出管7上安装有废水放水阀9，废水回流管8上安装有废水回流阀8和第二逆止阀11，废水回流管8的另一端连接到增压泵1之前的管路上；废水放水阀9和废水回流阀8均为电控流量阀，前置出水管28上安装流量传感器19，原水进水管19上安装第一压力传感器21和第一TDS传感器33，RO膜2的净水出水管上安装有第二压力传感器4和第二TDS传感器34，各传感器的信号输出端、各电控阀的控制端以及增压泵1的控制端均与一单片机23电连接；单片机内置有身份识别卡，单片机上连接有能与广域网通信连接的WiFi通信模块；所述前置过滤筒包括PP棉过滤筒24、颗粒活性炭过滤筒25、炭棒滤芯过滤筒26；第一压力传感器21安装在PP棉过滤筒24和颗粒活性炭过滤筒25之间；废水回流管8连接到PP棉过滤筒24和颗粒活性炭过滤筒25之间，或者，所述废水回流管连接到增压泵1和流量传感器19之间的前置出水管段上。

在净水机系统中，利用多种传感器将实时数据通过广域网传输到后台管理系统32，后台管理系统32将数据信息收集并分类存储，以供远端用户调用。同时，通过设置多个电控阀和电控部件，后台管理系统32还可对各个终端的净水机进行远程控制，使得整个系统的操控更方便快捷且智能化程度更高。

在每台终端净水机中，通过控制废水放水阀9和废水回流阀10的开度，调节排放的废水和回流的废水的流量比，实现将废水中的一部分回流到增压泵前。如图1所示，当废水回流管连接到前置过滤的一二级之间时，回流的废水再次经过颗粒活性炭过滤、炭棒滤芯过滤以及RO膜过滤。如图2所示，当废水回流管连接到增压泵入口位置时，回流的废水不经过前置过滤，只是再次经过RO膜过滤。

参照附图的净水机系统，压力桶5的出口与RO膜2的净水出口之间连接有反冲洗管路12，反冲洗管路12上安装反冲洗阀13，反冲洗管路12靠近RO膜2的一端安装第三逆止阀14，反冲洗阀13为电控阀且其控制端与单片机23电连接；在RO膜2的净水出水管上安装有与反冲洗阀13互锁联动的电控联动阀27，电控联动阀27的控制端与单片机23电连接；电控联动阀27、第二压力传感器4和第一逆止阀3在净水出水管上的安装顺序为：第一逆止阀3靠近RO膜2的净水出口、电控联动阀27远离RO膜2的净水出口，第二压力传感器4位于前两者之间。

参照附图的净水机系统，反冲洗管路12上在反冲洗阀13和第三逆止阀14之间的管段上通过文丘里管连接有清洁剂管路15，清洁剂管路15的另一端连接清洁剂瓶16，清洁剂瓶内安装有液位传感器；反冲洗管路12上在靠近反冲洗阀13出口的管段上安装有电加热装置17，液位传感器的信号输出端以及电加热装置17的控制端与单片机23电连接。

参照附图，对于反冲洗功能，系统增设直连压力桶5和RO膜净水出口的反冲洗管路12，并通过控制反冲洗阀13的启闭来控制管路的通断，将压力桶5中的净水反向送入RO膜2内，将RO膜2内的存水从废水排出管中挤出，使得RO膜2内充满净水，通过反向冲刷，可去除RO膜滤芯上的结晶，并将结晶连同废水一并排出，同时，RO膜滤芯在净水环境中静置并浸泡，净水中的钙镁含量小，不容易形成结晶，另外，净水呈弱酸性，有助于结晶脱落，静置结束后，脱落的结晶跟随废水排出。可见，通过反向冲刷和净水浸泡，可有效避免RO膜滤芯结晶，从而提高净水效果并增加RO膜的使用寿命。

参照附图，在反冲洗中，为了增强清洗效果，添加酸性清洁剂，同时对冲洗用净水进行加热，利用热的酸性净水溶液对RO膜滤芯进行反向冲刷并浸泡，在热的酸性环境中，RO膜滤芯上的结晶更容易溶解脱落。对于清洁剂的添加，利用虹吸原理，借助清洁剂管路15将清洁剂瓶16中的液体清洁剂吸入反冲洗管路中，清洁剂与净水混合后被送入RO膜内，为了增加虹吸效果，在清洁剂管路15与反冲洗管路12的连接位置处安装文丘里管30。由于有机酸对人体无害，同时，有机酸有助于RO膜滤芯上的结晶溶解，因此，清洁剂优选的为柠檬酸、醋酸等有机酸，在清洁剂瓶16内的酸性溶液为高浓度酸液，瓶内还可安装液位传感器29来实时检测酸液剩余量，当酸液不足时，可通过控制器23报警，提醒补充酸液。加热装置可采用电加热棒、电加热丝或电磁加热器等。

参照附图，系统中的流量传感器19用于检测水流量，控制器23利用流量传感器19检测到的流量累加值可得知净水总流量，从而设定对RO膜2进行清洁的时间和周期。系统中的两个TDS值传感器用于检测净化前后的水质情况。

参照附图，系统中的两个压力传感器分别检测低压和高压，低压是指当自来水停水，原水端无压力，此时控制器23控制增压泵1断电停机，高压是指当压力桶5内注满水，达到压力上限时，控制器23控制增压泵1断电停机。在现有技术中，上述功能分别是通过在原水端安装低压开关，在压力桶处安装高压开关来自动控制增压泵启停的。由于本案增设了反冲洗管路12和反冲洗功能，因此，现有技术中的高压开关已无法使用，增压泵1需要由控制器23依据压力传感器检测的压力值来统一控制启停。本案中，当进行反冲洗作业时，第二压力传感器4的压力会减小，按照常规控制，此时需要开启增压泵1制水，显然与反冲洗时需要关闭增压泵1相矛盾，尽管该矛盾能通过程序设置来避免，但是会增加系统的控制难度，为了解决该问题，系统在RO膜2的净水出水管上增加电控联动阀27，电控联动阀27与第一逆止阀3配合可保持两者之间管路的压力，从而保持第二压力传感器4检测的压力值，也即，使得第二压力传感器4检测的压力值能保持在高数值上，从而能保证在反冲洗时增压泵1保持关闭。

综上所述，本发明不限于上述具体实施方式。本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可做若干的更改或修饰。上述更改或修饰均落入本本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于物联网的净水机管理方法，其特征是该方法包括在每个用户终端的净水机中安装水质检测传感器、流量传感器（19）以及单片机（23），净水机中的增压泵（1）、各电控阀的控制端以及各传感器的信号输出端均与单片机（23）电连接；单片机（23）内置身份识别卡（31），单片机（23）通过有线或无线的方式与广域网连接；在广域网上组件后台管理系统（32），后台管理系统（31）通过广域网与每个用户终端的单片机（23）通信连接，收集每台终端净水机的数据信息并向净水机发送控制指令；终端用户通过智能手机在后台管理系统（32）注册用户，每个用户终端的净水机至少绑定一台智能手机，智能手机与对应净水机的身份识别卡（31）绑定；后台管理系统（32）通过广域网向终端用户的智能手机推送其所对应净水机的状态参数信息、故障信息以及费用管理信息。

2.如权利要求1所述的基于物联网的净水机管理方法，其特征是所述状态参数信息包括TDS值信息和各个滤芯的剩余寿命信息，其中，TDS值信息包括净化前TDS值信息和净化后TDS值信息。

3.如权利要求1所述的基于物联网的净水机管理方法，其特征是所述后台管理系统（32）包括自助交费平台，终端用户通过智能手机连接自助交费平台并按净水机使用时间自助交费。

4.如权利要求1所述的基于物联网的净水机管理方法，其特征是后台管理系统还包括检修人员数据库，检修人员通过智能手机在数据库中备案信息，当系统检测到某台终端净水机需要更换滤芯或出现故障信息时，后台管理系统通过广域网向检修人员的智能手机发送通知信息。

5.如权利要求1所述的基于物联网的净水机管理方法，其特征是该方法中的净水机将原水经前置多级过滤后，由增压泵（1）送入RO膜（2），RO膜（2）的净水出口经第一逆止阀后（3）分成两路，其中一路进入压力桶（5）、另一路经复合滤芯（6）过滤后连接净水龙头；经RO膜（2）膜壳出来的废水连接到废水管路，将废水管路分支成废水排出管（7）和废水回流管（8），废水排出管（7）上安装废水放水阀（9），废水回流管（8）上安装废水回流阀（10）和第二逆止阀（11），将废水回流管（8）的另一端连接到增压泵（1）的进口端或原水进口端，废水放水阀（9）和废水回流阀（10）均为电控流量阀且在净水作业时将两者流量设定为2:1。

6.如权利要求1所述的基于物联网的净水机管理方法，其特征是该方法还包括在压力桶（5）的出口与RO膜（2）的净水出口之间连接反冲洗管路（12），反冲洗管路（12）上安装反冲洗阀（13），反冲洗管路（12）靠近RO膜（2）的一端安装第三逆止阀（14），在净水机空闲时进行RO膜清洗作业，具体包括：依次关闭增压泵（1）、关闭废水回流阀（10）、打开废水放水阀（9）、打开反冲洗阀（13），使压力桶（5）中的高压力净水从RO膜（2）的净水出口进入RO膜（2），将RO膜（2）内的存水从废水排出管中挤出，当RO膜（2）的内部充满净水时，关闭废水放水阀（9），直至下一次净水作业启动时再关闭反冲洗阀（13）并打开增压泵（1）、废水回流阀（10）和废水放水阀（9）。

7.如权利要求6所述的基于物联网的净水机管理方法，其特征是该方法还包括在反冲洗管路（12）上通过文丘里管连接有清洁剂管路（15），清洁剂管路（15）连接到反冲洗阀（13）和第三逆止阀（14）之间的管段上，清洁剂管路（15）的另一端与一清洁剂瓶（16）连接，清洁剂瓶（16）内盛装液体清洁剂；清洁剂管路（15）上增加能将反冲洗用净水加热的电加热装置（17）。

8.一种基于物联网的净水机系统，其特征是该系统包括多台终端净水机和后台管理系统（32），各终端净水机均通过广域网与后台管理系统（32）通信连接，每台终端净水机绑定至少一个终端用户的智能手机，各终端用户的智能手机通过广域网与后台管理系统（32）通信连接；终端净水机包括原水进水管（18），原水进水管（18）上依次串接多级前置过滤筒，多级前置过滤筒的后端连接前置出水管（28），前置出水管（28）上安装增压泵（1），增压泵（1）的出水管与RO膜（2）的进水口连接，RO膜（2）的净水出水管上安装第一逆止阀（3）且在净水出水管的末端分支成两条支路，其中一路连接压力桶（5）、另一路经复合滤芯（6）过滤后连接净水龙头；经RO膜（2）膜壳出来的废水连接废水管路，废水管路分支为废水排出管（7）和废水回流管（8），废水排出管（7）上安装有废水放水阀（9），废水回流管（8）上安装有废水回流阀（8）和第二逆止阀（11），废水回流管（8）的另一端连接到增压泵（1）之前的管路上；废水放水阀（9）和废水回流阀（8）均为电控流量阀，前置出水管（28）上安装流量传感器（19），原水进水管（19）上安装第一压力传感器（21）和第一TDS传感器（33），RO膜（2）的净水出水管上安装有第二压力传感器（4）和第二TDS传感器（34），各传感器的信号输出端、各电控阀的控制端以及增压泵（1）的控制端均与一单片机（23）电连接；单片机内置有身份识别卡，单片机上连接有能与广域网通信连接的WiFi通信模块；所述前置过滤筒包括PP棉过滤筒（24）、颗粒活性炭过滤筒（25）、炭棒滤芯过滤筒（26）；第一压力传感器（21）安装在PP棉过滤筒（24）和颗粒活性炭过滤筒（25）之间；废水回流管（8）连接到PP棉过滤筒（24）和颗粒活性炭过滤筒（25）之间，或者，所述废水回流管连接到增压泵（1）和流量传感器（19）之间的前置出水管段上。

9.如权利要求8所述的基于物联网的净水机系统，其特征是压力桶（5）的出口与RO膜（2）的净水出口之间连接有反冲洗管路（12），反冲洗管路（12）上安装反冲洗阀（13），反冲洗管路（12）靠近RO膜（2）的一端安装第三逆止阀（14），反冲洗阀（13）为电控阀且其控制端与单片机（23）电连接；在RO膜（2）的净水出水管上安装有与反冲洗阀（13）互锁联动的电控联动阀（27），电控联动阀（27）的控制端与单片机（23）电连接；电控联动阀（27）、第二压力传感器（4）和第一逆止阀（3）在净水出水管上的安装顺序为：第一逆止阀（3）靠近RO膜（2）的净水出口、电控联动阀（27）远离RO膜（2）的净水出口，第二压力传感器（4）位于前两者之间。

10.如权利要求9所述的基于物联网的净水机系统，其特征是所述反冲洗管路（12）上在反冲洗阀（13）和第三逆止阀（14）之间的管段上通过文丘里管连接有清洁剂管路（15），清洁剂管路（15）的另一端连接清洁剂瓶（16），清洁剂瓶内安装有液位传感器；反冲洗管路（12）上在靠近反冲洗阀（13）出口的管段上安装有电加热装置（17），液位传感器的信号输出端以及电加热装置（17）的控制端与单片机（23）电连接。