CN109990483A - 一种微型数字精确流量控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及智能热水器技术领域，尤其涉及一种微型数字精确流量控制方法。包括物联网通信模块、串口通信模块、微控制器、驱动模块、转动反馈模块和流量编码模块；所述物联网通信模块通过串口通信模块或直接与微控制器连接，所述微控制器分别与驱动模块和流量编码模块连接；所述转动反馈模块包括角度传感器、减速电机、角度编码模块和流量控制模块，所述角度传感器通过减速电机与角度编码模块连接，所述角度编码模块与微控制器连接或所述角度传感器直接与微控制器连接，所述微控制器内部通过程序进行编码；提供了一种微型数字精确流量控制方法，能够进行精确的流量控制。

Description

一种微型数字精确流量控制方法

技术领域

本发明涉及智能热水器技术领域，尤其涉及一种微型数字精确流量控制方法。

背景技术

对于热水器管道内的流量控制，普通的电磁阀只能控制通断，无法精确控制液体的流量，同时受芯片功耗和电磁线圈功耗的制约，使之成为流量电子控制的瓶颈，在使用过程中容易出现水流量过大或者过小的情况，影响客户的产品体验感。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，是针对上述存在的技术不足，提供了一种微型数字精确流量控制方法，能够进行精确的流量控制。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：包括物联网通信模块、串口通信模块、微控制器、驱动模块、转动反馈模块和流量编码模块；所述物联网通信模块通过串口通信模块或直接与微控制器连接，所述微控制器分别与驱动模块和流量编码模块连接；所述转动反馈模块包括角度传感器、减速电机、角度编码模块和流量控制模块，所述角度传感器通过减速电机与角度编码模块连接，所述角度编码模块与微控制器连接或所述角度传感器直接与微控制器连接，所述微控制器内部通过程序进行编码；所述流量控制模块与减速电机相连，所述流量控制模块安装于管道上，所述流量流量编码模块设有流量监测模块，所述流量监测模块安放于出水口位置；

所述通过物联网通信模块或直接由用户输入预设角度，所述预设角度转换为预设角度数字信号；所述输入信号通过串口通信模块或直接，发送至所述微控制器；所述微控制器采集角度编码模块信号，并与所述输入数字角度信号进行对比计算产生控制信号；所述控制信号通过驱动模块转换为控制电压发送至减速电机；所述减速电机转动中角度传感器实时产生实际角度信号，并发送至所述微控制器，所述角度信号与预设角度数字信号一致，减速电机停止转动，旋转角度达到预设角度；所述流量监测模块采集管道内水流量信息，并通过流量编码模块反馈至微控制器。

优选的，所述预设角度数字信号与实际数字角度信号不一致时，当所述预设角度数字信号小于实际角度，所述减速电机继续转动；同时所述角度传感器输出当前角度信息，反馈至微控制器继续进行对比计算；当所述预设角度数字信号大于实际角度，所述减速电机反向转动。

优选的，使用所述微控制器(单片机)控制驱动模块驱动减速电机，来完成调节所述流量控制模块的旋转角度，所述减速电机可采用步进电机替换。

优选的，所述微控制器通过计算预设角度值与实际角度值的差异，向所述驱动模块发出指令信号。

优选的，将所述流量控制模块角度进行划分成多个预设角度编码值，所述预设角度编码值各对应一个角度信息；所述角度信息是由所述微控制器按照角度编码值通过逻辑运算后，将控制指令发送给所述驱动模块。

优选的，通过所述物联网通信模块将不同的所述预设角度编码值传输到微控制器，所述微控制器处理后，控制所述减速电机旋转固定角度。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：1、能够应用于智能热水器的流量控制，可以根据用户对不同水流强度的需求，提供精确的水流量，方便用户使用，同时实现节水、节能的效果；2、能够应用于健康洗浴的有效成分定量添加，根据水流量的不同确定添加有效成分的流量，能够精确控制有效成分在水中的浓度，实现精确的成分配比，避免了有效成分的浪费；3、应用于农业喷灌实时添加化肥。可以根据需要施肥的浓度，参考喷灌流量计算需要添加化肥的流量，从而实现精确添加化肥的目的，既保证了农作物的需求，也防止了化肥的浪费；4、应用于喷洒农药。可以根据需要农药的浓度，参考水流量计算需要添加农药的流量，从而实现精确控制农药浓度，喷洒多少农药就配多少药液，不仅节约了农药成本，还减少了农药污染。

附图说明

图1为一种微型数字精确流量控制方法的流程示意图。

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了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参照图1，是本发明实施例提供的一种微型数字精确流量控制方法的示意图。该一种微型数字精确流量控制方法包括：

步骤S101，所述通过物联网通信模块或直接由用户输入预设角度，所述预设角度转换为预设角度数字信号。通过所述物联网通信模块001把预设角度数字信号通过串口通信模块或直接传送给微控制器003。

步骤S102，所述输入信号通过串口通信模块或直接，发送至所述微控制器。串口通信模块002将收集到的转动角度信号进行转换，产生微控制器003可接收的数字信号。

步骤S103，所述微控制器采集角度编码模块信号，并与所述输入数字角度信号进行对比计算产生控制信号。微控制器003收集到数字信号后，同时实时对角度编码模块006采集回来的数据进行对比计算，产生的差值即为需要转动的角度信息，比如，现在流量控制模块008处在20度的位置，用户需要其处于35度的位置，角度传感器005会将采集到的20度信息通过角度编码模块006发送至微控制器003，微控制器003将20度的位置信息与35度的输入信息进行对比，产生差值15度，即为需要转动角度的控制信号。

步骤S104，所述控制信号通过驱动模块转换为控制电压发送至减速电机。微控制器003发出的控制信号通过驱动模块004转换为减速电机或步进电机能够接受的功率输出，驱动减速电机007做功。

步骤S105，所述减速电机转动中角度传感器实时产生实际角度信号，并发送至所述微控制器，所述角度信号与预设角度数字信号一致，减速电机停止转动，旋转角度达到预设角度。减速电机007或步进电机带动流量控制模块008转动，其中流量控制模块008可选择碟阀、塞阀或球阀来进行控制水流量，转动过程中角度传感器005会将实时采集的角度信息通过角度编码模块006反馈至微控制器003，或者角度传感器005直接将实时采集的角度信息反馈至微控制器003，当信号一致时，减速电机007或步进电机停止运作，完成运动做功。

通过本发明实示例提供的智能热水器控制系统，减速电机007或步进电机能够精确的控制流量控制模块008的角度，并通过实时的角度监测反馈，对减减速电机007或步进电机进行驱动，从而有效控制管道内的水流量，并且实时对管道内的水流量监测，通过物联网通信模块001反馈至主控设备显示器，以便用户可以实时查看，提升用户的体验感。

该一种微型数字精确流量控制方法还包括：

步骤S201，将所述流量控制模块角度进行划分成多个预设角度编码值，所述预设角度编码值各对应一个角度信息。通过将流量控制模块008的控制阀可转动的角度进行划分，比如，控制角度为90度，将90度分成1024份，每一份就是0.088度，对应从0到90度就有一个固定编码，并将编码通过开机自检程序存储到微控制器003内。

步骤S202，通过所述物联网通信模块将不同的所述预设角度编码值传输到微控制器，所述微控制器处理后，控制所述减速电机007或步进电机旋转固定角度。通过角度传感器005和角度编码模块006，将角度信息反馈给微控制器003，当预设角度数字编码值与实际角度数字信息一致时，减速电机007或步进电机停止，实现流量的改变控制。

由于物联网通信模块001用来以无线的方式将主控设备产生的控制数字信号传输到微控制器003，技术已经成熟，芯片厂商会提供详细的使用说明，在这里不再赘述。

综上所述，本发明实施例提供一种微型数字精确流量控制方法，采用物联网通信模块001、串口通信模块002和微控制器003，控制减速电机007或步进电机的旋转角度和方向，通过连杆控制流量控制模块008的阀门的开口角度，同时采用数字信号控制，实现了液体流量精确控制，防止热水器使用过程中水流过大或过小，同时应用范围广泛。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (6)

1.一种微型数字精确流量控制方法，其特征在于：包括物联网通信模块、串口通信模块、微控制器、驱动模块、转动反馈模块和流量编码模块；所述物联网通信模块通过串口通信模块或直接与微控制器连接，所述微控制器分别与驱动模块和流量编码模块连接；所述转动反馈模块包括角度传感器、减速电机、角度编码模块和流量控制模块，所述角度传感器通过减速电机与角度编码模块连接，所述角度编码模块与微控制器连接或所述角度传感器直接与微控制器连接，所述微控制器内部通过程序进行编码；所述流量控制模块与减速电机相连，所述流量控制模块安装于管道上，所述流量流量编码模块设有流量监测模块，所述流量监测模块安放于出水口位置；

所述通过物联网通信模块或直接由用户输入预设角度，所述预设角度转换为预设角度数字信号；所述输入信号通过串口通信模块或直接，发送至所述微控制器；所述微控制器采集角度编码模块信号，并与所述输入数字角度信号进行对比计算产生控制信号；所述控制信号通过驱动模块转换为控制电压发送至减速电机；所述减速电机转动中角度传感器实时产生实际角度信号，并发送至所述微控制器，所述角度信号与预设角度数字信号一致，减速电机停止转动，旋转角度达到预设角度；所述流量监测模块采集管道内水流量信息，并通过流量编码模块反馈至微控制器。

2.根据权利要求1所述的一种微型数字精确流量控制方法，其特征在于：所述预设角度数字信号与实际数字角度信号不一致时，当所述预设角度数字信号小于实际角度，所述减速电机继续转动；同时所述角度传感器输出当前角度信息，反馈至微控制器继续进行对比计算；当所述预设角度数字信号大于实际角度，所述减速电机反向转动。

3.根据权利要求1所述的一种微型数字精确流量控制方法，其特征在于：使用所述微控制器(单片机)控制驱动模块驱动减速电机，来完成调节所述流量控制模块的旋转角度，所述减速电机可采用步进电机替换。

4.根据权利要求1所述的一种微型数字精确流量控制方法，其特征在于：所述微控制器通过计算预设角度值与实际角度值的差异，向所述驱动模块发出指令信号。

5.根据权利要求1所述的一种微型数字精确流量控制方法，其特征在于：所述减速电机带动所述流量控制模块转动过程中，所述方法还包括：将所述流量控制模块角度进行划分成多个预设角度编码值，所述预设角度编码值各对应一个角度信息；所述角度信息是由所述微控制器按照角度编码值通过逻辑运算后，将控制指令发送给所述驱动模块。

6.根据权利要求5所述的一种微型数字精确流量控制方法，其特征在于：通过所述物联网通信模块将不同的所述预设角度编码值传输到微控制器，所述微控制器处理后，控制所述减速电机旋转固定角度。