CN110525261A - 基于物联网的智能水电桩系统 - Google Patents

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向永清
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Abstract

本发明公开了一种基于物联网的智能水电桩系统，包括控制单元、水路单元、电路单元和通讯单元，所述控制单元分别连接所述水路单元、所述电路单元和所述通讯单元，所述水路单元用于根据所述控制单元的水路控制指令以实现水路通断并将用水信息反馈到所述控制单元，所述电路单元用于根据所述控制单元的电路控制指令以实现电路通断并将用电信息反馈到所述控制单元，所述通讯单元用于实现所述控制单元与外部设备的通信。本发明的智能水电桩系统可以实时监控水电桩的运行状况，实现无人值守，节约人力物力成本。

Description

基于物联网的智能水电桩系统
技术领域
本发明涉及水电桩技术领域，特别涉及一种基于物联网的智能水电桩系统。
背景技术
随着全面建成小康社会深入推进，城乡居民收入稳步增长，消费结构加速升级，人民群众健康水平大幅提升，假日制度不断完善，旅游消费得到快速释放，为旅游业发展奠定了良好基础。其次，在国家加快推进供给侧结构性改革的大背景下，旅游业供给结构将不断优化，中国旅游业将加快由景点旅游发展模式向全域旅游发展模式转变，在这一大背景下，房车旅游成为一个很好的切入点。房车在旅途中的水电补给就显得十分的关键，水电桩就成了房车旅游的强心剂，助推剂。但市面上水电桩大多是非智能系统，只是简单的插座加水龙头的形式，缺乏必要防护，使用安全得不到保障；不能及时反馈设备运行状况，而且也不能后台远程控制。
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智能水电桩系统，以解决现有技术中水电桩缺乏安全性，且不能实时监控的问题。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
一种基于物联网的智能水电桩系统，包括控制单元、水路单元、电路单元和通讯单元，所述控制单元分别连接所述水路单元、所述电路单元和所述通讯单元，
所述水路单元用于根据所述控制单元的水路控制指令以实现水路通断并将用水信息反馈到所述控制单元，
所述电路单元用于根据所述控制单元的电路控制指令以实现电路通断并将用电信息反馈到所述控制单元，
所述通讯单元用于实现所述控制单元与外部设备的通信。
可选的：还包括照明单元，所述照明单元连接所述控制单元。
可选的：还包括温控单元，所述温控单元连接所述控制单元，所述温控单元用于根据所述控制单元的温控指令以控制所述水电桩内的温度。
可选的：所述水路单元包括电磁阀、智能水表、水位传感器和供水管路，所述电磁阀和所述智能水表均连接所述控制单元，且所述电磁阀和所述智能水表还设置在所述供水管路上，所述电磁阀用于控制所述供水管路的通断，所述水位传感器设置在所述供水管路下侧，用于监控所述供水管路的漏水情况。
可选的：所述电路单元包括智能电表、交流接触器和供电线路，所述智能电表和所述交流接触器均连接所述控制单元，所述交流接触器和所述智能电表设置在所述供电线路上，所述交流接触器用于控制所述供电线路的通断。
可选的：所述照明单元包括光敏传感器和指示灯，所述光敏传感器用于采集所述水电桩周围的光照信息发生给所述控制单元，所述控制单元用于根据所述光照信息控制所述指示灯开关。
可选的：所述温控单元包括温湿度传感器、风扇和加热丝，所述温湿度传感器、所述风扇和所述加热丝设置在所述水电桩内，所述温湿度传感器、所述风扇和所述加热丝分别连接所述控制单元，所述温湿度传感器用于检测水电桩壳体内的温湿度信息并发送给所述控制单元，所述控制单元用于根据所述温湿度信息控制所述风扇或所述加热丝工作。
可选的：还包括防盗装置，所述防盗装置包括设置在所述水电桩下方的微动开关，当所述水电桩发生位移时，所述微动开关向所述控制单元发生报警信息，且所述控制单元将所述报警信息发生至外部设备。
可选的：所述外部设备包括云后台、服务器或终端设备。
可选的：还包括语音单元，所述语音单元连接所述控制单元，用于输出警示语音。
采用上述技术方案，由于设置有智能电表监测用电功率，当实际用电功率超过额定功率一定幅度时，控制单元会及时切断供电线路，并通过语音单元发出警示运用，避免继续使用造成危险；另外还设置有水位传感器，当供水管路发生泄漏时可以及时切断供水管路供水；设置有微动开关，可以在水电桩被移动时及时发出预警信息，防止水电桩被盗或被破坏；最后通过通讯单元与外部设置连接，可以将水电桩的运行参数发送至外部设备，当水电桩发生异常情况时，在外部设备实时显示，以及时派人去检修。
附图说明
图1为本发明基于物联网的智能水电桩系统的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
一种基于物联网的智能水电桩系统，如图1所示，包括控制单元、水路单元、电路单元、通讯单元、照明单元、温控单元、防盗装置和语音单元，其中控制单元分别连接水路单元、电路单元、通讯单元、照明单元、温控单元、防盗装置和语音单元。
控制单元可以包括单片机(Microcontroller Unit；MCU)(下文中均简称为MCU)、控制器、微处理等，在本发明的实施例中，控制单元包括MCU。
MCU连接有电源系统，电源系统用于将市电转换为控制单元或其他单元所需要的电压，例如在本发明的实施例中MCU的工作电压为5V，则电源系统会将220V交流电通过AC-DC转换器转换为5V直流电以供MCU使用。
其他各个单元，例如照明单元，防盗装置等都需要用电，电源系统给其他各个单元供电的原理与上述给MCU供电的原理相同，因此在此不再赘述。
在本发明的实施例中，水路单元的作用在于用于根据控制单元的水路控制指令以实现水路通断并将用水信息反馈到控制单元，在本发明的实施例中，水路单元包括电磁阀、智能水表、水位传感器和供水管路，电磁阀和智能水表均连接控制单元，且电磁阀和还智能水表设置在供水管路上，电磁阀用于根据控制单元的水路控制指令控制供水管路的通断，水位传感器设置在供水管路下侧，用于监控供水管路的漏水情况。
水路单元具体是这样工作的：当打开水电桩上的用水开关后，MCU控制电磁阀开通以打开供水管路，智能水表通过RS485和MCU通信，将读取到的用水量发送至MCU，当关闭水电桩上的用水开关后，MCU控制电磁阀闭合以关闭供水管路，此时智能水表应读取不到用水数据变化；当电磁阀未开启时，若MCU依然读取到智能水表数据有变化则说明此时水表后端有漏水情况；另外，在供水管路下侧还设置有水位传感器，当供水管路发生泄漏时，水位传感器的读值会发生变化，并将该变化信息发送至MCU，当读值的变化达到一定阈值时，MCU会发送报警信息至语音单元和通讯单元，以提醒服务人员及时查看检修。
在本发明的实施例中，电路单元用于根据控制单元的电路控制指令以实现电路通断并将用电信息反馈到控制单元，在本发明的实施例中，电路单元包括智能电表、交流接触器和供电线路，智能电表和交流接触器均连接控制单元，交流接触器和智能电表还设置在供电线路上，交流接触器用于控制供电线路的通断。
电路单元是这样工作的：当打开水电桩上的用电开关后，MCU控制交流接触器接通以导通供电线路，智能电表通过RS485和MCU通信，将读取到的供电线路上的电压、电流、总功率等信息发送至MCU，当关闭水电桩上的用电开关后，MCU控制交流接触器切断以切断供电线路；MCU通过总功率判断用电是否过载，当在正常用电时，MCU得到的总功率超过电路设计承载力的一定幅度(例如超过电路设计承载力的90％)时，首先切断交流接触器以切断电路，然后通过语音单元提醒用户用电过载，以使用户撤下正在使用的大功率器件，以防止继续使用，引起漏电保护器件跳闸。
通讯单元用于实现控制单元与外部设备的通信，在本发明的实施例中，通讯单元可以是无线通信网络也可以是有线通信网络，可以是局域网也可以是广域网。外部设备可以是云后台、服务器或终端设备等，在本发明的实施例中，外部设备为后台管理系统。
后台管理系统用于接收MCU发生的水电桩参数信息，并进行数据的汇总，存储展示，对非正常情况进行预警。对于有问题的水电桩，在线派工维修。
在本发明的实时例中，后台管理系统包括数据统计单元和水电桩管理单元，数据统计单元用于统计水电桩的数量、营地的数量、营位的数量和故障次数，另外还通过统计图的方式显示新增水电桩一周统计数量和新增营地一周统计数量。水电桩管理单元用于显示不同城市地区水电桩的信息情况与水量、新增水电桩处理等，水电桩的信息情况包括水电桩的变化、水电桩的品牌名称、该水电桩负责人的联系方式、水电桩的安装位置、水电桩的安装时间、水电桩的运行情况等。
由于水电桩在夜晚的时候也需要使用，所以为了方便夜晚使用照明，在本发明的实施例中，还设置有照明单元，照明单元包括光敏传感器和指示灯，或者也可以是光敏指示灯，在本发明的实施例中，照明单元包括光敏传感器和指示灯，光敏传感器用于采集水电桩周围的光照信息发生给控制单元，控制单元将光照信息上传给后台管理系统，后台管理系统可以根据设定的阈值开启或关闭指示灯，以达到白天不亮节能，晚上点亮指示灯水电桩位置和点缀营地的作用。
上述指示灯可以是设置在水电桩上的LED照明指示灯。
由于水电桩是露天设置的，为了给水电桩运行提供一个适宜的环境，在本发明的实施例中，还设置有温控单元，温控单元用于根据控制单元的温控指令以控制水电桩内的温度，在本发明的实施例中，温控单元包括温湿度传感器、风扇和加热丝，温湿度传感器、风扇和加热丝设置在水电桩内，温湿度传感器、风扇和加热丝分别连接控制单元，温湿度传感器用于检测水电桩壳体内的温湿度信息并发送给控制单元，控制单元根据温湿度信息控制风扇或加热丝工作，以此保证水电桩的正常运行。
水电桩一般安装在无人值守的户外营地，有可能被动物或歹人破坏或移动，所以为了保证水电桩的安全，在本发明的实施例中，还设置有防盗装置，防盗装置包括设置在水电桩下方的微动开关，当水电桩发生位移时，微动开关电平发生变化以向控制单元发出报警信息，且控制单元将报警信息发生至后台管理系统，后台管理系统接收到报警信息后会通报相关人员进行紧急处理。
本领域技术人员应当明白，可以通过各种方式来实现终端。例如，可以通过指令配置处理器来实现终端。例如，可以将指令存储在ROM中，并且当启动设备时，将指令从ROM读取到可编程器件中来实现终端。例如，可以将终端固化到专用器件(例如ASIC)中。可以将终端分成相互独立的单元，或者可以将它们合并在一起实现。终端可以通过上述各种实现方式中的一种来实现，或者可以通过上述各种实现方式中的两种或更多种方式的组合来实现。
本发明可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本发明的各个方面的计算机可读程序指令。
计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。
这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。
用于执行本发明操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本发明的各个方面。
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于物联网的智能水电桩系统，其特征在于：包括控制单元、水路单元、电路单元和通讯单元，所述控制单元分别连接所述水路单元、所述电路单元和所述通讯单元，
所述水路单元用于根据所述控制单元的水路控制指令以实现水路通断并将用水信息反馈到所述控制单元，
所述电路单元用于根据所述控制单元的电路控制指令以实现电路通断并将用电信息反馈到所述控制单元，
所述通讯单元用于实现所述控制单元与外部设备的通信。
2.根据权利要求1所述的智能水电桩系统，其特征在于：还包括照明单元，所述照明单元连接所述控制单元。
3.根据权利要求2所述的智能水电桩系统，其特征在于：还包括温控单元，所述温控单元连接所述控制单元，所述温控单元用于根据所述控制单元的温控指令以控制所述水电桩内的温度。
4.根据权利要求3所述的智能水电桩系统，其特征在于：所述水路单元包括电磁阀、智能水表、水位传感器和供水管路，所述电磁阀和所述智能水表均连接所述控制单元，且所述电磁阀和所述智能水还设置在所述供水管路上，所述电磁阀用于控制所述供水管路的通断，所述水位传感器设置在所述供水管路下侧，用于监控所述供水管路的漏水情况。
5.根据权利要求3或4所述的智能水电桩系统，其特征在于：所述电路单元包括智能电表、交流接触器和供电线路，所述智能电表和所述交流接触器均连接所述控制单元，所述交流接触器和所述智能电表设置在所述供电线路上，所述交流接触器用于控制所述供电线路的通断。
6.根据权利要求5所述的智能水电桩系统，其特征在于：所述照明单元包括光敏传感器和指示灯，所述光敏传感器用于采集所述水电桩周围的光照信息发送给所述控制单元，所述控制单元用于根据所述光照信息控制所述指示灯开关。
7.根据权利要求6所述的智能水电桩系统，其特征在于：所述温控单元包括温湿度传感器、风扇和加热丝，所述温湿度传感器、所述风扇和所述加热丝设置在所述水电桩内，所述温湿度传感器、所述风扇和所述加热丝分别连接所述控制单元，所述温湿度传感器用于检测水电桩壳体内的温湿度信息并发送给所述控制单元，所述控制单元用于根据所述温湿度信息控制所述风扇或所述加热丝工作。
8.根据权利要求7所述的智能水电桩系统，其特征在于：还包括防盗装置，所述防盗装置包括设置在所述水电桩下方的微动开关，当所述水电桩发生位移时，所述微动开关向所述控制单元发生报警信息，且所述控制单元将所述报警信息发生至外部设备。
9.根据权利要求8所述的智能水电桩系统，其特征在于：所述外部设备包括云后台、服务器或终端设备。
10.根据权利要求9所述的智能水电桩系统，其特征在于：还包括语音单元，所述语音单元连接所述控制单元，用于输出警示语音。
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