CN111138010A - 一种基于物联网的净水氯浓度调整控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于净水氯浓度调整技术领域，公开了一种基于物联网的净水氯浓度调整控制方法及系统，所述基于物联网的净水氯浓度调整控制系统包括：氯浓度检测模块、水质检测模块、中央控制模块、物联通信模块、静电吸附模块、过滤模块、净水检测模块、显示模块。本发明通过氯浓度检测模块采用PhIO‑HBF4试剂和分光光度计检测自来水中的氯离子，其检测方法简单方便，灵敏度较高，重现性好，准确性高；同时，通过净水检测模块可以通过物联网实现与云系统平台全天候的物联网连接，实现控制器板卡向云系统平台上传数据同时接收云系统平台下发的各种数据；通过实时检测净水器的工作状态，利用大数据处理的方法，远程诊断故障原因，检测准确性高，并提出解决方案。

Description

一种基于物联网的净水氯浓度调整控制方法及系统

技术领域

本发明属于净水氯浓度调整技术领域，尤其涉及一种基于物联网的净水氯浓度调整控制方法及系统。

背景技术

净水产品从功能上主要分为过滤、软化、纯化三大类。使用沙滤、活性炭、超滤等技术的净水器能在一定程度上净化水源。能去除泥沙、铁锈，但无法彻底去除水垢和细菌、病毒，属于初级过滤。使用KDF滤材的净水器，能部分去除细菌、病毒，部分去除重金属，但无法去除水垢。软水机基本都是采用离子树脂交换技术，用钠型阳离子置换水中的钙镁离子(水碱)，彻底去除水垢。纯水机采用反渗透膜过滤技术，核心是微孔过滤，只有水分子和比水分子小的矿物质、微量元素能通过膜并保留下来供饮用；细菌、病毒、水垢、污染物均不能通过膜，成为浓缩水排出；从而达到优质饮用水的标准。然而，现有净化水技术不能准确的检测水中氯离子浓度；同时，不能对水净化设备净水效果进行准确检测。

综上所述，现有技术存在的问题是：现有净化水技术不能准确的检测水中氯离子浓度；同时，不能对水净化设备净水效果进行准确检测。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于物联网的净水氯浓度调整控制方法及系统。

本发明是这样实现的，一种基于物联网的净水氯浓度调整控制方法，包括以下步骤：

步骤一，利用氯离子检测设备检测氯离子浓度数据，同时利用水质检测仪检测水质数据；

步骤二，根据检测水质数据，利用过滤膜对水进行过滤操作；并且利用净水检测传感器对净水设备净水进行检测；

步骤三，根据净水检测传感器检测的数据，通过物联网通信模块利用无线收发器接入物联网进行物联网络通信；控制静电吸附设备，通过微电解作用形成特定的电子场，改变水质中元素的浓度；

步骤四，通过物联网通信模块利用无线收发器接入物联网进行物联网络通信，将数据传递的显示器中，利用利用显示器显示检测的氯离子浓度、水质数据及净水检测结果。

所述步骤三中，通过微电解作用形成特定的电子场，改变水质中元素的浓度的具体过程，如下：

通过微电解作用形成特定的电子场，使水中离子能位发生变化，引起结垢分子排列发生变化，使垢分子在器壁上吸附能力下降，达到防垢效果，同时能够调整水质氯离子浓度。

进一步，所述步骤一中，氯浓度检测方法如下：

(1)实时检测过滤后的自来水的水质情况；判断所述自来水的水质情况是否达标；当所述自来水的水质情况未达标时，通过静电吸附对所述饮用水进行净化处理，处理之后对自来水进行检测；

(2)配制亚碘酰苯-氟硼酸试剂：按照亚碘酰苯与氟硼酸的质量比为1:40～60比例在氟硼酸中加入亚碘酰苯，震荡使亚碘酰苯溶解完全，得到亚碘酰苯-氟硼酸试剂备用；

(3)标准曲线的制备：称取160℃干燥后的氯化钠固体，配制为浓度从0.05mg/L依次递增的9个标准溶液，并在标准溶液中依次加入步骤A得到的亚碘酰苯-氟硼酸试剂，然后用紫外可见分光光度计于在320nm处测定吸光度，以已知浓度的标准溶液测定吸光度得到标准曲线；所述亚碘酰苯-氟硼酸试剂的加入量与标准溶液的体积比为60:1；

(4)待测自来水样的测定：取待测自来水样加入亚碘酰苯-氟硼酸试剂，然后用紫外可见分光光度计于在320nm处测定吸光度，然后根据标准曲线计算得到待测自来水中氯离子的含量；所述亚碘酰苯-氟硼酸试剂的加入量与待测自来水样的体积比为60:1。

进一步，所述步骤二中，利用过滤膜对水进行过滤操作；并且利用净水检测传感器对净水设备净水进行检测的具体过程，如下：

1)通过物联网卡和云服务器进行用户身份验证，验证通过后，云服务器给净水器设备分配ID进行用户绑定和网络连接；

2)物联网卡用户绑定及网络连接后，实时采集净水器设备状况同时进行记录，记录信息与云服务器保持同步；

3)通过安装在净水器上的传感器现场检测净水器的参数的步骤；

4)将所有传感器的输出参数集中采集的步骤；将集中的参数传送到云系统平台的步骤；根据这些实时检测的参数采用大数据处理的方式从数据库中查找相同参数，判断净水器的状态的步骤；该步骤中相同的参数指完全相同或者差值在设定的误差范围内；

5)将判断净水器的状态表示的步骤。

进一步，所述步骤3)中参数包括原水TDS水质数据、净水TDS水质数据、进水量数据、出水量数据、压力桶内的压力数据。

进一步，所述原水TDS水质数据由安装在净水器原水入口处的TDS水质传感器实时采集、净水TDS由安装在净水器净水出口处的TDS水质传感器实时采集；进水量数据由安装在原水入口处的水量统计装置实时检测，出水量数据由安装在净水出口处的水量统计装置实时检测，压力数据由安装在压力桶内的压力传感器实时测量。

进一步，所述步骤一中水质数据包括混浊度、色度、pH值、各种离子浓度和有机化合物含量；

所述水质混浊度检测的具体过程，如下：

利用量杯量取一定量的水质样本，将浊度检测器预热4分钟；将水质样本通过导管缓慢注入样杯中；

然后，将样本放置到比色池中，关闭比色池盖进行测量；当浊度检测器上的读数不变时，即可读取水质样本的浊度值。

进一步，所述水质色度检测的具体过程，如下：

首先，获取相应的水质样本和纯水；将上述的样本放置在具赛比色管中，添加到合适的标度；

将具赛比色管放置在白纸上，与白纸呈现一定的角度，使光线反射自具塞比色管底部向上通过液柱；

向下观察液柱，对水质样本的色度进行描述。

进一步，所述水质pH值检测的具体过程如下：

利用检测水质pH值仪器，将玻璃电极和汞电极，插入到需要检测溶液中；

运行一段时间静止后，玻璃电极和汞电极之间发生电动势和氢离子浓度发生变化；

在仪器根据温度变化对检测的数值进行矫正，得到正确的温度数值。

本发明提供的另一目的在于提供一种实施所述的基于物联网的净水氯浓度调整控制方法，所述基于物联网的净水氯浓度调整控制系统包括：

氯浓度检测模块，与中央控制模块连接，用于通过氯离子检测设备检测氯离子浓度数据；

水质检测模块，与中央控制模块连接，用于通过水质检测仪检测水质数据；其中水质数据参数包括：混浊度、色度、pH值、各种离子浓度和有机化合物含量；

中央控制模块，与氯浓度检测模块、水质检测模块、物联通信模块、静电吸附模块、过滤模块、净水检测模块、显示模块连接，用于通过主控机控制各个模块正常工作；

物联网通信模块，与中央控制模块连接，用于通过无线收发器接入物联网进行物联网络通信；同时对传递的信息进行通信特征识别，实现自我反馈，输送控制其他设备的通信指令；

静电吸附模块，与中央控制模块连接，用于通过静电设备对水进行静电吸附操作，通过微电解作用形成特定的电子场，使水中离子能位发生变化，引起结垢分子排列发生变化，使垢分子在器壁上吸附能力下降，达到防垢效果，同时能够调整水质氯离子浓度。

进一步，所述中央控制模块分别与过滤模块、净水检测模块和显示模块连接；

过滤模块，与中央控制模块连接，用于通过过滤膜对水中的杂质进行过滤操作，得到纯净的水；

净水检测模块，与中央控制模块连接，用于通过净水检测传感器对净水设备净水进行检测；

显示模块，与中央控制模块连接，通过物联网通信模块利用无线收发器接入物联网进行物联网络通信，将数据传递的显示器中，通过显示器显示检测的氯离子浓度、水质数据及净水检测结果。

本发明的优点及积极效果为：

本发明通过氯浓度检测模块采用PhIO-HBF4试剂和分光光度计检测自来水中的氯离子，其检测方法简单方便，灵敏度较高，重现性好，准确性高，且不使用硝酸银、铬酸银或硫氰酸汞等毒性较大的重金属离子，减少有毒废液的产生；同时，通过净水检测模块基于物联网的净水器表示，净水器上有控制器，在控制器板卡上设置有网卡，可以通过物联网实现与云系统平台全天候的物联网连接，实现控制器板卡向云系统平台上传数据同时接收云系统平台下发的各种数据；通过实时检测净水器的工作状态，利用大数据处理的方法，远程诊断故障原因，检测准确性高，并提出解决方案。

附图说明

图1是本发明实施例提供的基于物联网的净水氯浓度调整控制方法流程图。

图2是本发明实施例提供的基于物联网的净水氯浓度调整控制系统结构框图。

图2中：1、氯浓度检测模块；2、水质检测模块；3、中央控制模块；4、物联通信模块；5、静电吸附模块；6、过滤模块；7、净水检测模块；8、显示模块。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。

下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。

如图1所示，本发明提供的基于物联网的净水氯浓度调整控制方法包括以下步骤：

S101：利用氯离子检测设备检测氯离子浓度数据，同时利用水质检测仪检测水质数据。

S102：根据检测水质数据，利用过滤膜对水进行过滤操作；并且利用净水检测传感器对净水设备净水进行检测。

S103：根据净水检测传感器检测的数据，通过物联网通信模块利用无线收发器接入物联网进行物联网络通信；控制静电吸附设备，通过微电解作用形成特定的电子场，改变水质中元素的浓度。

S104：通过物联网通信模块利用无线收发器接入物联网进行物联网络通信，将数据传递的显示器中，利用利用显示器显示检测的氯离子浓度、水质数据及净水检测结果。

如图2所示，本发明实施例提供的基于物联网的净水氯浓度调整控制系统包括：氯浓度检测模块1、水质检测模块2、中央控制模块3、物联网通信模块4、静电吸附模块5、过滤模块6、净水检测模块7、显示模块8。

氯浓度检测模块，与中央控制模块连接，用于通过氯离子检测设备检测氯离子浓度数据；

水质检测模块2，与中央控制模块3连接，用于通过水质检测仪检测水质数据；其中水质数据参数包括：混浊度、色度、pH值、各种离子浓度和有机化合物含量；

中央控制模块3，与氯浓度检测模块1、水质检测模块2、物联网通信模块4、静电吸附模块5、过滤模块6、净水检测模块7、显示模块8连接，用于通过主控机控制各个模块正常工作；

物联网通信模块4，与中央控制模块3连接，用于通过无线收发器接入物联网进行物联网络通信；同时对传递的信息进行通信特征识别，实现自我反馈，输送控制其他设备的通信指令；

静电吸附模块5，与中央控制模块3连接，用于通过静电设备对水进行静电吸附操作，通过微电解作用形成特定的电子场，使水中离子能位发生变化，引起结垢分子排列发生变化，使垢分子在器壁上吸附能力下降，达到防垢效果，同时能够调整水质氯离子浓度。

过滤模块6，与中央控制模块3连接，用于通过过滤膜对水中的杂质进行过滤操作，得到纯净的水；

净水检测模块7，与中央控制模块3连接，用于通过净水检测传感器对净水设备净水进行检测；

显示模块8，与中央控制模块3连接，用于通过显示器显示检测的氯离子浓度、水质数据及净水检测结果。

本发明提供的氯浓度检测模块1检测方法如下：

(1)实时检测过滤后的自来水的水质情况；判断所述自来水的水质情况是否达标；当所述自来水的水质情况未达标时，通过静电吸附对所述饮用水进行净化处理，处理之后对自来水进行检测；

(2)配制亚碘酰苯-氟硼酸试剂：按照亚碘酰苯与氟硼酸的质量比为1:40～60比例在氟硼酸中加入亚碘酰苯，震荡使亚碘酰苯溶解完全，得到亚碘酰苯-氟硼酸试剂备用；

(3)标准曲线的制备：称取160℃干燥后的氯化钠固体，配制为浓度从0.05mg/L依次递增的9个标准溶液，并在标准溶液中依次加入步骤A得到的亚碘酰苯-氟硼酸试剂，然后用紫外可见分光光度计于在320nm处测定吸光度，以已知浓度的标准溶液测定吸光度得到标准曲线；所述亚碘酰苯-氟硼酸试剂的加入量与标准溶液的体积比为60:1；

(4)待测自来水样的测定：取待测自来水样加入亚碘酰苯-氟硼酸试剂，然后用紫外可见分光光度计于在320nm处测定吸光度，然后根据标准曲线计算得到待测自来水中氯离子的含量；所述亚碘酰苯-氟硼酸试剂的加入量与待测自来水样的体积比为60:1。

本发明提供的与中央控制模块3连接，用于通过水质检测仪检测水质数据的水质检测模块2对水质进行检测的参数，包括：混浊度、色度、pH值、各种离子浓度和有机化合物含量。

所述水质混浊度检测的具体过程，如下：

利用量杯量取一定量的水质样本，将浊度检测器预热4分钟；将水质样本通过导管缓慢注入样杯中；

然后，将样本放置到比色池中，关闭比色池盖进行测量；当浊度检测器上的读数不变时，即可读取水质样本的浊度值。

所述水质色度检测的具体过程，如下：

首先，获取相应的水质样本和纯水；将上述的样本放置在具赛比色管中，添加到合适的标度；

将具赛比色管放置在白纸上，与白纸呈现一定的角度，使光线反射自具塞比色管底部向上通过液柱；

向下观察液柱，对水质样本的色度进行描述。

所述水质pH值检测的具体过程如下：

利用检测水质pH值仪器，将玻璃电极和汞电极，插入到需要检测溶液中；

运行一段时间静止后，玻璃电极和汞电极之间发生电动势和氢离子浓度发生变化；

在仪器根据温度变化对检测的数值进行矫正，得到正确的温度数值。

本发明提供的净水检测模块7检测方法如下：

1)通过物联网卡和云服务器进行用户身份验证，验证通过后，云服务器给净水器设备分配ID进行用户绑定和网络连接；

2)物联网卡用户绑定及网络连接后，实时采集净水器设备状况同时进行记录，记录信息与云服务器保持同步；

3)通过安装在净水器上的传感器现场检测净水器的参数的步骤；

4)将所有传感器的输出参数集中采集的步骤；将集中的参数传送到云系统平台的步骤；根据这些实时检测的参数采用大数据处理的方式从数据库中查找相同参数，判断净水器的状态的步骤；该步骤中相同的参数指完全相同或者差值在设定的误差范围内；

5)将判断净水器的状态表示的步骤。

本发明提供的步骤3)中参数包括原水TDS水质数据、净水TDS水质数据、进水量数据、出水量数据、压力桶内的压力数据。

本发明提供的原水TDS水质数据由安装在净水器原水入口处的TDS水质传感器实时采集、净水TDS由安装在净水器净水出口处的TDS水质传感器实时采集；进水量数据由安装在原水入口处的水量统计装置实时检测，出水量数据由安装在净水出口处的水量统计装置实时检测，压力数据由安装在压力桶内的压力传感器实时测量。

以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种基于物联网的净水氯浓度调整控制方法，其特征在于，所述基于物联网的净水氯浓度调整控制方法，包括以下步骤：

步骤一，利用氯离子检测设备检测氯离子浓度数据，同时利用水质检测仪检测水质数据；

步骤二，根据检测水质数据，利用过滤膜对水进行过滤操作；并且利用净水检测传感器对净水设备净水进行检测；

步骤三，根据净水检测传感器检测的数据，通过物联网通信模块利用无线收发器接入物联网进行物联网络通信；控制静电吸附设备，通过微电解作用形成特定的电子场，改变水质中元素的浓度；

步骤四，通过物联网通信模块利用无线收发器接入物联网进行物联网络通信，将数据传递的显示器中，利用利用显示器显示检测的氯离子浓度、水质数据及净水检测结果；

所述步骤三中，通过微电解作用形成特定的电子场，改变水质中元素的浓度的具体过程，如下：

通过微电解作用形成特定的电子场，使水中离子能位发生变化，引起结垢分子排列发生变化，使垢分子在器壁上吸附能力下降，达到防垢效果，同时能够调整水质氯离子浓度。

2.如权利要求1所述基于物联网的净水氯浓度调整控制方法，其特征在于，所述步骤一中，氯浓度检测方法如下：

(1)实时检测过滤后的自来水的水质情况；判断所述自来水的水质情况是否达标；当所述自来水的水质情况未达标时，通过静电吸附对所述饮用水进行净化处理，处理之后对自来水进行检测；

(2)配制亚碘酰苯-氟硼酸试剂：按照亚碘酰苯与氟硼酸的质量比为1:40～60比例在氟硼酸中加入亚碘酰苯，震荡使亚碘酰苯溶解完全，得到亚碘酰苯-氟硼酸试剂备用；

(3)标准曲线的制备：称取160℃干燥后的氯化钠固体，配制为浓度从0.05mg/L依次递增的9个标准溶液，并在标准溶液中依次加入步骤A得到的亚碘酰苯-氟硼酸试剂，然后用紫外可见分光光度计于在320nm处测定吸光度，以已知浓度的标准溶液测定吸光度得到标准曲线；所述亚碘酰苯-氟硼酸试剂的加入量与标准溶液的体积比为60:1；

(4)待测自来水样的测定：取待测自来水样加入亚碘酰苯-氟硼酸试剂，然后用紫外可见分光光度计于在320nm处测定吸光度，然后根据标准曲线计算得到待测自来水中氯离子的含量；所述亚碘酰苯-氟硼酸试剂的加入量与待测自来水样的体积比为60:1。

3.如权利要求1所述基于物联网的净水氯浓度调整控制方法，其特征在于，所述步骤二中，利用过滤膜对水进行过滤操作；并且利用净水检测传感器对净水设备净水进行检测的具体过程，如下：

1)通过物联网卡和云服务器进行用户身份验证，验证通过后，云服务器给净水器设备分配ID进行用户绑定和网络连接；

2)物联网卡用户绑定及网络连接后，实时采集净水器设备状况同时进行记录，记录信息与云服务器保持同步；

3)通过安装在净水器上的传感器现场检测净水器的参数的步骤；

4)将所有传感器的输出参数集中采集的步骤；将集中的参数传送到云系统平台的步骤；根据这些实时检测的参数采用大数据处理的方式从数据库中查找相同参数，判断净水器的状态的步骤；该步骤中相同的参数指完全相同或者差值在设定的误差范围内；

5)将判断净水器的状态表示的步骤。

4.如权利要求3所述基于物联网的净水氯浓度调整控制方法，其特征在于，所述步骤3)中参数包括原水TDS水质数据、净水TDS水质数据、进水量数据、出水量数据、压力桶内的压力数据。

5.如权利要求4所述基于物联网的净水氯浓度调整控制方法，其特征在于，所述原水TDS水质数据由安装在净水器原水入口处的TDS水质传感器实时采集、净水TDS由安装在净水器净水出口处的TDS水质传感器实时采集；进水量数据由安装在原水入口处的水量统计装置实时检测，出水量数据由安装在净水出口处的水量统计装置实时检测，压力数据由安装在压力桶内的压力传感器实时测量。

6.如权利要求1所述基于物联网的净水氯浓度调整控制方法，其特征在于，所述步骤一中水质数据包括混浊度、色度、pH值、各种离子浓度和有机化合物含量；

所述水质混浊度检测的具体过程，如下：

利用量杯量取一定量的水质样本，将浊度检测器预热4分钟；将水质样本通过导管缓慢注入样杯中；

然后，将样本放置到比色池中，关闭比色池盖进行测量；当浊度检测器上的读数不变时，即可读取水质样本的浊度值。

7.如权利要求6所述基于物联网的净水氯浓度调整控制方法，其特征在于，所述水质色度检测的具体过程，如下：

首先，获取相应的水质样本和纯水；将上述的样本放置在具赛比色管中，添加到合适的标度；

将具赛比色管放置在白纸上，与白纸呈现一定的角度，使光线反射自具塞比色管底部向上通过液柱；

向下观察液柱，对水质样本的色度进行描述。

8.如权利要求6所述基于物联网的净水氯浓度调整控制方法，其特征在于，所述水质pH值检测的具体过程如下：

利用检测水质pH值仪器，将玻璃电极和汞电极，插入到需要检测溶液中；

运行一段时间静止后，玻璃电极和汞电极之间发生电动势和氢离子浓度发生变化；

在仪器根据温度变化对检测的数值进行矫正，得到正确的温度数值。

9.一种实施如权利要求1-7所述的基于物联网的净水氯浓度调整控制方法，其特征在于，所述基于物联网的净水氯浓度调整控制系统包括：

氯浓度检测模块，与中央控制模块连接，用于通过氯离子检测设备检测氯离子浓度数据；

水质检测模块，与中央控制模块连接，用于通过水质检测仪检测水质数据；其中水质数据参数包括：混浊度、色度、pH值、各种离子浓度和有机化合物含量；

中央控制模块，与氯浓度检测模块、水质检测模块、物联通信模块、静电吸附模块、过滤模块、净水检测模块、显示模块连接，用于通过主控机控制各个模块正常工作；

物联网通信模块，与中央控制模块连接，用于通过无线收发器接入物联网进行物联网络通信；同时对传递的信息进行通信特征识别，实现自我反馈，输送控制其他设备的通信指令；

静电吸附模块，与中央控制模块连接，用于通过静电设备对水进行静电吸附操作，通过微电解作用形成特定的电子场，使水中离子能位发生变化，引起结垢分子排列发生变化，使垢分子在器壁上吸附能力下降，达到防垢效果，同时能够调整水质氯离子浓度。

10.如权利要求9所述基于物联网的净水氯浓度调整控制方法，其特征在于，所述中央控制模块分别与过滤模块、净水检测模块和显示模块连接；

过滤模块，与中央控制模块连接，用于通过过滤膜对水中的杂质进行过滤操作，得到纯净的水；

净水检测模块，与中央控制模块连接，用于通过净水检测传感器对净水设备净水进行检测；

显示模块，与中央控制模块连接，通过物联网通信模块利用无线收发器接入物联网进行物联网络通信，将数据传递的显示器中，通过显示器显示检测的氯离子浓度、水质数据及净水检测结果。

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