CN111667636B - 无线自助智能热水系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种无线自助智能热水系统，包括太阳能热水器集热系统、网络服务器、管理服务模块、移动支付平台、用户支付设备、售后服务商设备和制造商数据存储及控制设备；本发明具有两种使用模式，初期时，通过将用户体验好但价格贵的模式二以免费试用的方式给用户试用，当试用期到达以后，用户通过利用移动支付的方式支付使用费继续使用或人工开通继续使用。其拓展了太阳能热水系统的使用方式，实现精细化管理，保证制造商的商业利益。

Description

无线自助智能热水系统

技术领域

本发明涉及一种太阳能热水器，具体涉及一种新型自助智能太阳能热水器，属于热水器设备领域。

背景技术

太阳能热水器是可再生能源，节能、环保得到政府肯定，2012年后各地方政府相继出台强制安装规定，是利国利民的好事。但太阳能热水器安装在楼顶或房顶，通过管道与用户的供水管连通，由于管道内始终存水，而这些水不会升温，因此，用户在使用前先要放一段冷水，用户用水后管道内的水又会变冷，距楼顶越高的用户冷水越多，北方地区保温不好会导致水管冻坏。顶层用户出热水压力小，舒适程度差。有舒适度高的太阳能热水器但因价格高，开发商不愿意“埋单”，因为开发商也要考虑经济利益与商业利益统一，多种因素导致用户和开发商对太阳能不太热衷。

在政府强装令下，开发商选择最低价格的太阳能热水器中标也是情理之中的事，造成恶性循环，伤害用户、也伤害了太阳能热水器制造企业、伤害了产业链上的所有人赖以身存的环境。

时下国人的腰包鼓起来了，洗澡解决卫生问题是刚需，方便和舒适地使用清洁能源也是刚需。怎么解决开发商成本不提高、用户体验好、而且很愿意用最终达到，用户省钱还能利用好节能、环保的清洁能源，使之成为政府、开发商、用户都愿意、且很愿意的事，这就是本发明的思想和出发点。

发明内容

本发明的目的是提供一种无线自助智能热水系统，通过无线自助交费自助开通基础功能。

为此，本发明提供的一种无线自助智能热水系统，包括太阳能热水器集热系统、网络服务器、管理服务模块、移动支付平台、用户支付设备、售后服务商设备和制造商数据存储及控制设备；

太阳能热水器集热系统：包括水箱、信号传输模块、信号处理模块及控制模块；水箱出水口经水流传感器、水泵及出水管道连接热水阀门，水泵与热水阀门之间的出水管道上经回水管道和电磁阀连接至水箱；出水管道或回水管道上设有温度传感器，水流传感器及温度传感器的信号输出给信号传输模块，信号传输模块将网络服务器来的控制信号、水流传感器及温度传感器的信号传送给信号处理模块，信号处理模块处理信号后，其输出端将处理后信号经控制模块控制水泵及电磁阀的启闭；

网络服务器：与信号传输模块之间、与管理服务模块之间双向传输信号；信号处理模块的处理信号经信号传输模块、网络服务器、管理服务器传送给制造商数据存储及控制设备；制造商数据存储及控制设备的控制指令，经管理服务模块、网络服务器传送给信号传输模块；

管理服务模块：与移动支付平台相连，用户端支付设备用于发送支付信号，通过移动支付平台将购买服务的信息发送给管理服务模块；售后服务商设备直接或间接与管理服务模块相连，给出控制信号给管理服务模块。

作为本发明的进一步改进在于，所述售后服务商设备的输入信号有两路，一路用于接收制造商数据存储及控制设备的控制指令，另一路用于接收用户端支付设备发出的请求；售后服务商设备的输出信号有三路，一路根据户端支付设备发出的请求，向移动支付平台发出支付信号，第二路直接将控制信号发送给管理服务模块，第三路将控制信号传输给制造商数据存储及控制设备。

进一步地，所述信号传输模块为无线信号传输设备。

所述控制模块用于控制水泵及电磁阀的启停时间及时长。

进一步地，管理服务器可设置预付费计时服务模式，如：按时、日、月、年收费，并设置有期限届满提醒功能，提醒付费功能通过移动通信或网络功能通知用户。管理服务模块可以设置服务模式，并可以设置提醒付费功能，提醒付费功能通过移动通信或网络功能通知用户。管理服务模还可以根据用户、售后服务商设备和制造商的需要设置更多的功能，具体功能根据用户、售后服务商设备和制造商需要进行设置。

进一步地，所述控制模块、信号处理模块、信号传输模块、网络服务器、管理服务模块与制造商数据存储及控制设备相互之间保持一定的状态交换频率，互检数据的正确性，如果检测到某执行器件数据缺少或不同步，将发出故障报警，同时停止工作，等待软件试检修和硬件检修。该功能一方面是保证系统的运行正常，另一方面，可保证制造商和售后服务商的正常运行的利益，可避免拆除信号处理模块使之不能与网络服务器、管理服务模块正常通信时，制造商和售后服务商就不能正常收取服务费的问题。无线自助智能热水系统在用户不付费用的情况下，正常提供相当于普通承压式或非承压紧凑式太阳能热水器一样的供热水方式，其仍可正常使用。

本发明具有两种使用模式，模式一是：水泵和电磁阀不工作，此时，水箱中的水能正常使用，只不过管道内的可能存在一段冷水，需要起将其放掉才能用到热水，同时，水压相对较低，用户体验不佳，但是可以使用。模式二是，水泵和电磁阀投入工作，管道内积存的冷水回流至水箱，用户热水阀即开即热，水压较大，用户体验好。两种模式的转换根据用户支付情况或制造商、售后服务商授权获得，初期时，通过将用户体验好但价格贵的模式二以免费试用的方式给用户试用，当试用期到达以后，1、用户通过利用移动支付的方式支付使用费继续使用；2、制造商终止未付费使用费的用户使用；3、用户可以通过其它支付的方式直接支付给制造或售后服务商使用费，人工开通继续使用。

本发明无线自助智能热水系统具有明显的三个功能：

1、当太阳能热水器免费试用期满，自助支付使用费继续使用基础功能，当太阳能热水器免费试用期满，用户可以通过自助扫码付费或通过支付宝、微信等移动支付平台支付。

2、当太阳能热水器免费试用期满，用户是老年人不会使用移动支付平台支付，可以通过人工收费，人工通过电脑开通继续使用。

3、当太阳能热水器免费试用期满，用户没有通过任何方式付费，系统通过常用通信方式自动通知用户付费；如果用户没有付费系统默认用户不再需要使用该项目服务，自动终止使用基础功能。

附图说明

图1为本发明系统原理图。

图2为太阳能热水器集热系统的结构示意图。

图中：1出气口、2真空管接口、3水流传感器、4回水口、5水泵、6控制模块、7水箱外壳、8水箱内胆、9出水口、10进水口、11保温层、12电磁阀、13温度传感器、14进出水管道、15回水管道、16热水阀门、17电加热器。

具体实施方式

如图1和2所示，为一种无线自助智能热水系统，包括太阳能热水器集热系统、网络服务器、管理服务模块、移动支付平台、用户支付设备、售后服务商设备和制造商数据存储及控制设备；

太阳能热水器集热系统：包括水箱、信号传输模块、信号处理模块及控制模块；水箱出水口经水流传感器、水泵及出水管道连接热水阀门，水泵与热水阀门之间的出水管道上经回水管道和电磁阀连接至水箱；出水管道或回水管道上设有温度传感器，水流传感器及温度传感器的信号输出给信号传输模块，信号传输模块将网络服务器来的控制信号、水流传感器及温度传感器的信号传送给信号处理模块，信号处理模块处理信号后，其输出端将处理后信号经控制模块控制水泵及电磁阀的启闭；信号传输模块与网络服务器之间经无线信号相连，实现远程控制；信号传输模块与水流传感器、温度传感器以及信号处理模块之间经有线信号相连；

网络服务器：与信号传输模块之间、与管理服务模块之间双向传输信号；信号处理模块的处理信号经信号传输模块、网络服务器、管理服务器传送给制造商数据存储及控制设备；制造商数据存储及控制设备的控制指令，经管理服务模块、网络服务器传送给信号传输模块；

管理服务模块：与移动支付平台相连，用户端支付设备用于发送支付信号，通过移动支付平台将购买服务的信息发送给管理服务模块；售后服务商设备直接或间接与管理服务模块相连，给出控制信号给管理服务模块。

售后服务商设备的输入信号有两路，一路用于接收制造商数据存储及控制设备的控制指令，另一路用于接收用户端支付设备发出的请求；售后服务商设备的输出信号有三路，一路根据户端支付设备发出的请求，向移动支付平台发出支付信号，第二路直接将控制信号发送给管理服务模块，第三路将控制信号传输给制造商数据存储及控制设备。

信号传输模块为无线信号传输设备。所述控制模块用于控制水泵及电磁阀的启停时间及时长。

管理服务器可设置预付费计时服务模式，如：按时、日、月、年收费，并设置有期限届满提醒功能，提醒付费功能通过移动通信或网络功能通知用户。管理服务模块可以设置服务模式，并可以设置提醒付费功能，提醒付费功能通过移动通信或网络功能通知用户。管理服务模还可以根据用户、售后服务商设备和制造商的需要设置更多的功能，具体功能根据用户、售后服务商设备和制造商需要进行设置。

控制模块、信号处理模块、信号传输模块、网络服务器、管理服务模块与制造商数据存储及控制设备相互之间保持一定的状态交换频率，互检数据的正确性，如果检测到某执行器件数据缺少或不同步，将发出故障报警，故障报警包括声音、短信、电子邮件等一切常用的文字或图片等通知方式，同时停止工作，等待软件试检修和硬件检修。该功能一方面是保证系统的运行正常，另一方面，可保证制造商和售后服务商的正常运行的利益，可避免拆除信号处理模块使之不能与网络服务器、管理服务模块正常通信时，制造商和售后服务商就不能正常收取服务费的问题。无线自助智能热水系统在用户不付费用的情况下，正常提供相当于普通承压式或非承压紧凑式太阳能热水器一样的供热水方式，其仍可正常使用。

控制模块、信号处理模块、信号传输模块、网络服务器、管理服务模块等组成的产品系统，首次启动工作时应输入代表机器户口的唯一编码，和用户的住址识别信息，包括输入住或卫星定位信息，确保产品服务的信息正确，防止被盗用。仅制造商技术后台有权开启。

本发明按如下方式进行工作：

第一，本发明提供基础功能，以及放置在水箱内胆与水箱外壳之间且与其成为一体的管道无冷水功能、增压出水和循环防冻装置。新型太阳能热水器包括：水箱外壳、内胆、进出水口、回水口、电加热口、出气口、电磁阀、温度传感器、进出水管道、回水管道。本发明新型太阳能热水器就是通过水泵、电磁阀、电加热、控制模块等，由控制模块对水泵、电磁阀开关控制达到热水增压和换热循环的效果，开龙头就有热水。

第二，管道无冷水功能：当用户开启热水阀门1-10秒后关闭，作为使用热水信号，水流传感器传出信号给控制模块，同时控制模块通过温度传感器继续检测进出水管道或回水管道的温度，当温度小于45度时，控制模块发出水泵开启、电磁阀开启10秒到20分钟的指令，水泵开启、电磁阀开启；10秒到20分钟后，电磁阀关闭，控制模块继续通过水流传感器检测用户是否开启热水阀门使用热水，如果使用则水泵继续开启，否则关闭。这时太阳能热水器到用户用水端的管道内的水温度相近于太阳能热水器温度，所以用户在大于10秒（时间由管道长度决定）后开启热水阀门就能直接能使用到热水，且感受到水泵的扬程增加效果，整个过程在10秒到2分钟内完成，视水泵的出水量。

第三，热水增压功能：当用户开启热水阀门，这时水流传感器传出信号给控制模块，控制模块作出对水泵、开启的指令，当管道温度大于45度时电磁阀不开启，用户就能顺利地使用到水泵扬程大小的出水压力，一般0.1-0.15MPa以上（水泵的扬程加楼层高度）。

第四，管道防冻功能：冬天当控制模块通过温度传感器检测到太阳能热水器，所述热水阀门关闭，且控制模块通过温度传感器检测到进出水管道或回水管道内水温度≤1-7℃时，控制模块发出对水泵、电磁阀开启1-20分钟的指令，水泵、电磁阀开启1-20分钟后停止，同时控制模块通过温度传感器继续检测进出水管道或回水管道的温度，水箱里的水在进出水管道、回水管道以及水箱之间循环，进出水管道、回水管道内水温度持续不断上升；控制模块通过温度传感器继续检测进出水管道或回水管道的温度，当检测到进出水管道或回水管道内水温度持续上升时，则控制模块准备进入下一个周期工作；当控制模块通过温度传感器检测到进出水管道内水温度不会上升，则控制模块不启动下一循环，直到水流传感器传出信号给控制模块。

对于北方比较寒冷的地区，当所述热水阀门关闭，且控制模块通过温度传感器检测到进出水管道或回水管道内水温度≤1-7℃时，控制模块发出对水泵、电磁阀、电加热器开启1-20分钟的指令，水泵、电磁阀、电加热器开启1-20分钟后停止，同时控制模块通过温度传感器继续检测进出水管道或回水管道的温度，水箱里的水在进出水管道、回水管道以及水箱之间循环，进出水管道、回水管道内水温度持续不断上升；控制模块通过温度传感器继续检测进出水管道或回水管道的温度，当检测到进出水管道或回水管道内水温度持续上升时，则控制模块进入下一个周期工作；当控制模块通过温度传感器检测到进出水管道内水温度不会上升，则控制模块启动下一循环，直到水流传感器传出信号给控制模块。

太阳能热水器集热系统可如图2所示，其由水箱、控制模块6、回水管道15、温度传感器13、水流传感器3、信号处理模块、信号传输模块、水泵5、电磁阀12、热水阀门16及连接管道等组成。

水箱出水口9通过进出水管道14连接热水阀门16。

回水管道15下端设置在所述进出水管道14上，回水管道15上端经由电磁阀12连接所述水箱。水泵5设置在水箱出水口处。

温度传感器13、水泵5、电磁阀12、水流传感器3分别通过控制线连接信号传输模块，温度传感器13用于检测进出水管道14或者回水管道15的温度；水流传感器3用于检测水箱出水口水流信息。

水箱上连接电加热器17，电加热器17通过控制线连接控制模块6。

太阳能热水器集热系统的工作过程如下：

信号处理模块是否工作，由管理服务模块决定，管理服务器解决前端的商业流程，如购买服务、赠送服务等，管理服务模块发出是否使用及使用时长、期间的指令信号，经网络服务器、信号传输模块给信号处理模块。

无线自助智能热水系统在用户不付费用的情况下，管理服务模块发出停止使用信号，信号处理模块接收到停止使用信号时，控制模块、水泵、电磁阀均不工作，但太阳能热水器仍能正常提供相当于普通承压式或非承压紧凑式太阳能热水器一样的供热水方式，可以继续使用，但不能实现即可即热，没有防冻功能。

信号处理模块在接收到开启信号后，按如下方式进行：

当用户开启热水阀门16 1-10秒后关闭，作为使用热水信号，水流传感器3传出给信号传输模块，温度传感器3检测进出水管道14或回水管道15的温度，并将温度信号传送给信号传输模块，信号传输模块传输信号给信号处理模块，当温度小于45度时，经控制模块6发出水泵5开启、电磁阀12开启10秒到20分钟的指令，水泵5开启、电磁阀12开启；水泵5、电磁阀12运行10秒到20分钟后，电磁阀12闭，水流传感器3持续通过检测用户是否开启热水阀门16使用热水，通过控制模块控制水泵启闭，如果使用则水泵5继续开启，否则关闭。这时太阳能热水器到用户用水端的管道内的水温度相近于太阳能热水器温度，所以用户在大于10秒时间由管道长度决定后开启热水阀门16就能直接能使用到热水，且感受到水泵的扬程增加效果，整个过程在10秒到2分钟内完成，视水泵的出水量。

冬天夜间，当所述热水阀门16关闭，且信号处理模块通过温度传感器13检测到进出水管道14或回水管道15内水温度为≤1-7℃时，信号处理模块发出指令，经控制模块6发出对水泵5、电磁阀12开启1-20分钟的指令，水泵5、电磁阀12开启1-20分钟后停止，同时信号处理模块通过温度传感器3继续检测进出水管道14或回水管道15的温度，水箱里的水在进出水管道14、回水管道15以及水箱之间循环，进出水管道14、回水管道15内水温度持续不断上升；

当信号处理模块经温度传感器检测到进出水管道或者回水管道内的温度持续上升时，则信号处理模块进入准备下一个周期工作；

当通过温度传感器13检测到进出水管道14内水温度不再上升，则控制模块6控制水泵停止启动下一循环，直到水流传感器3再次传出用水信号，具体过程为：

当所述热水阀门16关闭，且通过温度传感器13检测到进出水管道14或回水管道15内水温度为≤1-7℃时，启动第一周期工作：经控制模块6发出对水泵5、电磁阀12开启1-20分钟的指令，第一周期工作的启动温度记为T1，1 ≤T1≤7，启动第一周期工作的时刻记为t1，t1=0；通过温度传感器13检测进出水管道14或回水管道15t2时刻的温度T2，其中20分钟≥t2≥1分钟；当T2≤T1时，即进出水管道14或回水管道内水温度不上升，第一周期工作结束后，即使通过温度传感器13检测到进出水管道14或回水管道15内水温度≤1-7℃时，控制模块6停止重复第一周期工作。

对于北方比较寒冷的地区，当所述热水阀门16关闭，且通过温度传感器13检测到进出水管道14或回水管道15内水温度≤1-7℃时，信号处理模块经控制模块6发出对水泵5、电磁阀12、电加热器17开启1-20分钟的指令，水箱里的水在进出水管道14、回水管道15以及水箱之间循环，进出水管道14、回水管道15内水温度持续不断上升，水泵5、电磁阀12、电加热器17开启1-20分钟后停止；

同时信号处理模块通过温度传感器3继续检测进出水管道14或回水管道15的温度，当控制模块通过温度传感器检测到进出水管道或者回水管道内的温度持续上升时，则信号处理模块准备进入下一个周期工作；

当信号处理模块通过温度传感器13检测到进出水管道14内水温度不再上升，则信号处理模块停止启动下一循环，直到水流传感器3传出信号给信号处理模块，具体过程为：

当所述热水阀门16关闭，且信号处理模块通过温度传感器13检测到进出水管道14或回水管道15内水温度≤1-7℃时，启动第一周期工作：经控制模块6发出对水泵5、电磁阀12开启1-20分钟的指令，第一周期工作的启动温度记为T3，1 ≤T3≤7，启动第一周期工作的时刻记为t3，t3=0；信号处理模块通过温度传感器13检测进出水管道14或回水管道15 t4时刻的温度T4，其中20分钟＞t4＞1分钟；当T4≤T3时，即进出水管道14或回水管道内水温度不上升，第一周期工作结束后，即使信号处理模块通过温度传感器13检测到进出水管道14或回水管道15内水温度≤1-7℃时，经信号处理模块停止重复启动第一周期工作。

水箱包括水箱外壳7和水箱内胆8，水箱外壳7和水箱内胆8之间设有保温层11，水箱内胆8上设有真空管接口2、进水口10以及电加热器17。

信号处理模块为单片机或可编程序控制器开发而成，以数字信号输出；控制模块6内数模转换电路，其输出信号为模拟量，用于开关水泵及电磁阀。

水箱内胆8上设有出气口1。

信号传输模块、信号处理器模块与信号控制模块6共同负责水泵5、水流传感器3、温度传感器13、电磁阀12，局部构成闭环反馈控制。

无线的信号传输模块将处理器模块判断结果和工作状态传输网络服务器和管理服务模块，并相互交换实时状态数据。

管理服务模块是决定何时给用户提供服务，决定处理器模块与控制模块是否工作怎样工作并通过无线传输模块相互交换实时状态数据。

管理服务模块设有计费和收费管理系统软件，可以通过设置收费方式（如按时、日、月、季、年）、收费金额。

信号处理器模块、信号控制模块、信号传输模块可以是在同一块线路板上或同一个外壳里面。

网络服务器、管理服务模块可以是在同一块线路板上或同一个外壳里面。

移动支付平台可以是微信、支付宝、网上银行等一切通过网络支付的平台。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种无线自助智能热水系统，其特征在于：包括太阳能热水器集热系统、网络服务器、管理服务模块、移动支付平台、用户支付设备、售后服务商设备和制造商数据存储及控制设备；

太阳能热水器集热系统：包括水箱、信号传输模块、信号处理模块及控制模块；水箱出水口经水流传感器、水泵及出水管道连接热水阀门，水泵与热水阀门之间的出水管道上经回水管道和电磁阀连接至水箱；出水管道或回水管道上设有温度传感器，水流传感器及温度传感器的信号输出给信号传输模块，信号传输模块将网络服务器来的控制信号、水流传感器及温度传感器的信号传送给信号处理模块，信号处理模块处理信号后，其输出端将处理后信号经控制模块控制水泵及电磁阀的启闭；

网络服务器：与信号传输模块之间、与管理服务模块之间双向传输信号；信号处理模块的处理信号经信号传输模块、网络服务器、管理服务器传送给制造商数据存储及控制设备；制造商数据存储及控制设备的控制指令，经管理服务模块、网络服务器传送给信号传输模块；

管理服务模块：与移动支付平台相连，用户端支付设备用于发送支付信号，通过移动支付平台将购买服务的信息发送给管理服务模块；售后服务商设备直接或间接与管理服务模块相连，给出控制信号给管理服务模块；

根据用户支付情况或制造商、售后服务商授权获得两种模式，模式一是，水泵和电磁阀不工作，水箱中的水使用时，放掉管道内的可能存在的一段冷水后，使用热水；模式二是，水泵和电磁阀投入工作，管道内积存的冷水回流至水箱，用户热水阀即开即热，水压较大；

所述售后服务商设备的输入信号有两路，一路用于接收制造商数据存储及控制设备的控制指令，另一路用于接收用户端支付设备发出的请求；售后服务商设备的输出信号有三路，一路根据户端支付设备发出的请求，向移动支付平台发出支付信号，第二路直接将控制信号发送给管理服务模块，第三路将控制信号传输给制造商数据存储及控制设备。

2.根据权利要求1所述的一种无线自助智能热水系统，其特征在于：所述信号传输模块为无线信号传输设备。

3.根据权利要求1所述的一种无线自助智能热水系统，其特征在于：所述控制模块用于控制水泵及电磁阀的启停时间及时长。

4.根据权利要求1所述的一种无线自助智能热水系统，其特征在于：所述移动支付平台为微信、支付宝或网上银行。

5.根据权利要求1所述的一种无线自助智能热水系统，其特征在于：所述管理服务器设置有预付费计时服务模式，并设置有期限届满提醒功能，提醒付费功能通过移动通信或网络功能通知用户。

6.根据权利要求1所述的一种无线自助智能热水系统，其特征在于：所述控制模块、信号处理模块、信号传输模块、网络服务器、管理服务模块与制造商数据存储及控制设备相互之间保持一定的状态交换频率，互检数据的正确性，如果检测到某执行器件数据缺少或不同步，将发出故障报警，同时停止工作，等待软件试检修和硬件检修。

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