CN111728488A - 一种可实现物联网控制的智能饮水机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可实现物联网控制的智能饮水机，包括底座所述底座内设置有控制系统，所述控制系统包括单片机和与其连接的压力传感器、水质传感器和物联网芯片，所述物联网芯片连接有天线，所述物联网芯片、单片机、天线及电源管理系统安装在同一安装板上，所述控制电路还包括WIFI插座，所述WIFI插座用于为饮水机供电，所述WIFI插座可与所述物联网芯片通信。本发明可以对桶装水水量和水质的实时检测，通过与物联网的通信，用户在远端通过手机等移动终端即可对饮水机状态掌握和控制，并能远端控制饮水机开关状态，节约能源。
Description
技术领域
本发明涉及饮水机相关技术领域，具体为一种可实现物联网控制的智能饮水机。
背景技术
饮水机是将桶装纯净水或矿泉水升温或降温并方便人们饮用的装置。机器上方放桶装水，与桶装水配套使用。饮水机通常被设计为机身顶部的一个专门的连接器倒放置水桶，连接器为一个倒锥形的圆形槽，上方开口四周的圆形侧壁用于支撑水桶，圆形槽的底部中央设置有进水嘴，用于与桶装水的出水口连接。
饮水机大多由饮水机桶座、储存柜和架体组成，其中饮水机桶座主要用于安装水桶。
但是当今市场上现有的饮水机桶座不具有水质检测的功能，现有饮水机功能较为单一，在长期无人使用时，水冷却后对水反复加热，不仅浪费能源，而且多次加热的水也不利于健康。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可实现物联网控制的智能饮水机，以解决上述背景技术中提出的大多数饮水机桶座不具有水质检测的功能，且不便于远程了解状态和控制的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可实现物联网控制的智能饮水机，包括底座，所述底座内设置有控制系统，所述控制系统包括单片机和与其连接的压力传感器、水质传感器和物联网芯片，所述物联网芯片连接有天线，所述物联网芯片、单片机、天线及电源管理系统安装在同一安装板上，所述控制电路还包括WIFI插座，所述WIFI插座用于为饮水机供电，所述WIFI插座可与所述物联网芯片通信。
优选的：所述电源管理系统包括一个电池和与电池连接的DC/DC转换器，所述转换器的电源输出端为PCB板上的设备供电。
优选的：还包括与物联网芯片连接的被动按键，所述被动按键安装在饮水机水座的环形顶面上。
优选的，所述底座的底部中间安装有固定柱，且固定柱的外侧安装有进水嘴，并且固定柱的顶端设置有过滤件，，所述底座的上端安装有压力传感器，且压力传感器关于底座的中心等角度设置，所述底座的外侧固定安装有安装板，且左侧的安装板上安装有水质传感器，并且水质传感器上连接有线形探头，所述电池安装在右侧的安装板上，且右侧的安装板下表面连接有密封板。
优选的，所述固定柱的上端直径尺寸与进水嘴的内径尺寸相等，且固定柱的下端外径尺寸与进水嘴的外径尺寸相等，并且进水嘴与固定柱的连接方式为螺纹连接。
优选的，所述过滤件放置在固定柱的顶端，且过滤件的中间表面呈蜂窝状结构，并且过滤件在固定柱与进水嘴之间构成拆卸结构。
优选的，所述连接罩在底座上为伸缩结构，且连接罩的外表面形状与底座的外表面形状一致，并且连接罩的下端与底座的内表面贴合设置。
优选的，所述安装板与底座的连接方式为固定连接，且密封板在安装板上为转动结构，并且密封板与安装板的连接方式为卡合连接。
优选的，所述底座的上端外侧设置有连接罩，且连接罩的下表面等间距安装有弹簧，所述连接罩的上端右侧安装有被动开关。
具体的，所述物联网芯片为M5310，所述单片机为STM32系列单片机。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1．可以对桶装水水量和水质的实时检测，通过与物联网的通信，用户在远端通过手机等移动终端即可对饮水机状态掌握和控制，并能远端控制饮水机开关状态，节约能源。
2.通过在进水嘴的下端设置有线形探头，且线形探头与水质传感器相连接，在换水时，水桶的出水口被进水嘴顶破瞬间，会有少量水流出进水嘴并流经线形探头，线形探头可以检测水质；
3.通过在底座的上端设置有连接罩，且连接罩在底座上为伸缩结构，因此在每次换水时，可使得水桶挤压和撞击连接罩，而连接罩在底座上为伸缩结构，进而可防止多次撞击底座而造成损坏，并且可防止水桶直接撞击压力传感器而使得压力传感器破损；
4.通过在固定柱上设置有进水嘴，且进水嘴与固定柱之间设置有过滤件，可通过过滤件的作用对水桶出水口处报名粘连的杂质进行过滤，防止异物进入进水嘴。
附图说明
图1为本发明正视剖面结构示意图；
图2为本发明图1中A处放大结构示意图；
图3为本发明俯视剖面结构示意图；
图4为本发明固定柱与进水嘴连接整体结构示意图；
图5为电路控制部分的一个具体实施方式示意图；
图6为本发明中饮水机接入物联网系统架构的一个具体实施方式示意图。
图中：1、底座；2、固定柱；3、进水嘴；4、过滤件；5、连接罩；6、弹簧；7、被动开关；8、压力传感器；9、安装板；10、水质传感器；11、线形探头；12、电池；13、密封板，ATN-天线。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明所述可实现物联网控制的智能饮水机，包括底座，所述底座内设置有控制系统，如图5所示，所述控制系统包括单片机和与其连接的压力传感器、水质传感器和物联网芯片，所述物联网芯片连接有天线，所述物联网芯片、单片机、天线及电源管理系统安装在同一PCB板上，所述控制电路还包括WIFI插座，所述WIFI插座用于为饮水机供电，所述WIFI插座可与所述物联网芯片通信。
压力传感器用于检测水桶重量，通常安装在饮水机连接器的顶部，可以安装三个以上的压力传感器，使传感器检测探头位置突出于连接器其他位置，水桶接触面完全被压力传感器所支撑，检测水桶重量。
水质传感器的线形探头可以伸至饮水机连接器底部的进水嘴周围，通常进水嘴高于连接器底部其他位置，每次在更换水桶时，水桶的出水口被进水嘴顶破瞬间，会有少量水流出进水嘴并流经线形探头，线形探头可以检测水质，这种设置方式避免线形探头直接进入饮用水通路。
单片机接收到压力传感器和水质传感器的数据后，进行计算处理后转化为物联网通信格式并通过物联网芯片发送到物联网如移动通信网络中，用户可以通过手机等移动终端接收到数据，通过预装的APP，用户还可以发送控制信号控制饮水机的其他功能如加热、水质净化等。
如果压力传感器检测到压力数据长期无变化，说明较长时间无人使用饮水机，这时可以单片机将判断结果发送到物联网芯片并传递到移动终端，用户可以回馈信号通过物联网芯片发出关闭WIFI插座的信号，切断饮水机电源。
本发明中对于饮水机管理的一个具体实施方式架构如图6所示，在传感层，通过压力传感器和水质传感器等对物联网中的饮水机实时状态进行数据采集，通过传输层传递，传输层可以采用MQTT（消息队列遥测传输）协议和NB- IOT（窄带物联网）协议将传感器采集的数据采集。并在IOT（物联网）平台进行管理和分发，并最终在应用层到达用户手中，用户可以通过智能手机等移动终端进行状态查看和远程操控等。
本发明的一个具体实施方式中，包括物联网芯片、单片机、天线及电源管理系统安装在同一PCB板，采用独立的电源管理系统供电，可以不受饮水机电源影响，所述电源管理系统可以包括一个3.7V的锂电池和与电池连接的DC/DC转换器，所述转换器的电源输出端为PCB板上的设备供电。
一个具体实施方式为，所述物联网芯片可以采用M5310，所述单片机可以采用STM32系列单片机，所述压力传感器可以采用hx711，所述水质传感器可以采用DCDZ001。
图5所示的具体实施方式中，还包括与物联网芯片连接的被动按键，所述被动按键安装在饮水机水座的环形顶面上。在物联网芯片采用M5310时，该被动按键可以与M5310的RSET引脚连接，该引脚的功能为每接收到一个脉冲上升沿信号，强制芯片发送一段时间数据，持续发送数据的时间可以预先设置；上述实施方式中，每次换水时，水桶会撞击安装在饮水机水座环形顶面上的被动按键，被动按键发送脉冲上升沿信号到M5310的RSET引脚，从而实现每次换水时，强制发送水质信号到移动终端，方便对每次更换的水质进行检测。由于同一桶装水内水质一样，一般不需要对同一桶装水进行多次水质检测，上述更换时检测发送的方式更加节能和实用。
本发明的底座的具体实施方式如图1所示，底座1的底部中间安装有固定柱2，且固定柱2的外侧安装有进水嘴3，并且固定柱2的顶端设置有过滤件4，底座1的上端外侧设置有连接罩5，且连接罩5的下表面等间距安装有弹簧6，连接罩5的上端右侧安装有被动开关7，底座1的上端安装有压力传感器8，且压力传感器8关于底座1的中心等角度设置，底座1的外侧固定安装有安装板9，且左侧的安装板9上安装有水质传感器10，并且水质传感器10上连接有线形探头11，电池12安装在右侧的安装板9上，且右侧的安装板9下表面连接有密封板13。
如图1中固定柱2的上端直径尺寸与进水嘴3的内径尺寸相等，且固定柱2的下端外径尺寸与进水嘴3的外径尺寸相等，并且进水嘴3与固定柱2的连接方式为螺纹连接，便于对进水嘴3进行拆卸，从而便于过滤件4的取出清理，连接罩5在底座1上为伸缩结构，且连接罩5的外表面形状与底座1的外表面形状一致，并且连接罩5的下端与底座1的内表面贴合设置，便于连接罩5上下伸缩运动；
如图2中安装板9与底座1的连接方式为固定连接，且密封板13在安装板9上为转动结构，并且密封板13与安装板9的连接方式为卡合连接，便于控制密封板13的打开与关闭，进而便于对电池12进行取出和更换；
如图4中过滤件4放置在固定柱2的顶端，且过滤件4的中间表面呈蜂窝状结构，并且过滤件4在固定柱2与进水嘴3之间构成拆卸结构，可通过过滤件4的作用对水桶的出水口上粘连的异物进行过滤，防止异物进入进水嘴3。
在使用该可实现物联网控制的智能饮水机时，将水桶倒置，使得水桶上的出水口与进水嘴3对齐，使得水桶在重力作用下，通过进水嘴3的作用将水桶上出水口的密封塞顶掉，此时，水桶下落，使得水桶的外壁与连接罩5贴合，并对连接罩5进行挤压，由于连接罩5与底座1的上端之间通过弹簧6相连接，因此可使得水桶在下落的瞬间，连接罩5在底座1上做伸缩运动，减缓水桶对底座1的撞击，且由于在底座1的上端设置有压力传感器8，在水桶下落后，水桶对连接罩5进行挤压，使得连接罩5的下表面与压力传感器8的顶端接触，使得压力传感器8感受压力，同时通过连接罩5的作用可减缓水桶直接撞击压力传感器8而对压力传感器8造成的损害，且通过压力传感器8的作用对水桶的质量进行检测；
另外，在水桶的出水口出水的瞬间，会有少量水流出进水嘴3，而在进水嘴3的下方设置有线形探头11，线形探头11将在水质传感器10的作用下完成对水质的检测，另外，在换水时，水桶会撞击安装在连接罩5的被动开关7，被动开关7发送脉冲上升沿信号到物联网芯片M5310的RSET引脚，从而实现每次换水时，强制发送水质信号到移动终端，方便对每次更换的水质进行检测。线形探头也可以设置在桶座下方与饮水机内部水室的接触面以下，水室充满水时，探头位于水面下方，可以实时检测饮水机内部水质。
通过在进水嘴的下端设置有线形探头，且线形探头与水质传感器相连接，在换水时，水桶的出水口被进水嘴顶破瞬间，会有少量水流出进水嘴并流经线形探头，线形探头可以检测水质；
通过在底座的上端设置有连接罩，且连接罩在底座上为伸缩结构，因此在每次换水时，可使得水桶挤压和撞击连接罩，而连接罩在底座上为伸缩结构，进而可防止多次撞击底座而造成损坏，并且可防止水桶直接撞击压力传感器而使得压力传感器破损；
通过在固定柱上设置有进水嘴，且进水嘴与固定柱之间设置有过滤件，可通过过滤件的作用对水桶出水口处报名粘连的杂质进行过滤，防止异物进入进水嘴。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1．可以对桶装水水量和水质的实时检测，通过与物联网的通信，用户在远端通过手机等移动终端即可对饮水机状态掌握和控制，并能远端控制饮水机开关状态，节约能源。2.通过在进水嘴的下端设置有线形探头，且线形探头与水质传感器相连接，在换水时，水桶的出水口被进水嘴顶破瞬间，会有少量水流出进水嘴并流经线形探头，线形探头可以检测水质；
3.通过在底座的上端设置有连接罩，且连接罩在底座上为伸缩结构，因此在每次换水时，可使得水桶挤压和撞击连接罩，而连接罩在底座上为伸缩结构，进而可防止多次撞击底座而造成损坏，并且可防止水桶直接撞击压力传感器而使得压力传感器破损；
4.通过在固定柱上设置有进水嘴，且进水嘴与固定柱之间设置有过滤件，可通过过滤件的作用对水桶出水口处报名粘连的杂质进行过滤，防止异物进入进水嘴。
本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述，本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种可实现物联网控制的智能饮水机，包括底座，其特征在于，所述底座内设置有控制系统，所述控制系统包括单片机和与其连接的压力传感器、水质传感器和物联网芯片，所述物联网芯片连接有天线，所述物联网芯片、单片机、天线及电源管理系统安装在同一安装板上，所述控制电路还包括WIFI插座，所述WIFI插座用于为饮水机供电，所述WIFI插座可与所述物联网芯片通信。
2.根据权利要求1所述的一种可实现物联网控制的智能饮水机，其特征在于：所述电源管理系统包括一个电池和与电池连接的DC/DC转换器，所述转换器的电源输出端为PCB板上的设备供电。
3.根据权利要求1所述的一种可实现物联网控制的智能饮水机，其特征在于：还包括与物联网芯片连接的被动按键，所述被动按键安装在饮水机水座的环形顶面上。
4.根据权利要求1所述的一种可实现物联网控制的智能饮水机，其特征在于：所述底座（1）的底部中间安装有固定柱（2），且固定柱（2）的外侧安装有进水嘴（3），并且固定柱（2）的顶端设置有过滤件（4），所述底座（1）的上端安装有所述压力传感器（8），且压力传感器（8）关于底座（1）的中心等角度设置，所述底座（1）的外侧固定安装有多块所述安装板（9），且左侧安装板（9）上安装有所述水质传感器（10）及物联网芯片、单片机和天线，并且水质传感器（10）上连接有线形探头（11），电池（12）安装在右侧的安装板（9）上，且右侧的安装板（9）下表面连接有密封板（13）。
5.根据权利要求4所述的一种可实现物联网控制的智能饮水机，其特征在于：所述固定柱（2）的上端直径尺寸与进水嘴（3）的内径尺寸相等，且固定柱（2）的下端外径尺寸与进水嘴（3）的外径尺寸相等，并且进水嘴（3）与固定柱（2）的连接方式为螺纹连接。
6.根据权利要求4所述的一种可实现物联网控制的智能饮水机，其特征在于：所述过滤件（4）放置在固定柱（2）的顶端，且过滤件（4）的中间表面呈蜂窝状结构，并且过滤件（4）在固定柱（2）与进水嘴（3）之间构成拆卸结构。
7.根据权利要求4所述的一种可实现物联网控制的智能饮水机，其特征在于：所述连接罩（5）在底座（1）上为伸缩结构，且连接罩（5）的外表面形状与底座（1）的外表面形状一致，并且连接罩（5）的下端与底座（1）的内表面贴合设置。
8.根据权利要求4所述的一种可实现物联网控制的智能饮水机，其特征在于：所述安装板（9）与底座（1）的连接方式为固定连接，且密封板（13）在安装板（9）上为转动结构，并且密封板（13）与安装板（9）的连接方式为卡合连接。
9.根据权利要求4所述的一种可实现物联网控制的智能饮水机，其特征在于：所述底座（1）的上端外侧设置有连接罩（5），且连接罩（5）的下表面等间距安装有弹簧（6），所述连接罩（5）的上端右侧安装有所述被动开关（7）。
10.根据权利要求1所述的一种可实现物联网控制的智能饮水机，其特征在于：所述物联网芯片为M5310，所述单片机为STM32系列单片机。
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