CN111930047A

CN111930047A - 一种智能热水控制系统

Info

Publication number: CN111930047A
Application number: CN202010838772.8A
Authority: CN
Inventors: 周鹏; 于磊; 杜冲; 刘珂
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-08-19
Filing date: 2020-08-19
Publication date: 2020-11-13

Abstract

本发明公开了一种智能热水控制系统，涉及热水控制技术领域，包括采集模块、控制模块、传输模块和交流面板指示模块，其中，所述采集模块包括六路温度传感器和两路液位压力传感器，六路所述温度传感器和两路所述液位压力传感器与所述控制模块连接，所述交流面板指示模块和所述传输模块分别与所述控制模块连接，且所述控制模块还连接有时钟数码管显示和两位数码管显示。本发明通过其六路温度传感器和两路液位压力传感器采集状态信息并将采集的信息传输至控制模块，对获取的状态信息进行处理下发控制指令，进行对智能热水控制，实现一体化控制系统，不仅利于管理，而且监管效率高，响应及时时效性高，应用范围广。

Description

一种智能热水控制系统

技术领域

本发明涉及热水控制技术领域，具体来说，涉及一种智能热水控制系统。

背景技术

很多高校希望可以实现宿舍内热水供应，保障学生的洗浴、洗脸、洗脚等需求另外可以满足学生消费的起的标准，可实现公共热水的多时段长时间稳定供应。

热水供应系统是保证用户能按时得到符合设计要求的水量、水温、水压和水质的热水的供水系统。

目前高校热水供应一般为燃煤烧水，为了倡导节能减排，保护环境，因此急需一种智能热水控制系统。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明提出一种智能热水控制系统，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种智能热水控制系统，包括采集模块、控制模块、传输模块和交流面板指示模块，其中，所述采集模块包括六路温度传感器和两路液位压力传感器，六路所述温度传感器和两路所述液位压力传感器与所述控制模块连接，所述交流面板指示模块和所述传输模块分别与所述控制模块连接，且所述控制模块还连接有时钟数码管显示和两位数码管显示，其中；

所述采集模块，用于采集温度、压力和泵阀的状态信息并将采集的信息传输至所述控制模块；

所述控制模块，用于对获取的状态信息进行处理下发控制指令；

所述传输模块，用于与服务端连接进行信息交互；

所述交流面板指示模块，用于调试指令完成系统运行。

进一步的，六路所述温度传感器包括电路T1、电路T2、电路T3、电路T4、电路T5和电路T6，其中；所述电路T1引脚连接电阻R16和电阻R17，所述电阻R17连接电容C4和模数转换ADC1；所述电路T2引脚连接电阻R18和电阻R19，所述电阻R19连接电容C5和模数转换ADC2；所述电路T3引脚连接电阻R20和电阻R21，所述电阻R21连接电容C6和模数转换ADC3；所述电路T4引脚连接电阻R22和电阻R23，所述电阻R23连接电容C9和模数转换ADC4；所述电路T5引脚连接电阻R24和电阻R25，所述电阻R25连接电容C10和模数转换ADC5；所述电路T6引脚连接电阻R26和电阻R27，所述电阻R27连接电容C11和模数转换ADC6。

进一步的，两路所述液位压力传感器包括LM358M芯片，所述LM358M芯片引脚连接三相电路W1和三相电路W2，所述三相电路W1连接电阻R50和电阻R52，所述电阻R52连接电容C22，所述三相电路W2连接电阻R51，所述电阻R51连接电阻R53，所述电阻R53连接电容C23，且所述LM358M芯片引脚连接模数转换ADC7和模数转换ADC8，所述模数转换ADC7连接电阻R58，所述电阻R58连接二极管D34，所述模数转换ADC8连接电阻R59，所述电阻R59连接二极管D35，所述二极管D34与所述二极管D35连接。

进一步的，所述控制模块还连接有电源模块、存储模块和继电器驱动模块，其中；

所述电源模块，用于系统供电；

所述存储模块，用于EEPROM信息存储；

所述继电器驱动模块，用于串联交流的面板指示灯，来显示当前的泵阀打开的状态。

进一步的，控制模块还连接有RS485串口模块，用于外接设备信息传输。

进一步的，所述继电器驱动模块包括ULN2803芯片，所述ULN2803芯片引脚连接二极管D4、二极管D5、二极管D6、二极管D7、二极管D8、二极管D9、二极管D10和二极管D11，所述二极管D4连接开关K1和电阻R5，所述二极管D5连接开关K2和电阻R6，所述二极管D6连接开关K3和电阻R7，所述二极管D7连接开关K4和电阻R8，所述二极管D8连接开关K5和电阻R9，所述二极管D9连接开关K6和电阻R10，所述二极管D10连接开关K7和电阻R11，所述二极管D11连接开关K8和电阻R12，所述电阻R5、所述电阻R6、所述电阻R7、所述电阻R8、所述电阻R9、所述电阻R10、所述电阻R11和所述电阻R12分别连接。

本发明的有益效果：

本发明智能热水控制系统，通过集成采集模块和控制模块以及传输模块和交流面板指示模块，通过其六路温度传感器和两路液位压力传感器采集状态信息并将采集的信息传输至控制模块，对获取的状态信息进行处理下发控制指令，进行对智能热水控制，实现一体化控制系统，不仅利于管理，而且监管效率高，响应及时时效性高，应用范围广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的一种智能热水控制系统的原理框图一；

图2是根据本发明实施例的一种智能热水控制系统的原理框图二；

图3是根据本发明实施例的一种智能热水控制系统的电路示意图一；

图4是根据本发明实施例的一种智能热水控制系统的电路示意图二；

图5是根据本发明实施例的一种智能热水控制系统的电路示意图三；

图6是根据本发明实施例的一种智能热水控制系统的电路示意图四。

图中：

1、采集模块；2、控制模块；3、传输模块；4、交流面板指示模块。

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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

根据本发明的实施例，提供了一种智能热水控制系统。

如图1-图2所示，根据本发明实施例的智能热水控制系统，包括采集模块1、控制模块2、传输模块3和交流面板指示模块4，其中，所述采集模块1包括六路温度传感器和两路液位压力传感器，六路所述温度传感器和两路所述液位压力传感器与所述控制模块2连接，所述交流面板指示模块4和所述传输模块3分别与所述控制模块2连接，且所述控制模块2还连接有时钟数码管显示和两位数码管显示，其中；

所述采集模块1，用于采集温度、压力和泵阀的状态信息并将采集的信息传输至所述控制模块2；

所述控制模块2，用于对获取的状态信息进行处理下发控制指令；

所述传输模块3，用于与服务端连接进行信息交互；

所述交流面板指示模块4，用于调试指令完成系统运行。

借助于上述方案，通过集成采集模块和控制模块以及传输模块和交流面板指示模块，通过其六路温度传感器和两路液位压力传感器采集状态信息并将采集的信息传输至控制模块，对获取的状态信息进行处理下发控制指令，进行对智能热水控制，实现一体化控制系统，不仅利于管理，而且监管效率高，响应及时时效性高，应用范围广。

其中，如图3所示，六路所述温度传感器包括电路T1、电路T2、电路T3、电路T4、电路T5和电路T6，其中；所述电路T1引脚连接电阻R16和电阻R17，所述电阻R17连接电容C4和模数转换ADC1；所述电路T2引脚连接电阻R18和电阻R19，所述电阻R19连接电容C5和模数转换ADC2；所述电路T3引脚连接电阻R20和电阻R21，所述电阻R21连接电容C6和模数转换ADC3；所述电路T4引脚连接电阻R22和电阻R23，所述电阻R23连接电容C9和模数转换ADC4；所述电路T5引脚连接电阻R24和电阻R25，所述电阻R25连接电容C10和模数转换ADC5；所述电路T6引脚连接电阻R26和电阻R27，所述电阻R27连接电容C11和模数转换ADC6。

其中，如图4所示，两路所述液位压力传感器包括LM358M芯片，所述LM358M芯片引脚连接三相电路W1和三相电路W2，所述三相电路W1连接电阻R50和电阻R52，所述电阻R52连接电容C22，所述三相电路W2连接电阻R51，所述电阻R51连接电阻R53，所述电阻R53连接电容C23，且所述LM358M芯片引脚连接模数转换ADC7和模数转换ADC8，所述模数转换ADC7连接电阻R58，所述电阻R58连接二极管D34，所述模数转换ADC8连接电阻R59，所述电阻R59连接二极管D35，所述二极管D34与所述二极管D35连接。

其中，所述控制模块2还连接有电源模块、存储模块和继电器驱动模块，其中；

所述电源模块，用于系统供电；

所述存储模块，用于EEPROM信息存储；

其中，控制模块2还连接有RS485串口模块，用于外接设备信息传输。

其中，所述继电器驱动模块包括ULN2803芯片，所述ULN2803芯片引脚连接二极管D4、二极管D5、二极管D6、二极管D7、二极管D8、二极管D9、二极管D10和二极管D11，所述二极管D4连接开关K1和电阻R5，所述二极管D5连接开关K2和电阻R6，所述二极管D6连接开关K3和电阻R7，所述二极管D7连接开关K4和电阻R8，所述二极管D8连接开关K5和电阻R9，所述二极管D9连接开关K6和电阻R10，所述二极管D10连接开关K7和电阻R11，所述二极管D11连接开关K8和电阻R12，所述电阻R5、所述电阻R6、所述电阻R7、所述电阻R8、所述电阻R9、所述电阻R10、所述电阻R11和所述电阻R12分别连接。

另外，具体的，控制模块2采用STM32F103RBT6单片机作为主控，将外部的温度传感器、压力传感器、泵阀的状态等进行采样处理，根据整体的思想逻辑进行相应的控制。温度传感器采用的是热敏电阻，当温度变化时，传感器本身的电阻会发生变化，单片机根据电阻值的变化会采集到相应的电压变化，然后根据计算公式得到相应的温度。另外压力传感器是采用4-20mA电流型通讯的传感器，在电路板上放置一个采样电阻，经过一个RC滤波，然后再经过LM358运放进行跟随，滤除杂波和噪音，然后再经过双向二极管进行防护，避免静电对单片机的ADC端口产生破坏，保护端口不被击穿。

另外，如图5所示，系统中还需要显示当前的时间，各个温度传感器的温度，液位的大小，泵阀打开的状态，以及设置时各个设置的参数显示。这些都统一规定为指示灯模块，其中温度显示是使用三个两位共阳性数码管，平时电路板默认显示前三个温度，后面的三个温度需要进行按键操作切换到后三个传感器。时间显示和其余设置的参数显示，是使用的两个四位的时钟数码管。数码管的驱动采用的是天微电子的数码管专用芯片TM1629B，该芯片可以驱动14段×8位的数码管，支持矩阵按键8×2。

另外，设定当泵阀在多少温度，多少水位，多少时间下进行打开和关闭等参数，同时支持自动上水，自动加热，手动上水手动加热等模式，所以系统设定了十个按键来对相关的参数进行设定，并且在正常显示模式和操作模式下进行了密码保护，防止非工作人员对控制柜进行操作，导致控制柜无法进行正常工作。设置的按键也是在TM1629B上进行驱动和检测的。系统可以进行设置的参数为52个，维护员可以根据自己的需求来进行设置，这些设置的参数设置完成之后，退出设置操作模式，回到显示模式时设置当即有效，这些设置的参数当系统停电后也会进行保存，不会丢失。同时为了避免很多项参数都设置的不清楚，系统又设计了一键还原默认系统的功能，只要维护员按下该案件3秒钟，那么系统内的所有参数还原到默认的参数下，默认的参数和维护员设置的参数数据都存储在EEprom下。

此外，如图6所示，系统中泵阀这些设备是通过达林顿管驱动继电器进而控制泵阀的220V的交流电，达林顿管的好处是驱动设计简单，驱动能力大，是驱动继电器的专用芯片，继电器选用的是机械式继电器，在继电器的220V通路上还串联了一个交流的面板指示灯，来显示当前的泵阀打开的状态。同时板子上进行了继电器的打开显示，当继电器打开时，贴片发光二极管会显示来表示当前继电器打开。

另外，电源采用的是金升阳的K7805电源模块，将输入电12V转换为5V，然后再使用一个3.3V的LDO给单片机供电，控制板采用三个贴片LED灯作为程序运行指示灯，当三个指示灯在进行流水闪烁时证明程序正常运行。通讯端口设计为RS485通讯，由于RS485通讯可以挂载很多设备，并且RS485也经常使用于工业设计中，本系统的RS485主要与远程控制模块进行连接通讯。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过集成采集模块和控制模块以及传输模块和交流面板指示模块，通过其六路温度传感器和两路液位压力传感器采集状态信息并将采集的信息传输至控制模块，对获取的状态信息进行处理下发控制指令，进行对智能热水控制，实现一体化控制系统，不仅利于管理，而且监管效率高，响应及时时效性高，应用范围广。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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

1.一种智能热水控制系统，其特征在于，包括采集模块(1)、控制模块(2)、传输模块(3)和交流面板指示模块(4)，其中，所述采集模块(1)包括六路温度传感器和两路液位压力传感器，六路所述温度传感器和两路所述液位压力传感器与所述控制模块(2)连接，所述交流面板指示模块(4)和所述传输模块(3)分别与所述控制模块(2)连接，且所述控制模块(2)还连接有时钟数码管显示和两位数码管显示，其中；

所述采集模块(1)，用于采集温度、压力和泵阀的状态信息并将采集的信息传输至所述控制模块(2)；

所述控制模块(2)，用于对获取的状态信息进行处理下发控制指令；

所述传输模块(3)，用于与服务端连接进行信息交互；

所述交流面板指示模块(4)，用于调试指令完成系统运行。

2.根据权利要求1所述的智能热水控制系统，其特征在于，六路所述温度传感器包括电路T1、电路T2、电路T3、电路T4、电路T5和电路T6，其中；所述电路T1引脚连接电阻R16和电阻R17，所述电阻R17连接电容C4和模数转换ADC1；所述电路T2引脚连接电阻R18和电阻R19，所述电阻R19连接电容C5和模数转换ADC2；所述电路T3引脚连接电阻R20和电阻R21，所述电阻R21连接电容C6和模数转换ADC3；所述电路T4引脚连接电阻R22和电阻R23，所述电阻R23连接电容C9和模数转换ADC4；所述电路T5引脚连接电阻R24和电阻R25，所述电阻R25连接电容C10和模数转换ADC5；所述电路T6引脚连接电阻R26和电阻R27，所述电阻R27连接电容C11和模数转换ADC6。

3.根据权利要求2所述的智能热水控制系统，其特征在于，两路所述液位压力传感器包括LM358M芯片，所述LM358M芯片引脚连接三相电路W1和三相电路W2，所述三相电路W1连接电阻R50和电阻R52，所述电阻R52连接电容C22，所述三相电路W2连接电阻R51，所述电阻R51连接电阻R53，所述电阻R53连接电容C23，且所述LM358M芯片引脚连接模数转换ADC7和模数转换ADC8，所述模数转换ADC7连接电阻R58，所述电阻R58连接二极管D34，所述模数转换ADC8连接电阻R59，所述电阻R59连接二极管D35，所述二极管D34与所述二极管D35连接。

4.根据权利要求1所述的智能热水控制系统，其特征在于，所述控制模块(2)还连接有电源模块、存储模块和继电器驱动模块，其中；

所述电源模块，用于系统供电；

所述存储模块，用于EEPROM信息存储；

5.根据权利要求4所述的智能热水控制系统，其特征在于，控制模块(2)还连接有RS485串口模块，用于外接设备信息传输。

6.根据权利要求4所述的智能热水控制系统，其特征在于，所述继电器驱动模块包括ULN2803芯片，所述ULN2803芯片引脚连接二极管D4、二极管D5、二极管D6、二极管D7、二极管D8、二极管D9、二极管D10和二极管D11，所述二极管D4连接开关K1和电阻R5，所述二极管D5连接开关K2和电阻R6，所述二极管D6连接开关K3和电阻R7，所述二极管D7连接开关K4和电阻R8，所述二极管D8连接开关K5和电阻R9，所述二极管D9连接开关K6和电阻R10，所述二极管D10连接开关K7和电阻R11，所述二极管D11连接开关K8和电阻R12，所述电阻R5、所述电阻R6、所述电阻R7、所述电阻R8、所述电阻R9、所述电阻R10、所述电阻R11和所述电阻R12分别连接。