CN116425278A - 一种频谱净化水控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种频谱净化水控制系统及方法，所述系统包括：开关电源模块、频谱模块、控制显示面板模块和传感器模块；所述频谱模块和所述控制显示面板模块分别与所述开关电源模块连接；所述传感器模块和所述频谱模块分别与所述控制显示面板模块电性连接；所述传感器模块用于根据检测到的水流状态生成水流信号，并将所述水流信号发送至所述控制显示面板模块；所述控制显示面板模块用于当所述水流信号满足预设的频谱发生条件时，生成控制信号，并将所述控制信号发送至所述频谱模块；所述频谱模块用于根据所述控制信号控制交变磁场的状态；其中，所述交变磁场的状态包括磁场强度或磁场方向。本发明能够有效过滤用水以达到用水卫生的标准。

Description

一种频谱净化水控制系统及方法

技术领域

本发明涉及保健器械领域，尤其涉及一种频谱净化水控制系统及方法。

背景技术

在现有技术中，由于对水的净化处理通常使用滤芯进行简单过滤，且净水设备所组成的系统的结构、使用方法均较为复杂，不便于用户使用，甚至需要用户进行额外的培训以掌握系统的控制逻辑。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明实施例提出了一种频谱净化水控制系统及方法。

本发明实施例提供了一种频谱净化水控制系统，包括：开关电源模块、频谱模块、控制显示面板模块和传感器模块；所述频谱模块和所述控制显示面板模块分别与所述开关电源模块连接；所述传感器模块和所述频谱模块分别与所述控制显示面板模块电性连接；

所述传感器模块用于根据检测到的水流状态生成水流信号，并将所述水流信号发送至所述控制显示面板模块；

所述控制显示面板模块用于当所述水流信号满足预设的频谱发生条件时，生成控制信号，并将所述控制信号发送至所述频谱模块；

所述频谱模块用于根据所述控制信号控制交变磁场的状态；其中，所述交变磁场的状态包括磁场强度或磁场方向。

进一步的，所述频谱模块包括频谱驱动模块和频谱发生器模块；所述频谱驱动模块与所述频谱发生器模块电性连接；则，所述频谱模块用于根据所述控制信号控制交变磁场的状态，具体包括：所述频谱驱动模块用于接收所述控制信号，根据所述控制信号驱动所述频谱发生器模块，以使所述频谱发生器模块产生与所述控制信号对应的交变磁场。

进一步的，所述频谱驱动模块包括全桥电路单元、第一栅极驱动器单元和第二栅极驱动器单元；所述第一栅极驱动器单元与所述控制显示面板模块的第一控制输出端电性连接；所述第二栅极驱动器单元与所述控制显示面板模块的第二控制输出端电性连接；所述全桥电路单元包括第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管；所述开关电源模块的第一电源输出端连接在所述第一MOS管的D极与所述第二MOS管的D极之间；所述第三MOS管的S极与所述第四MOS管的S极均接地；所述第一栅极驱动器单元的电源输入端和所述第二栅极驱动器单元的电源输入端分别与所述开关电源模块的第二电源输出端连接。

进一步的，所述频谱驱动模块用于接收所述控制信号，根据所述控制信号驱动所述频谱发生器模块，以使所述频谱发生器模块产生与所述控制信号对应的交变磁场，具体包括：所述第一栅极驱动器单元用于接收所述第一控制输出端发送的第一控制信号，根据所述第一控制信号的频率和占空比，生成第二栅极驱动信号以控制所述第二MOS管的G极状态，以及生成第四栅极驱动信号以控制所述第四MOS管的G极状态；所述第二栅极驱动器单元用于接收所述第二电源输出端发送的第二控制信号，根据所述第二控制信号的频率和占空比，生成第一栅极驱动信号以控制所述第一MOS管的G极状态，以及生成第三栅极驱动信号以控制所述第三MOS管的G极状态；所述频谱驱动模块用于基于所述第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管的G极状态，控制所述频谱发生器模块产生对应的交变磁场。

进一步的，所述频谱净化水控制系统还包括滤芯检测单元；所述控制显示面板模块包括处理器、显示单元、操作单元和用于指示所述频谱模块的工作状态的频谱工作指示单元；所述处理器被配置为：接收所述滤芯检测单元发送的滤芯检测信号；其中，所述滤芯检测信号是由所述滤芯检测单元对滤芯的检测所确定的；根据所述滤芯检测信号和所述水流信号，控制所述显示单元显示所述滤芯的寿命状态；接收所述操作单元发送的动作指令信息，并根据所述动作指令信息执行第一操作，所述第一操作包括向所述显示单元发送滤芯寿命复位信号；其中，所述动作指令信息是由所述操作单元接收到的用户输入的指令所确定的。

进一步的，所述根据所述滤芯检测信号和所述水流信号，控制所述显示单元显示所述滤芯的寿命状态，具体包括：当接收到所述滤芯检测信号，且接收到所述水流信号时，进行计时以获得滤芯使用时间，若所述滤芯使用时间≥2N小时，则使所述显示单元上的N格指示灯熄灭，若所述滤芯使用时间≥16小时，则使所述显示单元显示橙色警示界面，若所述滤芯使用时间≥20小时，则使所述显示单元显示更换滤芯提示；或者，当接收到所述滤芯检测信号，且接收不到所述水流信号时，进行计时以获得待机时间，若所述待机时间≥18N天，则使所述显示单元上的N格指示灯熄灭，若所述待机时间≥144天，则使所述显示单元显示橙色警示界面，若所述待机时间≥180天，则使所述显示单元显示更换滤芯提示；其中，N为正整数。

进一步的，所述频谱净化水控制系统还包括物联网监控模块；所述物联网监控模块与所述显示单元电性连接；所述物联网监控模块用于将所述显示单元的信息发送至用户终端。

进一步的，所述传感器模块包括霍尔流量传感器单元和水流量检测模块电路单元；则，所述传感器模块用于根据检测到的水流状态生成水流信号，具体包括：所述霍尔流量传感器单元用于根据检测到的水流状态，生成对应频率的PWM信号，并将所述PWM信号发送至所述水流量检测模块电路单元；所述水流量检测模块电路单元用于对所述PWM信号进行信号处理，以生成所述水流信号。

进一步的，所述频谱发生条件包括：所述控制显示面板模块接收到所述水流信号的时间大于等于预设的第一时间。

本发明实施例还提供了一种频谱净化水控制方法，包括：

传感器模块根据检测到的水流状态生成水流信号，并将所述水流信号发送至控制显示面板模块；

当所述水流信号满足预设的频谱发生条件时，所述控制显示面板模块生成控制信号，并将所述控制信号发送至频谱模块；

所述频谱模块根据所述控制信号控制交变磁场的状态；其中，所述交变磁场的状态包括磁场强度或磁场方向。

综上，本发明具有以下有益效果：

采用本发明实施例，系统的稳定性强，针对不同的环境受到的干扰小，且系统控制逻辑简单，从而使得用户使用起来更加方便快捷，无需过多的学习成本，能够根据检测到的水流状态，针对性地施加交变磁场以对水进行频谱处理，且能够有效过滤用水、减少细菌滋生以达到用水卫生的标准。

附图说明

图1是本发明提供的一种频谱净化水控制系统的一个实施例的结构示意图；

图2是本发明提供的一种频谱净化水控制方法的一个实施例的流程示意图；

图3是本发明提供的频谱驱动模块的一个实施例的电路图；

图4是本发明提供的水流量检测模块电路单元的一个实施例的电路图；

图5是本发明提供的操作单元的一个实施例的电路图；

图6是本发明提供的物联网监控模块的一个实施例的电路图；

图7是本发明提供的控制显示面板模块的处理器的一个实施例的电路图。

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作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。

参见图1，是本发明提供的频谱净化水控制系统的一个实施例的结构示意图，该系统包括：开关电源模块101、频谱模块102、控制显示面板模块103和传感器模块104；所述频谱模块102和所述控制显示面板模块103分别与所述开关电源模块101连接；所述传感器模块104和所述频谱模块102分别与所述控制显示面板模块103电性连接；

所述传感器模块104用于根据检测到的水流状态生成水流信号，并将所述水流信号发送至所述控制显示面板模块103；

所述控制显示面板模块103用于当所述水流信号满足预设的频谱发生条件时，生成控制信号，并将所述控制信号发送至所述频谱模块102；

所述频谱模块102用于根据所述控制信号控制交变磁场的状态；其中，所述交变磁场的状态包括磁场强度或磁场方向。

优选地，所述频谱模块102包括频谱驱动模块和频谱发生器模块；所述频谱驱动模块与所述频谱发生器模块电性连接；则，所述频谱模块102用于根据所述控制信号控制交变磁场的状态，具体包括：所述频谱驱动模块用于接收所述控制信号，根据所述控制信号驱动所述频谱发生器模块，以使所述频谱发生器模块产生与所述控制信号对应的交变磁场。

作为上述方案的改进，所述频谱驱动模块包括全桥电路单元、第一栅极驱动器单元和第二栅极驱动器单元；所述第一栅极驱动器单元与所述控制显示面板模块103的第一控制输出端电性连接；所述第二栅极驱动器单元与所述控制显示面板模块103的第二控制输出端电性连接；所述全桥电路单元包括第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、第三MOS管Q3和第四MOS管Q4；所述开关电源模块101的第一电源输出端连接在所述第一MOS管Q1的D极与所述第二MOS管Q2的D极之间；所述第三MOS管Q3的S极与所述第四MOS管Q4的S极均接地；所述第一栅极驱动器单元的电源输入端和所述第二栅极驱动器单元的电源输入端分别与所述开关电源模块101的第二电源输出端连接。

需要说明的是，参见图3：所述开关电源模块101输入的是220V交流电压，并通过第一电源输出端输出DC86V以对全桥电路单元供电，通过第二电源输出端输出DC14V。所述第一控制输出端输出U1，所述第二控制输出端输出U2，通过给U1，U2一定频率和占空比信号，从而使MOS的导通程度不一样，实现对磁场强度的改变，磁场强度与驱动信号的占空比成正比。

可以理解的是，DC86V电路有输出电流保护，有效保护频谱发生器短路导致电流过大，对整个系统运行影响。

作为上述方案的进一步改进，所述频谱驱动模块用于接收所述控制信号，根据所述控制信号驱动所述频谱发生器模块，以使所述频谱发生器模块产生与所述控制信号对应的交变磁场，具体包括：所述第一栅极驱动器单元用于接收所述第一控制输出端发送的第一控制信号，根据所述第一控制信号的频率和占空比，生成第二栅极驱动信号以控制所述第二MOS管Q2的G极状态，以及生成第四栅极驱动信号以控制所述第四MOS管Q4的G极状态；所述第二栅极驱动器单元用于接收所述第二电源输出端发送的第二控制信号，根据所述第二控制信号的频率和占空比，生成第一栅极驱动信号以控制所述第一MOS管Q1的G极状态，以及生成第三栅极驱动信号以控制所述第三MOS管Q3的G极状态；所述频谱驱动模块用于基于所述第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、第三MOS管Q3和第四MOS管Q4的G极状态，控制所述频谱发生器模块产生对应的交变磁场。

需要说明的是，参见图3，交变磁场的磁场方向由所述第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、第三MOS管Q3和第四MOS管Q4的导通或截止所确定，例如，若当Q2、Q3导通，Q1、Q4截止时通过频谱发生器的电流方向为正向，则当Q2、Q3截止，Q1、Q4导通时通过发生器的电流方向相反，从而改变了产生的磁场方向。

优选地，所述频谱净化水控制系统还包括滤芯检测单元；所述控制显示面板模块103包括处理器、显示单元、操作单元和用于指示所述频谱模块102的工作状态的频谱工作指示单元；所述处理器被配置为：接收所述滤芯检测单元发送的滤芯检测信号；其中，所述滤芯检测信号是由所述滤芯检测单元对滤芯的检测所确定的；根据所述滤芯检测信号和所述水流信号，控制所述显示单元显示所述滤芯的寿命状态；接收所述操作单元发送的动作指令信息，并根据所述动作指令信息执行第一操作，所述第一操作包括向所述显示单元发送滤芯寿命复位信号；其中，所述动作指令信息是由所述操作单元接收到的用户输入的指令所确定的。

示例性的，参见图7，所述处理器即主控芯片，采用ARM为核心，型号为极海的APM32F103C8T6；优点在于价格合理，芯片资源足够，软件开发环境良好。

示例性的，参见图5，操作单元为操作按钮，包括复位滤芯寿命状态按钮和WIFI重置按钮。

作为上述方案的改进，所述根据所述滤芯检测信号和所述水流信号，控制所述显示单元显示所述滤芯的寿命状态，具体包括：当接收到所述滤芯检测信号，且接收到所述水流信号时，进行计时以获得滤芯使用时间，若所述滤芯使用时间≥2N小时，则使所述显示单元上的N格指示灯熄灭，若所述滤芯使用时间≥16小时，则使所述显示单元显示橙色警示界面，若所述滤芯使用时间≥20小时，则使所述显示单元显示更换滤芯提示；或者，当接收到所述滤芯检测信号，且接收不到所述水流信号时，进行计时以获得待机时间，若所述待机时间≥18N天，则使所述显示单元上的N格指示灯熄灭，若所述待机时间≥144天，则使所述显示单元显示橙色警示界面，若所述待机时间≥180天，则使所述显示单元显示更换滤芯提示；其中，N为正整数。

示例性的，滤芯数量为2个，分别在显示单元上对应设置一个LED指示灯用于显示对应滤芯的寿命状态。

示例性的，计时功能采用RTC计时，实时存储。该功能的优点在于具有断电记忆功能，即使设备断电，主控板上内置的纽扣电池也能为RTC电路供电，有效持续的计时。每当设备启动后RTC开始计时使用时间，设备停止工作后使用时间计时结束，而闲置时间则从出厂开始计时，经过设置键可重置时间。能有效过滤用水，减少细菌滋生，达到卫生用水标准。

需要说明的是，所述根据所述滤芯检测信号和所述水流信号，控制所述显示单元显示所述滤芯的寿命状态，还包括：

当接收到所述滤芯检测信号，且接收到所述水流信号时，进行计时以获得滤芯使用时间；

当接收到所述滤芯检测信号，且接收不到所述水流信号时，进行计时以获得待机时间，若所述待机时间≥18N天，则对所述滤芯使用时间加2小时；

若所述滤芯使用时间≥2N小时，则使所述显示单元上的N格指示灯熄灭，若所述滤芯使用时间≥16小时，则使所述显示单元显示橙色警示界面，

若所述滤芯使用时间≥20小时，则使所述显示单元显示更换滤芯提示。

作为上述方案的进一步改进，所述频谱净化水控制系统还包括物联网监控模块；所述物联网监控模块与所述显示单元电性连接；所述物联网监控模块用于将所述显示单元的信息发送至用户终端。

示例性的，参见图6，物联网监控模块为WIFI模块，当用户把设备连接上网络后，用户能在产品APP上看到自家频谱净化水控制系统滤芯寿命剩余时间及使用情况，当滤芯寿命快到的时候还具有信息提示功能。

优选地，所述传感器模块104包括霍尔流量传感器单元和水流量检测模块电路单元；则，所述传感器模块104用于根据检测到的水流状态生成水流信号，具体包括：所述霍尔流量传感器单元用于根据检测到的水流状态，生成对应频率的PWM信号，并将所述PWM信号发送至所述水流量检测模块电路单元；所述水流量检测模块电路单元用于对所述PWM信号进行信号处理，以生成所述水流信号。

示例性的，参见图4，当水流经过霍尔流量传感器的时候，驱动流量计内的涡轮扇叶转动，利用内部霍尔传感器，产生一定频率的PWM信号，经过P3接口传输到水流量检测模块电路处理后传给主控芯片接收处理。流速越快，频率越高，从而计算出流速。当主控芯片检测到流量达到系统设定的启动工作状态时，开始工作，无水流或低于设定值时时关闭输出，进入待机。

优选地，所述频谱发生条件包括：所述控制显示面板模块103接收到所述水流信号的时间大于等于预设的第一时间。

示例性的，第一时间为1秒。

参见图2，是本发明提供的频谱净化水控制方法的一个实施例的流程示意图，该方法包括步骤S1至S3，具体如下：

S1,传感器模块根据检测到的水流状态生成水流信号，并将所述水流信号发送至控制显示面板模块；

S2,当所述水流信号满足预设的频谱发生条件时，所述控制显示面板模块生成控制信号，并将所述控制信号发送至频谱模块；

S3,所述频谱模块根据所述控制信号控制交变磁场的状态；其中，所述交变磁场的状态包括磁场强度或磁场方向。

方法实施例一：①系统检测到水流传感器传出的通水信号1S后，系统自动启动频谱发生器工作，点亮显示面板；②流量计无水流时，系统检测不到信号或信号低于设定值1S后关闭频谱发生器和显示屏面板；③触摸按键1S,点亮显示屏，该按钮具有选择滤芯复位状态功能；④当没有水流时，系统自动进入休眠状态，检测到水流传感器或触摸按键信号时恢复。

综上，本发明具有以下有益效果：

采用本发明实施例，系统的稳定性强，针对不同的环境受到的干扰小，且系统控制逻辑简单，从而使得用户使用起来更加方便快捷，无需过多的学习成本，能够根据检测到的水流状态，针对性地施加交变磁场以对水进行频谱处理，且能够有效过滤用水、减少细菌滋生以达到用水卫生的标准。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的硬件平台的方式来实现，当然也可以全部通过硬件来实施。基于这样的理解，本发明的技术方案对背景技术做出贡献的全部或者部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种频谱净化水控制系统，其特征在于，包括：开关电源模块、频谱模块、控制显示面板模块和传感器模块；所述频谱模块和所述控制显示面板模块分别与所述开关电源模块连接；所述传感器模块和所述频谱模块分别与所述控制显示面板模块电性连接；

所述传感器模块用于根据检测到的水流状态生成水流信号，并将所述水流信号发送至所述控制显示面板模块；

所述控制显示面板模块用于当所述水流信号满足预设的频谱发生条件时，生成控制信号，并将所述控制信号发送至所述频谱模块；

所述频谱模块用于根据所述控制信号控制交变磁场的状态；其中，所述交变磁场的状态包括磁场强度或磁场方向。

2.如权利要求1所述的频谱净化水控制系统，其特征在于，所述频谱模块包括频谱驱动模块和频谱发生器模块；所述频谱驱动模块与所述频谱发生器模块电性连接；

则，所述频谱模块用于根据所述控制信号控制交变磁场的状态，具体包括：

所述频谱驱动模块用于接收所述控制信号，根据所述控制信号驱动所述频谱发生器模块，以使所述频谱发生器模块产生与所述控制信号对应的交变磁场。

3.如权利要求2所述的频谱净化水控制系统，其特征在于，所述频谱驱动模块包括全桥电路单元、第一栅极驱动器单元和第二栅极驱动器单元；所述第一栅极驱动器单元与所述控制显示面板模块的第一控制输出端电性连接；所述第二栅极驱动器单元与所述控制显示面板模块的第二控制输出端电性连接；所述全桥电路单元包括第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管；所述开关电源模块的第一电源输出端连接在所述第一MOS管的D极与所述第二MOS管的D极之间；所述第三MOS管的S极与所述第四MOS管的S极均接地；所述第一栅极驱动器单元的电源输入端和所述第二栅极驱动器单元的电源输入端分别与所述开关电源模块的第二电源输出端连接。

4.如权利要求3所述的频谱净化水控制系统，其特征在于，所述频谱驱动模块用于接收所述控制信号，根据所述控制信号驱动所述频谱发生器模块，以使所述频谱发生器模块产生与所述控制信号对应的交变磁场，具体包括：

所述第一栅极驱动器单元用于接收所述第一控制输出端发送的第一控制信号，根据所述第一控制信号的频率和占空比，生成第二栅极驱动信号以控制所述第二MOS管的G极状态，以及生成第四栅极驱动信号以控制所述第四MOS管的G极状态；

所述第二栅极驱动器单元用于接收所述第二电源输出端发送的第二控制信号，根据所述第二控制信号的频率和占空比，生成第一栅极驱动信号以控制所述第一MOS管的G极状态，以及生成第三栅极驱动信号以控制所述第三MOS管的G极状态；

所述频谱驱动模块用于基于所述第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管的G极状态，控制所述频谱发生器模块产生对应的交变磁场。

5.如权利要求1所述的频谱净化水控制系统，其特征在于，所述频谱净化水控制系统还包括滤芯检测单元；所述控制显示面板模块包括处理器、显示单元、操作单元和用于指示所述频谱模块的工作状态的频谱工作指示单元；

所述处理器被配置为：

接收所述滤芯检测单元发送的滤芯检测信号；其中，所述滤芯检测信号是由所述滤芯检测单元对滤芯的检测所确定的；

根据所述滤芯检测信号和所述水流信号，控制所述显示单元显示所述滤芯的寿命状态；

接收所述操作单元发送的动作指令信息，并根据所述动作指令信息执行第一操作，所述第一操作包括向所述显示单元发送滤芯寿命复位信号；其中，所述动作指令信息是由所述操作单元接收到的用户输入的指令所确定的。

6.如权利要求5所述的频谱净化水控制系统，其特征在于，所述根据所述滤芯检测信号和所述水流信号，控制所述显示单元显示所述滤芯的寿命状态，具体包括：

当接收到所述滤芯检测信号，且接收到所述水流信号时，进行计时以获得滤芯使用时间，若所述滤芯使用时间≥2N小时，则使所述显示单元上的N格指示灯熄灭，若所述滤芯使用时间≥16小时，则使所述显示单元显示橙色警示界面，若所述滤芯使用时间≥20小时，则使所述显示单元显示更换滤芯提示；

或者，

当接收到所述滤芯检测信号，且接收不到所述水流信号时，进行计时以获得待机时间，若所述待机时间≥18N天，则使所述显示单元上的N格指示灯熄灭，若所述待机时间≥144天，则使所述显示单元显示橙色警示界面，若所述待机时间≥180天，则使所述显示单元显示更换滤芯提示；

其中，N为正整数。

7.如权利要求6所述的频谱净化水控制系统，其特征在于，所述频谱净化水控制系统还包括物联网监控模块；所述物联网监控模块与所述显示单元电性连接；

所述物联网监控模块用于将所述显示单元的信息发送至用户终端。

8.如权利要求1所述的频谱净化水控制系统，其特征在于，所述传感器模块包括霍尔流量传感器单元和水流量检测模块电路单元；

则，所述传感器模块用于根据检测到的水流状态生成水流信号，具体包括：

所述霍尔流量传感器单元用于根据检测到的水流状态，生成对应频率的PWM信号，并将所述PWM信号发送至所述水流量检测模块电路单元；

所述水流量检测模块电路单元用于对所述PWM信号进行信号处理，以生成所述水流信号。

9.如权利要求1所述的频谱净化水控制系统，其特征在于，所述频谱发生条件包括：所述控制显示面板模块接收到所述水流信号的时间大于等于预设的第一时间。

10.一种频谱净化水控制方法，其特征在于，包括：

传感器模块根据检测到的水流状态生成水流信号，并将所述水流信号发送至控制显示面板模块；

当所述水流信号满足预设的频谱发生条件时，所述控制显示面板模块生成控制信号，并将所述控制信号发送至频谱模块；

所述频谱模块根据所述控制信号控制交变磁场的状态；其中，所述交变磁场的状态包括磁场强度或磁场方向。

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