CN116465103A - 一种太阳能热水远程实时控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能热水远程实时控制系统及方法，涉及太阳能热水控制技术领域，包括太阳能热水器单元、状态采集单元、状态调节单元、控制单元、无线通信单元、云服务器和移动终端，状态采集单元和状态调节单元均设置在太阳能热水器内，状态采集单元、无线通信单元、云服务器和移动终端依次连接，状态调节单元通过控制单元与无线通信单元连接；太阳能热水器单元包括保温水箱、储水箱和温度调节水箱，保温水箱与真空集热器连接，保温水箱和储水箱分别与温度调节水箱连接，真空集热器、储水箱分别与上水管连接，温度调节水箱与用户用水管道连接。本发明能够对太阳能热水器的运行状态进行远程实时监测，并实时控制调节水温和水位。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能热水控制技术领域，更具体的说是涉及一种太阳能热水远程实时控制系统及方法。
背景技术
太阳能热水器把太阳光能转化为热能，将水从低温度加热到高温度，以满足人们在生活、生产中的热水使用。太阳能热水器按结构形式分为真空管式太阳能热水器和平板式太阳能热水器。目前，市场上以真空管式太阳能热水器为主，主要由集热管、储水箱及相关附件组成，把太阳能转换成热能主要依靠集热管。集热器受阳光照射面温度高，集热管背阳面温度低，而管内水便产生温差反应，利用热水上浮冷水下沉的原理，使水产生微循环而达到所需热水。
随着生活水平逐步提高，人们对热水需求越来越多的同时，对舒适性的要求也在逐步提高，现有的太阳能热水器通常直接将集热管内的热水供应给用户，无法远程实时调节水温和水位。因此如何对太阳能热水器的运行状态进行远程实时监测，并实时控制调节水温和水位，是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种太阳能热水远程实时控制系统及方法。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种太阳能热水远程实时控制系统，包括太阳能热水器单元、状态采集单元、状态调节单元、控制单元、无线通信单元、云服务器和移动终端，所述状态采集单元和状态调节单元均设置在太阳能热水器内，所述状态采集单元、无线通信单元、云服务器和移动终端依次连接，所述状态调节单元通过控制单元与无线通信单元连接；
所述太阳能热水器单元用于通过太阳能对水进行加热处理；所述状态采集单元用于采集太阳能热水器单元的运行状态信息；所述状态调节单元用于调节太阳能热水器单元的运行状态；所述无线通信单元用于进行状态采集单元、控制单元与云服务器之间的信息传递；所述移动终端用于进行信息交互；所述云服务器用于对接收的数据进行处理和转发；所述控制单元用于依据接收的控制指令，对状态调节单元进行控制。
可选的，所述太阳能热水器单元包括保温水箱、储水箱和温度调节水箱，所述保温水箱与真空集热器连接，所述保温水箱和储水箱还分别与温度调节水箱连接，所述真空集热器、储水箱分别与上水管连接，所述温度调节水箱与用户用水管道连接。
可选的，所述真空集热器和保温水箱为一体设置，所述真空集热器上设置有阳光追踪传感器、电机、传动机构，所述阳光追踪传感器设置在真空集热器靠近阳光一侧的表面上，所述阳光追踪传感器、电机分别与控制单元电连接，所述电机与传动机构连接，所述传动机构与所述真空集热器连接；所述传动机构包括齿轮和链条，所述齿轮和所述链条啮合。
可选的，所述状态采集单元包括设置在保温水箱内的第一温度传感器、第一水位传感器，设置在温度调节水箱内的第二温度传感器、第二水位传感器，设置在储水箱内的第三水位传感器，以及设置在用户用水管道上的流量传感器。
可选的，所述状态调节单元包括设置在真空集热器上水管处的第一上水电磁阀、设置在储水箱上水管处的第二上水电磁阀、设置在保温水箱和温度调节水箱之间的第三电磁阀、设置在储水箱和温度调节水箱之间的第四电磁阀。
可选的，所述云服务器包括数据接收模块、数据处理模块、无线转发模块；
所述数据接收模块包括输入输出隔离电路和AD转换电路，所述输入输出隔离电路输出端与所述AD转换电路输入端连接，所述AD转换电路用于进行模数转换；所述数据处理模块用于进行数据汇集、数据解析、数据存储；所述无线转发模块用于将数据处理模块解析得到的信息进行转发。
可选的，所述移动终端设置显示单元和交互单元，所述显示单元用于对经云服务器处理过的数据进行图像化显示，所述交互单元包括上水按键和温度调节按键，用于供用户进行交互获取交互信息。
可选的，所述云服务器内还设置有心跳发送单元，用于实时向控制单元发送周期性心跳请求，控制单元根据接收到的心跳请求向云服务器发送对应的心跳应答，所述云服务器监测到心跳应答的时间超过预设阈值，则将超时信息传输至移动终端进行显示。
一种太阳能热水远程实时控制方法，包括以下步骤：
状态采集单元实时采集太阳能热水器单元的运行状态信息，并通过无线通信单元将采集的运行状态信息传输至云服务器；
云服务器对接收的运行状态信息进行分析处理和图像化之后，传输至移动终端进行图像化显示；
移动终端接收用户交互信息，发送至云服务器；
云服务器根据所述交互信息，调取控制指令并通过无线通信单元传输至控制单元；
所述控制单元依据控制指令，控制状态调节单元执行操作。
可选的，所述交互信息包括上水信息和温度调节信息。
经由上述的技术方案可知，本发明提供了一种太阳能热水远程实时控制系统及方法，与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明能够通过状态采集单元采集的信息，实时监测太阳能热水器单元的运行状态情况，并在移动终端通过图像化的形式对运行状态情况进行展示，同时还可以依据用户的交互数据请求，发出控制指令，实时远程调节温度调节水箱中的水温和水位，以及对真空集热器以及储水箱进行远程上水控制。
本发明在真空集热器上设置有阳光追踪传感器、电机、传动机构，使真空集热器能够更加充分地吸收太阳能中的热量，提高保温水箱内的水温，为用户的温度调节提供更大的调节控制范围。
本发明还可通过心跳检测过程检测云服务器与控制单元之间的通信是否正常，若出现应答异常的情况，则及时提醒用户。
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，下面将对实施例或现有技术描述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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明的系统结构示意图；
图2为本发明中太阳能热水器单元结构示意图。
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。
本发明实施例公开了一种太阳能热水远程实时控制系统，参见图1，包括太阳能热水器单元、状态采集单元、状态调节单元、控制单元、无线通信单元、云服务器和移动终端，所述状态采集单元和状态调节单元均设置在太阳能热水器内，所述状态采集单元、无线通信单元、云服务器和移动终端依次连接，所述状态调节单元通过控制单元与无线通信单元连接。
其中，太阳能热水器单元包括保温水箱、储水箱和温度调节水箱，参见图2，所述保温水箱与真空集热器连接，所述保温水箱和储水箱还分别与温度调节水箱连接，所述真空集热器、储水箱分别与上水管连接，所述温度调节水箱与用户用水管道连接。在温度调节水箱中通过融合保温水箱内的热水以及储水箱内的常温水，使温度调节水箱内的水温达到符合用户需求的水温。
在具体实施过程中，真空集热器和保温水箱通常为一体设置，所述真空集热器上设置有阳光追踪传感器、电机、传动机构，所述阳光追踪传感器设置在真空集热器靠近阳光一侧的表面上，所述阳光追踪传感器、电机分别与控制单元电连接，所述电机与传动机构连接，所述传动机构与所述真空集热器连接；所述传动机构包括齿轮和链条，所述齿轮和所述链条啮合。控制单元通过阳光追踪器检测得到的光照情况，发出控制指令使电机驱动传送机构运作，此时真空集热器正面朝向太阳，因此能够更加充分地吸收太阳能中的热量，提高保温水箱内的水温。
状态采集单元包括设置在保温水箱内的第一温度传感器、第一水位传感器，设置在温度调节水箱内的第二温度传感器、第二水位传感器，设置在储水箱内的第三水位传感器，用于实时检测保温水箱、储水箱、温度调节水箱内的水位和水温。所述状态采集单元还包括设置在用户用水管道上的流量传感器，用于监测用户的用水量数据。
状态调节单元包括设置在真空集热器上水管处的第一上水电磁阀、设置在储水箱上水管处的第二上水电磁阀、设置在保温水箱和温度调节水箱之间的第三电磁阀、设置在储水箱和温度调节水箱之间的第四电磁阀，通过控制所述第一上水电磁阀、第二上水电磁阀的启闭，来控制保温水箱、储水箱中的水位情况，通过控制第三电磁阀和第四电磁阀的启闭，来调节温度调节水箱中的水温。
云服务器包括数据接收模块、数据处理模块、无线转发模块；所述数据接收模块包括输入输出隔离电路和AD转换电路，所述输入输出隔离电路输出端与所述AD转换电路输入端连接，所述AD转换电路用于进行模数转换；所述数据处理模块用于进行数据汇集、数据解析、数据存储；所述无线转发模块用于将数据处理模块解析得到的信息进行转发。
移动终端设置显示单元和交互单元，所述显示单元用于对经云服务器处理过的数据进行图像化显示，所述交互单元包括上水按键和温度调节按键，用于供用户进行交互获取交互信息。所述移动终端可以为用户手机，通过操作手机上的软件界面进行显示以及交互操作。在其他实施例中，所述显示单元可以为单独设置的显示器，所述交互单元可以为单独设置的控制旋钮，对此本发明不做具体限制。
在应用过程中，云服务器内还设置有心跳发送单元，用于实时向控制单元发送周期性心跳请求，控制单元根据接收到的心跳请求向云服务器发送对应的心跳应答，所述云服务器监测到心跳应答的时间超过预设阈值，则将超时信息传输至移动终端进行显示。该心跳检测过程用于检测云服务器与控制单元之间的通信是否正常，若出现应答异常的情况，则需要及时提醒用户。
一种太阳能热水远程实时控制方法，包括以下步骤：
状态采集单元实时采集太阳能热水器单元的运行状态信息，并通过无线通信单元将采集的运行状态信息传输至云服务器；所述运行状态信息至少包括保温水箱、储水箱、温度调节水箱内的水位和水温，还可以包括用户的日/月用水量等；
云服务器对接收的运行状态信息进行分析处理和图像化之后，传输至移动终端进行图像化显示；同时还对相应数据进行存储；
移动终端接收用户的交互信息，发送至云服务器；所述交互信息包括上水信息和/或温度调节信息；
云服务器根据所述交互信息，调取控制指令并通过无线通信单元传输至控制单元；
所述控制单元依据控制指令，控制状态调节单元执行操作，具体的，通过控制所述第一上水电磁阀、第二上水电磁阀的启闭，来控制保温水箱、储水箱中的水位情况，通过控制第三电磁阀和第四电磁阀的启闭，来调节温度调节水箱中的水温。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种太阳能热水远程实时控制系统，其特征在于，包括太阳能热水器单元、状态采集单元、状态调节单元、控制单元、无线通信单元、云服务器和移动终端，所述状态采集单元和状态调节单元均设置在太阳能热水器内，所述状态采集单元、无线通信单元、云服务器和移动终端依次连接，所述状态调节单元通过控制单元与无线通信单元连接；
所述太阳能热水器单元用于通过太阳能对水进行加热处理；所述状态采集单元用于采集太阳能热水器单元的运行状态信息；所述状态调节单元用于调节太阳能热水器单元的运行状态；所述无线通信单元用于进行状态采集单元、控制单元与云服务器之间的信息传递；所述移动终端用于进行信息交互；所述云服务器用于对接收的数据进行处理和转发；所述控制单元用于依据接收的控制指令，对状态调节单元进行控制。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能热水远程实时控制系统，其特征在于，所述太阳能热水器单元包括保温水箱、储水箱和温度调节水箱，所述保温水箱与真空集热器连接，所述保温水箱和储水箱还分别与温度调节水箱连接，所述真空集热器、储水箱分别与上水管连接，所述温度调节水箱与用户用水管道连接。
3.根据权利要求2所述的一种太阳能热水远程实时控制系统，其特征在于，所述真空集热器和保温水箱为一体设置，所述真空集热器上设置有阳光追踪传感器、电机、传动机构，所述阳光追踪传感器设置在真空集热器靠近阳光一侧的表面上，所述阳光追踪传感器、电机分别与控制单元电连接，所述电机与传动机构连接，所述传动机构与所述真空集热器连接；所述传动机构包括齿轮和链条，所述齿轮和所述链条啮合。
4.根据权利要求2所述的一种太阳能热水远程实时控制系统，其特征在于，所述状态采集单元包括设置在保温水箱内的第一温度传感器、第一水位传感器，设置在温度调节水箱内的第二温度传感器、第二水位传感器，设置在储水箱内的第三水位传感器，以及设置在用户用水管道上的流量传感器。
5.根据权利要求2所述的一种太阳能热水远程实时控制系统，其特征在于，所述状态调节单元包括设置在真空集热器上水管处的第一上水电磁阀、设置在储水箱上水管处的第二上水电磁阀、设置在保温水箱和温度调节水箱之间的第三电磁阀、设置在储水箱和温度调节水箱之间的第四电磁阀。
6.根据权利要求1所述的一种太阳能热水远程实时控制系统，其特征在于，所述云服务器包括数据接收模块、数据处理模块、无线转发模块；
所述数据接收模块包括输入输出隔离电路和AD转换电路，所述输入输出隔离电路输出端与所述AD转换电路输入端连接，所述AD转换电路用于进行模数转换；所述数据处理模块用于进行数据汇集、数据解析、数据存储；所述无线转发模块用于将数据处理模块解析得到的信息进行转发。
7.根据权利要求1所述的一种太阳能热水远程实时控制系统，其特征在于，所述移动终端设置显示单元和交互单元，所述显示单元用于对经云服务器处理过的数据进行图像化显示，所述交互单元包括上水按键和温度调节按键，用于供用户进行交互获取交互信息。
8.根据权利要求1所述的一种太阳能热水远程实时控制系统，其特征在于，所述云服务器内还设置有心跳发送单元，用于实时向控制单元发送周期性心跳请求，控制单元根据接收到的心跳请求向云服务器发送对应的心跳应答，所述云服务器监测到心跳应答的时间超过预设阈值，则将超时信息传输至移动终端进行显示。
9.一种太阳能热水远程实时控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
状态采集单元实时采集太阳能热水器单元的运行状态信息，并通过无线通信单元将采集的运行状态信息传输至云服务器；
云服务器对接收的运行状态信息进行分析处理和图像化之后，传输至移动终端进行图像化显示；
移动终端接收用户交互信息，发送至云服务器；
云服务器根据所述交互信息，调取控制指令并通过无线通信单元传输至控制单元；
所述控制单元依据控制指令，控制状态调节单元执行操作。
10.根据权利要求9所述的一种太阳能热水远程实时控制方法，其特征在于，所述交互信息包括上水信息和温度调节信息。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20230721 |