CN1967088A - 一种热水器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种热水器，该热水器包括对水进行加热并通过管道输出的热水器本体；本体控制单元，用于接收控制指令，并根据控制指令控制热水器本体，实现对加热以及热水输送过程的控制；本体无线接收单元，用于接收无线信号，并将该无线信号转化为控制指令；控制器输入单元，用于接收使用者的输入，并将该输入转化为控制信号；控制器控制单元，用于接收控制器输入单元的控制信号，将其转化为操作指令；控制器无线发送单元，用于接收所述控制器控制单元输出的操作指令，并将其编码后以无线方式发送。该热水器能够使使用者方便的遥控热水器。本发明的优选方案还可以为使用者提供热水器工作状态的实时信息，并使热水器成为网络家电的组成部分。

Description

一种热水器

技术领域

本发明涉及一种加热设备，具体地说涉及一种热水器。

背景技术

热水器是一种常用的加热设备，在家庭洗浴、加热饮用水等场合都广泛使用。根据热水器的加热方式不同，可分为燃气热水器、电热水器。目前热水器使用中存在许多问题，最突出的是安全问题，尤其是在洗浴用热水器中，这一问题更为突出。以燃气热水器为例，其工作时消耗氧气并产生有毒气体，燃烧不充分时，还会造成燃气泄漏，导致CO中毒，严重时可能造成死亡。而电热水器用于洗浴时，由于浴室的适度极大，容易出现触电事故

由于上述原因，对热水器的生产、安装有严格的要求。其中重要的一条是热水器本体必选安装在浴室外，而不得安装在浴室中，浴室中仅接入热水管。由于热水器的安装位置与使用者使用时所在位置不在一处，对热水器的控制很不方便。

现有技术下，对热水器的控制方式主要有控制面板控制和线控器控制两种，这两种控制方式都有缺陷。

控制面板控制就是直接通过安装在热水器上的控制面板进行控制。这种控制方式下，洗浴时使用者不能直接操纵控制面板，因此，调整合适的洗浴温度以及进行其它控制都必须在使用洗浴前调好。但是，洗浴中的实际情况有时无法预料，而且使用者可能需要在不同的温度下进行洗浴，因此，该种控制方式无法满足洗浴者的控制需求。

线控器控制方式是通过线控器对热水器进行控制。线控器控制方式需要在房间中布线且不能随意移动，安装不便。同时，线控方式不能随时得到热水器的工作状态和报警信息，使洗浴者对于热水器出现的问题无法及时掌握，也有可能危及安全。

发明内容

针对上述缺陷，本发明解决的技术问题在于，提供一种热水器，该热水器可以使洗浴者在洗浴时实时掌握热水器的工作状况，并进行实时控制，充分满足洗浴者对热水器的操控需求。

本发明提供的热水器包括包括：

热水器本体，用于使用可燃气体燃烧或电能或其它方式对水进行加热，并通过管道输出；

本体控制单元，用于接收控制指令，并根据控制指令控制热水器本体，实现对加热以及热水输送过程的控制；

本体无线接收单元，用于接收无线信号，并将该无线信号转化为控制指令；

控制器输入单元，用于接收使用者的输入，并将该输入转化为控制信号；

控制器控制单元，用于接收控制器输入单元的控制信号，将其转化为操作指令；

控制器无线发送单元，用于接收所述控制器控制单元输出的操作指令，并将其编码后以无线方式发送。

优选的，该热水器还包括：

本体状态检测单元，用于检测热水器本体的工作状况，并形成检测信号；

本体无线发送单元，用于将接收的信号编码为无线编码信号通过无线方式发送；所述接收的信号包括所述本体状态检测单元的检测信号；

控制器无线接收单元，用于接收无线信号，并将接收的无线信号转化为适当的形式传送到相应的单元；所述无线信号包括本体无线发送单元发送的经无线编码的检测信号

显示驱动单元，用于接收控制器无线接收单元输出的信号中的显示信号，并根据该显示信号形成显示驱动信号输出；

显示单元，接收所述显示驱动信号，并据此信号显示相关内容。

优选的，所述热水器还包括：

控制器识别单元，用于将热水器的识别信息编码为信标帧信号并输出到所述控制器无线发送单元发送；以及识别所述控制器无线接收单元接收的热水器本体的加入信息，并将与自身识别信息符合的加入信息加入到自己的网络中；

本体识别单元，用于接收所述本体无线接收单元输出的信标帧报文编码信号，并将其中的识别信息与热水器自身的识别信息比对，若上述识别信息符合，则生成加入信息，将该加入信息编码后，送所述本体无线发送单元发送。

优选地，所述识别信息包括网络号、节点号、身份识别ID号，识别信息符合是指具有相同的网络号、不同的节点号和ID号。

优选地，所述热水器本体具有点火机构、进水机构、出水机构，所述对热水器本体的控制，是控制上述机构的开关的导通与闭合。

优选地，该热水器使用射频RF方式实现遥控功能。

本发明将无线遥控技术与热水器相结合，使用无线RF技术实现对热水器的无线控制。由于无线控制具有通讯距离长、不受障碍物阻隔的限制等优点，因此，该种热水器及其控制方式能够适应热水器的特殊情况。与现有的线控器控制方式相比，该热水器的安装不用考虑布线的问题，较好的满足了使用者的控制需求。

本发明的优选方案中，使用者可以通过无线通讯从控制器显示单元实时了解热水器的工作状态，以及报警信息等，使洗浴者实时掌控热水器的工作状态，并且可随时获得报警信息，提高了使用的安全性。

本发明的进一步优选方案中，热水器可以作为网络家电的组成部分，真正实现家用电器网络化。

本发明提供的热水器主要用于洗浴用热水器，但也可用于饮用水加热等热水器。

附图说明

图1是本发明第一实施例的结构框图；

图2是本发明第二实施例的结构框图；

图3是本发明第二实施例中控制器端与热水器本体端建立无线网络连接的流程图；

图4是本发明第二实施例的无线控制工作流程图。

具体实施方式

请参看图1，为本发明第一实施例的结构框图。

该实施例为一个最简形式的无线遥控热水器。其特点是使用控制器直接对热水器进行无线控制，具体是由所述控制器发送射频RF信号，对热水器本体进行无线遥控，热水器本体不反馈信号到控制器。该种遥控热水器也不考虑可能存在其它射频遥控设备的可能性，只要接收到合适的遥控信号，就认为是用于控制该热水器的。

该热水器包括热水器本体端的热水器本体11、本体控制单元12、本体无线接收单元13，以及热水器控制器端的控制器输入单元14、控制器控制单元15、控制器无线发送单元16。

所述热水器本体11用于对水进行加热，并通过管道输出；该热水器可以采用可燃气体进行加热，也可采用电加热或其它加热方式。该热水器本体根据不同的加热形式，可以具有点火机构、进气机构、进水机构、出水机构等(上述机构图未示)，每个机构具有控制开关(图未示)。

所述本体控制单元12，用于接收控制指令，并根据控制指令控制热水器本体，实现对加热以及热水输送过程的控制。所述的控制实际上是对加热机构、进水控制机构、出水控制机构等的开关的导通关断的状态控制。所述控制指令，可以通过旋钮、按键等装置直接输入，但本实施例中，主要是接收本体无线接收单元13输出的控制指令，该本体控制单元12接收到所述控制指令后，对该指令译码，并根据译码结果产生相应的驱动信号，驱动所述热水器本体11中相应的控制开关，使其导通或关断。上述译码和产生驱动信号的方法可以在现有技术中方便的获得。

本体无线接收单元13，用于接收无线信号，并将该无线信号转化为控制指令。当热水器电源(图未示)导通供电后，该无线接收单元13就始终在接收无线信号，当其接收到无线信号后，即对该无线信号进行解码，产生指令信号。所述无线信号具有一定的识别信息，因此，该无线控制单元能够根据识别信息判断该无线信号是否是用于控制该热水器的信号。

控制器输入单元14，用于接收使用者的输入，并将该输入转化为电信号。使用者的输入可以是通过控制器的控制按钮输入，此时控制按钮为该控制器输入单元14的组成部分。也可以采用声控等方式实现输入，此时必须具有声控单元，以便将声控信息转化为电信号输入。

控制器控制单元15，用于接收控制器输入单元14产生的控制信号，根据该控制信号产生操作指令。所述控制器输入单元14输入的控制信号，须经过控制器控制单元15的识别转化为特定的操作指令，该操作指令对应于热水器本体11的某项控制操作。

控制器无线发送单元16，用于接收所述控制器控制单元15输出的操作指令，并将其编码成为符合格式的无线信号发送。该无线信号包括所述指令的信息，以及该热水器的识别信息。

所述控制器端各单元一般做成一个整体的控制器，该控制器由使用者洗浴时掌控，使用者通过该控制器可以从远距离实现对热水器本体的控制，方便洗浴。由于射频无线电波受障碍物影响不大，因此，该种热水器能够充分满足洗浴者的操纵需求。

请参看图2，为本发明第二实施例的结构框图。该实施例在第一实施例的基础上，考虑了使用者对热水器本体状况的监测需求；此外，还进一步考虑了将热水器作为网络家电的一个组成部分而产生的更为复杂的通讯需求。

该热水器包括热水器本体端的热水器本体201、本体控制单元202、本体无线接收单元203，以及热水器控制器端的控制器输入单元204、控制器控制单元205、控制器无线发送单元206。此外，该热水器还包括热水器本体端的本体状态检测单元207、本体无线发送单元208、本体识别单元211，以及控制器端的控制器无线接收单元209、显示驱动单元210、显示器单元211、控制器识别单元212。

以下对第一实施例中不存在的单元作一说明。

由于本实施例的热水器本体端具有状态反馈功能，能够将热水器本体的状态实时的反馈到控制器端，为实现该功能，该实施例的热水器本体端具有本体状态检测单元207、本体无线发送单元208，控制器端具有控制器无线接收单元209、显示驱动单元210、显示器单元211。

所述本体状态检测单元207，用于检测热水器本体的工作状况，并形成检测信号。该检测单元包括用于检测的传感器，这些传感器可以包括检测水温的温度传感器、检测燃气泄漏的气体探测器、检测水流量的流量传感器等。上述传感器产生的电信号经过转换，成为检测信号输出。该检测信号已经成为适合无线方式发送的无线编码信号。

本体无线发送单元208，用于将接收的输入信号进行无线编码，并将其通过无线方式发送；所述输入信号包括所述本体状态检测单元的检测信号，也包括本体识别单元211发送的加入信息等(见后叙)。

所述控制器无线接收单元209，用于接收无线信号，并将接收的无线信号转化为适当的形式传送到相应的单元；所述无线信号包括本体无线发送单元208发送的经无线编码的检测信号，以及经编码的加入信息。所述适当的形式，是转化为后续显示单元210所需的显示信号等。

所述显示驱动单元210，用于接收控制器无线接收单元输出的信号中的显示信号，并根据该显示信号形成显示驱动信号输出。所述显示信号是本体发送的反映其工作状态以至报警信息的检测信号，该检测信号需要通过显示单元211显示，为适应显示单元的驱动要求，又显示驱动单元210进行适当的变化。

显示单元211，用于接收所述显示驱动信号，并据此信号显示相关内容。

考虑到该热水器作为网络家电的一部分，控制器端与热水器本端需要进行识别，以保证相互间通讯能够准确无误的进行。为此，该实施例中，热水器本体端具有本体识别单元211、控制器端具有控制器接收单元212。

所述控制器识别单元211，用于将热水器的识别信息编码为信标帧信号并输出到所述控制器无线发送单元206发送；以及识别所述控制器无线接收单元209输出的热水器本体的加入信息，并将与自身识别信息一致的加入信息加入到自己的网络中。所述的控制器无线接收单元209通过无线网络接收热水器本体的加入信息并输出。所述信标帧信号是用于实现本体端与控制端建立无线网络联接的信号，其中包括热水器的识别信息，例如网络号、节点号、身份识别(ID)号等。

所述本体识别单元，用于接收所述本体无线接收单元203输出的信标帧编码信号，并将其中的识别信息与热水器自身的识别信息比对，若上述识别信息一致，则生成加入信息，将该加入信息编码后，送所述本体无线发送单元211发送。所述的本体无线接收单元203通过无线网络接收信标帧编码信号并输出。所述加入信息，是本体端接收到发送给自己的信标帧后对控制端的应答信号。该信号包括本体端的网络号、节点号、ID号等信息。

当控制端接收到本体端发送的加入信息后，提取其中包含的信息进行比对，并加入到自己的网络中，并发送信息表明可以进行正常通讯。由于该控制器端可以控制多个网络家电，因此，必须进行上述识别、加入过程。

在本实施例中，本体端本体控制单元202、本体状态检测单元207、本体识别单元211共同组成本体主控单元(MCU)；所述本体无线发送单元208、本体无线接收单元203共同组成本体无线单元。所述本体无线单元与主控单元MCU之间通过全局异步接收转换器UART接口连接。

控制器端的控制器输入单元204、控制器控制单元205、显示驱动单元210、显示器211、控制器识别单元212共同组成控制器主控单元(MCU)，所述控制器无线接收单元209、控制器无线发送单元206共同组成控制器无线单元，两者间通过全局异步接收转换器UART接口连接。

以下说明控制器与本体之间建立连接的具体步骤。

步骤S301，控制器无线单元每隔一段时间发送信标帧对周围空间进行探测，并等待其它无线单元的回应。在其发送的信标帧中带有控制器无线电单元的网络号、节点号、ID号等信息。

步骤S302，热水器无线单元接收信标帧。

步骤S303，热水器无线单元从所接收的信标帧中提取出网络号，判断该网络号与自己的网络号是否相同：若是，进入步骤S304；若否，则进入步骤S307。

步骤S304，本体端无线单元发出加入信息，加入信息中带有本体端无线单元的网络号、节点号、ID号等信息。

步骤S305，控制器无线单元接收到热水器无线单元的加入信息后，提取出有效信息进行对比，将其加入到自己的网络中，并发送信息通知其加入请求已被批准，可以进行正常通讯。

步骤S306，热水器无线单元收到反馈后，开始与控制器无线单元进行正常通讯。正常通讯的帧结构中带有自己的网络号、节点号、ID号、加密信息、校验信息、帧长以及对方的节点号、ID号等内容。

步骤S307，不进行处理，返回步骤S302。

上述步骤后，两个无线单元即建立连接，此时控制器随时可以发出指令，对本体端进行控制。同时，本体端的相应检测信息以及报警信息也可以随时发送到控制器端并显示。

应当说明，进行通讯时，应保证两个无线单元具有相同的网络号、不同的节点号和ID号。网络号、节点号、ID号的应用，可以保证设备和控制器之间通讯的唯一性。

为保证无线传输质量，上述无线单元具有8比特的寻址地址和全握手协议保证无线传输的可靠性。无线单元进行通讯时，采用CSMA/CA方式访问信道，并具有能量探测功能(Energy Detection)；无线单元根据接收信号强度指示(RSSI、连接质量指示)确定信道的无线通讯质量，可在信道无线通讯质量恶化的情况下进行跳频处理。

上述无线单元在未发送和未接收指令一定时间后，会进入低功耗休眠状态，仅每隔一段时间对空间信号进行探测以便能够被随时激活。

无线单元能够采用将命令信息封装在其帧结构中的方式传输控制命令以及检测、报警信息。

在无线通讯受到干扰时，无线单元可以通过跳频技术避开干扰源继续进行通讯。

以下说明控制端控制本体端工作的过程，以及本体端的反馈、报警信号发送到控制端的过程。

步骤S401，控制器MCU接收输入指令信息后，根据输入指令信息产生相应的操作命令。

步骤S402，所述操作命令通过UART全局异步接收转换器口传送至控制器无线单元。

步骤S403，控制器无线单元将所述操作命令信息封装在其帧结构中通过无线方式发送。

步骤S404，计数器加1。

由于各种原因，操作命令可能出现传送错误，此时可以重传。同时，重传超过预定的次数说明出现故障，应当及时报警以便操作者处理。该计数器用于统计控制器发送同一操作指令的次数。

步骤S405，开始计时。

控制器发送一操作命令后，需要等待一段时间才能接收到本体端的回应，应该保证控制器等待预留的时间，如超时则说明这一操作命令本体端没有接收到，应当重传。为此设置该计时器。

步骤S406，本体端无线单元接收控制器无线单元发送的无线信息并传送到所述本体端MCU单元。

步骤S407，所述本体端MCU单元根据所接收的无线信息，判断所接收无线信息的无线帧是否合法。若是，则进入步骤S411；若否，则进入步骤S408。

由于无线网络传递中可能出现各种错误，因此必须进行校验，以确保所接收操作指令的合法性。具体校验方法是本体端MCU根据热水器与控制器之间的通讯协议由帧长信息判断出校验信息位置，根据校验信息对命令信息的合法性进行判断。

步骤S408，对接收到的信息不作处理。

步骤S409，控制器端判断计数是否达到预定数N。若是，则进入步骤S422；若否，则进入S410。

步骤S410，控制器端判断计时时间是否达到预定时间T。若是，则返回步骤S403；若否，则返回步骤S406。

步骤S411，本体端将随接收的控制器无线信息从其无线帧中提出并传送至本体端MCU。若命令信息合法，则执行此命令。

步骤S412，本体端MCU将执行结果和执行后状态信息传送给本体端无线单元。

步骤S413，本体端无线单元将执行结果和执行后热水器状态信息作为反馈信息，封装为无线返回帧通过无线网络发送。

步骤S414，控制器无线单元判断是否有本体端无线返回帧。若是，则进入步骤S415；若否，则进入步骤S422。

步骤S415，控制器判断无线返回帧是否合法。若是，则进入步骤S416；若否，则进入步骤S422。

步骤S416，控制器无线单元将执行结果和设备状态信息从无线返回帧中解出，并传送至控制器MCU处理。

步骤S417，判断执行结果和状态信息是否合法。若是，则进入步骤S418；若否，则进入步骤S419。

进行判断控制器MCU根据本体端与控制器之间的通讯协议，由帧长信息判断校验信息位置，根据校验信息对所接收的。

步骤S418，根据本体端和控制器端之间的通讯协议对执行结果和设备状态信息进行处理，并将结果通过控制端显示器上显示，并发送成功信息给本体端。进入步骤S420。

步骤S419，发送错误信息给本体端。

步骤S420，本体端接收控制器端的返回帧并判断是否为成功信息，若是，进入步骤S423；若否，则进入步骤S421。

步骤S421，判断本体端返回帧传送次数是否达到M次。若是。则进入步骤S422；若否，则返回步骤S413。

所述本体端发送的返回帧在传输中可能出现错误，因此，应当重复若干次，若始终无法获得成功信息，则判断出错。

步骤S422，控制器端显示出错信息。此时可以对计数器清零。

步骤S423，停止处理。此时可以对计数器清零

为保证控制器端能够实时得到本体端的运行状态，实现实时信息共享，本体端每隔一段时间即将状态信息发送给控制器端。

该实施例中，所述控制器端与本体端都属于网络家电的组成部分，控制器端能够同时对多个网络家电进行控制，因此，需要对无线信息的传送方式进行设计。

以上所述仅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，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1、一种热水器，其特征在于，包括：

热水器本体，用于使用可燃气体燃烧或电能或其它方式对水进行加热，并通过管道输出；

本体控制单元，用于接收控制指令，并根据控制指令控制热水器本体，实现对加热以及热水输送过程的控制；

本体无线接收单元，用于接收无线信号，并将该无线信号转化为控制指令；

控制器输入单元，用于接收使用者的输入，并将该输入转化为控制信号；

控制器控制单元，用于接收控制器输入单元的控制信号，将其转化为操作指令；

控制器无线发送单元，用于接收所述控制器控制单元输出的操作指令，并将其编码后以无线方式发送。

2、根据权利要求1所述的热水器，其特征在于，还包括：

本体状态检测单元，用于检测热水器本体的工作状况，并形成检测信号；

本体无线发送单元，用于将接收的信号编码为无线编码信号通过无线方式发送；所述接收的信号包括所述本体状态检测单元的检测信号；

控制器无线接收单元，用于接收无线信号，并将接收的无线信号转化为适当的形式传送到相应的单元；所述无线信号包括本体无线发送单元发送的经无线编码的检测信号

显示驱动单元，用于接收控制器无线接收单元输出的信号中的显示信号，并根据该显示信号形成显示驱动信号输出；

显示单元，接收所述显示驱动信号，并据此信号显示相关内容。

3、据权利要求2所述的热水器，其特征在于，还包括：

控制器识别单元，用于将热水器的识别信息编码为信标帧信号并输出到所述控制器无线发送单元发送；以及识别所述控制器无线接收单元接收的热水器本体的加入信息，并将与自身识别信息符合的加入信息加入到自己的网络中；

本体识别单元，用于接收所述本体无线接收单元输出的信标帧报文编码信号，并将其中的识别信息与热水器自身的识别信息比对，若上述识别信息符合，则生成加入信息，将该加入信息编码后，送所述本体无线发送单元发送。

4、根据权利要求3所述的热水器，其特征在于，所述识别信息包括网络号、节点号、身份识别ID号，识别信息符合是指具有相同的网络号、不同的节点号和ID号。

5、根据权利要求1或2所述的热水器，其特征在于，所述热水器本体具有点火机构、进水机构、出水机构，所述对热水器本体的控制，是控制上述机构的开关的导通与闭合。

6、根据权利要求1至4任一项所述的热水器，其特征在于，使用射频RF方式实现遥控功能。

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