CN205451290U - 一种水控机盗水的实时检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种水控机盗水的实时检测电路，包括控制单元、第一采集单元、第二采集单元及执行单元，第一采集单元和第二采集单元分别对应连接控制单元的第一控制端和第二控制端，执行单元连接控制单元的第三控制端，第一采集单元包括流量计以及连接在流量计与第一控制端之间第一开关单元，第二采集单元包括传感器以及连接在传感器与第二控制端之间的第二开关单元，执行单元包括水控阀单元以及连接在水控阀单元与第三控制端之间的第三开关单元。本实用新型通过第一采集单元采集流量计的流量数据，并将流量数据与水控阀控制信号进行比对，控制单元获取第二采集单元的数据，以判断流量计是否正常工作，从而实现实时检测并发现盗水问题。

Description

一种水控机盗水的实时检测电路

技术领域

本实用新型涉及安全消费领域，尤其涉及一种水控机盗水的实时检测电路。

背景技术

目前水控机广泛应用于机关、学校、家庭及浴场等场合，水控机内置有流量计和水控阀，取水时，插入IC卡，则水控阀打开，同时流量计计算水流量，取水完成后根据水流量从IC卡中扣除相应费用。水控机通过刷卡计费的方式可有效防止水资源的浪费，提高人们的节水意识。实际应用中发现有人强行打开水控阀进行盗水，市场上的盗水方法主要是用强磁铁靠近水控阀，使其内部的水控阀强行打开。由于现有的水控机缺乏盗水监测，所以不具有实时发现盗水，实时报告的功能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够及时发现盗水现象的水控机盗水的实时检测电路。

为解决上述技术问题，实用新型采用如下所述的技术方案。一种水控机盗水的实时检测电路，用于水控机中，包括控制单元、第一采集单元、第二采集单元及执行单元，所述第一采集单元和第二采集单元分别对应连接所述控制单元的第一控制端和第二控制端，所述执行单元连接所述控制单元的第三控制端，其中，所述第一采集单元包括用于统计水流数据的流量计单元以及连接在所述流量计单元与所述第一控制端之间第一开关单元，所述第一开关单元根据所述流量计单元的输出进行开关控制；所述第二采集单元包括用于检测所述流量计单元工作电流的传感器单元以及连接在所述传感器单元与所述第二控制端之间的第二开关单元，所述第二开关单元根据所述传感器单元的输出进行开关控制；所述执行单元包括用于控制水控机开关的水控阀单元以及连接在所述水控阀单元与所述第三控制端之间的第三开关单元，所述第三开关单元根据所述控制单元的输出对所述水控阀单元进行开关控制。

优选地，所述流量计单元以脉冲形式进行输出。

优选地，所述第一开关单元包括第一电阻、第一三极管、第二电阻及第三电阻，所述第一三极管的集电极同时连接所述第一控制端和第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端连接第一电源端，所述第一三极管的发射极接地，第一三极管的基极连接第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端同时连接流量计单元的输出端和第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端接地。

优选地，所述第二开关单元包括运算放大器和第七电阻，所述运算放大器的第二引脚连接第一引脚，所述第一引脚连接所述第二控制端，所述运算放大器的第三引脚连接第七电阻的一端，所述第七电阻的另一端接地，所述运算放大器的第四引脚接地，第八引脚连接第一电源端。

优选地，所述运算放大器型号为TL032。

优选地，所述传感器单元的第一引脚连接第二引脚，所述第二引脚同时连接第七电阻的一端和接地，所述传感器单元的第三引脚同时连接第七电阻的一端和所述运算放大器的第三引脚，所述传感器单元的第四引脚连接第三电源端。

优选地，所述传感器单元为霍尔传感器。

优选地，所述第三开关单元包括第四电阻、第二三极管、第五电阻、第六电阻、开关管和第一电容，所述第四电阻的一端连接第二三极管的基极，另一端连接所述第三控制端，所述第二三极管的发射极接地，第二三极管的集电极同时连接第五电阻的一端及第六电阻的一端，所述第五电阻的另一端同时连接第二电源端和开关管的第一引脚，所述第六电阻的另一端连接开关管的第二引脚，所述开关管的第七引脚连接第八引脚，所述第八引脚同时连接第一电容的一端和水控阀单元的输入端，所述第一电容的另一端接地。

优选地，所述水控阀单元包括水控阀和第一二极管，所述水控阀的第一端连接所述第八引脚，水控阀的第二端接地，所述第一二极管的正极接地，第一二极管的负极连接所述水控阀的第一端。

优选地，所述开关管型号为SP8J66。

本实用新型的有益技术效果在于：该水控机盗水的实时检测电路通过第一采集单元实时采集流量计单元的流量数据，并将流量数据与执行单元中水控阀控制信号进行比对，以判断流量数据与当前水控阀的控制信号是否对应，同时，控制单元获取第二采集单元的数据，以判断流量计单元是否正常工作，当检测到异常时，控制单元可发出盗水异常通知以便进行及时处理，从而实现实时检测并及时发现盗水问题。

附图说明

图1是一种较佳实施方式的水控机盗水的实时检测电路的电路原理图。

图2是图1中控制单元的结构框图。

具体实施方式

为使本领域的普通技术人员更加清楚地理解实用新型的目的、技术方案和优点，以下结合附图和实施例对实用新型做进一步的阐述。

参照图1所示，一种较佳实施方式的水控机盗水的实时检测电路的电路原理图。在本实施例中，该水控机盗水的实时检测电路1用于水控机中，其包括控制单元10、第一采集单元20、第二采集单元30及执行单元40，第一采集单元20和第二采集单元30分别对应连接控制单元10的第一控制端11和第二控制端12，执行单元40连接控制单元10的第三控制端13，其中，第一采集单元20包括用于统计水流数据的流量计单元21以及连接在流量计单元21与第一控制端11之间第一开关单元22，第一开关单元22根据流量计单元21的输出进行开关控制；第二采集单元30包括用于检测流量计单元21工作电流的传感器单元21以及连接在传感器单元21与第二控制端12之间的第二开关单元32，第二开关单元32根据传感器单元21的输出进行开关控制；执行单元40包括用于控制水控机开关的水控阀单元41以及连接在水控阀单元41与第三控制端13之间的第三开关单元42，第三开关单元42根据控制单元10的输出对水控阀单元41进行开关控制。在本实施例中，控制单元10可以为单片机等控制器，且控制单元10设置有第四控制端14和第五控制端15，该第四控制端14和第五控制端15用来实现控制单元10和服务器的通讯连接。

通过该水控机盗水的实时检测电路1中的第一采集单元20和第二采集单元30分别进行流量数据的采集、流量计单元21工作电流的采集，控制单元10通过比较流量数据和水控阀单元41的控制信号判断二者是否出现异常，当流量计单元21的流量数据与水控阀单元的控制信号不对应时，控制单元10向服务器发出异常通知，从而实现能够实时检测并发现盗水问题。

优选地，流量计单元21以脉冲形式进行输出。流量计单元21输出脉冲信号，该脉冲信号经过第一开关单元22后转变成控制单元10可以接收的电压信号，进而控制单元10根据接收的脉冲信号进行水流量的计算。在本实施例中，水流的速率越大，流量计单元21的输出脉冲频率就越快。

为了使流量计单元21输出的脉冲信号能够满足控制单元10的电压要求，在流量计单元21与第一控制端11之间设置第一开关单元22，该第一开关单元22包括第一电阻R1、第一三极管Q1、第二电阻R2及第三电阻R3，第一三极管Q1的集电极同时连接第一控制端11和第一电阻R1的一端，第一电阻R1的另一端连接第一电源端VCC，第一三极管Q1的发射极接地，第一三极管Q1的基极连接第二电阻R2的一端，第二电阻R2的另一端同时连接流量计单元21的输出端和第三电阻R3的一端，第三电阻R3的另一端接地。在本实施例中，第一电源端VCC为3.3V。通过第一开关单元22的设置使得由流量计单元21输出的脉冲信号进行取反，并输入至第一控制端11，控制单元10根据该输入信号进行流量数据统计。

在本实施例中，传感器单元21用于检测流量计单元21的工作电流，且该传感器单元21选用霍尔传感器，型号为CT0.1-P。由于霍尔传感器检测工作电流的原理不是本实用新型的改进点，且为本技术领域内技术人员的公知常识，此处不再赘述。

为了使传感器单元21的输出能够满足控制单元10的电压要求，在传感器单元21和第二控制端12之间设置第二开关单元32，该第二开关单元32包括运算放大器U1和第七电阻R7，运算放大器U1的第二引脚2连接第一引脚1，第一引脚1连接第二控制端12，运算放大器U1的第三引脚3连接第七电阻R7的一端，第七电阻R7的另一端接地，运算放大器U1的第四引脚4接地，第八引脚8连接第一电源端VCC。传感器单元21的第一引脚1连接第二引脚2，第二引脚2同时连接第七电阻R7的一端和接地，传感器单元21的第三引脚3同时连接第七电阻R7的一端和运算放大器U1的第三引脚3，传感器单元21的第四引脚4连接第三电源端DC，第三电源端DC为5V。

在本实施例中，运算放大器U1选用TL032。通过第二开关单元32的设置，传感器单元21的输出控制第二开关单元32导通，第二开关单元32的第一引脚1和第八引脚8导通，以使电压信号输入至第二控制端12，控制单元10根据该输入信号进行流量计工作电流检测。

优选地，第三开关单元42包括第四电阻R4、第二三极管Q2、第五电阻R5、第六电阻R6、开关管U2和第一电容C1，第四电阻R4的一端连接第二三极管Q2的基极，另一端连接第三控制端13，第二三极管Q2的发射极接地，第二三极管Q2的集电极同时连接第五电阻R5的一端及第六电阻R6的一端，第五电阻R5的另一端同时连接第二电源端DCIN和开关管U2的第一引脚1，第六电阻R6的另一端连接开关管U2的第二引脚2，开关管U2的第七引脚7连接第八引脚8，第八引脚8同时连接第一电容C1的一端和水控阀单元41的输入端，第一电容C1的另一端接地。其中，第二电源端DCIN为12V。优选地，在本实施例中，开关管U2型号为SP8J66。

当控制单元10有控制信号输出至第三控制端13时，由于第二三极管Q2为NPN型三极管，且第二三极管Q2导通，从而使得第二三极管Q2的发射极和集电极连通，进而使得开关管U2的第二引脚2为低电平，根据开关管U2的工作原理，此时第一引脚1和第八引脚8导通，使得第二电源端DCIN的12V输入至水控阀单元41的输入端。

优选地，水控阀单元41包括水控阀T和第一二极管D1，水控阀T的第一端1连接第八引脚8，水控阀T的第二端2接地，第一二极管D1的正极接地，第一二极管D1的负极连接水控阀T的第一端。

由于水控阀T的第二端2接地，第一端1连接接入第二电源端的12V电压，从而使得水控阀T导通。此外，由于水控阀T在打开或关闭瞬间产生较大的反向电压，第一二极管D1可用来释放该反向电压。

参照图2所示，在本实施例中，该控制单元10包括存储单元101，用于预先存储流量计单元21和水控阀T控制信号之间的对应关系；采集单元102，用于实时采集流量计单元21的流量数据；比对单元103，用于将流量数据与当前的水控阀T控制信号进行比对；第一告知单元104，若流量数据与当前水控阀T的控制信号不对应，用于告知服务器并以使服务器发出通知对水控阀T进行检测处理。

具体地，存储单元101存储的流量计单元21和水控阀T控制信号之间的对应关系为当水控阀T打开时，流量计单元21的流量数据动态变化，当水控阀T关闭时，流量计单元21的流量数据无变化。若经比对后发现流量数据与当前控制阀的控制信号不对应，如当前的水控阀T控制信号为关闭状态，而流量计单元21的流量数据出现动态变化，则说明有人强行打开了水控阀T并进行盗水。当流量计单元21与水控阀T的控制信号之间出现不对应关系时，控制单元10可将该异常情况告知服务器，以使服务器发出通知，从而及时发现异常，通知人员尽快到场，从而防止盗水。

控制单元10还包括检测单元105，用于周期性的检测传感器单元21的输出电流；判断单元106，用于根据传感器单元21的输出电流判断流量计单元21是否被破坏；第二告知单元107，若流量计单元21被破坏，用于告知服务器并以使服务器发出通知对流量计单元21进行检测处理。在本实施例中，在控制单元10和流量计单元21之间还设置有传感器，该传感器单元21为霍尔传感器，用于检测流量计单元21的工作电流。水控机正常工作时，控制单元10周期性地检测霍尔传感器的输出。在水控阀T关闭，即在无水流的情况下，流经霍尔传感器的电流较小，但不为零。在水控阀T打开，即在有水流的情况下，霍尔传感器输出脉冲信号。若检测到霍尔传感器出现无电流或电流显著超出正常范围，则可知流量计单元21有被破坏的可能，从而及时发现异常，及时发现盗水现象。

在实际应用时，该水控机盗水的实时检测电路1可以实现三种盗水情形的及时发现。由于流量计单元21和水控阀T的控制信号之间的对应关系为当水控阀T打开时，流量计单元21的流量数据动态变化，当水控阀T关闭时，流量计单元21的流量数据无变化。当用户插入IC卡时，控制单元10根据第一采集单元20获取流量数据，并将该流量数据与执行单元40中的水控阀T的控制信号进行比对，若当以判断流量数据与控制信号是否对应，当出现流量计单元21的流量数据与水控阀T的控制信号不对应时，如当前的水控阀T的控制信号为关闭状态，而流量计单元21的流量数据出现动态变化，则说明有人强行打开了水控阀T并进行盗水。当流量计单元21与水控阀T的控制信号之间出现不对应关系时，控制单元10可将该异常情况告知服务器，以使服务器发出通知，从而及时发现异常，通知人员尽快到场，从而防止盗水。

水控机正常工作时，控制单元10周期性地检测传感器单元21的输出。在水控阀T关闭，即在无水流的情况下，流经传感器单元21的电流较小，但不为零。在水控阀T打开，即在有水流的情况下，传感器单元21输出脉冲信号。若检测到传感器单元21出现无电流或电流显著超出正常范围，则可知流量计单元21有被破坏的可能，从而及时发现异常，及时发现盗水现象。

在水控机的盗水情形中，存在因控制单元10被破坏，从而导致无法进行流量计单元21的流量数据的采集以及对水控阀T的开关控制，且控制单元10与服务器无法进行通讯连接。如此时强行打开水控阀T进行盗水，则控制单元10无法检测到异常，更不能将该异常情形上报给服务器，或者即使控制单元10检测到盗水现象时，由于无法与服务器建立通讯连接，也不能通知到服务器，从而出现无法及时阻止盗水现象的情形。通过实时查询控制单元10与服务器的通讯是否正常，从而避免因控制单元10被破坏而导致盗水现象无法及时发现的现象。

以上仅为实用新型的优选实施例，而非对实用新型做任何形式上的限制。本领域的技术人员可在上述实施例的基础上施以各种等同的更改和改进，凡在权利要求范围内所做的等同变化或修饰，均应落入实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水控机盗水的实时检测电路，用于水控机中，其特征在于：包括控制单元、第一采集单元、第二采集单元及执行单元，所述第一采集单元和第二采集单元分别对应连接所述控制单元的第一控制端和第二控制端，所述执行单元连接所述控制单元的第三控制端，其中，

所述第一采集单元包括用于统计水流数据的流量计单元以及连接在所述流量计单元与所述第一控制端之间第一开关单元，所述第一开关单元根据所述流量计的输出进行开关控制；

所述第二采集单元包括用于检测所述流量计单元工作电流的传感器单元以及连接在所述传感器单元与所述第二控制端之间的第二开关单元，所述第二开关单元根据所述传感器单元的输出进行开关控制；

所述执行单元包括用于控制水控机开关的水控阀单元以及连接在所述水控阀单元与所述第三控制端之间的第三开关单元，所述第三开关单元根据所述控制单元的输出对所述水控阀单元进行开关控制。

2.如权利要求1所述的水控机盗水的实时检测电路，其特征在于：所述流量计单元以脉冲形式进行输出。

3.如权利要求1所述的水控机盗水的实时检测电路，其特征在于：所述第一开关单元包括第一电阻、第一三极管、第二电阻及第三电阻，所述第一三极管的集电极同时连接所述第一控制端和第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端连接第一电源端，所述第一三极管的发射极接地，第一三极管的基极连接第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端同时连接流量计单元的输出端和第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端接地。

4.如权利要求1所述的水控机盗水的实时检测电路，其特征在于：所述第二开关单元包括运算放大器和第七电阻，所述运算放大器的第二引脚连接第一引脚，所述第一引脚连接所述第二控制端，所述运算放大器的第三引脚连接第七电阻的一端，所述第七电阻的另一端接地，所述运算放大器的第四引脚接地，第八引脚连接第一电源端。

5.如权利要求4所述的水控机盗水的实时检测电路，其特征在于：所述运算放大器型号为TL032。

6.如权利要求4所述的水控机盗水的实时检测电路，其特征在于：所述传感器单元的第一引脚连接第二引脚，所述第二引脚同时连接第七电阻的一端和接地，所述传感器单元的第三引脚同时连接第七电阻的一端和所述运算放大器的第三引脚，所述传感器单元的第四引脚连接第三电源端。

7.如权利要求1或6所述的水控机盗水的实时检测电路，其特征在于：所述传感器单元为霍尔传感器。

8.如权利要求1所述的水控机盗水的实时检测电路，其特征在于：所述第三开关单元包括第四电阻、第二三极管、第五电阻、第六电阻、开关管和第一电容，所述第四电阻的一端连接第二三极管的基极，另一端连接所述第三控制端，所述第二三极管的发射极接地，第二三极管的集电极同时连接第五电阻的一端及第六电阻的一端，所述第五电阻的另一端同时连接第二电源端和开关管的第一引脚，所述第六电阻的另一端连接开关管的第二引脚，所述开关管的第七引脚连接第八引脚，所述第八引脚同时连接第一电容的一端和水控阀单元的输入端，所述第一电容的另一端接地。

9.如权利要求8所述的水控机盗水的实时检测电路，其特征在于：所述水控阀单元包括水控阀和第一二极管，所述水控阀的第一端连接所述第八引脚，水控阀的第二端接地，所述第一二极管的正极接地，第一二极管的负极连接所述水控阀的第一端。

10.如权利要求8所述的水控机盗水的实时检测电路，其特征在于：所述开关管型号为SP8J66。