CN206610381U - 一种智能节能水控制机 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种智能节能水控制机，涉及水控制机技术领域。该智能节能水控制机包括：微处理器、流量传感器、通信模块、存储器和阀门；其中，所述阀门，用于设置在进水管与出水管之间，用于对用水量的控制；所述流量传感器，用于计量进水流量；所述通信模块，用于与终端之间进行信号交互；所述微处理器，与所述流量传感器、所述通信模块、所述存储器和所述阀门连接，用于根据所述进水流量，和/或所述通信模块与终端交互的信号，控制阀门开关。本实用新型实施例的技术方案，通过通信模块可实现终端与水控制机之间的交互，能够实现远程控制水控制机，节省了大量的人力物力损耗，真正实现了水控制机的智能化。

Description

一种智能节能水控制机

技术领域

本实用新型实施例涉及水控制机技术领域，尤其涉及一种智能节能水控制机。

背景技术

目前，在各类学校、高端居民小区、居民商业住宅等集中供应冷(热)水单位的公共区域的用水计量管理工作中，绝大部分的计量器具仍然是采用传统的机械字轮式水控制机。收费方式则是由大量的抄表人员走入千家万户的居民家中，读取水控制机的字轮显示数据，通过与原有水控制机示值的比较，计算出两次抄表之间用户的用水量，再计算出应收费用后向用户征收水费。或者是建立一个独立的普通IC卡(Integrated Circuit Card，集成电路卡)水控系统的计量方式。

现有的入户查表收费的方式，工作量大，手续繁杂，收费时间长，效率低，耗费大量的人力，且不利于管理者对于整体资源的管理控制。同时由于各种原因，常常不能按时收费，造成用户对供水公司的资金拖欠。甚至有不法分子冒充抄表人员入户抢劫等事情发生，给居民的安全造成了一定的威胁。

随着经济的发展、科技的进步，各项高新技术已经逐步走入人们的日常生活，而在用水计量管理中也出现了有线集抄等新型技术，它虽然解决了不入户抄表的问题，但仍然没有解决“收费难”的问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种智能节能水控制机，以解决水控制机操作繁琐及节能效果不明显等问题，实现水控制机的智能节能。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种智能节能水控制机，该水控制机包括：微处理器、流量传感器、通信模块、存储器和阀门；其中，

所述阀门，用于设置在进水管与出水管之间，用于对用水量的控制；

所述流量传感器，用于计量进水流量；

所述通信模块，用于与终端之间进行信号交互；

所述微处理器，与所述流量传感器、所述通信模块、所述存储器和所述阀门连接，用于根据所述进水流量，和/或所述通信模块与终端交互的信号，控制阀门开关。

进一步地，所述流量传感器包括微控制器和叶轮，所述叶轮设置有磁钢和微型干簧管；

所述微控制器，与所述叶轮连接，用于将所述叶轮的旋转转换成电信号，通过频率脉冲计数，进行进水流量的计量。

进一步地，所述阀门为双稳态电磁阀。

进一步地，所述的智能节能水控制机还包括集成电路卡读/写器，用于识别集成电路卡，以及读/写集成电路卡中的水量信息；其中，所述水量信息包括购水量、用水量及剩余水量中的至少一项；

所述处理器，与所述集成电路卡读/写器连接，还用于根据所述集成电路卡读/写器以及所述存储器中的水量信息，通过所述集成电路卡读/写器对集成电路卡进行读写，并更新所述存储器中的水量信息。

进一步地，所述的智能节能水控制机还包括显示器，用于显示智能节能水控制机的状态信息。其中，所述状态信息包括剩余水量、电池状态及开关状态中的至少一项。

进一步地，所述通信模块包括有线通信和/或无线通信模块。

进一步地，所述无线通信模块包括下述中的至少一个：WIFI模块、蓝牙模块、红外模块、NFC模块以及紫蜂模块。

进一步地，所述微处理器为芯片PIC16F84。

本实用新型实施例的技术方案，通过通信模块可实现终端与水控制机之间的交互，能够实现远程控制水控制机，节省了大量的人力物力损耗，且解决了收费问题和安全问题，实现了用水计量的科学管理，提高用水计量的智能化管理水平，真正实现了水控制机的智能化。

附图说明

为了更加清楚地说明本实用新型示例性实施例的技术方案，下面对描述实施例中所需要用到的附图做一简单介绍。显然，所介绍的附图只是本实用新型所要描述的一部分实施例的附图，而不是全部的附图，对于本领域普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图得到其他的附图。

图1为本实用新型实施例一所提供的一种智能节能水控制机的结构示意图；

图2为本实用新型实施例二所提供的一种智能节能水控制机的结构示意图；

图3为本实用新型实施例二所提供的一种智能节能水控制机的样机示意图；

图4为本实用新型实施例三所提供的一种智能节能水控制机的控制方法的流程示意图；

图5为本实用新型实施例三所提供的一种智能节能水控制机管理系统的登录界面的示意图；

图6为本实用新型实施例三所提供的一种智能节能水控制机管理系统的用户查询界面的示意图；

图7为本实用新型实施例三所提供的一种智能节能水控制机管理系统的水量信息提醒界面的示意图；

图8为本实用新型实施例四提供的一种智能节能水控制机的控制方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本实用新型实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本实用新型的技术方案，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

图1为本实用新型实施例一所提供的一种智能节能水控制机的结构示意图，如图1所示，本实施例所提供的智能节能水控制机包括：微处理器110、流量传感器120、通信模块130、存储器140和阀门150；其中，阀门150，用于设置在进水管210与出水管220之间，用于对用水量的控制；流量传感器120，用于计量进水流量；通信模块130，用于与终端之间进行信号交互；微处理器110，与流量传感器120、通信模块130、存储器140和阀门150连接，用于根据进水流量，和/或通信模块130与终端交互的信号，控制阀门150开关。为降低整个水控制机的功耗，微处理器110可选用低功耗芯片PIC16F84。

可以理解的是，智能节能水控制机还可以包括供电电源，可采用交/直两用电源。平时水控制机由交流电通过表内的小型变压器输出供电，而备用电池处于充电状态。一旦停电，水控制机可由内部备用电池供电。

本实施例的技术方案，通过通信模块130可实现终端与水控制机之间的交互，能够实现远程控制水控制机，节省了大量的人力物力损耗，且解决了收费问题和安全问题，实现了用水计量的科学管理，提高用水计量的智能化管理水平，真正实现了水控制机的智能化。

示例性地，存储器140可采用串行存储芯片93C46。93C46是一个串行的EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，带电可擦可编程只读存储器)，掉电后数据不丢失，占用体积小，功耗低，且操作简单，主要用来存放IC卡识别字、发行密码及用水计量等数据，以作为水控制机识别IC卡与用水计量的依据。

可选地，流量传感器120包括微控制器和叶轮，叶轮设置有磁钢和微型干簧管；微控制器，与叶轮连接，用于将叶轮的旋转转换成电信号，通过频率脉冲计数，进行进水流量的计量。其中，微控制器可以采用STM32。

流量传感器120是水控制机中的传感器部分，是实现正确计量的基础。考虑到现有的模拟式水控制机中，旋翼式水控制机结构简单，测量范围宽，灵敏度高，外形尺寸小，精确度已被广大用户所接受；因此本实用新型实施例的水控制机的流量传感器120基于模拟水控制机的旋翼式结构，通过在叶轮上安装磁钢与微型干簧管等机构，将叶轮的旋转转换成电信号，实现频率脉冲计数，进而实现水流量的计量。上述技术方案中的流量传感器120耗电小，并保持了原有的结构简单、精确度高的优点，而且，能够通过磁钢和微型干簧管在保证低能耗的同时，防止外界电磁信号的干扰，相对于现有的流量传感器120，计量更加精准。

可选地，阀门150为双稳态电磁阀。对水控制机而言，阀门150控制着进水的开/关状态。目前可控的阀门150主要是电磁阀，但常规的电磁阀是靠电的通/断来控制阀门150的开/关的，即要让阀门150一直开着，就必须一直通电，因此耗电较大。为了使得水控制机更加节能，对现有的电平开关式电磁阀了进行改进，采用双稳态电磁阀，即阀门150开/关由电脉冲来实现，使得对阀门150开/关只需瞬时供电，从而大大减少耗电量，明显提升了水控制器的节能效果。

实施例二

图2为本实用新型实施例二所提供的一种智能节能水控制机的结构示意图，如图2所示，本实施例的技术方案在实施例一的基础上进一步的优化，相比较与实施例一，本实施例所提供的智能节能水控制机可选是还包括集成电路卡读/写器160，用于识别集成电路卡，以及读/写集成电路卡160中的水量信息；其中，水量信息包括购水量、用水量及剩余水量中的至少一项；处理器110，与集成电路卡读/写器160连接，还用于根据集成电路卡读/写器160以及存储器140中的水量信息，通过集成电路卡读/写器160对集成电路卡进行读写，并更新存储器140中的水量信息。

IC卡读/写器160是IC卡水控制机的输入接口。当IC卡插入读/写器时，首先读入的是卡中的发行密码，以判断此IC卡的合法性；若水控制机判断出IC卡的合法性，可读入取IC卡中的购水量等水量信息，并和水控制机中的剩余水量累加，同时将卡上购水量单元清零；回写水控制机中的用水量、剩余水量等信息，以便下次购水时管理方读取，实现水表信息的回馈功能。

考虑到用户查看信息的便利性，智能节能水控制机还包括可以显示器170，用于显示智能节能水控制机的状态信息。其中，状态信息包括剩余水量、电池状态及开关状态中的至少一项。

示例性地，显示器170可以为液晶显示器。作为水控制机的输出接口，显示器170可用于显示水控制机的剩余水量、电池状态及开关状态等信息。为了降低功耗，更加节能，可以缩短显示器有效工作时间，可供用户查看状态信息即可，用户看完后，没有必要让它一直显示。例如，可利用水表上的防水盖提供信号，当盖子打开时，使显示器170进入工作状态；而当盖子盖上时，使显示器170停止工作，从而达到节电的目的。

图3为本实用新型实施例二所提供的一种智能节能水控制机的样机示意图。如图3所示，智能节能水控制机包括IC卡读/写器，其中，智能节能水控制机的尺寸为260*120*990，接口为标准DN15接口，输入电压为85伏-240伏，数据传输方式可以为WI-FI2.4GHZB/G/N，无线式支持EGSM900/GSM1800MHz双频、800/900/1800/1900MHz四频可选，满足TCP(Transmission Control Protocol，传输控制协议)/UDP(User Datagram Protocol，用户数据包协议)透明数据传输，支持多种工作模式，智能防掉线，支持在线检测，在线维持，掉线自动重拨，确保设备永远在线。显示器为液晶显示，外壳的材质可采用ABS树脂(Acrylonitrile Butadiene Styrene，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)，颜色可以包括银色、蓝色等。

实施例三

图4为本实用新型实施例三所提供的一种智能节能水控制机的控制方法的流程示意图，本实施例的方法可采用本实用新型任意实施例所提供的智能节能水控制机来执行。本实施例的方法具体包括：

S410、基于流量传感器获取进水流量。

如上所述，流量传感器基于模拟水控制机的旋翼式结构，通过在叶轮上安装磁钢与微型干簧管等机构，将叶轮的旋转转换成电信号，实现频率脉冲计数，进而实现水流量的计量，不仅结构简单、精确度高，而且能够通过磁钢和微型干簧管在保证低能耗的同时，防止外界电磁信号的干扰，相对于现有的流量传感器，计量更加精准。与此同时，还具备计费精准功能，直接读取机械计数器示值，不需要脉冲累计计量，从根本上消除了脉冲形式计量的累计误差。

S420、根据进水流量，和/或通信模块与终端交互的信号，控制阀门开关。

示例性地，通信模块可以为有线通信模块，也可以为无线通信模块，或者同时设置有有线通信模块和无线通信模块。其中，无线通信模块可以包括下述中的至少一个：WIFI模块、蓝牙模块、红外模块、NFC模块以及紫蜂模块等。

可选地，根据所述进水流量，和/或通信模块与终端交互的信号，控制阀门开关具体包括：根据所述进水流量，控制阀门开关；或者，根据通信模块与终端交互的信号，控制阀门开关；又或者，根据所述进水流量和通信模块与终端交互的信号，控制阀门开关。其中，根据所述进水流量，控制阀门开关具体包括：获取用户的预存水量；根据所述预存水量以及所述进水流量，确定剩余水量；当所述剩余水量低于预设的第一水量阈值时，控制阀门关闭。根据通信模块与终端交互的信号，控制阀门开关具体可以包括：根据接收到的用户在终端所输入的控制信号，控制阀门开关。

本实施例的技术方案，通过进水流量，和/或通信模块与终端交互的信号，控制水控制机的阀门的开关，能够实现水控制机的远程控制，还可以结合进水流量自动控制水控制机，节省了大量的人力物力损耗，且解决了收费问题和安全问题，实现了用水计量的科学管理，提高用水计量的智能化管理水平，真正实现了水控制机的智能化。

在上述技术方案的基础上，进一步地，在根据所述进水流量，和/或通信模块与终端交互的信号，控制阀门开关之前，还包括：获取用户的身份标识信息，提供相应的操作权限。具体地，可以根据获取到的用户的身份标识信息，确定当前用户为普通用户还是管理人员。其中，身份识别信息具体可以是登录账号或IC卡标识等。如图5所示，可以根据用户在水控制机管理系统的登录界面中的指定位置输入的账号密码进行身份识别。为了便于水控制机的管理。可以为普通用户及管理人员提供不同的操作权限，例如，如图6和图7所示，普通用户可以对用水信息(历史数据、运行日志、报警纪律等)以及水控制机的状态(余额，可用时长等)进行查询，还可以进行充值及开关阀门等操作；管理人员可根据实际情况自行在水控制机管理系统后台设置水费费率、发布信息及查看集抄系统的运行状态等。其中，水控制机管理系统可以实现数据的采集与处理、费用结算、故障预警、事件记录、报表打印、图形分析、信息发布、集抄系统运行状态的监视、远程控制等功能。

实施例四

图8为本实用新型实施例四提供的一种智能节能照明装置的控制方法的流程示意图，本实施例在上述各实施例的基础上，可选是将“根据所述进水流量，控制阀门开关”进一步优化为：获取用户的预存水量；根据所述预存水量以及所述进水流量，确定剩余水量；当所述剩余水量低于预设的第一水量阈值时，控制阀门关闭。

相应的，本实施例的方法具体包括：

S810、基于流量传感器获取进水流量。

S820、获取用户的预存水量。

其中，用户预存水量的方式可以是到持有IC卡到固定点进行充值购买水量，刷卡后，水费即通过水表INC物联网传输到水控制机管理系统云端数据服务器进行云端管理，用户可随时随地通过终端查看使用情况。；还可以是通过在终端安装水控制机管理软件，通过水控制机管理软件连接第三方支付平台(微信、支付宝、银联等)进行充值，购买水量，通过终端中的水控制机管理软件无需持卡到固定充值点，用户只需一个安装水控制机管理系统的应用软件的终端，就可进行消费、充值，使用情况查询一目了然，充值完成后可再开启使用，节省时间，而且可以随时随地进行充值，更加便捷。

本实用新型实施例的水控制机采用新型的预付费模式。用一张小小的IC卡与终端中水控制机管理系统的应用软件后台结合物联网的技术改变了管理收费中的经济运行模式，将原有的“先用水，后付费”方式改变为“先付费，后用水”，从而有效地解决了以上种种弊端，避免了大量的人力物力损耗，解决了收费问题和安全问题。收费、管理、用户用水情况、充值可以通过终端一站式解决，便于操作，更加智能化。

S830、根据所述预存水量以及所述进水流量，确定剩余水量。

其中，进水流量可以表征用户的额用水量。所述剩余水量具体可以是所述预存水量与所述进水流量的差值。

S840、当所述剩余水量低于预设的第一水量阈值时，控制阀门关闭。

为了避免出现用户急需用水，但因水量不足而给用户造成困扰，可以在剩余水量低于预设的第一水量阈值时，控制阀门关闭，以提醒用户。其中，第一水量阈值的具体数值可以由用户或管理人员根据实际情况进行设置。需要说明的是，用户仍可以重新开启阀门继续使用剩余水量。

本实施例的技术方案，可在剩余水量低于预设的第一水量阈值，控制阀门关闭，实现余额报警功能，以提醒用户水量不足，便于用户提前购买水量，预存水量，相比较于传统的通过用户自行查看的方式，更加灵活，更加智能化。

在上述实施例的基础上，在控制阀门关闭之后，可选是还包括：对所述用户进行提醒。具体地，可以通过水控制机对用户进行提醒，例如，可以在水控制机中安装报警装置，处理器触发报警装置对用户进行提醒。或者，还可以时处理器将提醒请求发送至与所述水控制机连接的终端，通过所述终端对用户进行提醒。例如，可以在终端中进行显示提醒信息，或者以震动、响铃等方式对用户进行提醒。这样设置的好处在于，用户可以根据提醒及时购买水量，以免影响正常使用，而且可以排除是因为故障断水，使得水控制机更加智能化。

在上述实施例的基础上，在控制阀门关闭之后，可选是还可以包括：检测到所述剩余水量大于或等于预设的第二水量阈值时，控制阀门开启。类似地，第二水量阈值的具体数值可以根据实际情况进行设定，可以与第一水量阈值相同，也可以与第一水量阈值不相同，在此不做限定。这样设置的好处在于，在用户充值后，可以根据当前剩余水量自动开启阀门，不用用户手动去开启阀门后再行用水，节省用户操作，更加方便，也更加智能化。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种智能节能水控制机，其特征在于，包括：微处理器、流量传感器、通信模块、存储器和阀门；其中，

所述阀门，用于设置在进水管与出水管之间，用于对用水量的控制；

所述流量传感器，用于计量进水流量；

所述通信模块，用于与终端之间进行信号交互；

所述微处理器，与所述流量传感器、所述通信模块、所述存储器和所述阀门连接，用于根据所述进水流量，和/或所述通信模块与终端交互的信号，控制阀门开关。

2.根据权利要求1所述的水控制机，其特征在于：

所述流量传感器包括微控制器和叶轮，所述叶轮设置有磁钢和微型干簧管；

所述微控制器，与所述叶轮连接，用于将所述叶轮的旋转转换成电信号，通过频率脉冲计数，进行进水流量的计量。

3.根据权利要求1所述的水控制机，其特征在于：

所述阀门为双稳态电磁阀。

4.根据权利要求1所述的水控制机，其特征在于：

还包括集成电路卡读/写器，用于识别集成电路卡，以及读/写集成电路卡中的水量信息；其中，所述水量信息包括购水量、用水量及剩余水量中的至少一项；

所述处理器，与所述集成电路卡读/写器连接，还用于根据所述集成电路卡读/写器以及所述存储器中的水量信息，通过所述集成电路卡读/写器对集成电路卡进行读写，并更新所述存储器中的水量信息。

5.根据权利要求1所述的水控制机，其特征在于：所述通信模块包括有线通信和/或无线通信模块。

6.根据权利要求5所述的水控制机，其特征在于：所述无线通信模块包括下述中的至少一个：WIFI模块、蓝牙模块、红外模块、NFC模块以及紫蜂模块。

7.根据权利要求1所述的水控制机，其特征在于：所述微处理器为芯片PIC16F84。

8.根据权利要求1-4任一所述的水控制机，其特征在于：还包括显示器，用于显示智能节能水控制机的状态信息，其中，所述状态信息包括剩余水量、电池状态及开关状态中的至少一项。