CN208578743U - 一种节能恒压水泵优化控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种节能恒压水泵优化控制系统，它包括驱动板MCU、无线模块和手机APP，驱动板MCU与无线模块的UART串口相连，驱动板MCU将工作数据通过UART串口实时发送给无线模块，无线模块将有线工作数据转换成无线工作数据，上报给手机APP，手机APP对工作数据进行汇总处理，通过自身的具有传统式的上位机操作界面进行显示，并且无线模块将手机APP下发的用户配置的无线控制命令转换成有线控制命令，通过UART串口发送给驱动板MCU，来控制多台恒压水泵的电机转动或使用其他拓展功能。本实用新型利用新技术降低电控硬件成本，增加产品可靠性；采用一对多控制方式更加新颖、智能和方便；产品升级维护方便。

Description

一种节能恒压水泵优化控制系统

技术领域

本实用新型属于电机控制技术领域，尤其是一种节能恒压水泵优化控制系统。

背景技术

恒压永磁供水系统是指在供水管网中用水量发生变化时，通过自我调节使得出口压力保持不变的供水系统。以管网压力作为设定的参数，通过驱动器对输出频率的改变从而自动调节水泵电机的转速，实现管网压力的闭环调节(PID)，使供水系统自动恒定于设定的压力，即用水量增大时，频率升高，水泵转速变快，供水量相应增大；用水量减少时，频率降低，水泵转速减慢，供水量相应减小，这样就保证了用户对水压和水量的要求，同时达到了提高供水品质和供水效率的目的，且采用该系统不需建造高位水箱、水塔，水质无二次污染，从而更加经济节能，是一种理想的现代化建筑供水系统，同时采用永磁电机使得整套结构更加简单、可靠性更高、效率更高。

传统的恒压永磁水泵的操作板或用数码管作为显示，虽然成本低廉，但显示内容不全面，而且只能以数字或字母的形式表达，因此菜单复杂难懂，使用也极其不方便；或用液晶板作为显示，虽然显示内容更加全面，更加清楚明白，但成本较高，所起到的作用也与数码管差不多，从而大大降低了市场竞争力，并且有线连接在长期使用中，容易老化、受潮、损坏而导致连接的不可靠性。另外恒压永磁水泵的安装位置可能位于极其狭小的地方，例如家用泵在安装时一般放置于橱柜里，因此操作启停很不方便。并且传统的操作方式只能一对一的操作控制，而恒压永磁水泵多用于酒店、公寓、大厦等地方，且需要多台配合使用，因此一对一的控制方法也极为不方便。

实用新型内容

为解决现有技术存在的以下缺陷：(1)有线连接增加不可靠性；(2)不能智能化处理应用需求和具备可扩展功能；(3)成本偏高； (4)不能远程升级；(5)安装的地点比较偏僻，不易设置；(6) 控制多台水泵时操作不方便，本实用新型提供一种节能恒压水泵优化控制系统。

为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种节能恒压水泵优化控制系统，它包括驱动板MCU、无线模块和手机APP，驱动板MCU与无线模块的UART串口相连，驱动板 MCU将工作数据通过UART串口实时发送给无线模块，无线模块将驱动板MCU发送的有线工作数据转换成无线工作数据，上报给手机 APP，手机APP对接收的工作数据进行汇总处理，通过自身的具有传统式的上位机操作界面进行显示，并且无线模块将手机APP下发的用户配置的无线控制命令转换成有线控制命令，通过UART串口发送给驱动板

MCU，来控制多台恒压水泵的电机转动或使用其他拓展功能。

进一步地，无线模块采用蓝牙模块、wifi模块或者SIM模块，其中蓝牙模块采用mesh模块和组网技术进行一对多控制。

进一步地，手机APP通过半双工轮询方式以及随机对码识别技术，分别与多台恒压水泵进行信息交互；

每台恒压水泵赋予一个物理地址；

手机APP或恒压水泵以传输的数据帧中的地址位数据来识别恒压水泵，以传输的数据帧中的校验位数据来校验数据。

有益效果：

1.本实用新型通过增加一个无线模块实现无线连接，可替代现成本较高的有线式上位机。

2.传统恒压水泵的控制板只能一对一的控制一台水泵，而本实用新型通过手机APP可以一对多的控制多台水泵，取代了给每台恒压水泵配备显示板的传统方法，从而节约了成本，控制方法更加方便；

3.本实用新型通过手机APP智能控制恒压水泵的同时，可联网实现手机操作系统远程升级以及恒压水泵的其他拓展功能，包括主电控驱动系统部分功能升级；

4.本实用新型通过手机APP远程控制，可避免安装地点偏僻导致不易设置的情况。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的手机APP无线控制框架图；

图2是本实用新型一实施例的手机APP无线驱动电机流程图；

图3是本实用新型一实施例的手机APP一对多控制流程图；

图4是本实用新型一实施例的恒压水泵工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

本实施例提出一种节能恒压水泵优化控制系统，如图1所示，它是在传统的恒压水泵上增加了一个无线模块2，用以接收来自手机APP 3的数据和上传数据至手机APP 3，实现一对多的控制多台恒压水泵。无线模块2可以选用蓝牙模块、wifi模块或者SIM模块；其中蓝牙模块可选用mesh模块和组网技术实现一对多的控制方式，这种组网方式适用于范围不广，组网设备不多的情况下；其中 wifi模块或者sim模块适用于更大范围和更多设备的组网。在本实施例中，优选蓝牙模块作为无线模块2，优选路由器作为联网设备。

如图2所示，本实施例一对多的控制方式的核心是一个无线模块2，驱动板MCU 1与无线模块2的UART串口相连，驱动板MCU 1将工作数据通过UART串口实时发送给无线模块2，无线模块2将驱动板MCU 1发送的有线工作数据转换成无线工作数据，上报给手机APP 3，手机APP 3对接收的工作数据进行汇总处理，通过自身的适用于安卓和苹果操作系统的，更人性化且具有传统式的上位机操作界面进行显示，并且无线模块2将手机APP 3下发的用户配置的无线控制命令转换成有线控制命令，通过UART串口发送给驱动板MCU 1，驱动板MCU 1经驱动芯片和三相半桥逆变来控制多台恒压水泵的电机转动或使用其他拓展功能，即为手机APP 3进行一对多的控制方式的关键。220V交流电经整流桥、电解电容(母线电压) 及变压器转变为直流电源，给无线模块2和驱动板MCU 1供电， 220V交流电经电压采样至驱动板MCU 1，三相半桥逆变经电流采样至驱动板MCU 1。

本实施例的手机APP 3一对多的优化控制方式，是在一段时间内手机APP 3通过半双工轮询的方式对恒压水泵一一询问，依次发送命令或者获取数据以达到控制多台恒压水泵的效果。同时，手机APP 3可以通过使用随机对码识别技术来达到同时控制多台恒压水泵，却互不干扰的效果。

如图3所示，在同一个手机APP 3的集中控制下,赋予每台恒压水泵一个物理地址，即多台恒压水泵具有多个互不相同的物理地址。例如：访问物理地址是1号的水泵，手机APP3首先把用户配置的控制命令下发给1号水泵，如果1号水泵收到用户端的控制命令便会及时响应，并把当前1号水泵的工作数据(电压，电流，泵温，转速以及工作状态)上传给手机APP 3。为了保证其它的无线模块2不发射无线信号，因此，在发送无线信号前，先判断手机APP 3当前访问的是不是自身设备的地址，是则立即回应上传工作数据，否则舍弃该工作数据，保持无线禁默，等待访问到自身设备的地址后，才可以发送无线信号或执行控制命令。

如图4所示，在数据传输时，为了保证同时控制多台恒压水泵的命令数据和地址数据识别无误，因此，在恒压水泵上传数据时，加上该泵设定的地址位数据和校验位数据，一般处理是以传输的数剧帧的前几个字节作为地址位，例如：用第一个字节或第二个字节作为地址，识别恒压水泵时，会先判断这个字节的数据，如果这个字节的地址位数据是“0x01”，就识别该泵为1号泵；校验数据一般是用该数据帧的最后一个字节，这个字节由前面所有字节相加所得，在判断是否是有效数据时，首先把这一帧数据的前面所有字节相加，若相加的结果等于最后一个字节，则判断该数据是有效数据，这样就可以避免数据在传输过程中丢包使得数据错位而导致泵地址识别错误和命令执行错误。手机APP 3接收工作数据时，首先把校验不通过的工作数据舍弃，以保证数据的准确性，然后依据收到数据帧的地址位数据，区分恒压水泵并分别进行处理，同时把获得的该泵当前工作数据更新显示出来；手机APP 3发送控制命令时，也会添加该水泵的地址位数据和校验位数据，恒压水泵在接收控制命令时，同样先校验命令，去除校验不通过的命令，然后判断数据帧的地址位数据，若判断是本机地址，则对该数据进行处理和执行，否则舍弃该命令，这样手机APP 3与多台恒压水泵之间的数据交互既准确又可以保证互不干扰。

另外，在本实施例中，使用该一对多的优化控制方式，手机 APP 3按照所添加的恒压水泵地址顺序轮询所连接的设备，可知当前在线设备数量，区分出处于正常工作状态和处于通讯故障状态的设备，并将收集的信息集中在一起，方便管理和维修工作。检测故障的一般做法是让手机APP 3多次访问一台设备，若该设备一直不回应(例如：轮询次数达到5次或5次以上，设备都没有回应)，则手机APP 3判断该设备为通讯故障(可能是该设备处于掉电状态或是环境恶劣，干扰源比较多等工况)，并且恒压水泵将自身采样的信息分析处理上报给手机APP 3，若采样的数据异常，则手机APP 3给予停止的命令，驱动板MCU 1立即停止驱动电机，同时，通过手机APP 3可以对故障保护的范围进行设定，以适合用户的使用环境。

在本实施例中，采用手机APP 3进行智能控制的同时，也可以通过联网功能实现手机操作系统的远程升级以及主电控驱动系统部分功能升级。

对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (3)

1.一种节能恒压水泵优化控制系统，它包括驱动板MCU(1)，其特征在于：它还包括无线模块(2)和手机APP(3)，驱动板MCU(1)与无线模块(2)的UART串口相连，驱动板MCU(1)将工作数据通过UART串口实时发送给无线模块(2)，无线模块(2)将驱动板MCU(1)发送的有线工作数据转换成无线工作数据，上报给手机APP(3)，手机APP(3)对接收的工作数据进行汇总处理，通过自身的具有传统式的上位机操作界面进行显示，并且无线模块(2)将手机APP(3)下发的用户配置的无线控制命令转换成有线控制命令，通过UART串口发送给驱动板MCU(1)，来控制多台恒压水泵的电机转动。

2.根据权利要求1所述的节能恒压水泵优化控制系统，其特征在于：所述无线模块(2)采用蓝牙模块、wifi模块或者SIM模块，其中蓝牙模块采用mesh模块和组网技术进行一对多控制。

3.根据权利要求1或2所述的节能恒压水泵优化控制系统，其特征在于：所述手机APP(3)通过半双工轮询方式以及随机对码识别技术，分别与多台恒压水泵进行信息交互；

每台所述恒压水泵赋予一个物理地址；

所述手机APP(3)或所述恒压水泵以传输的数据帧中的地址位数据来识别恒压水泵，以传输的数据帧中的校验位数据来校验数据。