CN208607211U - 基于nb-iot网络的水质监测及液晶显示系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于NB‑IOT网络的水质监测及液晶显示系统，具有储水箱；所述储水箱外的输出水管上安装有带水质监测传感器的水质检测箱体，经过水质检测箱体的水通过水管连接至用户的水龙头；所述水龙头上安装有与电源相连的液晶显示屏、亮屏开关和通信模块；所述亮屏开关的输出端与对应的微控制单元的输入端相连；所述微控制单元的输出端接液晶显示屏的输入端；所述通信模块与对应的微控制单元的端口双向通讯连接。本实用新型可以及时发现高层楼户用水的水源是否出现问题，提供高层住户健康用水，改善生活。

Description

基于NB-IOT网络的水质监测及液晶显示系统

技术领域

本实用新型涉及饮用水水质监测与设备通信、显示技术领域，特别涉及一种基于NB-IOT网络的水质监测及液晶显示系统。

背景技术

近年来，IoT(物联网)发展迅速，其中一些高速率业务，如视频类业务等，以及一些低速率业务，如智能查表等。由于低速率业务没有良好的蜂窝技术提供支持，所以，IoT通信技术迅速发展，其中广域网通信技术的发展尤其明显，广域网通信技术根据频谱是否授权分为非授权和授权两类，其中授权频谱下的一个子分类，即窄带物联网技术NB-IoT，NB-IoT具有强链接，低功耗，高覆盖和低成本的优势，无需重新建网、轻松满足未来智慧家庭中大量设备联网需求，对深度覆盖有要求的应用同样适用，设备续航时间可以大幅提升到几年，且政策利好、运营商加速部署，NB-IoT具有迫切的市场需求与广阔的发展前景。

现如今高层楼房用水，因自来水厂运输水管中的水压不足以将饮用水压至6楼以上，所以普遍在楼顶设有储水箱，利用水泵将饮用水抽到储水箱，6层以上的楼户用水由重力作用得到正常使用，但是楼顶的储水箱因位置的原因，基本放置后不再检查，长时间水质问题难以保证，细菌滋生，或有储水箱盖被打开，异物进入也无法察觉，水体严重异变，而住户也无从的得知，此类新闻也屡见不鲜。因此本发明提出一种基于物联网的水质监测箱，用于加装外高层储水箱外侧，检测水质具有极大的实用价值。

用户如何及时得知自己所用饮用水的水质状况，即使建立楼户顶层的水质监测系统、并入IOT网,但一般获取信息都需要终端，如手机、平板电脑等，然而水的使用频繁，用水前了解水质情况需要打开现在常用的终端较为麻烦，浪费时间，也未必有习惯与意识每日查看。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种用户可以及时得知自己所用饮用水的水质状况，并且采用附带液晶小显示屏的水龙头，用水即亮屏显示水质等级情况，关水则熄灭屏幕的基于 NB-IOT网络的水质监测及液晶显示系统。

实现本实用新型目的的技术方案是：一种基于NB-IOT网络的水质监测及液晶显示系统，具有储水箱；所述储水箱外的输出水管上安装有带水质监测传感器的水质检测箱体，经过水质检测箱体的水通过水管连接至用户的水龙头；所述水龙头上安装有与电源相连的液晶显示屏、亮屏开关和通信模块；所述亮屏开关的输出端与对应的微控制单元的输入端相连；所述微控制单元的输出端接液晶显示屏的输入端；所述通信模块与对应的微控制单元的端口双向通讯连接。

上述技术方案所述水龙头的近出水口端设有通过装置外壳安装有液晶显示屏，对应装置外壳的另一侧设有亮屏开关；所述亮屏开关为手动开关；所述手动开关的旋钮的内部固定有拧盖金属划片；所述装置外壳与旋钮接触端外侧固定有两块分别与液晶显示屏的正负电源端电连接的金属划片，旋钮转动至出水位置时，金属划片与拧盖金属划片接触闭合，形成回路。

上述技术方案所述水龙头的近出水口端设有通过装置外壳安装有液晶显示屏，水龙头的正前方安装有亮屏开关；所述亮屏开关为红外感应开关；所述红外感应开关通过微控制单元与液晶显示屏电连接。

上述技术方案所述通信模块为NB-IOT模块；所述水质检测传感器的信号依次通过变送器和微控制单元后传送至NB-IOT模块的输入端。

上述技术方案所述通信模块为短距通信协议；所述短距通信协议为蓝牙或ZigBee或Wi-Fi。

上述技术方案还具有存储器；所述存储器的输入端接微控制单元的输出端，其输出端接至液晶显示屏的输入端。

采用上述技术方案后，本实用新型具有以下积极的效果：

(1)本实用新型的水质监测箱设置检测模块，包含水温、余氯、浊度、溶解氧、电传导和pH值传感器，6个传感器再经过变送器(内含数模转换器)，转化为弱电信号(即为标准输出信号)，微控制单元MCU控制标准输出信号将数据信息传至NB-IOT模块，发送数据(模块自提供电池，供传感器与NB-IOT模块自身使用，NB-IOT模块为低功耗，耗电情况可维持数十年，传感器则为每天定期上电检测，传感器功耗较高也可转用有线供电)，经由基站发至服务器；最终将水质监测信息经由基站传至手机等终端。

(2)本实用新型的智能液晶显示水龙头分为两种，一种依托于手动机械开关，其左侧外置金属划片，开关拧盖内置金属划片，当手动开关向下拧动控制出水时，左侧金属划片、拧盖金属划片接触闭合，形成回路，控制液晶小屏的点亮；另一种红外感应开关，直接利用红外感应信号感应人体得到的电信号，作为液晶小屏的点亮的开关信号。两者屏幕均在用水时，液晶亮屏显示当天水质等级情况。

(3)本实用新型可以及时发现高层楼户用水的水源是否出现问题，提供高层住户健康用水，改善生活。

(4)本实用新型实现了高层水箱的物联网接入，实现水质监测便捷化，高效化，快速实时化、节省人力，同时，创新性提出液晶显示水龙头，传达水质信息高效及时方便，无需多余操作，用水即了解情况，且随着功能的不断丰富，显示信息将不断多样化，实用价值强。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的架构示意图；

图3为本实用新型的液晶显示水龙头架构示意图；

图4为本实用新型的实施例1的结构示意图；

图5为本实用新型的实施例1的手动开关的结构示意图；

图6为本实用新型的实施例1的手动开关的旋钮结构示意图；

图7为本实用新型的实施例2的结构示意图。

具体实施方式

(实施例1)

见图1至图3，本实用新型具有储水箱7；储水箱7外的输出水管8上安装有带水质监测传感器的水质检测箱体9，经过水质检测箱体9的水通过水管连接至用户的水龙头10；水龙头10上安装有与电源相连的液晶显示屏 1、亮屏开关和通信模块；亮屏开关的输出端与对应的微控制单元11的输入端相连；微控制单元11的输出端接液晶显示屏1的输入端；通信模块与对应的微控制单元11的端口双向通讯连接。

见图4至图6，水龙头10的近出水口端设有通过装置外壳2安装有液晶显示屏1，对应装置外壳2的另一侧设有亮屏开关；亮屏开关为手动开关 3；手动开关3的旋钮的内部固定有拧盖金属划片5；装置外壳2与旋钮接触端外侧固定有两块分别与液晶显示屏1的正负电源端电连接的金属划片 4，旋钮转动至出水位置时，金属划片4与拧盖金属划片5接触闭合，形成回路。

通信模块为NB-IOT模块12；水质检测传感器的信号依次通过变送器 13和微控制单元11后传送至NB-IOT模块12的输入端。通信模块为短距通信协议14；短距通信协议14为蓝牙或ZigBee或Wi-Fi。

还具有存储器15；存储器15的输入端接微控制单元11的输出端，其输出端接至液晶显示屏1的输入端。

(实施例2)

见,1至图3，本实用新型具有储水箱7；储水箱7外的输出水管8上安装有带水质监测传感器的水质检测箱体9，经过水质检测箱体9的水通过水管连接至用户的水龙头10；水龙头10上安装有与电源相连的液晶显示屏1、亮屏开关和通信模块；亮屏开关的输出端与对应的微控制单元11的输入端；微控制单元11的输出端接液晶显示屏1的输入端；通信模块与对应的微控制单元11的端口双向通讯连接。

见图7，水龙头10的近出水口端设有通过装置外壳2安装有液晶显示屏1，水龙头的正前方安装有亮屏开关；亮屏开关为红外感应开关6；红外感应开关6通过微控制单元与液晶显示屏1电连接。

通信模块为NB-IOT模块12；水质检测传感器的信号依次通过变送器 13和微控制单元11后传送至NB-IOT模块12的输入端。通信模块为短距通信协议14；短距通信协议14为蓝牙或ZigBee或Wi-Fi。

还具有存储器15；存储器15的输入端接微控制单元11的输出端，其输出端接至液晶显示屏1的输入端。

本实用新型的工作原理为：水质监测箱体2截装于储水箱3外的输出水管上，且连通前后水管，处于密封状态，各类传感器处于其内部，发送装置1(内含变送器和NB-IOT模块)安置于合理位置，不影响信号的发送。储水箱3一般可打开，方便水质出现问题时，清洗箱体。水质监测箱设置检测模块，包含水温、余氯、浊度、溶解氧、电传导和pH值传感器，6个传感器再经过变送器(内含数模转换器)，转化为弱电信号(即为标准输出信号)，微控制单元MCU控制标准输出信号将数据信息传至NB-IOT模块，发送数据(模块自提供电池，供传感器与NB-IOT模块自身使用，NB-IOT模块为低功耗，耗电情况可维持数十年，传感器则为每天定期上电检测，传感器功耗较高也可转用有线供电)，经由基站发至服务器；最终将水质监测信息经由基站传至手机等终端。

智能液晶显示水龙头(屏幕10mmx30mm,类似运动手环屏幕大小)，则是分为两种，一种依托于手动机械开关，一种依托于现有红外感应。如图2，依托于手动开关3的水龙头，其左侧外置金属划片4，开关拧盖内置金属划片5，当手动开关3向下拧动控制出水时，左侧金属划片4、拧盖金属划片 5接触闭合，形成回路，控制液晶小屏的点亮；另一种红外感应开关，(如图3)直接利用红外感应信号感应人体得到的电信号，作为液晶小屏的点亮的开关信号。两者屏幕均在用水时，液晶亮屏显示当天水质等级情况。

智能液晶显示水龙头样例如上图所示，内部功能实现架构示意图，如图4。内部要求空间较小，通信可有第一种直接基站获取(内置NB模块)、可采用电池供电，或第二种通过短距离通信协议获取，如蓝牙、ZigBee， Wi-Fi；这主要依托于已有的家庭物联网系统，已存在，此处不再赘述， (Wi-Fi等功耗较高，可采用有线供电)经由家中网端路由获取数据信息。装置还包含小存储单元，存储当天接受水质信息，接受完成后，关闭通信模块，避免不必要的功耗浪费。而手动式水龙头开关即图中亮屏开关，红外传感式属于模拟开关，此处也实现亮屏开关。液晶亮屏显示当天水质等级情况，关闭用水，或人员离开，则液晶小屏熄灭。

水质监测箱设置检测模块，包含水温、余氯、浊度、溶解氧、电传导和pH值传感器，6个传感器再经过变送器(内含数模转换器)，转化为弱电信号(即为标准输出信号)，微控制单元MCU控制标准输出信号将数据信息传至NB-IOT模块，发送数据；可以采用现有的方法或者计算机程序，该方法或者计算机程序在专利文CN201710300990.4、CN201611193914.X、CN201710017464.7等中有相关记载。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于NB-IOT网络的水质监测及液晶显示系统，具有储水箱(7)；其特征在于：所述储水箱(7)外的输出水管(8)上安装有带水质监测传感器的水质检测箱体(9)，经过水质检测箱体(9)的水通过水管连接至用户的水龙头(10)；所述水龙头(10)上安装有与电源相连的液晶显示屏(1)、亮屏开关和通信模块；所述亮屏开关的输出端与对应的微控制单元(11)的输入端相连；所述微控制单元(11)的输出端接液晶显示屏(1)的输入端；所述通信模块与对应的微控制单元(11)的端口双向通讯连接。

2.根据权利要求1所述的基于NB-IOT网络的水质监测及液晶显示系统，其特征在于：所述水龙头(10)的近出水口端设有通过装置外壳(2)安装有液晶显示屏(1)，对应装置外壳(2)的另一侧设有亮屏开关；所述亮屏开关为手动开关(3)；所述手动开关(3)的旋钮的内部固定有拧盖金属划片(5)；所述装置外壳(2)与旋钮接触端外侧固定有两块分别与液晶显示屏(1)的正负电源端电连接的金属划片(4)，旋钮转动至出水位置时，金属划片(4)与拧盖金属划片(5)接触闭合，形成回路。

3.根据权利要求1所述的基于NB-IOT网络的水质监测及液晶显示系统，其特征在于：所述水龙头(10)的近出水口端设有通过装置外壳(2)安装有液晶显示屏(1)，水龙头的正前方安装有亮屏开关；所述亮屏开关为红外感应开关(6)；所述红外感应开关(6)通过微控制单元与液晶显示屏(1)电连接。

4.根据权利要求1所述的基于NB-IOT网络的水质监测及液晶显示系统，其特征在于：所述通信模块为NB-IOT模块(12)；所述水质检测传感器的信号依次通过变送器(13)和微控制单元(11)后传送至NB-IOT模块(12)的输入端。

5.根据权利要求4所述的基于NB-IOT网络的水质监测及液晶显示系统，其特征在于：所述通信模块为短距通信协议(14)；所述短距通信协议(14)为蓝牙或ZigBee或Wi-Fi。

6.根据权利要求4所述的基于NB-IOT网络的水质监测及液晶显示系统，其特征在于：还具有存储器(15)；所述存储器(15)的输入端接微控制单元(11)的输出端，其输出端接至液晶显示屏(1)的输入端。