CN210071028U - 一种基于物联网便于控制用水量的智能水表 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的基于物联网便于控制用水量的智能水表包括：服务器、客户端、WIFI模块、表芯、控制器、阀门和压力传感器，所述服务器无线连接所述WIFI模块，所述服务器网络连接所述客户端，所述WIFI模块电性连接所述表芯和所述控制器，所述控制器电性连接所述阀门和所述压力传感器，所述压力传感器配合所述控制器测量所述水表本体内水的压力，所述控制器将压力值传递给所述服务器，用户通过所述客户端将要求的水流速度输入到所述服务器，所述服务器通过水流速度和压力值匹配到所述阀门适合的开合程度，所述控制器控制所述阀门上的步进电机转动适合的角度。本实用新型提供的基于物联网便于控制用水量的智能水表调整流速快，能够远程调整，利于生产的进行。

Description

一种基于物联网便于控制用水量的智能水表

技术领域

本实用新型涉及水表领域，尤其涉及一种基于物联网便于控制用水量的智能水表。

背景技术

随着工业经济和城市规模的不断发展，水表作为测量使用水流量的仪表在工业、农业和居民生活中正得到越来越广泛的安装和使用。

在工农业生产活动中，一些生产活动往往通常需要按照一定的要求控制供水的速度和供水的起止时间等，现有技术中，通常将水表与电磁阀一起组合使用，实时调整电磁阀的开合程度来控制供水的流量，按照水表显示的水流流量确定电磁阀的开合程度是否符合要求，不符合继续调整电磁阀，符合停止调整电磁阀，可以看出上述水量控制过程往往需要一定的时间来进行调整，调整时间越长，生产需求的水量保持的时间越短，影响生产的进行。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种基于物联网便于控制用水量的智能水表。

本实用新型提供一种基于物联网便于控制用水量的智能水表，包括水表本体，其中，

所述水表本体上设置有WIFI模块，所述WIFI模块电性连接表芯，所述WIFI模块电性连接控制器，所述控制器电性连接压力传感器，所述水表本体上设置所述压力传感器，所述WIFI模块无线连通服务器，所述服务器网络连接客户端；

所述水表本体连通阀门，所述阀门包括阀体、球形启闭件和步进电机，所述阀体连通所述水表本体，所述阀体内转动设置球形启闭件，所述阀体外固定所述步进电机，所述步进电机的输出轴贯穿进入所述阀体连接所述球形启闭件，所述步进电机电性连接所述控制器，所述控制器电性连接电源。

优选的，所述客户端应用于pc、手持通讯设备以及平板电脑。

优选的，所述水表本体包括用于过水的测量管道，所述测量管道的顶部固定设置有放置盒，所述放置盒内固定所述WIFI模块、所述表芯和所述控制器。

优选的，所述测量管道出水的一端内设置有所述压力传感器，所述控制器通过贯穿出所述放置盒的导线连通所述压力传感器。

优选的，所述测量管道出水的一端连通所述阀门，所述控制器通过贯穿出所述放置盒的另外的导线连通所述步进电机。

优选的，所述测量管道内转动连接有转轴，所述转轴上固定叶轮片，所述转轴以及所述叶轮片由非导磁性的材质构成，所述转轴的一端延伸至所述测量管道外，所述测量管道外的所述转轴端部设置有一半非导磁性金属一半绝缘体构成的圆盘。

优选的，所述表芯包括MCU和两个LC传感器，所述MCU设置于所述放置盒内，所述MCU电性连接两个所述LC传感器的电容两端，两个所述LC传感器的线圈延伸出所述放置盒，两个所述线圈朝向所述圆盘且关于所述转轴旋转对称设置。

优选的，所述MCU电性连接有显示器，所述显示器固定于所述放置盒的顶部，所述放置盒的顶部铰接有翻盖，所述翻盖遮盖所述显示器。

与相关技术相比较，本实用新型提供的基于物联网便于控制用水量的智能水表具有如下有益效果：

本实用新型提供的基于物联网便于控制用水量的智能水表利用所述服务器记录了不同的水压条件，不同步进电机转动角度(对应所述阀门不同的开合程度)，以及不同的水压条件、不同步进电机转动角度下所述水表本体记录的对应的水流流速，在按照水流流速需求进行生产时，通过所述压力传感器和所述控制器配合测量将所述水表本体处的水的压力，所述控制器将水的压力值通过所述WIFI模块传递给所述服务器，所述服务器将压力值传递给所述客户端，用户向所述客户端输入要求的水流流速值，客户端根据压力值和要求的水流流速值在所述服务器记录的数据中进行检索，找到匹配的步进电机的转动角度，所述客户端调取检索到的步进电机的转动角度值，并将该角度添加到步进电机控制指令中，从而生成步进电机控制指令，所述客户端将步进电机控制指令经服务器和所述WIFI模块发送到所述控制器，所述控制器按照指令控制所述步进电机转动，使得所述阀门直接转动到符合水流流量要求的开合程度上。水流流量调整速度快，提高生产效率，保证生产的质量。

另外，所述阀门设置在所述测量管道用于出水的一端，能够保证在整个调整流量的过程中，尤其是流量减小的过程中，所述测量管道内始终是充满水的，在充满水的情况下，所述叶轮片转动一周所运送的水量才是恒定的，保证了所述水表本体计数的准确性；所述表芯采用两个LC传感器配合一半绝缘体一半非导磁性金属的所述圆盘来进行所述叶轮片转动圈数的统计，统计过程不受磁场的影响，所述转轴、所述叶轮片均是非导磁性的，转动过程不受磁场影响，使得所述水表本体不会受到磁铁的影响。

附图说明

图1为本实用新型提供的基于物联网便于控制用水量的智能水表的一种较佳实施例的结构示意图；

图2为本实用新型提供的基于物联网便于控制用水量的智能水表各部分连接原理图；

图3为所述圆盘与所述LC传感器之间的位置关系示意图。

图中标号：1、水表本体，11、WIFI模块，12、表芯，13、控制器，14、压力传感器，15、测量管道，16、放置盒，17、叶轮片，18、显示器，19、转轴，191、圆盘，2、阀门，21、阀体，22、球形启闭件，23、步进电机。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步说明。

请结合参阅图1、图2以及图3，其中图1为本实用新型提供的基于物联网便于控制用水量的智能水表的一种较佳实施例的结构示意图；图2为本实用新型提供的基于物联网便于控制用水量的智能水表各部分连接原理图；图3为所述圆盘与所述LC传感器之间的位置关系示意图。

参阅图1所示，本实用新型提供一种基于物联网便于控制用水量的智能水表，包括水表本体1，其中，所述水表本体1包括用于过水的测量管道15，所述测量管道15，所述测量管道15的顶部设置有凹槽，所述凹槽外周的所述测量管道15的顶部固定设置有放置盒16，所述测量管道15中部转动连接有转轴，所述转轴上固定叶轮片17，所述转轴以及所述叶轮片17由非导磁性的材质构成，所述转轴的一端贯穿所述测量管道15延伸至所述测量管道15顶部的所述凹槽中，所述凹槽中的所述转轴的端部固定有圆盘191，所述圆盘191由一半非导磁性金属和一半绝缘体构成，所述放置盒16内固定WIFI模块 11、表芯12和控制器13，所述放置盒16的顶部固定显示器18，所述放置盒16的顶部铰接有翻盖，所述翻盖遮盖所述显示器18，具体的，所述表芯12包括有MCU和两个LC传感器，所述MCU固定设置在所述放置盒16内侧的底部，两个所述LC传感器贯穿于所述放置盒16的底面，所述LC传感器的电容部分设置于所述放置盒16内，所述LC传感器的线圈部分穿出所述放置盒16延伸至所述凹槽中，所述线圈部分朝向所述圆盘191，两个所述线圈部分之间的连线偏离所述圆盘191直径，所述MCU电性连接两个所述LC传感器的电容两端，所述LC传感器能够产生逐渐衰减的正弦波输出，而当所述LC 传感器移动到所述圆盘191上的金属部分时，会在金属中产生电感涡流，造成LC传感器能量的损失，使得所述LC传感器产生的正弦波输出衰减速度加快，而当所述LC传感器移动到所述圆盘191上的绝缘体部分时，由于绝缘体中无电感涡流，所述LC传感器产生的正弦波正常衰减。这种情况下，所述圆盘191转一圈，两个所述LC传感器会经历两个均加速衰减，一个所述LC传感器加速衰减、另一个所述LC传感器正常衰减，两个所述LC传感器均正常衰减，一个所述 LC传感器正常衰减、另一个所述LC传感器加速衰减四个过程，所述MCU测量所述LC传感器的电容部分的电压，所述MCU根据电压的情况判断所述圆盘191是否转了一圈，如果转了一圈所述MCU 计数加一，所述MCU根据在段时间内的总计数计算出所述圆盘191 的转速，所述MCU根据转速以及所述叶轮片17转动一周运送的水量计算出所述测量管道15内的水流速度，所述MCU电性连接所述显示器18，所述MCU将水流速度传递给所述显示器18进行显示，所述MCU将水流速度对时间进行积分获取用水量，所述MCU将获取的用水量加上已用的水量获取用水的总量传递给所述显示器18进行显示；所述MCU电性连接所述WIFI模块11，所述MCU将水流速度、用水量传递给所述WIFI模块11。

所述测量管道15出水的一端内设置有所述压力传感器14，具体的所述压力传感器14可以为压电陶瓷压力传感器，所述测量管道15 内水压变化作用于压电陶瓷，压电陶瓷对应不同的水压产生不同的电压，所述控制器13通过贯穿出所述放置盒16的导线连通所述压力传感器14，所述控制器13通过测量所述压力传感器的电压，进一步的确定水压，所述测量管道15的出水的一端连通设置有阀门2，所述阀门2包括阀体21、球形启闭件22和步进电机23，所述阀体21连通固定于所述测量管道15，所述阀体21内密封转动连接球形启闭件 22，所述球形启闭件22呈球形且沿直径方向设置有贯穿的通孔，所述通孔随所述球形启闭件22的转动而转动，使得所述阀体21可以开合不同的程度，所述阀体21外固定所述步进电机23，所述步进电机 23的输出轴贯穿进入所述阀体21连接所述球形启闭件22，所述步进电机23电性连接所述控制器13，所述控制器13电性连接电源，具体的，所述电源可以为锂蓄电池，所述锂蓄电池设置于所述放置盒 16中，所述锂蓄电池通过充电电路电性连接有USB充电接头，所述 USB充电接头通过可拆卸的USB充电线连接电源，使用时所述控制器13控制所述步进电机的转动角度。

本实用新型提供一种基于物联网便于控制用水量的智能水表还包括服务器和客户端，所述WIFI模块11无线连接所述服务器，而所述服务器网络连接所述客户端，所述客户端可以调取所述服务器中的内容，所述客户端可以上传内容到服务器中。所述服务器一方面可输入存储有不同的水压条件，不同步进电机转动角度对应所述阀门不同的开合程度，以及不同的水压条件、不同步进电机转动角度下所述水表本体记录的对应的水流流速，具体的用户可以通过客户端将新的上述数据添加到服务器中保存；所述服务器一方面可输入实时记录各个水表的工作情况，具体包括水表编号、测量管道内水压力、步进电机的转动角度、水流速度以及总的用水量，具体的所述服务器识别通过所述WIFI模块新接入服务器中的水表，并向客户端提醒，用户通过客户端将水表编号记录在服务器中，所述服务器通过所述WIFI模块实时接收来自所述控制器13的测量管道15内水压力值以及步进电机 23的转动角度值，来自所述MCU的水流速度值以及用水量值，存储在相应编号水表工作情况中；所述服务器另一方面作为所述客户端和所述控制器13之间的指令传递中介，所述客户端能够通过所述服务器向所述控制器13发出控制步进电机操作指令，具体的所述客户端发出的操作指令上传到所述服务器，所述服务器经所述WIFI模块11 将操作指令传递给所述控制器13，所述控制器13执行操作指令、控制所述步进电机23转动。所述客户端应用于pc、手持通讯设备以及平板电脑，方便用户实时远程监控控制水表工作。

本实用新型提供的基于物联网便于控制用水量的智能水表的原理如下：

所述基于物联网便于控制用水量的智能水表利用所述压力传感器14配合所述控制器13对所述测量管道15内的水的压力进行测量，所述控制器13将影响水流流速的压力值经所述WIFI模块传递个所述服务器；所述服务器通过网络将压力值传递给所述客户端，用户根据生产需求向所述客户端输入要求的水流流速值，

所述服务器存储有不同的水压条件，不同步进电机转动角度(对应所述阀门不同的开合程度)，以及不同的水压条件、不同步进电机转动角度下所述水表本体记录的对应的水流流速标准，用户通过所述客户端根据压力值和要求的水流流速值在所述服务器存储的数据标准中进行检索，找到匹配的步进电机转动角度，所述客户端利用匹配的步进电机的转动角度生成步进电机控制指令，所述客户端将控制指令上传到所述服务器，所述服务器通过所述WIFI模块11将控制指令传递给所述控制器13，所述控制器13控制所述步进电机23转动过相应的角度，使得所述阀门2直接转动到符合水流流量要求的开合程度上。

至于水表测水流流速方面，利用水流带动所述叶轮片17转动，所述叶轮片17转动带动所述转轴19转动，所述转轴19的端部设置有圆盘191，所述圆盘191一半由金属构成一半由绝缘体构成，所述表芯12包括有LC传感器，所述LC传感器朝向所述圆盘191，所述圆盘191转动时，所述圆盘191转一圈，两个所述LC传感器会经历两个均加速衰减，一个所述LC传感器加速衰减、另一个所述LC传感器正常衰减，两个所述LC传感器均正常衰减，一个所述LC传感器正常衰减、另一个所述LC传感器加速衰减四个过程，所述MCU 测量所述LC传感器的电容部分的电压，所述MCU根据电压的情况判断所述圆盘191是否转了一圈，如果转了一圈所述MCU计数加一，所述MCU根据在段时间内的总计数计算出所述圆盘191的转速，所述MCU根据转速以及所述叶轮片17转动一周运送的水量计算出所述测量管道15内的水流速度，所述MCU电性连接所述WIFI模块11，所述MCU将测量的水流速度和用水量传递给所述WIFI模块11，所述WIFI模块11将水流速度和用水量无线传递给所述服务器，所述客户端从所述服务器随时调取数据。所述MCU电性连接所述显示器18，所述MCU将测量的水流速度和用水量传递给所述显示器18进行显示。

本实用新型提供的基于物联网便于控制用水量的智能水表利用所述服务器记录了不同的水压条件，不同步进电机转动角度(对应所述阀门不同的开合程度)，以及不同的水压条件、不同步进电机转动角度下所述水表本体记录的对应的水流流速，在按照水流流速需求进行生产时，通过所述压力传感器14和所述控制器13配合测量将所述水表本体1处的水的压力，所述控制器13将水的压力值通过所述 WIFI模块11传递给所述服务器，所述服务器将压力值传递给所述客户端，用户向所述客户端输入要求的水流流速值，用户通过所述客户端根据压力值和要求的水流流速值在所述服务器记录的数据中进行检索，找到匹配的步进电机的转动角度，所述客户端调取检索到的步进电机的转动角度值，并将该角度添加到步进电机控制指令中，从而生成步进电机控制指令，所述客户端将步进电机控制指令经服务器和所述WIFI模块11发送到所述控制器13，所述控制器13按照指令控制所述步进电机23转动，使得所述阀门直接转动到符合水流流量要求的开合程度上。水流流量调整速度快，提高生产效率，保证生产的质量。

另外，所述阀门2设置在所述测量管道15用于出水的一端，能够保证在整个调整流量的过程中，尤其是流量减小的过程中，所述测量管道15内始终是充满水的，在充满水的情况下，所述叶轮片17转动一周所运送的水量才是恒定的，保证了所述水表本体1计数的准确性；所述表芯12采用两个LC传感器配合一半绝缘体一半非导磁性金属的所述圆盘191来进行所述叶轮片17转动圈数的统计，统计过程不受磁场的影响，所述转轴19、所述叶轮片17均是非导磁性的，转动过程不受磁场影响，使得所述水表本体不会受到磁铁的影响。以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种基于物联网便于控制用水量的智能水表，其特征在于，包括水表本体（1），其中，

所述水表本体（1）上设置有WIFI模块（11），所述WIFI模块（11）电性连接表芯（12），所述WIFI 模块（11）电性连接控制器（13），所述控制器（13）电性连接压力传感器（14），所述水表本体（1）上设置所述压力传感器（14），所述WIFI模块（11）无线连通服务器，所述服务器网络连接客户端；

所述水表本体（1）连通阀门（2），所述阀门（2）包括阀体（21）、球形启闭件（22）和步进电机（23），所述阀体（21）连通所述水表本体（1），所述阀体（21）内转动设置球形启闭件（22），所述阀体（21）外固定所述步进电机（23），所述步进电机（23）的输出轴贯穿进入所述阀体（21）连接所述球形启闭件（22），所述步进电机（23）电性连接所述控制器（13），所述控制器（13）电性连接电源。

2.根据权利要求1所述的基于物联网便于控制用水量的智能水表，其特征在于，所述客户端应用于pc、手持通讯设备以及平板电脑。

3.根据权利要求1所述的基于物联网便于控制用水量的智能水表，其特征在于，所述水表本体（1）包括用于过水的测量管道（15），所述测量管道（15）的顶部固定设置有放置盒（16），所述放置盒（16）内固定所述WIFI模块（11）、所述表芯（12）和所述控制器（13）。

4.根据权利要求3所述的基于物联网便于控制用水量的智能水表，其特征在于，所述测量管道（15）出水的一端内设置有所述压力传感器（14），所述控制器（13）通过贯穿出所述放置盒（16）的导线连通所述压力传感器（14）。

5.根据权利要求4所述的基于物联网便于控制用水量的智能水表，其特征在于，所述测量管道（15）出水的一端连通所述阀门（2），所述控制器（13）通过贯穿出所述放置盒（16）的另外的导线连通所述步进电机。

6.根据权利要求3所述的基于物联网便于控制用水量的智能水表，其特征在于，所述测量管道（15）内转动连接有转轴（19），所述转轴（19）上固定叶轮片（17），所述转轴（19）以及所述叶轮片（17）由非导磁性的材质构成，所述转轴（19）的一端延伸至所述测量管道（15）外，所述测量管道（15）外的所述转轴（19）端部设置有一半非导磁性金属一半绝缘体构成的圆盘（191）。

7.根据权利要求6所述的基于物联网便于控制用水量的智能水表，其特征在于，所述表芯（12）包括MCU和两个LC传感器，所述MCU设置于所述放置盒（16）内，所述MCU电性连接两个所述LC传感器的电容两端，两个所述LC传感器的线圈延伸出所述放置盒（16），两个所述线圈朝向所述圆盘（191）且关于所述转轴（19）旋转对称设置。

8.根据权利要求7所述的基于物联网便于控制用水量的智能水表，其特征在于，所述MCU电性连接有显示器（18），所述显示器（18）固定于所述放置盒（16）的顶部，所述放置盒（16）的顶部铰接有翻盖，所述翻盖遮盖所述显示器。

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