CN219102710U - 一种物联网购水控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种物联网购水控制电路，其特征在于：包括单片机、球阀控制电路以及物联网模块，单片机与球阀控制电路电连接，球阀控制电路包括驱动芯片L9110S，驱动芯片L9110S的第一输入端和第二输入端分别对应电连接单片机的第一驱动控制端和第二驱动控制端，驱动芯片L9110S的第一输出端和第二输出端分别电连接球阀的正极和负极，球阀的开启反馈端电连接第一反馈电阻后接入单片机的第一采样端，球阀的关闭反馈端电连接第二反馈电阻后接入单片机的第二采样端；单片机还与物联网模块电连接，接收来自物联网模块的信号，用于控制球阀的开启和关闭。本实用新型能够应用在直饮水设备中，对出水和断水准确控制、计量计费，方便用户扫码购买直饮水。

Description

一种物联网购水控制电路

技术领域

本实用新型涉及直饮水领域，尤其涉及一种物联网购水控制电路。

背景技术

随着广大人民群众健康意识的提高，对生活饮用水的水质要求也大大提升。而传统自来水的水质处理工艺，和供水的二次污染等问题，使得自来水水质安全性难以保证，更不用说直接饮用。现在越来越多的直饮水系统，逐渐开始发展，并走向了千家万户。

直饮水入户以商业形式供给时，可以应用在居民小区分质供水入户、校园分质供水入教室、写字楼分质供水入户、医院分质供水入科室等场景。直饮水的设备通常是设置在居民小区的物联网净水机、设置在室内的管线机设备、水控盒或智能水表等，用户可以通过手机扫码的方式进行充值购水，满足饮用直饮水的需求。

针对这些直饮水设备，需要提供一种物联网购水控制电路，能够满足出水和断水控制准确、准确计量计费、方便用户扫码购买。

实用新型内容

本实用新型提供一种物联网购水控制电路，解决直饮水设备如何方便用户扫码购水的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是提供一种物联网购水控制电路，包括单片机、球阀控制电路以及物联网模块，所述单片机与所述球阀控制电路电连接，所述球阀控制电路包括驱动芯片L9110S，所述驱动芯片L9110S的第一输入端和第二输入端分别对应电连接所述单片机的第一驱动控制端和第二驱动控制端，所述驱动芯片L9110S的第一输出端和第二输出端分别电连接所述球阀的正极和负极，所述球阀的开启反馈端电连接第一反馈电阻后接入所述单片机的第一采样端，所述球阀的关闭反馈端电连接第二反馈电阻后接入所述单片机的第二采样端；所述单片机还与所述物联网模块电连接，接收来自所述物联网模块的信号，用于控制所述球阀的开启和关闭。

优选的，还包括用于检测水流量的流量检测电路，所述流量检测电路包括流量计，所述流量计的电源端电连接第一直流电源，所述流量计的流量检测端电连接流量检测电阻后接入所述单片机的流量采样端，所述流量计的方向检测端电连接方向检测电阻后接入所述单片机的方向采样端，所述流量计的磁攻击检测端电连接磁攻击检测电阻后接入所述单片机的磁攻击采样端。

优选的，所述物联网模块包括芯片EC800N和SI M卡，所述芯片EC800N和SI M卡电连接，所述单片机与所述芯片EC800N之间异步串口连接。

优选的，还包括用于对所述芯片EC800N进行上电的物联网上电控制电路，所述物联网上电控制电路包括上电控制MOS管，所述上电控制MOS管的源极电连接第二直流电源，栅极电连接第一上电控制电阻后接入上电控制三极管的集电极，所述上电控制三极管的基极电连接第二上电控制电阻后接入所述单片机的上电控制端，所述上电控制三极管的发射极接地，所述上电控制MOS管的漏极电连接所述芯片EC800N的电源端。

优选的，还包括联网显示电路，所述联网显示电路包括网络发光二极管，所述网络发光二极管的正极电连接限流电阻后接入所述单片机的网络指示控制端，所述网络发光二极管的负极接地。

优选的，还包括按键控制电路，所述按键控制电路包括触摸按键和触摸检测芯片TTP233H，所述触摸按键电连接所述触摸检测芯片TTP233H的输入端，所述触摸检测芯片TTP233H的输出端电连接所述单片机的按键信号输入端，所述触摸检测芯片TTP233H的电源端电连接第一直流电源。

优选的，还包括报警电路，所述报警电路包括蜂鸣器，所述蜂鸣器的正极电连接第三直流电源，所述蜂鸣器的负极电连接报警控制三极管的集电极，所述报警控制三极管的基极电连接第一报警分压电阻后与所述单片机的报警控制端电连接，所述报警控制三极管的基极还电连接第二报警分压电阻后接地。

优选的，还包括电源电路，所述电源电路包括升压芯片MT3608，所述升压芯片MT3608的输入端电连接第一直流电源，使能端电连接使能电阻后接入所述单片机的使能控制端，所述升压芯片MT3608的输出端输出第二直流电源。

本实用新型的有益效果是：本实用新型公开了一种物联网购水控制电路，其特征在于：包括单片机、球阀控制电路以及物联网模块，单片机与球阀控制电路电连接，球阀控制电路包括驱动芯片L9110S，驱动芯片L9110S的第一输入端和第二输入端分别对应电连接单片机的第一驱动控制端和第二驱动控制端，驱动芯片L9110S的第一输出端和第二输出端分别电连接球阀的正极和负极，球阀的开启反馈端电连接第一反馈电阻后接入单片机的第一采样端，球阀的关闭反馈端电连接第二反馈电阻后接入单片机的第二采样端；单片机还与物联网模块电连接，接收来自物联网模块的信号，用于控制球阀的开启和关闭。本实用新型能够应用在直饮水设备中，对出水和断水准确控制、计量计费，方便用户扫码购买直饮水。

附图说明

图1是管线机的内部结构示意图；

图2是根据本实用新型中一种物联网购水控制电路中单片机的示意图；

图3是根据本实用新型一种物联网购水控制电路中芯片EMW3080的示意图；

图4是根据本实用新型一种物联网购水控制电路中单片机与芯片EMW3080之间通信电路；

图5是根据本实用新型一种物联网购水控制电路中S I M卡座的示意图；

图6是根据本实用新型一种物联网购水控制电路中单片机与芯片EMW3080之间的上电控制电路；

图7是根据本实用新型一种物联网购水控制电路中的联网显示电路；

图8是根据本实用新型一种物联网购水控制电路中的球阀控制电路；

图9是根据本实用新型一种物联网购水控制电路中的流量检测电路；

图10是根据本实用新型一种物联网购水控制电路中的报警电路；

图11是根据本实用新型一种物联网购水控制电路中的按键控制电路；

图12是根据本实用新型一种物联网购水控制电路中的电源电路。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例，对本实用新型进行更详细的说明。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在本实用新型中，物联网购水控制电路可以应用在饮水机、管线机、物联网直饮水计费水表等直饮水设备中，用户通过物联网充值购买直饮水后，这些直饮水设备才会流出净水。

以管线机为例进行说明，如图1所示，在图1中，管线机1具有入水口4和出水口5，直饮水经过入水口4进入管线机1，管线机1内部设置有流量计2和球阀3，直饮水经过流量计2和球阀3后通过出水口5流出；流量计2用于对直饮水的出水量进行计量，球阀3打开后，直饮水才会从出水口5流出。在管线机1的表面对应贴设有二维码，用户扫描管线机1上的二维码，即可自主操作进行充值购水。该管线机1可以应用在居民小区分质供水入户、校园分质供水入教室、写字楼分质供水入户、医院分质供水入科室等场景。

在本实用新型中，物联网购水控制电路包括单片机、球阀控制电路以及物联网模块，单片机与球阀控制电路电连接，单片机还与物联网模块电连接，接收来自物联网模块的信号，用于控制球阀的开启和关闭。用户可以通过电子移动设备(智能手机、平板电脑等)扫码购买直饮水，激活直饮水设备，对球阀进行上电，球阀开启后流出直饮水。

如图2所示，图2为单片机的示意图，单片机通过第一直流电源+3.6V进行供电；物联网模块包括芯片EC800N和SI M卡，图3为芯片EC800N的示意图，芯片EC800N和SI M卡电连接，单片机与芯片EC800N之间异步串口连接。

结合图4，单片机与芯片EC800N之间的通信互联为异步串口通信连接。图2中单片机的第一串口读出端P3.0电连接图4中第一控制三极管Q4的集电极，第一控制三极管Q4的基极电连接第一限流电阻R16后接入第四直流电源+1.8V，该第四直流电源+1.8V从图3中芯片EC800N的电源输出端VDD_EXT输出；第一控制三极管Q4的发射极电连接图3中芯片EC800N的串口写入端MAI N_TXD。

优选的，图2中单片机的第一串口读出端P3.0与图4中第一控制三极管Q4的集电极之间还设置有电阻R15。

图2中单片机的第一串口读出端P3.0能够接收来自芯片EC800N的数据，当单片机的第一串口读出端P3.0通过输出低电平时，第一控制三极管Q4截止，单片机的第一串口读出端P3.0停止接收数据。

图2中单片机的第一串口写入端P3.1电连接图4中第二控制三极管Q3的发射极，第二控制三极管Q3的基极电连接第二限流电阻R13后接入第四直流电源+1.8V，第二控制三极管Q3的集电极电连接图3中芯片EC800N的串口读出端MAI N_RXD。

优选的，第二控制三极管Q1的集电极与芯片EC800N的串口读出端MA I N_RXD之间还连接有电阻R14。

芯片EC800N的串口读出端MAI N_RXD能够接收来自单片机的数据，当芯片EC800N的串口读出端MA I N_RXD输出低电平时，第二控制三极管Q3截止，芯片EC800N的串口读出端MAI N_RXD停止接收数据。

进一步的，如图5所示，S I M卡固定在S I M卡座内，并与芯片EC800N电连接。图5中S I M卡座的电源端S I M_VDD接入图3中芯片EC800N的US I M_VDD引脚，还电连接电容C13后接地；重置端S I M_RST连接电阻R4后接入图3中芯片EC800N的US I M_RST引脚；时钟端S I M_CLK连接电阻R6后接入图3中芯片EC800N的US I M_CLK引脚；I/0端S I M_I O通过电连接电阻R5后接入图5中芯片EC800N的US I M_DATA引脚，并且还连接上拉电阻R7后接入到电源端S I M_VDD。

进一步的，如图6所示，物联网购水控制电路还包括用于对芯片EC800N进行上电的物联网上电控制电路，物联网上电控制电路包括上电控制MOS管Q1，上电控制MOS管Q1的源极电连接第二直流电源+4.8V，栅极电连接第一上电控制电阻R9后接入上电控制三极管Q2的集电极，上电控制三极管Q2的基极电连接第二上电控制电阻R11后接入图2中单片机的上电控制端P4.7，上电控制三极管Q2的发射极接地，上电控制MOS管Q1的漏极电连接图3中芯片EC800N的电源端VBAT。

进一步的，上电控制MOS管Q1的栅极还电连接第三上电控制电阻R8后接入第二直流电源+4.8V；上电控制MOS管Q1的漏极还分别电连接滤波电容C9、滤波电容C10、滤波电容C11后接地；第二直流电源+4.8V电连接保护二极管D3后接入上电控制MOS管Q1的源极，上电控制MOS管Q1的源极还电连接滤波电容C8后接地。

当正常工作时，图2中单片机控制上电控制三极管Q2导通后，上电控制MOS管Q1也同时导通，这样第二直流电源+4.8V可以为芯片EC800N供电，而当单片机控制上电控制三极管Q2截止后，上电控制MOS管Q1也同时截止，芯片EC800N则断开供电，然后再次由单片机控制物联网上电控制MOS管Q1导通，实现对芯片EC800N的供电，这样就可以对芯片EC800N实现重新上电控制，实现了对芯片EC800N的重启操作，确保了芯片EC800N使用的可靠性。

进一步的，如图7所示，物联网购水控制电路还包括联网显示电路，联网显示电路包括网络发光二极管VL1，网络发光二极管VL1的正极电连接限流电阻R23后接入图2中单片机的网络指示控制端，网络发光二极管VL1的负极接地。

当单片机与物联网模块连接成功，网络发光二极管VL1常亮，表明联网成功。

进一步的，如图8所示，物联网购水控制电路还包括球阀控制电路，球阀控制电路通过接口J4连接球阀，球阀控制电路包括驱动芯片L9110S，驱动芯片L9110S的第一输入端IA和第二输入端I B分别对应电连接图2中单片机的第一驱动控制端P2.3和第二驱动控制端P2.4，驱动芯片L9110S的电源端VCC通过+4.5V电源供电；驱动芯片L9110S的第一输出端OA和第二输出端OB分别电连接球阀的正极(接口J4的第四芯)和负极(接口J4的第五芯)，单片机可通过驱动芯片L9110S对球阀中的电机进行上电或断电，进而控制直饮水的流出或阻断直饮水的流出。

球阀的开启反馈端(接口J4的第三芯)电连接第一反馈电阻R20后接入图2中单片机的第一采样端P2.1，当球阀中的电机上电成功后，该球阀的开启反馈端(接口J4的第三芯)向单片机的第一采样端P2.1输入信号进行反馈；球阀的接地端(接口J4的第二芯)接地，球阀的关闭反馈端(接口J4的第一芯)电连接第二反馈电阻R21后接入图2中单片机的第二采样端P2.2，当球阀中的电机断电后，该球阀的关闭反馈端(接口J4的第一芯)向单片机的第二采样端P2.2输入信号进行反馈。

进一步的，如图9所示，物联网购水控制电路还包括用于检测水流量的流量检测电路，流量检测电路通过接口J3连接流量计，流量计用于计量用户购买的水量，该流量计可以是霍尔流量计，通过计算脉冲数来控制流量，内部含有铁氧体磁铁的转子。流量检测电路包括流量计，流量计的电源端(接口J3的第五芯)电连接第一直流电源+3.6V，流量计的接地端(接口J3的第四芯)接地，流量计的流量检测端(接口J3的第三芯)电连接流量检测电阻R19后接入图2中单片机的流量采样端P3.2，流量计的转子转动时，流量计的流量检测端(接口J3的第三芯)将脉冲信号传输至单片机的流量采样端P3.2。

流量计的方向检测端(接口J3的第二芯)电连接方向检测电阻后接入图2中单片机的方向采样端P3.4，流量计的转子转动时，流量计的方向检测端(接口J3的第二芯)将转动方向信号传输至单片机的方向采样端P3.4。

流量计的磁攻击检测端(接口J3的第一芯)电连接磁攻击检测电阻R17后接入图2中单片机的磁攻击采样端P3.3，当有人通过磁攻击的方式干扰流量计时，流量计的磁攻击检测端(接口J3的第一芯)将干扰信号传输至单片机的磁攻击采样端P3.3进行预警提示，同时也关闭球阀。

进一步的，如图10所示，物联网购水控制电路还包括报警电路，报警电路包括蜂鸣器B1，蜂鸣器B1的正极电连接第三直流电源+24V，蜂鸣器B1的负极电连接报警控制三极管Q5的集电极，报警控制三极管Q5的基极电连接第一报警分压电阻R27后与图2中单片机的报警控制端P4.3电连接，报警控制三极管Q5的基极还电连接第二报警分压电阻R34后接地。当直饮水设备存在异常时(例如上述流量计受到磁攻击、球阀没有开启或关闭等)，单片机控制报警控制三极管Q5导通，蜂鸣器B1开始报警提示。

优选的，在蜂鸣器B1的正极和负极之间还连接有报警保护二极管D5。

进一步的，如图11所示，物联网购水控制电路还包括按键控制电路，按键控制电路包括触摸按键CN1和触摸检测芯片TTP233H，触摸按键CN1电连接触摸检测芯片TTP233H的输入端I N，触摸检测芯片TTP233H的输出端OUT电连接图2中单片机的按键信号输入端P3.6，触摸检测芯片TTP233H的电源端电连接第一直流电源+3.6V。用户点击触摸按键CN1后，网络发光二极管VL1闪烁，表示正在连接网络；联网成功后,网络发光二极管VL1长亮，自动发送直饮水设备当前最新数据。

进一步的，如图12所示，物联网购水控制电路还包括电源电路，电源电路包括升压芯片MT3608，升压芯片MT3608的输入端VI N电连接第一直流电源+3.6V，使能端EN电连接使能电阻R2后接入图2中单片机的使能控制端P4.1，单片机的使能控制端P4.1可驱动该升压芯片MT3608工作，使升压芯片MT3608的输出端SW输出第二直流电源+4.8V，第二直流电源+4.8V分别电连接滤波电容C5、滤波电容C6后接地。

优选的，升压芯片MT3608的输入端VI N电连接滤波电容C4后接地，升压芯片MT3608的输入端VI N和升压芯片MT3608的输出端SW之间还串联有电感L1；升压芯片MT3608的输出端SW电连接电源输出保护二极管D2的正极，电源输出保护二极管D2的负极输出第二直流电源+4.8V。电源输出保护二极管D2的负极还电连接第三反馈电阻R1和第四反馈电阻R3后接地，第三反馈电阻R1和第四反馈电阻R3的电连接处接入升压芯片MT3608的反馈端FB。

由此可见，本实用新型公开了一种物联网购水控制电路，其特征在于：包括单片机、球阀控制电路以及物联网模块，单片机与球阀控制电路电连接，球阀控制电路包括驱动芯片L9110S，驱动芯片L9110S的第一输入端和第二输入端分别对应电连接单片机的第一驱动控制端和第二驱动控制端，驱动芯片L9110S的第一输出端和第二输出端分别电连接球阀的正极和负极，球阀的开启反馈端电连接第一反馈电阻后接入单片机的第一采样端，球阀的关闭反馈端电连接第二反馈电阻后接入单片机的第二采样端；单片机还与物联网模块电连接，接收来自物联网模块的信号，用于控制球阀的开启和关闭。本实用新型能够应用在直饮水设备中，对出水和断水准确控制、计量计费，方便用户扫码购买直饮水。

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变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种物联网购水控制电路，其特征在于：包括单片机、球阀控制电路以及物联网模块，所述单片机与所述球阀控制电路电连接，所述球阀控制电路包括驱动芯片L9110S，所述驱动芯片L9110S的第一输入端和第二输入端分别对应电连接所述单片机的第一驱动控制端和第二驱动控制端，所述驱动芯片L9110S的第一输出端和第二输出端分别电连接所述球阀的正极和负极，所述球阀的开启反馈端电连接第一反馈电阻后接入所述单片机的第一采样端，所述球阀的关闭反馈端电连接第二反馈电阻后接入所述单片机的第二采样端；所述单片机还与所述物联网模块电连接，接收来自所述物联网模块的信号，用于控制所述球阀的开启和关闭。

2.根据权利要求1所述的物联网购水控制电路，其特征在于：还包括用于检测水流量的流量检测电路，所述流量检测电路包括流量计，所述流量计的电源端电连接第一直流电源，所述流量计的流量检测端电连接流量检测电阻后接入所述单片机的流量采样端，所述流量计的方向检测端电连接方向检测电阻后接入所述单片机的方向采样端，所述流量计的磁攻击检测端电连接磁攻击检测电阻后接入所述单片机的磁攻击采样端。

3.根据权利要求2所述的物联网购水控制电路，其特征在于：所述物联网模块包括芯片EC800N和SIM卡，所述芯片EC800N和SIM卡电连接，所述单片机与所述芯片EC800N之间异步串口连接。

4.根据权利要求3所述的物联网购水控制电路，其特征在于：还包括用于对所述芯片EC800N进行上电的物联网上电控制电路，所述物联网上电控制电路包括上电控制MOS管，所述上电控制MOS管的源极电连接第二直流电源，栅极电连接第一上电控制电阻后接入上电控制三极管的集电极，所述上电控制三极管的基极电连接第二上电控制电阻后接入所述单片机的上电控制端，所述上电控制三极管的发射极接地，所述上电控制MOS管的漏极电连接所述芯片EC800N的电源端。

5.根据权利要求4所述的物联网购水控制电路，其特征在于：还包括联网显示电路，所述联网显示电路包括网络发光二极管，所述网络发光二极管的正极电连接限流电阻后接入所述单片机的网络指示控制端，所述网络发光二极管的负极接地。

6.根据权利要求5所述的物联网购水控制电路，其特征在于：还包括按键控制电路，所述按键控制电路包括触摸按键和触摸检测芯片TTP233H，所述触摸按键电连接所述触摸检测芯片TTP233H的输入端，所述触摸检测芯片TTP233H的输出端电连接所述单片机的按键信号输入端，所述触摸检测芯片TTP233H的电源端电连接第一直流电源。

7.根据权利要求6所述的物联网购水控制电路，其特征在于：还包括报警电路，所述报警电路包括蜂鸣器，所述蜂鸣器的正极电连接第三直流电源，所述蜂鸣器的负极电连接报警控制三极管的集电极，所述报警控制三极管的基极电连接第一报警分压电阻后与所述单片机的报警控制端电连接，所述报警控制三极管的基极还电连接第二报警分压电阻后接地。

8.根据权利要求7所述的物联网购水控制电路，其特征在于：还包括电源电路，所述电源电路包括升压芯片MT3608，所述升压芯片MT3608的输入端电连接第一直流电源，使能端电连接使能电阻后接入所述单片机的使能控制端，所述升压芯片MT3608的输出端输出第二直流电源。

Images