一种基于物联网的自来水加水机控制系统

摘要

本发明公开了一种基于物联网的自来水加水机控制系统，包括控制主板、数据采集模块、控制器、照明单元、设备监控模块、加水模块、环境调节模块、报警模块、会员库、数据库以及订单管理模块；所述数据采集模块包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器、红外对射传感器以及水位传感器；本发明备配备温度传感器用以监测设备温度信息；配备水流量传感器用以监测出水管的水流量；配备视频采集模块用以获取加水机设备周边的视频信息，并且上述设备温度、水流量以及周边视频信息均可通过控制器发送至后台服务器，后台服务器可以将其转发至客户端，实现对加水机设备的远程状态监控和安全监控，提高设备安全性和可靠性。

说明书

技术领域

本发明涉及加水设备技术领域，尤其涉及一种基于物联网的自来水加水机控制系统。

背景技术

船只运行中旅客需要的生活用水需要在船只停靠在码头时进行加注，现有的加水设备缺乏管理，加完水后因管道阀门来不及关闭造成大量水的浪费。

公开号CN2432108的文件公开了一种停站列车加水装置，具有水管、接在水管中的阀门、和电动机连接的水泵、设在水管内的压力传感器、2个以上均和水管连接的由阀门、专用阀门和软水管管接而成的管路。当列车水厢中水加满后，控制电动机工作的线路切断，水泵停止工作，它虽然具有效率高、节水的优点。但是需要在接通管路后再开启阀门实现供水需用的人力多，而且在北方冬天气温低，供、输水管路内的存水容易结冰影响供水；

且船只每次进行加水时，用水量较大，由于人员配比较少，所以在加水时，经常出现加水机自来水短缺现象，无法及时填充，降低工作效率且在夜间不方便使用。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种基于物联网的自来水加水机控制系统。本发明通过配备温度传感器用以监测设备温度信息；配备湿度传感器用于监测加水机设备外的实时湿度信息，在实时温度信息超过/低于预设标准温度范围时驱动控制加热器/散热器调节温度，在实时湿度信息超过/低于预设标准湿度范围时驱动控制加湿器/抽湿器调节湿度；保证水管在室外温度较低时，加热器会对水管进行加热，以保证不会被冻坏；使加水机设备运行在一个适宜的温湿度环境中，延长设备的使用寿命；

本发明设置设备监控模块，通过水流量传感器用以监测出水管的水流量；通过视频采集模块用以获取加水机设备周边的视频信息，并且水流量以及周边视频信息均可通过控制器发送至后台服务器，后台服务器可以将其转发至客户端，以备用户实时监控；实现对加水机设备的远程状态监控和安全监控，提高设备安全性和可靠性；

水位传感器用于实时感测加水机设备内的水位信息，定时模块用于实现定时控制的目的；本发明通过定时模块和水位传感器实现了加水机设备定时、定量加水功能，减少人力投入，提高工作效率。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于物联网的自来水加水机控制系统，包括控制主板、数据采集模块、设备监控模块、加水模块、环境调节模块、报警模块、会员库、数据库以及订单管理模块；

所述控制主板包括控制器、数据输入模块、支付模块以及会员新建模块；

所述数据采集模块用于采集加水机设备的运行数据并将运行数据通过Zigbee无线网络传输到控制器；所述环境调节模块包括加热器、散热器、加湿器、抽湿器以及照明单元；

所述数据采集模块包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器、红外对射传感器以及水位传感器；所述温度传感器用于监测加水机设备的实时温度信息并将加水机设备的实时温度信息传输到控制器，所述控制器在实时温度信息超过/低于预设标准温度范围时驱动控制加热器/散热器将温度调节到预设标准温度范围内；

所述湿度传感器用于监测加水机设备外的实时湿度信息并将加水机设备的实时湿度信息传输到控制器，所述控制器在实时湿度信息超过/低于预设标准湿度范围时驱动控制加湿器/抽湿器将湿度调节到预设标准湿度范围内；

所述光照传感器用于实时监控加水机设备外的光照信息，光照传感器用于将光照信息传输到控制器；所述控制器在光照信息低于预设范围时向照明单元传输照明信号，所述照明单元接收到控制器传输的照明信号时自动打开照明；用于辅助视频采集模块实时采集加水机设备的周边视频信息；

所述设备监控模块包括水流量传感器和视频采集模块；

所述加水机设备上安装有出水管，所述水流量传感器设置在出水管处，所述出水管上安装有电磁阀；所述水流量传感器用于感测出水管内的流量信息，并将流量信息发送至控制器；视频采集模块设置在加水机设备外壳的顶部，所述视频采集模块与控制器通信连接，所述视频采集模块用于采集加水机设备的周边视频信息并将视频信息发送至控制器；

该系统还包括定时模块、电磁阀以及上水管道；所述控制器分别连接水位传感器和电磁阀；所述电磁阀设置在上水管道上，所述电磁阀用于控制上水管道的通断；水位传感器设置在加水机设备内，水位传感器用于实时感测加水机设备内的水位信息，并将水位信息发送至控制器，所述控制器用于将水位信息与四分之一预设水位进行比对；

当水位信息低于四分之一预设水位时，控制器控制电磁阀打开，上水管道连通，外界的水经上水管道进入加水机设备内，当水位信息到达预设水位时，控制器控制电磁阀关闭，上水管道关闭；

所述定时模块用于实现定时控制的目的，每间隔预设时间定时模块获取加水机设备内的水位信息并将加水机设备内的水位信息传输至控制器；

所述控制器用于将加水机设备内的水位信息与预设水位进行比对；当水位信息低于预设水位时，控制器控制电磁阀打开，上水管道连通，外界的水经上水管道进入加水机设备内，当水位信息到达预设水位时，控制器控制电磁阀关闭，上水管道关闭；

所述红外对射传感器用于感应输出闸门是否夹手，当感应到夹手时，生成夹手信号并将夹手信号传输至控制器，所述控制器控制输出闸门开启。

进一步地，当用户通过支付模块支付成功后，所述红外对射传感器还用于感应出水管是否连接水管，当感应到有水管连接时，生成水管接入正常信号并将水管接入正常信号传输至控制器，所述控制器接收水管接入正常信号控制加水模块工作；反之则生成报错指令，所述报警模块接收报错指令发出警报，同时显示模块显示“水管未接入”字眼。

进一步地，所述会员新建模块用于用户新建会员身份，所述会员新建模块用于向控制器输入会员信息，所述会员信息包括会员的姓名、性别、手机号码、身份证号和家庭住址；所述控制器接收会员新建模块传输的会员信息并将其传输到会员库进行实时存储。

进一步地，所述数据输入模块用于在需要结算收费时输入交易信息，所述数据输入模块用于向支付模块传输交易信息，所述交易信息为交易人姓名、身份证号、交易流量以及交易金额；

所述支付模块用于将交易信息传输到控制器，所述控制器接收到支付模块传输的交易信息时会自动获取交易人姓名和身份证号，所述控制器用于将交易人姓名和身份证号与会员库内存储的会员信息进行比对从而获取到交易人的身份信息，所述控制器在比对到交易人身份信息与会员信息一致时判断此次身份信息为会员交易，所述控制器在未比对到与交易人身份信息一致的会员信息时判断此次身份信息为非会员交易并提示用户通过会员新建模块先进行注册，所述支付模块用于按照交易信息内的交易金额完成支付；

所述控制器还用于将交易信息和身份信息融合形成订单信息并将订单信息传输到订单管理模块。

进一步地，所述加水模块用于获取交易信息并根据交易信息完成加水业务；所述加水模块的具体工作步骤为：

步骤一：用户通过数据输入模块输入交易信息；控制器将交易信息内的交易人姓名和身份证号与会员库内存储的会员信息进行比对；

控制器在比对到交易人身份信息与会员信息一致时判断此次身份信息为会员交易；继续执行步骤二；

控制器在未比对到与交易人身份信息一致的会员信息时判断此次身份信息为非会员交易并提示用户通过会员新建模块先进行注册；注册成功后，继续执行步骤二；

步骤二：监测加水机设备所有状态是否正常，若正常，则向后台服务器请求启动二维码扫描；所述后台服务器接收到请求从数据库中调取二维码并在显示模块上实时显示；

步骤三：用户扫描二维码后，完成支付，将水管的一端连接至出水管，水管另一端连接至船只的水箱中；

步骤四：判断硬件状态是否符合条件，若符合，则打开输出闸门，控制出水管上的电磁阀开启，流量控制器控制自来水流出；

步骤五：水流量传感器用于感测出水管内的流量信息，并将流量信息发送至控制器，显示模块上同时显示加水倒计时；

步骤六：计数结束后，控制器控制电磁阀关闭，出水管关闭。

本发明的有益效果是：

1、本发明通过配备温度传感器用以监测设备温度信息；配备湿度传感器用于监测加水机设备外的实时湿度信息，在实时温度信息超过/低于预设标准温度范围时驱动控制加热器/散热器调节温度，在实时湿度信息超过/低于预设标准湿度范围时驱动控制加湿器/抽湿器调节湿度；保证水管在室外温度较低时，加热器会对水管进行加热，以保证不会被冻坏；使加水机设备运行在一个适宜的温湿度环境中，延长设备的使用寿命。

2、本发明通过光照传感器实时监控加水机设备外的光照信息，控制器在光照信息低于预设范围时向照明单元传输照明信号，所述照明单元接收到控制器传输的照明信号时自动打开照明；用于辅助视频采集模块实时采集加水机设备的周边视频信息；使得加水机设备能够夜间照明，更方便用户使用。

3、本发明通过定时模块实现定时控制的目的，每间隔预设时间定时模块获取加水机设备内的水位信息，当水位信息低于预设水位时，控制器控制电磁阀打开向加水机设备内加水；水位传感器用于实时感测加水机设备内的水位信息，当水位信息低于四分之一预设水位时，控制器控制电磁阀打开向加水机设备内加水；本发明通过定时模块和水位传感器实现了加水机设备定时、定量加水功能，减少人力投入，提高工作效率。

4、本发明通过会员新建模块用于用户新建会员身份用，用户通过数据输入模块输入交易信息，控制器用于判断用户是否会员身份，若不是，则提示用户注册，对会员进行管理，再监测加水机设备所有状态是否正常，若正常，则向后台服务器请求启动二维码扫描；用户扫描二维码后，完成支付，判断硬件状态是否符合条件，若符合，则打开输出闸门，控制出水管上的电磁阀开启，流量控制器控制自来水流出；水流量传感器用于感测出水管内的流量信息，并将流量信息发送至控制器，显示模块上同时显示加水倒计时；计数结束后，控制器控制电磁阀关闭，出水管关闭；本发明通过控制器和加水模块的控制，实现了船只智能自助加水，提高工作效率。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的系统框图；

图2为本发明的加水模块的流程示意图；

图3为本发明的流量控制器的部分电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-3所示，一种基于物联网的自来水加水机控制系统，包括控制主板、数据采集模块、设备监控模块、加水模块、环境调节模块、报警模块、会员库、数据库以及订单管理模块；

所述控制主板采用IAP15W4K61S4单片机；所述控制主板包括控制器、数据输入模块、支付模块以及会员新建模块；

所述数据采集模块用于采集加水机设备的运行数据并将运行数据通过Zigbee无线网络传输到控制器；

所述环境调节模块包括加热器、散热器、加湿器、抽湿器以及照明单元；

所述数据采集模块包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器、红外对射传感器以及水位传感器；所述温度传感器用于监测加水机设备的实时温度信息并将加水机设备的实时温度信息传输到控制器，所述控制器在实时温度信息超过/低于预设标准温度范围时驱动控制加热器/散热器将温度调节到预设标准温度范围内；

所述湿度传感器用于监测加水机设备外的实时湿度信息并将加水机设备的实时湿度信息传输到控制器，所述控制器在实时湿度信息超过/低于预设标准湿度范围时驱动控制加湿器/抽湿器将湿度调节到预设标准湿度范围内；

所述光照传感器用于实时监控加水机设备外的光照信息，光照传感器用于将光照信息传输到控制器；所述控制器在光照信息低于预设范围时向照明单元传输照明信号，所述照明单元接收到控制器传输的照明信号时自动打开照明；用于辅助视频采集模块实时采集加水机设备的周边视频信息；

所述设备监控模块包括水流量传感器和视频采集模块；

所述加水机设备上安装有出水管，所述水流量传感器设置在出水管处，所述出水管上安装有电磁阀；所述水流量传感器用于感测出水管内的流量信息，并将流量信息发送至控制器；水流量传感器通过485通讯方式将数据传输给芯片，芯片经处理后转换成数据传输到232进行业务交易；

视频采集模块设置在加水机设备外壳的顶部，所述视频采集模块与控制器通信连接，所述视频采集模块用于采集加水机设备的周边视频信息；

加水机设备配备温度传感器用以监测设备温度信息；配备水流量传感器用以监测出水管的水流量；配备视频采集模块，用以获取加水机设备周边的视频信息，并且，上述设备温度、水流量以及周边视频信息均可通过控制器，发送至后台服务器，后台服务器可以将其转发至客户端，实现对加水机设备的远程状态监控和安全监控，提高设备安全性和可靠性；

该系统还包括定时模块、电磁阀以及上水管道；所述控制器分别连接水位传感器和电磁阀；所述电磁阀设置在上水管道上，所述电磁阀用于控制上水管道的通断；水位传感器设置在加水机设备内，水位传感器用于实时感测加水机设备内的水位信息，并将水位信息发送至控制器，所述控制器用于将水位信息与四分之一预设水位进行比对；

当水位信息低于四分之一预设水位时，控制器控制电磁阀打开，上水管道连通，外界的水经上水管道进入加水机设备内，当水位信息到达预设水位时，控制器控制电磁阀关闭，上水管道关闭；

所述定时模块用于实现定时控制的目的，每间隔预设时间定时模块获取加水机设备内的水位信息并将加水机设备内的水位信息传输至控制器；

所述控制器用于将加水机设备内的水位信息与预设水位进行比对；当水位信息低于预设水位时，控制器控制电磁阀打开，上水管道连通，外界的水经上水管道进入加水机设备内，当水位信息到达预设水位时，控制器控制电磁阀关闭，上水管道关闭；

所述红外对射传感器用于感应输出闸门是否夹手，当感应到夹手时，生成夹手信号并将夹手信号传输至控制器，所述控制器控制输出闸门开启；

当用户通过支付模块支付成功后，所述红外对射传感器还用于感应出水管是否连接水管，当感应到有水管连接时，生成水管接入正常信号并将水管接入正常信号传输至控制器，所述控制器接收水管接入正常信号控制加水模块工作；反之则生成报错指令，所述报警模块接收报错指令发出警报，同时显示模块显示“水管未接入”字眼；

所述会员新建模块用于用户新建会员身份，所述会员新建模块用于向控制器输入会员信息，所述会员信息包括会员的姓名、性别、手机号码、身份证号和家庭住址；所述控制器接收会员新建模块传输的会员信息并将其传输到会员库进行实时存储；

所述数据输入模块用于在需要结算收费时输入交易信息，所述数据输入模块用于向支付模块传输交易信息，所述交易信息为交易人姓名、身份证号、交易流量以及交易金额；所述支付模块用于将交易信息传输到控制器，所述控制器接收到支付模块传输的交易信息时会自动获取交易人姓名和身份证号，所述控制器用于将交易人姓名和身份证号与会员库内存储的会员信息进行比对从而获取到交易人的身份信息，所述控制器在比对到交易人身份信息与会员信息一致时判断此次身份信息为会员交易，所述控制器在未比对到与交易人身份信息一致的会员信息时判断此次身份信息为非会员交易并提示用户通过会员新建模块先进行注册，所述支付模块用于按照交易信息内的交易金额完成支付；

所述控制器还用于将交易信息和身份信息融合形成订单信息并将订单信息传输到订单管理模块；

所述加水模块用于获取交易信息并根据交易信息完成加水业务；所述加水模块的具体工作步骤为：

步骤一：用户通过数据输入模块输入交易信息；控制器将交易信息内的交易人姓名和身份证号与会员库内存储的会员信息进行比对；

控制器在比对到交易人身份信息与会员信息一致时判断此次身份信息为会员交易；继续执行步骤二；

控制器在未比对到与交易人身份信息一致的会员信息时判断此次身份信息为非会员交易并提示用户通过会员新建模块先进行注册；注册成功后，继续执行步骤二；

步骤二：监测加水机设备所有状态是否正常，若正常，则向后台服务器请求启动二维码扫描；所述后台服务器接收到请求从数据库中调取二维码并在显示模块上实时显示；

步骤三：用户扫描二维码后，完成支付，将水管的一端连接至出水管，水管另一端连接至船只的水箱中；

步骤四：判断硬件状态是否符合条件，若符合，则打开输出闸门，控制出水管上的电磁阀开启，流量控制器控制自来水流出；

步骤五：水流量传感器用于感测出水管内的流量信息，并将流量信息发送至控制器，显示模块上同时显示加水倒计时；

步骤六：计数结束后，控制器控制电磁阀关闭，出水管关闭。

一种基于物联网的自来水加水机控制系统，在工作时，首先通过温度传感器监测加水机设备的实时温度信息，控制器在实时温度信息超过/低于预设标准温度范围时驱动控制加热器/散热器将温度调节到预设标准温度范围内；保证水管在室外温度较低时，加热器会对水管进行加热，以保证不会被冻坏；湿度传感器监测加水机设备外的实时湿度信息，控制器在实时湿度信息超过/低于预设标准湿度范围时驱动控制加湿器/抽湿器将湿度调节到预设标准湿度范围内；使加水机设备运行在一个适宜的温湿度环境中，延长设备的使用寿命；

光照传感器实时监控加水机设备外的光照信息，控制器在光照信息低于预设范围时向照明单元传输照明信号，所述照明单元接收到控制器传输的照明信号时自动打开照明；用于辅助视频采集模块实时采集加水机设备的周边视频信息；使得加水机设备能够夜间照明，更方便用户使用；

设备监控模块包括水流量传感器和视频采集模块；加水机设备配备水流量传感器用以监测出水管的水流量；配备视频采集模块，用以获取加水机设备周边的视频信息，并且，上述水流量和周边视频信息均可通过控制器发送至后台服务器，后台服务器可以将其转发至客户端，实现对加水机设备的远程状态监控和安全监控，提高设备安全性和可靠性；

定时模块用于实现定时控制的目的，每间隔预设时间定时模块获取加水机设备内的水位信息，当水位信息低于预设水位时，控制器控制电磁阀打开向加水机设备内加水；水位传感器用于实时感测加水机设备内的水位信息，当水位信息低于四分之一预设水位时，控制器控制电磁阀打开向加水机设备内加水；本发明通过定时模块和水位传感器实现了加水机设备定时、定量加水功能，减少人力投入，提高工作效率；

用户通过数据输入模块输入交易信息，控制器用于判断用户是否会员身份，若不是，则提示用户注册，再监测加水机设备所有状态是否正常，若正常，则向后台服务器请求启动二维码扫描；所述后台服务器接收到请求从数据库中调取二维码并在显示模块上实时显示；用户扫描二维码后，完成支付，将水管的一端连接至出水管，水管另一端连接至船只的水箱中；判断硬件状态是否符合条件，若符合，则打开输出闸门，控制出水管上的电磁阀开启，流量控制器控制自来水流出；水流量传感器用于感测出水管内的流量信息，并将流量信息发送至控制器，显示模块上同时显示加水倒计时；计数结束后，控制器控制电磁阀关闭，出水管关闭；本发明通过控制器和加水模块的控制，实现了船只智能自助加水，提高工作效率。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。