與淨水裝置適配的智能物聯網系統的製作方法

2023-12-01 00:39:36 2

與淨水裝置適配的智能物聯網系統的製作方法
【專利摘要】本申請公開與淨水裝置適配的智能物聯網系統，包括：水質pH值檢測模塊、水質TDS與硬度檢測模塊、流量統計模塊、水路控制模塊、漏水檢測模塊、核心運算處理模塊、數據存儲模塊、屏顯控制模塊、安全報警模塊、傳感器誤差校準模塊、移動終端通訊配置模塊、雲端服務通訊模塊和智能耗材壽命測算模塊。本申請提供的與淨水裝置適配的智能物聯網系統可以適配市面上絕大部分的淨水機，並能夠不依賴淨水機本身完成水質智能檢測、耗材壽命智能測算、廚房漏水檢測與保護、水流量消耗與規律統計、廚房可燃氣體探測與報警、探測傳感器智能校準等功能。
【專利說明】與淨水裝置適配的智能物聯網系統

【技術領域】
[0001]本申請涉及智能物聯網【技術領域】，具體地說，是涉及一種與淨水裝置適配的智能物聯網系統。

【背景技術】
[0002]生活中為了滿足飲用水安全指標，必須對水質進行檢測，淨水系統便應運而生了。對於飲用水或自來水的參數檢測大多採用單獨的設備或傳感器進行，各種設備功能單一，安裝調試不方便，現有的水質監控儀在各種設備或傳感器的安裝過程中都需要提供單獨的安裝機構，各種傳感器的分離式安裝，到時裝置的委會和調試非常複雜。
[0003]現有技術中的水系統存在以下缺點:
[0004](I)不具備可適配性，現有技術需要依賴具體的產品類型，是作為具體產品的附屬功能來實現的，並不能獨立於各種類型的淨水機去使用。
[0005](2)水質監測參數單一，隨著使用時間的推移，誤差越來越大且不能自動校正。
[0006](3)對水處理耗材壽命的測算採用固定的方法，無法依據實際環境進行智能測算，也無法接受用戶移動終端的個性化配置。
實用新型內容
[0007]為解決上述技術問題，本申請提供了一種基於電化學、水處理技術、電子技術、數據通信等【技術領域】整合創新的與淨水裝置適配的智能物聯網系統，該智能物聯網系統包括:水質PH值檢測模塊、水質TDS與硬度檢測模塊、流量統計模塊、水路控制模塊、漏水檢測模塊、核心運算處理模塊、數據存儲模塊、屏顯控制模塊、安全報警模塊、傳感器誤差校準模塊、移動終端通訊配置模塊、雲端服務通訊模塊和智能耗材壽命測算模塊，其中，
[0008]所述水質pH值檢測模塊，分別與對水質pH值數據進行處理的所述核心運算處理模塊和發送校準信號的所述傳感器誤差校準模塊相耦接；
[0009]所述水質TDS與硬度檢測模塊，分別與對水質TDS與硬度數據進行處理的所述核心運算處理模塊和發送校準信號的所述傳感器誤差校準模塊相耦接；
[0010]所述流量統計模塊，與所述核心運算處理模塊相耦接；
[0011]所述水路控制模塊，與所述核心運算處理模塊相耦接；
[0012]所述漏水檢測模塊，分別與接收水路結果的所述核心運算處理模塊和所述安全報警豐吳塊相稱接；
[0013]所述核心運算處理模塊，分別與所述水質pH值檢測模塊、水質TDS與硬度檢測模塊、流量統計模塊、水路控制模塊、漏水檢測模塊、數據存儲模塊、移動終端通訊配置模塊、屏顯控制模塊、安全警報模塊和傳感器誤差校準模塊相耦接；
[0014]所述數據存儲模塊，與所述核心運算處理模塊相耦接；
[0015]所述移動終端通訊配置模塊，與所述核心運算處理模塊相耦接；
[0016]所述安全報警模塊，與所述核心運算處理模塊相耦接；
[0017]所述傳感器誤差校準模塊，分別與所述水質pH值檢測模塊、所述水質TDS與硬度檢測模塊和所述核心運算處理模塊相耦接；
[0018]所述屏顯控制模塊，與所述核心運算處理模塊相耦接；
[0019]所述雲端服務通訊模塊，分別與雲端服務平臺和所述核心運算處理模塊相耦接；
[0020]所述智能耗材壽命測算模塊，與所述核心運算處理模塊相耦接。
[0021]優選地，該智能物聯網系統還包括可燃氣體檢測通訊模塊，該可燃氣體檢測通訊模塊，與所述核心運算處理模塊相耦接。
[0022]優選地，所述核心運算處理模塊，包括:傳感器接口電路、中央處理單元、嵌入裝置和子模塊數據接口，其中，
[0023]所述傳感器接口電路，分別與所述水質pH值檢測模塊、水質TDS與硬度檢測模塊、流量統計模塊、漏水檢測模塊和所述中央處理單元相耦接；
[0024]所述子模塊數據接口，分別與水路控制模塊、可燃氣體檢測通訊模塊、雲端服務通訊模塊、智能耗材壽命測算模塊和中央處理單元相耦接；
[0025]所述中央處理單元，設有所述嵌入裝置，所述嵌入裝置為對硬體及其相應信號數據進行調度管理的FreerTOS作業系統，所述中央處理單元分別與所述傳感器接口電路、子模塊數據接口、數據存儲模塊、移動終端通訊配置模塊、屏顯控制模塊、安全警報模塊和傳感器誤差校準模塊相耦接。
[0026]優選地，所述水質pH值檢測模塊，包括:玻璃探頭和玻璃探頭數模轉換電路，其中，
[0027]所述玻璃探頭，為帶有溫度補償的化學玻璃探頭，分別置於所述智能淨水裝置的自來水入口處、純淨水入口處和粗濾水入口處，所述玻璃探頭與所述玻璃探頭對應的數模轉換電路相稱接；
[0028]所述玻璃探頭數模轉換電路，分別與所述玻璃探頭和所述核心運算處理模塊相耦接。
[0029]優選地，所述水質TDS與硬度檢測模塊，包括:TDS探測傳感器和TDS探測傳感器數模轉換電路，其中，
[0030]所述TDS探測傳感器，分別置於所述淨水裝置的自來水入口處和純淨水入口處，與所述TDS探測傳感器數模轉換電路相耦接；
[0031]所述TDS探測傳感器數模轉換電路，分別與所述TDS探測傳感器和所述核心運算處理模塊相耦接。
[0032]優選地，所述流量統計模塊，包括:霍爾電路流量計和霍爾電路流量計數模轉換電路，其中，
[0033]所述霍爾電路流量計，分別置於所述淨水裝置的自來水入口、自來水出口、純淨水入口、純淨水出口、粗濾水入口和粗濾水出口處，與所述霍爾電路流量計對應的數模轉換電路相稱接；
[0034]所述霍爾電路流量計數模轉換電路，分別與所述霍爾電路流量計和所述核心運算處理模塊相耦接。
[0035]優選地，所述漏水檢測模塊，包括:水電導探測傳感器和水電導信號處理電路，其中，
[0036]所述水電導探測傳感器，與所述信號處理電路相耦接；
[0037]所述水電導信號處理電路，分別與所述水電導探測傳感器和所述核心運算處理模塊相耦接。
[0038]優選地，所述安全報警模塊，包括:報警器、報警控制和處理電路，其中，
[0039]所述報警控制和處理電路，分別與所述核心運算處理模塊、報警器相耦接；
[0040]所述報警器，與所述報警控制和處理電路相耦接。
[0041]優選地，所述移動終端通訊配置模塊，包括:通訊控制電路、點對點式通訊接口和移動終端，其中，
[0042]所述移動終端,與點對點式通訊接口相稱接；
[0043]所述通訊控制電路，分別與所述移動終端、點對點式通訊接口和所述核心運算處理模塊相耦接，用於點對點式通訊接口的信號控制、及與移動終端、所述核心運算處理模塊之間的數據傳輸；
[0044]所述點對點式通訊接口，分別與所述移動終端和所述通訊控制電路相耦接。
[0045]與現有技術相比，本申請所述的與淨水裝置適配的智能物聯網系統，達到了如下效果:本申請提供的與淨水裝置適配的智能物聯網系統可以適配市面上絕大部分的淨水機(反滲透淨水器、超濾淨水機、納濾淨水機等)，並能夠不依賴淨水機本身完成水質智能檢測、耗材壽命智能測算、廚房漏水檢測與保護、水流量消耗與規律統計、廚房可燃氣體探測與報警(含本地與遠程)、探測傳感器智能校準等功能；對水處理耗材壽命的測算依據實際環境進行智能測算，並接受用戶移動終端的個性化配置；對檢測到的廚房可燃氣體洩露進行遠程報警，同時以低功耗方式實現。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0046]此處所說明的附圖用來提供對本申請的進一步理解，構成本申請的一部分，本申請的示意性實施例及其說明用於解釋本申請，並不構成對本申請的不當限定。在附圖中:
[0047]圖1為實施例一提供的與淨水裝置適配的智能物聯網系統結構圖；
[0048]圖2為實施例二提供的與淨水裝置適配的智能物聯網系統結構圖。

【具體實施方式】
[0049]如在說明書及權利要求當中使用了某些詞彙來指稱特定組件。本領域技術人員應可理解，硬體製造商可能會用不同名詞來稱呼同一個組件。本說明書及權利要求並不以名稱的差異來作為區分組件的方式，而是以組件在功能上的差異來作為區分的準則。如在通篇說明書及權利要求當中所提及的「包含」為一開放式用語，故應解釋成「包含但不限定於」。「大致」是指在可接收的誤差範圍內，本領域技術人員能夠在一定誤差範圍內解決所述技術問題，基本達到所述技術效果。此外，「耦接」一詞在此包含任何直接及間接的電性耦接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接於一第二裝置，則代表所述第一裝置可直接電性耦接於所述第二裝置，或通過其他裝置或耦接手段間接地電性耦接至所述第二裝置。說明書後續描述為實施本申請的較佳實施方式，然所述描述乃以說明本申請的一般原則為目的，並非用以限定本申請的範圍。本申請的保護範圍當視所附權利要求所界定者為準。
[0050]以下結合附圖對本申請作進一步詳細說明，但不作為對本申請的限定。
[0051]實施例一:
[0052]如圖1所示，為本實施例提供的與淨水裝置適配的智能物聯網系統結構圖，該智能物聯網系統包括:水質PH值檢測模塊101、水質TDS與硬度檢測模塊102、流量統計模塊103、水路控制模塊104、漏水檢測模塊105、核心運算處理模塊108、數據存儲模塊107、屏顯控制模塊106、安全報警模塊1014、傳感器誤差校準模塊1010、移動終端通訊配置模塊109、雲端服務通訊模塊1012和智能耗材壽命測算模塊1013，其中，
[0053]水質pH值檢測模塊101，分別與核心運算處理模塊108和傳感器誤差校準模塊1010相耦接，用於採集淨水裝置中的水質pH值數據並發送至核心運算處理模塊108進行處理，接收傳感器誤差模塊1010發送的校準信號對其中包含的pH值傳感器校準；
[0054]水質TDS與硬度檢測模塊102，分別與核心運算處理模塊108和傳感器誤差校準模塊1010相耦接，用於採集所述淨水裝置中的水質TDS與硬度數據，並發送至核心運算處理模塊108進行處理，接收傳感器誤差模塊1010發送來的校準信號對其中的水質TDS與硬度傳感器校準；
[0055]流量統計模塊103，與核心運算處理模塊108相耦接，用於採集水流量進行計量，並將計量數據發送至核心運算處理模塊108 ；
[0056]水路控制模塊104，與核心運算處理模塊108相耦接，用於接收核心運算處理模塊108發送來的切斷水路信號或接通水路信號；
[0057]漏水檢測模塊，分別與核心運算處理模塊108和安全報警模塊1014相耦接，用於檢測淨水裝置中的水路，並將檢測結果分別發送至核心運算處理模塊108和安全報警模塊1014 ；
[0058]核心運算處理模塊108，分別與水質pH值檢測模塊101、水質TDS與硬度檢測模塊102、流量統計模塊103、水路控制模塊104、漏水檢測模塊105、數據存儲模塊107、移動終端通訊配置模塊109、屏顯控制模塊106、安全警報模塊1014和傳感器誤差校準模塊1010相耦接，用於接收水質PH值檢測模塊101發送的水質pH值數據進行數據處理，將該處理後的數據與數據存儲模塊107裡的初始值或者與上一次的檢測值相比對，將比對結果發送至傳感器誤差校準模塊1010與安全報警模塊1014 ;還用於接收水質TDS與硬度檢測模塊102發送的水質TDS與硬度數據進行數據處理，將該處理後的數據與數據存儲模塊107裡的初始值或者與上一次的檢測值相比對，將比對結果發送至傳感器誤差校準模塊1010和安全報警模塊1014 ;還用於接收流量統計模塊103發送的計量數據進行數據處理，並發送至數據存儲模塊108，還根據漏水檢測模塊105發送的水路檢測結果，發送切斷水路信號或接通水路信號至水路控制模塊104 ;還用於接收漏水檢測模塊105發送的檢測結果並進行處理後，發送至水路控制模塊104、安全報警模塊1014和傳感器誤差校準模塊1010 ;還用於發送需要存儲的數據至數據存儲模塊107 ;還用於接收移動終端通訊配置模塊109發送的用戶的配置數據和參數；
[0059]數據存儲模塊107，與核心運算處理模塊108相耦接，用於接收核心運算處理模塊108發送的數據進行存儲；
[0060]移動終端通訊配置模塊109，與核心運算處理模塊108相耦接，用於設定用戶的配置數據和參數，並與核心運算處理模塊108進行數據交互；
[0061]安全報警模塊1014，與核心運算處理模塊108相耦接，用於根據核心運算處理模塊108發送的數據與該安全報警模塊1014內部設置的閾值進行比對得出警報信號並報m.1=I ，
[0062]傳感器誤差校準模塊1010，分別與水質pH值檢測模塊101、水質TDS與硬度檢測模塊102和核心運算處理模塊108相耦接，用於接收核心運算處理模塊108發送的數據並校準，將校準結果分別發送至水質PH值檢測模塊101和水質TDS與硬度檢測模塊102 ；
[0063]屏顯控制模塊106，與核心運算處理模塊108相耦接，用於接收並顯示核心運算處理模塊108發送的數據；
[0064]雲端服務通訊模塊1012，分別與雲端服務平臺和核心運算處理模塊108相耦接，用於與核心運算處理模塊108進行通訊數據交互，還用於與雲端服務平臺進行通訊數據交互。具體地，雲端服務通訊模塊1012用於本申請的智能淨水裝置與雲端服務平臺的通訊數據交互，該雲端服務通訊模塊1012主要由網絡互聯子模塊和數據結構組/解包協議處理電路組成。
[0065]本申請涉及的網絡通訊交互較複雜，對於能耗及可靠性的要求比較高，因此網絡互聯晶片採用高通qca4004 wifi晶片或工業級GSM/GPRS通訊晶片。當需要同雲端服務平臺進行通訊數據交互時，核心運算處理模塊108根據數據類型調用數據結構組/解包協議處理電路進行處理後由網絡互聯子模塊通過TCP/IP協議進行數據傳輸，數據傳輸的可靠性由二次握手協議保證。在沒有數據傳輸情況下，通過微量數據心跳維持網絡管道的連接暢通以保證緊急情況下數據傳輸的實時性。在wifi方案下，如果用戶的網絡連接不通，雲端服務平臺將推送消息到用戶的移動終端提醒用戶解決網絡連接問題。雲端服務平臺技術屬於現有技術，這裡不做具體描述。
[0066]智能耗材壽命測算模塊1013，與核心運算處理模塊108相耦接，用於測算智能淨水裝置中的耗材壽命並將測算結果發送至核心運算處理模塊1013。智能耗材壽命測算模塊1013主要由核心測算算法和通訊控制與數據信號處理電路組成，當核心預算處理模塊108通過將各種傳感器傳輸的信號、測算參數進行統一組包處理後調用智能耗材壽命測算模塊1013進行計算處理，完成後返回數據並由核心運算處理模塊108進行數據解包存儲、屏顯處理、遠程同步等一系列運算處理。
[0067]實施例二:
[0068]在實施例一的基礎上，提供了與淨水裝置適配的智能物聯網系統，如圖2所示，該智能物聯網系統包括:水質PH值檢測模塊101、水質TDS與硬度檢測模塊102、流量統計模塊103、水路控制模塊104、漏水檢測模塊105、核心運算處理模塊108、數據存儲模塊107、屏顯控制模塊106、安全報警模塊1014、傳感器誤差校準模塊1010、移動終端通訊配置模塊109、雲端服務通訊模塊1012和智能耗材壽命測算模塊1013，其中，
[0069]水質pH值檢測模塊101，分別與核心運算處理模塊108和傳感器誤差校準模塊1010相耦接，用於採集淨水裝置中的水質pH值數據並發送至核心運算處理模塊108進行處理，接收傳感器誤差模塊1010發送的校準信號對其中包含的pH值傳感器校準；
[0070]水質TDS與硬度檢測模塊102，分別與核心運算處理模塊108和傳感器誤差校準模塊1010相耦接，用於採集所述淨水裝置中的水質TDS與硬度數據，並發送至核心運算處理模塊108進行處理，接收傳感器誤差模塊1010發送來的校準信號對其中的水質TDS與硬度傳感器校準；
[0071]流量統計模塊103，與核心運算處理模塊108相耦接，用於採集水流量進行計量，並將計量數據發送至核心運算處理模塊108 ；
[0072]水路控制模塊104，與核心運算處理模塊108相耦接，用於接收核心運算處理模塊108發送來的切斷水路信號或接通水路信號；
[0073]漏水檢測模塊，分別與核心運算處理模塊108和安全報警模塊1014相耦接，用於檢測淨水裝置中的水路，並將檢測結果分別發送至核心運算處理模塊108和安全報警模塊1014 ；
[0074]核心運算處理模塊108，分別與水質pH值檢測模塊101、水質TDS與硬度檢測模塊102、流量統計模塊103、水路控制模塊104、漏水檢測模塊105、數據存儲模塊107、移動終端通訊配置模塊109、屏顯控制模塊106、安全警報模塊1014和傳感器誤差校準模塊1010相耦接，用於接收水質PH值檢測模塊101發送的水質pH值數據進行數據處理，將該處理後的數據與數據存儲模塊107裡的初始值或者與上一次的檢測值相比對，將比對結果發送至傳感器誤差校準模塊1010與安全報警模塊1014 ;還用於接收水質TDS與硬度檢測模塊102發送的水質TDS與硬度數據進行數據處理，將該處理後的數據與數據存儲模塊107裡的初始值或者與上一次的檢測值相比對，將比對結果發送至傳感器誤差校準模塊1010和安全報警模塊1014 ;還用於接收流量統計模塊103發送的計量數據進行數據處理，並發送至數據存儲模塊108，還根據漏水檢測模塊105發送的水路檢測結果，發送切斷水路信號或接通水路信號至水路控制模塊104 ;還用於接收漏水檢測模塊105發送的檢測結果並進行處理後，發送至水路控制模塊104、安全報警模塊1014和傳感器誤差校準模塊1010 ;還用於發送需要存儲的數據至數據存儲模塊107 ;還用於接收移動終端通訊配置模塊109發送的用戶的配置數據和參數；
[0075]數據存儲模塊107，與核心運算處理模塊108相耦接，用於接收核心運算處理模塊108發送的數據進行存儲；
[0076]移動終端通訊配置模塊109，與核心運算處理模塊108相耦接，用於設定用戶的配置數據和參數，並與核心運算處理模塊108進行移動數據交互；
[0077]安全報警模塊1014，與核心運算處理模塊108相耦接，用於根據核心運算處理模塊108發送的數據與該安全報警模塊1014內部設置的閾值進行比對得出警報信號並報m.1=I ，
[0078]傳感器誤差校準模塊1010，分別與水質pH值檢測模塊101、水質TDS與硬度檢測模塊102和核心運算處理模塊108相耦接，用於接收核心運算處理模塊108發送的數據並校準，將校準結果分別發送至水質PH值檢測模塊101和水質TDS與硬度檢測模塊102 ；
[0079]屏顯控制模塊106，與核心運算處理模塊108相耦接，用於接收並顯示核心運算處理模塊108發送的數據。
[0080]與淨水裝置適配的智能物聯網系統，還包括:可燃氣體檢測通訊模塊1011、雲端服務通訊模塊1012和智能耗材壽命測算模塊1013，其中，
[0081]可燃氣體檢測通訊模塊1011，與核心運算處理模塊108相耦接，用於接收由可燃氣體檢測裝置發送的可燃氣體信號並發送至核心運算處理模塊108。這裡的可燃氣體檢測裝置不在本申請範圍內，為市售的可燃氣體檢測裝置，包括:電化學可燃氣體傳感器和可燃氣體數模轉換電路，用於採集可燃氣體信號，並發送至本申請中的可燃氣體檢測通訊模塊
1011 ；
[0082]雲端服務通訊模塊1012，分別與雲端服務平臺和核心運算處理模塊108相耦接，用於與核心運算處理模塊108進行移動數據交互，還用於與雲端服務平臺進行通訊數據交互。雲端服務通訊模塊1012用於本申請的智能淨水裝置與雲端服務平臺的通訊和數據交互，主要由網絡互聯子模塊和數據結構組/解包協議處理電路組成。本申請涉及的網絡通訊交互較複雜，對於能耗及可靠性的要求比較高，因此網絡互聯晶片採用高通qca4004 wifi晶片或工業級GSM/GPRS通訊晶片。當需要同雲端服務平臺進行通訊數據交互時，核心運算處理模塊108根據數據類型調用數據結構組/解包協議處理電路進行處理後由網絡互聯子模塊通過TCP/IP協議進行數據傳輸，數據傳輸的可靠性由二次握手協議保證。在沒有數據傳輸情況下，通過微量數據心跳維持網絡管道的連接暢通以保證緊急情況下數據傳輸的實時性。在wifi方案下，如果用戶的網絡連接不通，雲端服務平臺將推送消息到用戶的移動終端提醒用戶解決網絡連接問題。雲端服務平臺技術屬於現有技術，這裡不做具體描述。
[0083]智能耗材壽命測算模塊1013，與核心運算處理模塊108相耦接，用於測算智能淨水裝置中的耗材壽命並將測算結果發送至核心運算處理模塊1013。
[0084]核心運算處理模塊108，包括:傳感器接口電路、中央處理單元、嵌入裝置和子模塊數據接口，其中，
[0085]傳感器接口電路，分別與水質pH值檢測模塊101、水質TDS與硬度檢測模塊102、流量統計模塊103、漏水檢測模塊105和中央處理單元相耦接，用於接收所述水質pH值檢測模塊101發送的水質pH值數據、水質TDS與硬度檢測模塊105發送的水質TDS與硬度數據、流量統計模塊103發送的計量數據和漏水檢測模塊105發送的水路檢測結果，並發送至所述中央處理單元；
[0086]子模塊數據接口，分別與水路控制模塊104、可燃氣體檢測通訊模塊1011、雲端服務通訊模塊1012、智能耗材壽命測算模塊1013和中央處理單元相耦接，用於接收所述中央處理單元發送的切斷水路信號或接通水路信號並發送至水路控制模塊104 ;還用於接收可燃氣體檢測通訊模塊1011發送的可燃氣體信號並發送至中央處理單元；還用於與雲端服務通訊模塊1012進行通訊數據交互；還用於接收所述智能耗材壽命測算模塊1013發送的耗材壽命測算結果並發送至中央處理單元；
[0087]中央處理單元，設有嵌入裝置，該嵌入裝置內包含嵌入系統，本實施例中的嵌入系統為對硬體及其相應信號數據進行調度管理的FreerTOS作業系統，中央處理單元分別與傳感器接口電路、子模塊數據接口、數據存儲模塊107、移動終端通訊配置模塊109、屏顯控制模塊106、安全警報模塊1014和傳感器誤差校準模塊1010相耦接，用於接收傳感器接口電路和子模塊數據接口發送的數據並進行處理，並分別發送至數據存儲模塊107、移動終端通訊配置模塊109、屏顯控制模塊106、安全警報模塊1014和傳感器誤差校準模塊1010 ；
[0088]水質pH值檢測模塊101，包括:玻璃探頭和玻璃探頭數模轉換電路，其中，
[0089]玻璃探頭，為帶有溫度補償的化學玻璃探頭，分別置於智能淨水裝置自來水入口處、純淨水入口處和粗濾水入口處，玻璃探頭與玻璃探頭對應的數模轉換電路相耦接，用於採集所述淨水裝置中的水質PH值模擬信號並發送至玻璃探頭數模轉換電路；
[0090]玻璃探頭數模轉換電路，分別與玻璃探頭和核心運算處理108模塊相耦接，用於接收所述玻璃探頭髮送的水質PH值模擬信號，轉換為數位訊號並發送至核心運算處理模塊 108。
[0091]水質TDS與硬度檢測模塊102，包括:TDS探測傳感器和TDS探測傳感器數模轉換電路，其中，
[0092]TDS探測傳感器，分別置於所述淨水裝置的自來水入口處和純淨水入口處，與所述TDS探測傳感器數模轉換電路相耦接，用於採集淨水裝置中的TDS與硬度模擬信號並發送至TDS探測傳感器數模轉換電路；
[0093]TDS探測傳感器數模轉換電路，分別與TDS探測傳感器和核心運算處理模塊108相耦接，用於接收TDS探測傳感器發送的TDS與硬度模擬信號，轉換為數位訊號並發送至核心運算處理模塊108。
[0094]流量統計模塊103，包括:霍爾電路流量計和霍爾電路流量計數模轉換電路，其中，
[0095]霍爾電路流量計，分別置於所述淨水裝置的自來水入口、自來水出口、純淨水入口、純淨水出口、粗濾水入口和粗濾水出口處，與霍爾電路流量計對應的數模轉換電路相耦接，用於採集所述淨水裝置的水流量模擬信號，並發送至所述霍爾電路流量計數模轉換電路；
[0096]霍爾電路流量計數模轉換電路，分別與霍爾電路流量計和核心運算處理模塊108相耦接，用於接收所述霍爾電路流量計發送的水流量模擬信號，轉換為數位訊號並發送至核心運算處理模塊108。
[0097]漏水檢測模塊105，包括:水電導探測傳感器和水電導信號處理電路，其中，
[0098]水電導探測傳感器，與信號處理電路相耦接，用於檢測電導信號並發送至所述水電導信號處理電路；
[0099]水電導信號處理電路，分別與水電導探測傳感器和核心運算處理模塊108相耦接，用於接收所述水電導探測傳感器的電導信號並處理後，發送至所述核心運算處理模塊108。
[0100]核心運算處理模塊108，接收漏水檢測模塊105發送的水路檢測結果，進行處理，判定是否漏水，當判定結果為漏水，發送切斷水路信號至水路控制模塊104切斷水路，同時發送漏水信號值安全警報模塊1014和雲端服務通訊模塊1012提醒用戶進行處理。
[0101]安全報警模塊1014，包括:報警器、報警控制和處理電路，其中，
[0102]報警控制和處理電路，分別與核心運算處理模塊108、報警器相耦接，用於接收核心運算處理模塊108發送的報警信號，並發送至報警器；
[0103]報警器，與所述報警控制和處理電路相耦接，用於接收所述報警控制和處理電路發送的報警信號，並進行報警操作。
[0104]移動終端通訊配置模塊109，包括:通訊控制電路、點對點式通訊接口和移動終端，其中，
[0105]移動終端，與點對點式通訊接口相耦接，用於接收用戶的配置數據和參數，處理後通過點對點式通訊接口與通訊控制電路進行通訊數據交互；
[0106]所述通訊控制電路，分別與所述點對點式通訊接口和所述核心運算處理模塊相耦接，用於點對點式通訊接口的信號控制、及與核心運算處理模塊108之間的數據傳輸；
[0107]所述點對點式通訊接口，分別與所述移動終端和所述通訊控制電路相耦接，用於和移動終端進行通訊數據交互，並通過通訊控制電路進行預處理後傳輸給核心運算處理模塊 108。
[0108]實施例三
[0109]結合圖2，在實施例2的基礎上，對本申請提供的與淨水裝置適配的智能物聯網系統進行說明。
[0110]水質pH值檢測模塊101主要由帶有溫度補償的化學玻璃探頭和與其對應的數模轉換電路組成，玻璃探頭分別放置在自來水入口處、純淨水入口處和粗濾水入口處，探測到的數據發送至核心運算處理模塊模塊108，由核心運算處理模塊108進行數據處理，如果處理後的數值明顯超出合理範圍或與數據存儲模塊107裡的初始值以及上一次的測試值有明顯差別，則調用傳感器智能校準模塊1010對傳感器進行校準，同時通過雲端服務通訊模塊1012將該數值上傳到雲服務平臺；校準後再一次檢測後組包傳送到雲服務平臺，雲服務平臺將通過大數據計算來返回該值雲端校準的結果並進行存儲；如果雲服務平臺校準後的數字依然超出合理範圍或比之前存儲的合理值存在較大偏差，則啟動安全報警模塊1014，預警可能的水質異常或汙染。
[0111]水質TDS與硬度檢測模塊102主要由TDS探測傳感器和與其相應的數模轉換電路組成，TDS探測傳感器分別放置在自來水入口處和純淨水入口處，探測到的數據發送至核心運算處理模塊108，由核心預算處理模108進行數據處理，如果處理後的數值明顯超出合理範圍或與數據存儲模塊裡的初始值以及上一次的測試值由明顯差別，則調用傳感器智能校準模塊1010對傳感器進行校準，同時通過雲端服務通訊模塊1012將該數值上傳到雲服務平臺；校準後再一次檢測後組包傳送到雲服務平臺，雲服務平臺將通過大數據計算來返回該值雲端校準的結果並進行存儲；如果雲服務平臺校準後的數字依然超出合理範圍或比之前存儲的合理值存在較大偏差，則啟動安全報警模塊1014，預警可能的水質異常或汙染。
[0112]流量統計模塊103主要由霍爾電路流量計與相應的數模轉換電路組成，霍爾電路流量計分別連接自來水入口和出口、純淨水入口和出口以及粗濾水入口和出口處用於對各種水的流量進行計量，計量到的數據由核心預算處理模塊108進行數據處理後通過雲端服務通訊模塊1011將該數值上傳到雲服務平臺並由數據存儲模塊107進行計算後進行存儲。
[0113]水路控制模塊104主要由電磁閥和相應控制電路組成，電磁閥是水路控制模塊的組成部分，其與控制電路直接連接，由控制電路控制其開啟或閉合。控制電路通過接口與核心運算與處理模塊連接。水路控制模塊104的接口與自來水入口處相連。當水路控制模塊104接收到核心預算處理模塊108的指令時，根據指令類型進行切斷或接通水路的操作，這樣可以有效避免因用戶家淨水機或本產品故障引起的各種漏水事故。
[0114]漏水檢測模塊105主要由水電導探測傳感器和信號處理電路組成，水電導探測傳感器105檢測到電導信號後，由信號處理電路和核心運算處理模，108進行處理，如果處理後的結果判定為漏水時，則調用水路控制模塊104切斷水路，同時調用安全報警模1014和雲端服務通訊模塊1012進行本地和遠程報警，提醒用戶進行處理，如果用戶通過移動終端反饋報警有誤，則雲端服務平臺下發指令由核心運算處理模塊108調用傳感器誤差校準模塊1010對漏水檢測傳感器進行校準。
[0115]傳感器誤差校準模塊1010主要由並行通訊子模塊、識別子模塊以及校準算法處理子模塊組成。多支傳感器通過並行通訊子模塊經由識別子模塊與核心運算處理模塊108進行通訊數據交互，在完成身份識別與算法匹配後由校準算法處理進行參數設定，最後由核心運算處理模塊108進行數據讀寫操作從而完成校準。校準算法通過雲端大數據的樣本分析和計算進行不定期修正和完善，結果通過雲服務平臺進行數據下發後，由核心運算處理模塊108調用傳感器誤差校準模塊1010進行更新。
[0116]可燃氣體檢測通訊模塊1011，與所述核心運算處理模塊相耦接，用於接收由可燃氣體檢測裝置發送的可燃氣體信號並發送至所述核心運算處理模塊。這裡的可燃氣體檢測裝置不在本申請範圍內，為市售的可燃氣體檢測裝置，包括:電化學可燃氣體傳感器和可燃氣體數模轉換電路，用於採集可燃氣體信號，並發送至本申請中的可燃氣體檢測通訊模塊1011。可燃氣體檢測通訊模塊1011對可燃氣體檢測裝置發送的可燃氣體信號進行處理和數據反饋，主要由信號收發器、數模轉換電路、信號處理與協議解析電路組成。信號收發器與數模轉換電路相耦接，數模轉換電路與信號處理與協議解析電路相耦接。可燃氣體檢測通訊模塊1011與核心運算處理模塊108連接，同時可燃氣體檢測裝置與可燃氣體檢測通訊模塊1011互相通過信號收發器無線連接。數模轉換電路將信號收發器的信號轉換後由信號處理與協議解析電路處理後由核心運算處理模塊108進行規則判定、遠程報警等處理。當可燃氣體檢測通訊模塊的探測終端發出檢測信號後由可燃氣體檢測通訊模塊1011進行信號處理，並解析協議後交由核心運算處理模塊108進行運算與規則判定，並通過雲端服務模塊1012將數據上傳，然後依據判定值進行安全報警。如果用戶通過移動終端通訊配置模塊109中的移動終端反饋報警有誤，則雲端下發指令對可燃氣體檢測裝置的傳感器進行智能誤差校準。
[0117]雲端服務通訊模塊1012用於本申請的智能淨水裝置與雲端服務平臺的通訊和數據交互，主要由網絡互聯子模塊和數據結構組/解包協議處理電路組成。本申請涉及的網絡通訊交互較複雜，對於能耗及可靠性的要求比較高，因此網絡互聯晶片採用高通qca4004wifi晶片或工業級GSM/GPRS通訊晶片。當需要同雲端服務平臺進行通訊數據交互時，核心運算處理模塊108根據數據類型調用數據結構組/解包協議處理電路進行處理後由網絡互聯子模塊通過TCP/IP協議進行數據傳輸，數據傳輸的可靠性由二次握手協議保證。在沒有數據傳輸情況下，通過微量數據心跳維持網絡管道的連接暢通以保證緊急情況下數據傳輸的實時性。在wifi方案下，如果用戶的網絡連接不通，雲端服務平臺將推送消息到用戶的移動終端提醒用戶解決網絡連接問題。雲端服務平臺技術屬於現有技術，這裡不做具體描述。
[0118]安全報警模塊1014主要由報警器、報警控制與處理電路組成，核心運輸處理模塊108通過事件監聽任務線程檢測到本申請中全部設備的傳感器的信號並進行算法處理後，將與預先設定的閾值進行比對，如果符合報警條件則啟動本地與用戶移動終端報警，當為有效報警時在用戶進行處理後並且傳感器信號回到正常範圍時報警自動取消。當為無效報警時，則用戶可以通過本地及移動終端進行關閉，關閉後安全報警模塊1014自動調用傳感器誤差校準模塊1010進行傳感器校準。
[0119]智能耗材壽命測算模塊1013主要由核心測算算法和通訊控制與數據信號處理電路組成，當核心預算處理模塊108通過將各種傳感器傳輸的信號、測算參數進行統一組包處理後調用智能耗材壽命測算模塊1013進行計算處理，完成後返回數據並由核心運算處理模塊108進行數據解包存儲、本地屏顯處理、遠程同步等一系列運算處理。
[0120]核心運算處理模塊108，主要由傳感器接口電路、中央處理單元、嵌入裝置、子模塊數據接口等組成。核心運算處理模塊108，分別與水質pH值檢測模塊101、水質TDS與硬度檢測模塊102、流量統計模塊103、水路控制模塊104、漏水檢測模塊105、數據存儲模塊107、移動終端通訊配置模塊109、屏顯控制模塊106、安全警報模塊1014和傳感器誤差校準模塊1010相耦接，用於接收水質pH值檢測模塊101發送的水質pH值數據進行數據處理，將該處理後的數據與數據存儲模塊107裡的初始值或者與上一次的檢測值相比對，將比對結果發送至傳感器誤差校準模塊1010與安全報警模塊1014 ;還用於接收水質TDS與硬度檢測模塊102發送的水質TDS與硬度數據進行數據處理，將該處理後的數據與數據存儲模塊107裡的初始值或者與上一次的檢測值相比對，將比對結果發送至傳感器誤差校準模塊1010和安全報警模塊1014 ;還用於接收流量統計模塊103發送的計量數據進行數據處理，並發送至數據存儲模塊108，還根據漏水檢測模塊105發送的水路檢測結果，發送切斷水路信號或接通水路信號至水路控制模塊104 ;還用於接收漏水檢測模塊105發送的檢測結果並進行處理後，發送至水路控制模塊104、安全報警模塊1014和傳感器誤差校準模塊1010 ；還用於發送需要存儲的數據至數據存儲模塊107 ;還用於接收移動終端通訊配置模塊109發送的用戶的配置數據和參數。其中嵌入裝置(內設嵌入系統)，包含任務管理、時間管理、信號堆棧、消息隊列、內存管理、記錄功能等等，用於對各種硬體及其相應信號數據進行調度管理處理。基於對可移植性、可擴展性、高可靠性以及低功耗、高資源利用率等特性的要求，由於本專利產品的傳感器數據較多，為了能夠對一些特殊異常情況的撲捉和處理，特對FreeRTOS的信號堆棧和消息隊列進行了二次開發，同時對原生的部分處理邏輯進行了簡化，這樣能夠使得代碼執行的效率更高，錯誤的概率也降低了。本實施例中的嵌入系統是在FreeRTOS的基礎上進行了裁剪和二次開發，針對本申請實現的產品進行了專門的設計和優化。現有技術主要採用單片機的方案，整個系統只能按照預先設定的程序工作，不具備可擴展性。本申請採用插件式的高可擴展性的設計，對後續增加新的功能時，只需要增加相應的檢測傳感器和進行少量的程序開發工作就可以完成，大大提高了前期投資的利用率和研發人員的開發效率。
[0121]數據存儲模塊107主要由數據傳輸電路、高速電位數據寄存子模塊和可記憶式數據存儲子模塊組成。高速電位數據寄存子模塊主要用於存儲一些中間交換臨時數據，可記憶式數據存儲子模塊主要用於存儲永久狀態數據，以便在硬體重新啟動後的恢復狀態時使用。
[0122]移動終端通訊配置模塊109主要由通訊控制電路、點對點式通訊接口協議和移動終端移動終端組成。在本申請的淨水裝置首次啟動時，需要通過本模塊進行基礎信息配置和參數設定，通過點對點的通訊協議，移動終端可以不依賴其他網絡與該產品進行數據交換。由於移動終端具有完善和豐富的用戶交互接口，這樣可以避免傳統的通過硬體本身去配置和設定參數(通常這樣用戶體驗很差)，大幅提高了用戶的使用體驗和交互可靠性。
[0123]屏顯控制模塊106主要由液晶顯示屏和屏顯控制電路組成，基於成本考慮，本申請的智能淨水裝置中顯示屏採用傳統數碼管方式，而數碼管對屏幕的管腳數量要求高，而核心預算處理模塊108中的中央處理單元對硬體1的支持有數量限制。本申請的智能淨水裝置中的顯示內容比較多，為了能夠節省管腳和1資源，本申請中採用了矩陣遍歷的設計方式，這樣在有限管腳的情況下可以實現1資源的復用，解決了管腳數量和1資源之間的矛盾，有效地降低了成本。
[0124]與現有技術相比，本申請所述的與淨水裝置適配的智能物聯網系統，達到了如下效果:本申請提供的與淨水裝置適配的智能物聯網系統可以適配市面上絕大部分的淨水機(反滲透淨水器、超濾淨水機、納濾淨水機等)，並能夠不依賴淨水機本身完成水質智能檢測、耗材壽命智能測算、廚房漏水檢測與保護、水流量消耗與規律統計、廚房可燃氣體探測與報警(含本地與遠程)、探測傳感器智能校準等功能。雖然本實用新型的實施例中描述的與淨水裝置適配的智能物聯網系統看似原理簡單，實際上是實用新型人經過大量實踐後，通過技術創新的不斷研究以及實際困難的不斷總結所形成的創新研發產品，並非本領域技術人員通過簡單結構拼湊的方式能夠想到的。
[0125]上述說明示出並描述了本申請的若干優選實施例，但如前所述，應當理解本申請並非局限於本文所披露的形式，不應看作是對其他實施例的排除，而可用於各種其他組合、修改和環境，並能夠在本文所述申請構想範圍內，通過上述教導或相關領域的技術或知識進行改動。而本領域人員所進行的改動和變化不脫離本申請的精神和範圍，則都應在本申請所附權利要求的保護範圍內。
【權利要求】
1.一種與淨水裝置適配的智能物聯網系統，其特徵在於，該智能物聯網系統包括:水質pH值檢測模塊、水質TDS與硬度檢測模塊、流量統計模塊、水路控制模塊、漏水檢測模塊、核心運算處理模塊、數據存儲模塊、屏顯控制模塊、安全報警模塊、傳感器誤差校準模塊、移動終端通訊配置模塊、雲端服務通訊模塊和智能耗材壽命測算模塊，其中， 所述水質pH值檢測模塊，分別與對水質pH值數據進行處理的所述核心運算處理模塊和發送校準信號的所述傳感器誤差校準模塊相耦接； 所述水質TDS與硬度檢測模塊，分別與對水質TDS與硬度數據進行處理的所述核心運算處理模塊和發送校準信號的所述傳感器誤差校準模塊相耦接； 所述流量統計模塊，與所述核心運算處理模塊相耦接； 所述水路控制模塊，與所述核心運算處理模塊相耦接； 所述漏水檢測模塊，分別與接收水路結果的所述核心運算處理模塊和所述安全報警模塊相耦接； 所述核心運算處理模塊，分別與所述水質pH值檢測模塊、水質TDS與硬度檢測模塊、流量統計模塊、水路控制模塊、漏水檢測模塊、數據存儲模塊、移動終端通訊配置模塊、屏顯控制模塊、安全警報模塊和傳感器誤差校準模塊相耦接； 所述數據存儲模塊，與所述核心運算處理模塊相耦接； 所述移動終端通訊配置模塊，與所述核心運算處理模塊相耦接； 所述安全報警模塊，與所述核心運算處理模塊相耦接； 所述傳感器誤差校準模塊，分別與所述水質pH值檢測模塊、所述水質TDS與硬度檢測模塊和所述核心運算處理模塊相耦接； 所述屏顯控制模塊，與所述核心運算處理模塊相耦接； 所述雲端服務通訊模塊，分別與雲端服務平臺和所述核心運算處理模塊相耦接； 所述智能耗材壽命測算模塊，與所述核心運算處理模塊相耦接。
2.根據權利要求1所述的與淨水裝置適配的智能物聯網系統，其特徵在於，該智能物聯網系統還包括:可燃氣體檢測通訊模塊，該可燃氣體檢測通訊模塊，與所述核心運算處理模塊相耦接。
3.根據權利要求1所述的與淨水裝置適配的智能物聯網系統，其特徵在於，所述核心運算處理模塊，包括:傳感器接口電路、中央處理單元、嵌入裝置和子模塊數據接口，其中， 所述傳感器接口電路，分別與所述水質pH值檢測模塊、水質TDS與硬度檢測模塊、流量統計模塊、漏水檢測模塊和所述中央處理單元相耦接； 所述子模塊數據接口，分別與水路控制模塊、可燃氣體檢測通訊模塊、雲端服務通訊模塊、智能耗材壽命測算模塊和中央處理單元相耦接； 所述中央處理單元，其中設有所述嵌入裝置，分別與所述傳感器接口電路、子模塊數據接口、數據存儲模塊、移動終端通訊配置模塊、屏顯控制模塊、安全警報模塊和傳感器誤差校準模塊相耦接。
4.根據權利要求1所述的與淨水裝置適配的智能物聯網系統，其特徵在於， 所述水質pH值檢測模塊，包括:玻璃探頭和玻璃探頭數模轉換電路，其中， 所述玻璃探頭，為帶有溫度補償的化學玻璃探頭，分別置於所述智能淨水裝置的自來水入口處、純淨水入口處和粗濾水入口處，所述玻璃探頭與所述玻璃探頭對應的數模轉換電路相耦接； 所述玻璃探頭數模轉換電路，分別與所述玻璃探頭和所述核心運算處理模塊相耦接。
5.根據權利要求1所述的與淨水裝置適配的智能物聯網系統，其特徵在於，所述水質TDS與硬度檢測模塊，包括:TDS探測傳感器和TDS探測傳感器數模轉換電路，其中， 所述TDS探測傳感器，分別置於所述淨水裝置的自來水入口處和純淨水入口處，與所述TDS探測傳感器數模轉換電路相耦接； 所述TDS探測傳感器數模轉換電路，分別與所述TDS探測傳感器和所述核心運算處理模塊相耦接。
6.根據權利要求1所述的與淨水裝置適配的智能物聯網系統，其特徵在於，所述流量統計模塊，包括:霍爾電路流量計和霍爾電路流量計數模轉換電路，其中， 所述霍爾電路流量計，分別置於所述淨水裝置的自來水入口、自來水出口、純淨水入口、純淨水出口、粗濾水入口和粗濾水出口處，與所述霍爾電路流量計對應的數模轉換電路相率禹接； 所述霍爾電路流量計數模轉換電路，分別與所述霍爾電路流量計和所述核心運算處理模塊相耦接。
7.根據權利要求1所述的與淨水裝置適配的智能物聯網系統，其特徵在於，所述漏水檢測模塊，包括:水電導探測傳感器和水電導信號處理電路，其中， 所述水電導探測傳感器，與所述信號處理電路相耦接； 所述水電導信號處理電路，分別與所述水電導探測傳感器和核心運算處理模塊相耦接。
8.根據權利要求1所述的與淨水裝置適配的智能物聯網系統，其特徵在於，所述安全報警模塊，包括:報警器、報警控制和處理電路，其中， 所述報警控制和處理電路，分別與所述核心運算處理模塊和報警器相耦接； 所述報警器，與所述報警控制和處理電路相耦接。
9.根據權利要求1所述的與淨水裝置適配的智能物聯網系統，其特徵在於，所述移動終端通訊配置模塊，包括:通訊控制電路、點對點式通訊接口和移動終端，其中， 所述移動終端，與點對點式通訊接口相耦接； 所述通訊控制電路，分別與所述移動終端、點對點式通訊接口和所述核心運算處理模塊相耦接，用於點對點式通訊接口的信號控制、與所述移動終端和核心運算處理模塊之間的數據傳輸； 所述點對點式通訊接口，分別與所述移動終端和通訊控制電路相耦接。
【文檔編號】G05B19/418GK204256492SQ201420628244
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年10月27日 優先權日:2014年10月27日
【發明者】宋建峰, 朱偉華 申請人:宋建峰