一种自来水管道智能监控数据盒及监控系统 |
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| 申请号 | CN201811366466.8 | 申请日 | 2018-11-16 | 公开(公告)号 | CN109680762A | 公开(公告)日 | 2019-04-26 |
| 申请人 | 徐浩然; 徐军; | 发明人 | 徐浩然; 徐军; 宗永祥; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种自来 水 管道智能监控数据盒及 监控系统 ，所述数据盒安装在水表后端，包括三个模 块 ： 净化 、数据、控 制模 块，净化模块包括：杀菌、水质净化装置；数据模块包括：进、出水水质、流量 传感器 、信息PCB 控制器 ； 控制模块 包括：电磁 阀 、水量控制器、 温度 控制器。系统工作原理为 自来水 在所述净化模块内被净化的同时检测水质，检测数据通过信息PCB控制器发送到 云 平台，云平台每天发送住宅自来水系统的运行、水质、使用习惯等信息给住宅用户；信息PCB控制器在发生漏水时自动关闭 电磁阀 ；本发明集杀菌、净化水质、防漏水、采集自来水 管道系统 信息等于一体，对城市供水系统进行实时运行、监测管理，以实现物物相连的 物联网 功能。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种自来水管道智能监控数据盒，其特征在于，用于接入在智能监控数据盒外部的进水管道(11)与出水管道(12)之间，所述智能监控数据盒包括净化模块、数据模块和控制模块； |
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| 说明书全文 | 一种自来水管道智能监控数据盒及监控系统技术领域背景技术[0002] 现代社会逐步进入智能化时代，针对建筑系统的智能化控制技术与设备层出不穷，可以说应有尽有，大部分对智慧城市、智能家居以及厨房用具的智能化控制，但是面对城市自来水管网、建筑自来水管道系统的智能化管理、监控和物联网领域的软件、硬件目前尚没有被系统地开发出来，现有技术很难做到全面对城市自来水管网、建筑自来水管道系统的漏水、水质、水温和供水进行检测和控制以及数据的分析、传输，无法实现物物相连的物联网功能。基于以上缺陷和不足，有必要对现有的技术予以改进，设计出一种基于互联网、移动互联网云平台的具有物联网功能的城市自来水管网、建筑自来水管道系统智能监控数据盒和软硬件监控系统。 发明内容[0003] 为了克服现有技术存在的不足，本发明提供了一种自来水管道智能监控数据盒及监控系统，能够实时监测水质、水量和水温，让用户放心喝水用水；发生漏水故障时及时关闭漏水管道，让漏水带来的损失降到最低；同时便于管道的及时维修；自动净化自来水，避免购置昂贵净化杀菌设备，降低使用成本；便于物业管理；每日收集的千家万户自来水水质信息汇总以后积少成多即可成为城市自来水水质大数据，为城市管理、小区物业管理、自来水公司以及水资源相关单位提供真实、可靠的实时大数据。其技术方案如下： [0005] 所述净化模块包括壳体及设置在所述壳体内部的第一管道、净化器和第二管道，所述第一管道的一端与所述进水管道连通，另一端与所述净化器的入口连通，所述净化器的出口与第二管道的一端连通，所述第二管道的另一端与所述出水管道连通； [0006] 所述数据模块包括用于对流经智能监控数据盒的进水端水流进行水质检测的水质传感器，分别对杀菌净化前、净化后的水质进行检测，所述控制模块包括信息PCB控制器，所述水质传感器与所述信息PCB控制器电连接，所述信息PCB控制器根据所述水质传感器的检测结果对自来水水质进行分析、数据传输及监控管理，分别对杀菌、净化前、净化后的水质进行监测、评估。 [0007] 进一步地，所述控制模块还包括无线通信模块，所述信息PCB控制器内置无线通信模块并与智能监控数据盒外部的云平台或客户端通信连接。 [0008] 进一步地，所述第一管道的进水端和所述第二管道的出水端均设有水质传感器，所述第二管道的出水端还设有流量传感器，所述控制模块还包括设置在第二管道上的电磁阀，所述流量传感器与所述信息PCB控制器的输入端电连接，所述电磁阀与所述信息PCB控制器的输出端电连接。所述电磁阀与流量传感器共同工作，当所述位于盒内的进水端水质传感器和经过净化以后的出水端的水质传感器、流量传感器以及位于自来水管道系统出水终端(水龙头入口端)的水质传感器、流量传感器，把流经的流量通过这三处的传感器所监测到的流量信息发送到信息PCB控制器，信息PCB控制器对该信息进行计算分析得出是否发生流量减少来判断管道系统是否漏水，当所述信息PCB控制器判断发生漏水故障后，立即自动发送关闭信息给盒内的电磁阀，电磁阀即刻执行关闭指令，从而达到智能化解决漏水故障的功能。电磁阀关闭以后，信息PCB控制器立即发生自来水管道漏水故障信息给用户，通知用户对管道系统进行及时维修。 [0009] 进一步地，所述控制模块还包括设置在所述壳体表面的显示屏，所述显示屏与所述信息PCB控制器的输出端电连接，所述显示屏用于显示所述信息PCB控制器主要的监测信息。 [0010] 进一步地，所述净化模块还包括设置在所述壳体内部的紫外线杀菌灯，所述第一管道为透明管道，透明管道为螺旋状态或者多个弯曲状，以增加水流被紫外线杀菌的面积和时间；所述紫外线杀菌灯用于对第一管道透明管道中的自来水进行杀菌操作。 [0011] 另一方面，本发明提供了一种自来水管道智能监控系统，包括进水管道、出水管道及如上所述的自来水管道智能监控数据盒，所述出水管道与一个或多个管道支路连通，每个管道支路的末端与水龙头或其他出水装置连通； [0012] 所述自来水管道智能监控系统还包括用于接收自来水管道智能监控数据盒中信息PCB控制器发送的数据的云平台或客户端。 [0014] 进一步地，所述进水管道或出水管道中设有水流发电机，所述水流发电机与信息PCB控制器以及系统内全部的水质传感器和流量传感器连接，所述水流发电机为所述信息PCB控制器、水质传感器和流量传感器提供能源。 [0015] 进一步地，所述水龙头的入口侧管道处设有与所述信息PCB控制器电连接的水质传感器、流量传感器和温度传感器。 [0016] 进一步地，所述自来水管道智能监控数据盒的壳体上安装有两个直插式接头，所述进水管道与自来水管道智能监控数据盒的第一管道通过直插式接头连接，所述出水管道与自来水管道智能监控数据盒的第二管道通过直插式接头连接。 [0017] 本发明提供的技术方案带来的有益效果如下： [0018] 1)能够实时监测水质、水量和水温，让用户喝水、用水时喝的明白、用的明白； [0019] 2)能够自动杀菌、净化水质，避免重复购置昂贵净化杀菌设备，降低使用成本； [0020] 3)能够自动实时监测、终止自来水管道发生的漏水故障，同时通知用户及时维修，把漏水导致的财产损失降到最低； [0021] 4)能够通过互联网、移动互联网远程控制家庭用水，包括水温调节和水量的排放；实现远程控制管理，家中无人的情况下，也可以给宠物、花草供水； [0023] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0024] 图1是本发明实施例提供的自来水管道智能监控数据盒的结构示意图； [0025] 图2是本发明实施例提供的自来水管道智能监控系统的结构示意图。 [0026] 其中，附图标记包括：11-进水管道，12-出水管道，13-管道支路，14-水龙头，15-水流发电机，16-总阀，17-水表，2-自来水管道智能监控数据盒，21-壳体，22-第一管道，23-净化器，24-第二管道，25-信息PCB控制器，26-电磁阀，27-水质传感器，210-紫外线杀菌灯，211-显示屏，31-热水器，32-温控器，41-云平台，42-客户端，5-直插式接头。 具体实施方式[0027] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。 [0028] 需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书中的术语术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。 [0029] 在本发明的一个实施例中，提供了一种自来水管道智能监控数据盒，用于接入在智能监控数据盒外部的进水管道11与出水管道12之间，所述智能监控数据盒包括净化模块、数据模块和控制模块，具体参见图1： [0030] 所述净化模块包括壳体21及设置在所述壳体21内部的第一管道22、紫外线杀菌灯210、净化器23和第二管道24，所述第一管道22为透明管道，透明管道为螺旋状态或者多个弯曲状，以增加水流被紫外线杀菌的面积和时间；所述第一管道22的一端与所述进水管道 11连通，另一端与所述净化器23的入口连通，所述净化器23的出口与第二管道24的一端连通，所述第二管道24的另一端与所述出水管道12连通，所述紫外线杀菌灯210用于对第一管道22中的自来水进行杀菌操作。 [0031] 所述数据模块包括用于对流经智能监控数据盒的流体进行检测的水质传感器27，所述控制模块包括信息PCB控制器25，所述水质传感器27与所述信息PCB控制器25电连接，所述信息PCB控制器25根据所述水质传感器27的检测结果对自来水管道进行监控管理，即参见图2，所述数据盒中设有P1和P2两个检测点，P1检测点设置在第一管道22的进水端，P2检测点设置在所述第二管道24的出水端，所述P1检测点、P2检测点处均设有水质传感器27，分别对应检测自来水公司的自来水水质以及经过智能监控数据盒后杀菌净化的自来水水质。 [0032] 如图2所示，即在建筑进户自来水管道水表17旁位置，设置一个自来水管道智能监控数据盒2，参见图1，所述数据盒内安装有紫外线杀菌灯210、净化器23以及信息PCB控制器25和电池，自来水管道在盒内部分(第一管道22)为透明管道，当开启水龙头时，水流在管道内流动，就可以自动启动紫外线杀菌灯210工作，对流经透明管道的自来水首先进行杀菌处理，可以达到99％以上的杀菌率，然后再经过净化器23进行水质净化，净化的水通过建筑自来水管道输送的各个用水位置(管道支路13)，在各用水位置终端内，设置水质、水温、漏水等信息感应探测器，可以实时对使用的水质、水温等信息进行检测，并及时通过信息PCB控制器把每日的水质、水温、流速等等信息汇总，发送给业主手机和物业机构，这些信息通过长期积累，可以汇总形成用户使用报告，对城市水质可以形成水质资料大数据报告。 [0033] 明显地，为了实现信息PCB控制器25与无线云平台进行数据通信，所述自来水管道智能监控数据盒2的控制模块还包括无线通信模块(可选内置于信息PCB控制器25)，所述信息PCB控制器25通过无线通信模块与智能监控数据盒外部的云平台41和/或客户端42通信连接。 [0034] 为了监测管道漏水情况，所述数据模块还包括流量传感器，所述流量传感器可选地设置在P2检测点，所述控制模块还包括设置在第二管道24上的电磁阀26，所述流量传感器与所述信息PCB控制器25的输入端电连接，所述电磁阀26与所述信息PCB控制器25的输出端电连接。当流量传感器探测到漏水发生时，可以发送指令关闭所述电磁阀26，将漏水的损失降低到最少，同时及时发通知消息给业主，让其尽快对漏水管道进行维修。所述电磁阀与流量传感器共同工作，当所述位于盒内的进水端(P1检测点)水质传感器、流量传感器和经过净化以后的出水端(P2检测点)的水质传感器、流量传感器以及位于自来水管道系统出水终端(水龙头入口端、P3检测点)的水质传感器、流量传感器，把流经的流量通过这三处的传感器所监测到的流量信息发送到信息PCB控制器，信息PCB控制器对该信息进行计算分析得出是否发生流量减少来判断管道系统是否漏水，当所述信息PCB控制器判断发生漏水故障后，立即自动发送关闭信息给盒内的电磁阀，电磁阀即刻执行关闭指令，从而达到智能化解决漏水故障的功能。电磁阀关闭以后，信息PCB控制器立即发生自来水管道漏水故障信息给用户，通知用户对管道系统进行及时维修。需要说明的是，所述P1检测点、P2检测点、P3检测点处设置的传感器可优选为集成化结构，即水质传感器与流量传感器集成为一体，甚至P3检测点处的水质传感器、流量传感器和温度传感器集成为一体，显然，非集成化结构的传感器同样可以实现本发明的技术方案。 [0035] 在一个优选的实施例中，所述控制模块还包括设置在所述壳体21表面的显示屏211，所述显示屏211与所述信息PCB控制器25的输出端电连接，所述显示屏211用于显示所述信息PCB控制器25主要的监测信息，比如水质、水温、水流、水速、水压等信息。 [0036] 除了采用常规的电池为信息PCB控制器25供电以下，还可以采取其他供电方式，比如：所述进水管道11或出水管道12中设有水流发电机15，所述水流发电机15与信息PCB控制器25连接并为其提供电源，同时还可以为系统内所有的传感器(水质传感器、流量传感器、温度传感器)提供电源。 [0037] 在本发明的一个实施例中，进一步提供了一种自来水管道智能监控系统，参见图2，所述系统包括进水管道11、出水管道12及如上实施例所述的自来水管道智能监控数据盒 2，所述出水管道12与一个或多个管道支路13连通，每个管道支路13的末端与水龙头14(或其他出水装置，比如花洒喷头等等)连通。 [0038] 所述自来水管道智能监控系统还包括用于接收自来水管道智能监控数据盒2中信息PCB控制器25发送的数据的云平台41和/或客户端42。 [0039] 在出水终端即水龙头14前侧管道处设置检测点P3，所述检测点P3处设有与所述信息PCB控制器25电连接的水质传感器27、流量传感器和温度传感器，其中，所述温度传感器检测水龙头14的出水温度。如上所述，检测点P3的三个传感器可以集成为一体。 [0040] 本发明中水质传感器27为定制产品，所述流量传感器有两种实施方式：一种是设置在水管外壁，检测漏水噪声信号；另一种是设置在水管内壁，利用计算P2检测点的水流量与P3检测点的水流量的差值，来判断管道是否发生漏水，针对于后者，由于是和管道内的水接触，可以实现将P1检测点和P2检测点的水质传感器27、流量传感器集成为一体，将P3检测点的水质传感器27、流量传感器和温度传感器集成为一体。 [0041] 按照家庭用热水需求，全部或部分管道支路13上设有热水器31，所述热水器31的输出端管道上设有用于调节热水器加热温度的温控器32，所述温控器32与所述信息PCB控制器25的输出端电连接，即可实现与信息PCB控制器25远程通信来操控温控器32，以远程控制加热器31的热水温度。 [0042] 综上，系统功能如下： [0043] 1、让用户每日可以放心地喝水、用水； [0044] 2、让用户每日可以知道自己每日喝水、用水的品质； [0045] 3、把需要高昂购置的净化、杀菌装置一体化、大幅降低使用成本； [0046] 4、管道漏水的烦扰再也不会发生； [0047] 5、远程控制家庭的水温； [0048] 6、远程管理家庭浴缸的水量、水温； [0049] 7、远程给家庭宠物供水； [0051] 9、给用户提供终身用水数据、用水健康管理服务； [0052] 10、为物业服务、小区管理、城市自来水水质管理提供大数据用户报告。 [0053] 进一步地，所述自来水管道智能监控数据盒2的壳体21上安装有两个直插式接头5，所述进水管道11与自来水管道智能监控数据盒2的第一管道22通过直插式接头5连接，所述出水管道12与自来水管道智能监控数据盒2的第二管道24通过直插式接头5连接，即在所述自来水管道智能监控数据盒2的壳体21上两个侧面设置开孔，并在开孔处各设置有直插式接头5，只需要将数据盒里外的管道与直插式接头5连接，就实现数据盒里外的管道连接，直插操作简单便捷，符合装配式建筑模块化的功能要求。 [0054] 在建筑进户自来水管道水表旁位置，设置一个智能化集成盒，盒内安装有紫外线杀菌灯210、净化器23、电磁阀以及信息PCB控制器和电池，自来水管道在盒内部分为透明管道，当开启水龙头时，水流在管道内流动，就可以自动启动紫外线杀菌灯210工作，对流经透明管道的自来水首先进行杀菌处理，可以达到99.9％以上的杀菌率，然后再经过净化器进行水质净化，净化的水通过建筑自来水管道输送到各个用水位置，在各用水位置终端内，设置水质、水温、漏水等信息感应探测器，可以实时对使用的水质、水温等信息进行检测，并及时通过信息PCB控制器把每日的水质、水温、流速等等信息汇总，发送给业主手机和物业机构，这些信息通过长期积累，可以汇总形成用户使用报告，对城市水质可以形成水质、使用频度等等信息的大数据报告。当感应器探测到漏水发生时，可以发送指令关闭盒子内的电磁阀，将漏水的损失降低到最少。同时及时发通知给业主，让其尽快对漏水管道进行维修。 [0055] 本发明公开了一种基于云平台的物联网建筑自来水管道智能监控数据盒，安装在水表后端，所述智能控制盒内置有三个模块：净化、数据、控制模块。净化模块包含：杀菌、水质净化装置；数据模块包含：进、出水水质监测探测器，数据处理PCB，PCB上有WIFI、蓝牙或无线手机卡。控制模块包含：显示屏、电磁阀、电源。工作原理为自来水在所述净化模块内被净化的同时被检测，检测数据通过所述数据模块发送到云平台，云平台每天发送住宅管道系统的运行、水质、使用习惯等信息给住宅用户；所述控制模块在发生漏水时自动关闭电磁阀，同时发故障信息给用户；所述控制、数据模块共同对管道系统、用水设备进行监测、管理。通过上述方式，本发明能够实时监测、管理管道系统，自动杀菌、净化自来水，提供水质、水温、水流、水速、水压等信息，让自来水管道系统能够实现物物相连的物联网功能。 [0056] 本发明一种基于云平台的物联网建筑自来水管道智能监控数据盒，能够实时监测水质、水量和水温，让用户放心喝水用水，便于及时维修；自动净化自来水，避免购置昂贵净化杀菌设备，降低成本；便于物业管理，为城市自来水水质管理提供大数据。 [0057] 本发明公开了一种自来水管道智能监控数据盒及监控系统，所述数据盒安装在水表后端，包括三个模块：净化、数据、控制模块，净化模块包括：杀菌、水质净化装置；数据模块包括：进、出水水质、流量传感器、信息PCB控制器；控制模块包括：电磁阀、水量控制器、温度控制器。系统工作原理为自来水在所述净化模块内被净化的同时检测水质，检测数据通过信息PCB控制器发送到云平台，云平台每天发送住宅自来水系统的运行、水质、使用习惯等信息给住宅用户；信息PCB控制器在发生漏水时自动关闭电磁阀，同时发故障信息给用户通知其修理；本发明集杀菌、净化水质、防止漏水发生、采集自来水管道系统信息等功能于一体；各用户的数据汇总以后可形成小区乃至城市水质大数据，对小区、城市供水系统进行实时运行、监测管理，以实现物物相连的物联网功能。 |
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