本实用新型涉及直饮水机领域，尤其是一种物联网智能直饮水机及其物联网系统。
背景技术：
目前，智能化家电的发展日新月异，传统的饮水机、包括带过滤装置的直饮水机，经过滤、加热或制冷后以供给用户饮用，此类饮水机的滤芯冲洗周期及更换时间通常由使用日期半年或一年决定，又或者设定一固定通水流量值，达到该流量时进行冲洗或更换，但由于饮用水的使用量和原水水质的不同而会直接影响滤芯的使用周期，因此，固定的冲洗周期并不适合实际的使用需要；另外，由于维修服务中心无法远程实时监控饮水机，当需要冲洗滤芯或滤芯需要更换时，需用户通知维护人员，经一轮口头询问后才能初步了解饮水机的状况，并且维护人员又需乘公车或驾车到用户地点处理，费时费力、浪费能源又增加环境的碳排量。
而现有一些通过公共通讯网络进行提供远程服务的智能化饮水机，只是利用通讯网络进行数据采集及利用IC卡收费，并未对直饮水机的过滤系统进行智能冲洗，因此，现有的直饮水机相对于简约智能化家电的趋势尙存在缺陷。
技术实现要素：
为了克服上述直饮水机的不足，本实用新型的目的在于提供一种物联网智能直饮水机及其物联网系统，能够通过云端网络向中心服务器上传各种与水质相关的数据，中心服务器根据该数据对直饮水机中的过滤系统进行远程冲洗控制，省时省力，满足能源绿色化的要求，并且能够延长过滤系统的使用寿命。
本实用新型解决其问题所采用的技术方案是：
一种物联网智能直饮水机，包括直饮水机本体，直饮水机本体包括主控系统、用于对原水进行过滤的过滤系统、用于输出干净饮用水的饮水系统、用于对过滤系统进行清洗的冲洗系统、用于对原水进行质量检测的水质检测模块和用于向中心服务器上传水质检测数据及接收冲洗指令的物联网连接模块，过滤系统与饮水系统相连接，冲洗系统和水质检测模块分别连接于过滤系统，过滤系统、饮水系统、冲洗系统、水质检测模块和物联网连接模块分别与主控系统相连接。
进一步，过滤系统包括总进水阀、前置过滤器、UF超滤过滤器、前置活性炭过滤器、RO反渗透过滤器和后置活性炭过滤器，总进水阀、前置过滤器、UF超滤过滤器、前置活性炭过滤器、RO反渗透过滤器和后置活性炭过滤器依次连接，总进水阀电连接于主控系统，后置活性炭过滤器的输出端与饮水系统相连接。
进一步，水质检测模块包括浊度传感器、原水TDS水质检测传感器、余氯检测器和净水TDS水质检测器，浊度传感器设置于总进水阀的输出端，原水TDS水质检测传感器设置于前置过滤器的输入端，余氯检测器设置于前置活性炭过滤器的输出端，净水TDS水质检测器设置于RO反渗透过滤器的输出端，浊度传感器、原水TDS水质检测传感器、余氯检测器和净水TDS水质检测器分别与主控系统电连接。
进一步，冲洗系统包括第一冲洗阀、第二冲洗阀和带废水比的冲洗组合阀，第一冲洗阀连接于前置过滤器的进水侧，第二冲洗阀连接于UF超滤过滤器的进水侧，冲洗组合阀连接于RO反渗透过滤器的浓水端，第一冲洗阀、第二冲洗阀和冲洗组合阀分别与主控系统电连接。
进一步，饮水系统包括贮水箱、加热装置、制冷装置、常温出水阀、热出水阀、冷出水阀和出水嘴，加热装置和制冷装置分别连接于贮水箱，常温出水阀、热出水阀和冷出水阀分别连接于贮水箱、加热装置和制冷装置，常温出水阀、热出水阀和冷出水阀共同连接于出水嘴，贮水箱中设置有用于实时监测水位高度的水位传感器，加热装置中设置有热温度传感器，制冷装置中设置有冷温度传感器，加热装置、制冷装置、常温出水阀、热出水阀、冷出水阀、水位传感器、热温度传感器和冷温度传感器分别与主控系统电连接。
进一步，主控系统包括用于对直饮水机本体进行控制及数据采集的中央数据处理模块、具备操作输入及信息显示功能的多媒体触摸液晶屏、具备数据传输及设备充电功能的USB接口、用于起定位作用的GPS模块和用于进行视频摄像的摄像头，多媒体触摸液晶屏、USB接口、GPS模块和摄像头分别与中央数据处理模块电连接。
进一步，贮水箱中还设置有用于进行杀菌的保鲜杀菌紫外灯，保鲜杀菌紫外灯之中设置有光照度传感器，保鲜杀菌紫外灯和光照度传感器分别与主控系统电连接。
进一步，过滤系统还包括原水流量传感器、压差传感器和净水流量传感器，原水流量传感器设置于总进水阀和前置过滤器之间，压差传感器跨接于UF超滤过滤器的两端，净水流量传感器设置于后置活性炭过滤器和贮水箱之间，原水流量传感器、压差传感器和净水流量传感器分别与主控系统电连接。
进一步，还包括能够随时接收直饮水机本体的状态数据信息的终端设备，终端设备通过物联网连接模块与直饮水机本体相连接。
进一步，应用一种物联网智能直饮水机的物联网系统，还包括用于对直饮水机本体进行远程管理的中心服务器，主控系统通过物联网连接模块向中心服务器上传由水质检测模块检测到的数据，中心服务器根据该数据远程控制冲洗系统对过滤系统进行自动冲洗。
本实用新型的有益效果是：一种物联网智能直饮水机及其物联网系统，过滤系统能够有效对原水进行过滤从而去除杂质，为用户提供干净可饮用的净水；饮水系统能够把经过过滤的净水供用户饮用，从而满足用户的饮水需要；水质检测模块能够对处于过滤系统中的水源进行实时的水质检测，从而能够获取处于过滤系统中的水源的水质数据，主控系统能够把该水质数据通过物联网连接模块上传到中心服务器之中，而中心服务器则能够把该水质数据与中心服务器中数据库的数据进行智能配对，从而能够对过滤系统进行实时监测，从而能够实时判断过滤系统是否需要进行冲洗，当水质数据反映出过滤系统需要进行冲洗时，中心服务器通过云端网络把冲洗指令发送到物联网连接模块，而物联网连接模块则把该冲洗指令发送到主控系统之中，主控系统接收到该冲洗指令后，主控系统启动冲洗系统，冲洗系统对过滤系统进行冲洗，从而达到中心服务器远程控制冲洗系统对过滤系统进行自动冲洗的目的。因此，本实用新型的物联网智能直饮水机，能够通过云端网络向中心服务器上传各种与水质相关的数据，中心服务器根据该数据对直饮水机中的过滤系统进行远程冲洗控制，省时省力，满足能源绿色化的要求，并且能够延长过滤系统的使用寿命。
附图说明
下面结合附图和实例对本实用新型作进一步说明。
图1是物联网智能直饮水机的原理框图；
图2是物联网智能直饮水机的物联网控制方案图；
图3是物联网智能直饮水机的云端网络服务控制原理框图；
图4是水流浊度与过滤系统的通水流量关系图；
图5是水流浊度与冲洗时间的关系图；
图6是UF超滤过滤器两端压差与时间的关系图；
图7是脱盐率与冲洗时间的关系图。
具体实施方式
参照图1、2和3，一种物联网智能直饮水机，其中的过滤系统包括前置过滤器212，前置过滤器212的进水端依次串接总进水阀210和原水流量传感器211，且前置过滤器212的进水端设置有浊度传感器218和原水TDS水质检测传感器2191，前置过滤器212的出水端依次串接UF超滤过滤器213、前置活性炭过滤器214和RO反渗透过滤器215，并且在UF超滤过滤器213的两端跨接压差传感器2132，在前置活性炭过滤器214的出水端连接余氯检测器2110，RO反渗透过滤器215的净水出水端经过后置活性炭过滤器216之后连接贮水箱221，且在RO反渗透过滤器215的净水出水端处连接净水TDS水质检测器2192，接着在后置活性炭过滤器216的出水端连接净水流量传感器217，此外，饮水系统包括加热装置222和制冷装置223，贮水箱221、加热装置222和制冷装置223的各出水口分别串接常温出水阀224、热出水阀225和冷出水阀226后共同连接出水嘴227；主控系统则包括有中央数据处理模块11、多媒体触摸液晶屏12、USB接口131、GPS模块132和摄像头133，另外，中央数据处理模块11与物联网连接模块14相连接从而能够与中心服务器5进行数据交互。
同时：前置过滤器212和UF超滤过滤器213的进水侧分别连接第一冲洗阀2121和第二冲洗阀2131，RO反渗透过滤器215的浓水端则连接带废水比的冲洗组合阀2151。
贮水箱221中安装有水位传感器2211和保鲜杀菌紫外灯2212，且在保鲜杀菌紫外灯2212内配置有光照度传感器2213，并且分别在加热装置222和制冷装置223上安装热温度传感器2221和冷温度传感器2231。
本实用新型的物联网智能直饮水机的实施例是：原水首先通过总进水阀210，分别经过浊度传感器218、原水流量传感器211和原水TDS水质检测传感器2191后，进入前置过滤器212，接着依次经过UF超滤过滤器213、前置活性炭过滤器214、RO反渗透过滤器215和后置活性炭过滤器216，最后经过净水流量传感器217进入到贮水箱221之中，进入到贮水箱221之中的净水首先通过保鲜杀菌紫外灯2212进行灭菌处理，接着进入到加热装置222或制冷装置223之中，净水在贮水箱221之中进行适当的处理后，通过常温出水阀224、热出水阀225或着冷出水阀226并最后从出水嘴227出水。
参照图1、4、5、6和7，过滤系统对原水进行过滤处理的过程中，由于原水中泥沙、铁锈、胶体等杂质的影响，会对前置过滤器212造成堵塞，因此，由浊度传感器218及流量传感器211检测当前原水的浊度值及流量值并输入到中央数据处理模块11之中，而中央数据处理模块11则把当前的浊度值及流量值通过云端网络上传到中心服务器5的数据库当中，当实际的浊度值越大，通过前置过滤器212的流量就越小，当流量下降至某一设定值“Lx”时，中央数据处理模块11控制第一冲洗阀2121的打开时间及周期，实施对前置过滤器212进行冲洗，浊度值越大则冲洗时间越长，而冲洗周期则越短。当原水流量低于设定值时，同时UF超滤过滤器213两端的压力差在正常范围值时，说明前置过滤器212存在堵塞现象，则中央数据处理模块11控制第一冲洗阀2121的打开时间及周期，对前置过滤器212进行冲洗。若经过反复多次冲洗，原水流量尚达不到正常值时，说明前置过滤器212已严重堵塞，中央数据处理模块11通过云端网络向中心服务器5和终端设备4发送人工清洗请求信息或更换请求信息。
原水经过前置过滤器212后，较为微细的杂质会随着水流进入到UF超滤过滤器213的进水侧，设定进水侧的压力为Pi、出水侧的压力为Po，因为UF超滤过滤器213有阻流的作用，因而Pi＞Po，当杂质积聚增多而导致UF超滤过滤器213的通水量下降，Pi与Po之差到达某一设定值Px时，并且结合原水的浊度，中央数据处理模块11控制第二冲洗阀2131打开实施对UF超滤过滤器213进行冲洗。若一定时间内反复对UF超滤过滤器213冲洗多次，Pi与Po之差仍不低于设定值Px时，则说明UF超滤过滤器213已严重堵塞，中央数据处理模块11通过云端网络向中心服务器5和终端设备4发送更换请求信息。
原水分别经过前置过滤器212进行粗滤和UF超滤过滤器213进行精滤后，进入到前置活性炭过滤器214中进行吸附异色、异味及余氯等处理，从而确保水质并保护RO反渗透过滤器215。当余氯检测器2110检测到水中的余氯含量高于中心服务器5的数据库中设定的余氯量时，则说明前置活性炭过滤器214的吸附能力已达饱和，中央数据处理模块11通过云端网络向中心服务器5和终端设备4发送更换请求信息。
经过前置活性炭过滤器214处理后所得到的净水，会进入到RO反渗透过滤器215之中以物理的方式将可溶性固体、细菌等去除，RO反渗透过滤器215的脱盐率通常为95％或以上，为了满足该指标，一般的直饮水机是将废水比设定为1/3或1/4，但这种废水比使得水回收率低，并且对其的冲洗周期是以固定的时间来决定的，因此会大大浪费水源。在本实用新型的物联网智能直饮水机中，设定废水比为1/0.4，因此能够大大提高滤水时的水回收率，从而满足指标的要求。中央数据处理模块11通过净水TDS水质检测器2192对净水的TDS值进行检测，得出的数据通过与中心服务器5的数据库中的数值进行对比，从而使中央数据处理模块11控制冲洗组合阀2151打开，实施对RO反渗透过滤器215进行冲洗，同时，通过原水TDS值和净水TDS值的对比，以及原水流量和净水流量的对比，并将该对比数据与中心服务器5中数据库的数值进行比较，从而实时调整对RO反渗透过滤器215的冲洗时间和周期，当经过一次或一次以上的冲洗后，RO反渗透过滤器215的脱盐率和/或净水回收率下降到某一设定值时，中央数据处理模块11会关闭过滤系统的工作，并且通过云端网络向中心服务器5和终端设备4发送更换请求信息。
经过RO反渗透过滤器215深度净化的纯净水，再经过后置活性炭过滤器216调节水质口感后，进入到贮水箱221进行后期的饮用加工，当净水流量大于设定值时，则说明后置活性炭过滤器216的吸附能力已达饱和，中央数据处理模块11通过云端网络向中心服务器5和终端设备4发送更换请求信息。
当物联网智能直饮水机进行工作时，若光照度传感器2213检测到保鲜杀菌紫外灯2212的光照度衰减至低于设定值时，则说明保鲜杀菌紫外灯2212无法满足保鲜杀菌的要求，中央数据处理模块11通过云端网络向中心服务器5和终端设备4发送更换维修请求信息。
另外，当物联网智能直饮水机运行中，若出现：
A、物联网智能直饮水机在非滤水或冲洗状态时，若原水流量传感器211检测到流量数值时；
B、物联网智能直饮水机在滤水并非冲洗状态时，若原水流量传感器211检测到流量数值突变时；
C、物联网智能直饮水机在运行中并处于非出水状态下，水位传感器2211检测到贮水箱221的水位出现下降时；
当出现上述三种情况时，中央数据处理模块11判定物联网智能直饮水机的输水管路存在漏水现象，并关闭总进水阀210，中央数据处理模块11通过云端网络向中心服务器5和终端设备4发送更换维修请求信息。净水流量传感器217记录物联网智能直饮水机净化水的总流量，从而使用户(或管理者)合理设计消费模式、过滤器的流通量及更换周期等。
云端控制实施：物联网智能直饮水机安装完成后，用终端设备4(如手机)直接扫描物联网智能直饮水机的二维码，从而通过有线网络连接端口141、WIFI连接端口142和移动数据连接端口143中的任何一个登入云端网络连接中心服务器5进行绑定，即可从终端设备4中了解该物联网智能直饮水机的内部资料：如物联网智能直饮水机所设定的通水量、已用的通水量、原水的浊度值、原水的TDS值、净水的TDS值、加热或制冷的水温、消费模式(后台设定)、充值状况、视频监控的开/关状态、物联网智能直饮水机的开/关状态等信息。其中，若管理者通过中心服务器5登入时，除不能控制摄像头133及不能对已保存的摄影图像进行操作外，其余的功能或参数均可进行远程监察、参数修改或状态变更、查询及智能控制，同时进行运行故障或多媒体(广告)视频传送。若用户通过终端设备4登入时，不仅能够对加热或制冷的水温调节、视频监控的开/关状态、物联网智能直饮水机的开/关状态进行控制，还能够对其余的功能或参数进行远程监察，但不可修改其数据。
本实用新型的物联网智能直饮水机中，多媒体触摸液晶屏121具有操作按键(设置操作按钮和出水按钮等)、运行状态信息显示及视频播放等多重作用；利用USB接口131、有线网络连接端口141、WIFI连接端口142和移动数据连接端口143中的任意一个通过云端网络与终端设备4进行实时通讯，能够使用户及管理维护人员随时随地掌控物联网智能直饮水机的运行状况，同时在物联网智能直饮水机遇到问题时能及时向维护人员推送相关故障数据；此外，物联网智能直饮水机能够实施智能化的数据管理，中央数据处理模块11根据原水的浊度值、UF超滤过滤器213两端的压差、原水TDS值、净水TDS值、余氯参数以及水流流量等数据，有效控制各过滤器的冲洗时间和冲洗周期，从而能够减少水源的浪费及延长各过滤器的使用寿命；同时，中央数据处理模块11还能够根据原水流量传感器211、净水流量传感器217、水位传感器2211、光照度传感器2213等检测到的数据，及时发现物联网智能直饮水机是否存在漏水和保鲜杀菌紫外灯2212是否能对出水进行有效保鲜杀菌等问题；从而确保物联网智能直饮水机正常运行及出水的水质保鲜。
具体地，物联网连接模块14包括有线网络连接端口141、WIFI连接端口142和使用4G/5G全网通的移动数据连接端口143中的一个或多个，当物联网连接模块14同时具有有线网络连接、WIFI连接和移动数据连接这3种连接方式时，其最优的连接为有线网络连接，次级优先连接为WIFI连接，当有线网络连接和WIFI连接都不成功时，才使用移动数据连接。
具体地，中央数据处理模块11之中具有消费模式模块114和二维码生成模块115等。消费模式模块114能够兼容多种消费模式：时长消费(以日或月为单位计费)、流量计费(以升或千升为单位计费)、滤芯计费(更换滤芯等耗材所需费用)、零售计费(用户直接购买产品消费)。进行上述不同模式的消费时，其费用支付方式可以为扫描二维码、绑定设备、利用“微信”、“APP”等。此外，二维码生成模块115能够为每台物联网智能直饮水机各自生成一个独立的二维码，从而能够为物联网智能直饮水机进行识别、追溯等操作。
本实用新型的物联网智能直饮水机，能够及时将各类故障数据和状态数据推送给用户及管理维护人员，用户及管理维护人员也可通过终端设备4对物联网智能直饮水机的实时运行状况及运行数据进行查询，使管理维护人员可以及时处理各类问题，减少乘公车或驾车到用户地点处理的次数，省时省力，同时又节能又环保。
参照图2-图3，应用物联网智能直饮水机的物联网系统，还包括用于对直饮水机本体进行远程管理的中心服务器5，主控系统通过物联网连接模块14向中心服务器5上传由水质检测模块检测到的数据，中心服务器5根据该数据远程控制冲洗系统对过滤系统进行自动冲洗。此外，该物联网系统还包括能够随时接收所述直饮水机本体的状态数据信息的终端设备4，中心服务器5、物联网智能直饮水机和终端设备4通过云端网络相互连接并相互进行数据传输，从而构成了基于物联网智能直饮水机的物联网系统，在该物联网系统中，物联网智能直饮水机通过物联网连接模块14向中心服务器5上传由水质检测模块检测到的数据，而中心服务器5则根据该数据远程控制冲洗系统对过滤系统进行自动冲洗，省时省力，不仅满足能源绿色化的要求，并且能够延长过滤系统的使用寿命。
以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。