基于传感器网络的电热水器自动排污装置的制作方法

本发明属于电子领域，尤其是指基于传感器网络的电热水器自动排污装置。

背景技术：

因为电热水器里面有污垢，不管是用的什么水源都有矿物，热水器加热后就会形成水垢，就会有脏东西，所以热水器要排污，要定时清洗，以确保使用寿命并节省能源。目前的电热水器的排污完全依靠使用者在一定的时间内手动排污。有的使用者甚至到热水器损坏也没有排过污。污垢长时间附着在加热器上会形成厚厚的隔热层，阻挡热的传导；同时，污垢会腐蚀加热器缩短热水器的使用寿命。为了改变这一状况，本发明提出了基于传感器网络的电热水器自动排污装置。

技术实现要素：

为了能够及时的自动排除电热水器的污垢，本发明提出了基于传感器网络的电热水器自动排污装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明装置由电热水器内胆、上保温壁、热水出管、排污减压孔电磁阀、排污电磁阀、排污管、进水管、安全阀、右污物传感器、左污物传感器、加热管、右加热管支架、左加热管支架、下保温壁、冲洗进水管、冲洗进水管电磁阀、连接管、喷洗头、传感器右侧壁、右筛网、传感器左侧壁、左筛网、红外发光二极管、右支撑弹簧、左支撑弹簧、红外光敏二极管、筛网上边框、筛网右边框、筛网第一竖丝、筛网第一横丝、筛网下边框、筛网左边框、CC2530模块、第一继电器、第二继电器组成，其特征是：排污减压孔电磁阀位于上保温壁内，冲洗进水管电磁阀位于上保温壁内，热水出管通过上保温壁，冲洗进水管通过冲洗进水管电磁阀同喷洗头相连，左污物传感器同下保温壁相连，左加热管支架同下保温壁相连，右加热管支架同下保温壁相连，左加热管支架通过加热管同右加热管支架相连，排污电磁阀位于下保温壁内，排污电磁阀同排污管相连，进水管同下保温壁相连，安全阀同下保温壁相连，右污物传感器同下保温壁相连，红外光敏二极管同传感器左侧壁相连，左筛网同传感器左侧壁相连，左支撑弹簧同传感器左侧壁相连，左筛网同左支撑弹簧相连，红外发光二极管同传感器右侧壁相连，右筛网同传感器右侧壁相连，右筛网同右支撑弹簧相连，筛网上边框同筛网右边框相连，筛网上边框同筛网左边框相连，筛网上边框同筛网第一竖丝相连，筛网右边框通过筛网第一横丝同筛网左边框相连，右污物传感器同CC2530模块相连，左污物传感器同CC2530模块相连，冲洗进水管电磁阀同第一继电器相连，排污减压孔电磁阀同第一继电器相连，第一继电器通过三极管(T1)同电阻(R1)相连，电阻(R1)同CC2530模块相连，排污电磁阀同第二继电器相连，第二继电器通过三极管(T2)同电阻(R2)相连，电阻(R2)同CC2530模块相连；右污物传感器和左污物传感器均为长方体状；右筛网和左筛网均为长方形；右支撑弹簧和左支撑弹簧的长度相等且小于右污物传感器宽度的二分之一；右筛网和左筛网形成的角度大于二十度。

右污物传感器和左污物传感器均为长方体状，这样才能保证其内部的筛网在水冲力的作用下打开一个缝隙，从而使堆积在两个筛网中间的污物冲掉。右筛网和左筛网均为长方形。喷洗头为圆柱状，其上布满细孔，从而保证对热水器内部有很好的冲刷效果。右支撑弹簧和左支撑弹簧的长度相等且小于右污物传感器宽度的二分之一，保证左右筛网的交界面处于污物传感器的中间位置。右筛网和左筛网形成的角度大于二十度，有利于收集污物。

CC2530模块是物联网常用芯片。相当于一个单片机和一个收发模块。它是用于2.4GHz的ZigBee应用的一个真正的片上系统解决方案。它能够以非常低的总的材料成本建立强大的网络节点。该芯片结合了领先的RF收发器的优良性能，业界标准的增强型8051CPU，系统内可编程闪存。CC2530具有不同的运行模式，使得它尤其适应超低功耗要求的系统。运行模式之间的转换时间短进一步确保了低能源消耗。

由于各地区所用水的成分不同，根据各地区水的矿物质成分对最佳的除污时间进行设置，可以取得良好的效果。因而采用物联网，由厂家对除污极限值进行设置。设计两个污物传感器可以更好的反映电热水器内胆污物情况。

污物传感器的工作原理为：污物将逐渐堆积于右筛网和左筛网形成的三角形内，当堆积量达到一定程度，将堵塞红外发光二极管和红外光敏二极管的光通路，光敏传感器接收不到红外发光二极管发出的红外光，因而红外光敏二极管将此信号转换电信号并送往CC2530模块，CC2530模块将此信息通过家庭互联网端发送到厂家管理系统，根据客户的家庭所在区域的水质情况，管理系统如果认为需要排污，则发出排污指令。

CC2530模块接收到排污指令后将通过物联网向用户的手机发送信息，请求用户允许排污，避免用户此时使用电热水器。当用户允许后，CC2530模块发出指令，通过电阻R2、三极管T2使第二继电器吸合，排污电磁阀开启；然后，CC2530模块发出指令，通过电阻R1、三极管T1使第一继电器吸合，排污减压孔电磁阀和冲洗进水管电磁阀开启。排污减压孔电磁阀开启后在外界大气压的作用下，电热器内的水将通过排污管道排出，同时，从冲洗进水管电磁阀进入的水将对电热水器进行冲洗。当冲洗水去掉堆积于右筛网和左筛网形成的三角内的污物后(污物是从在水压下挤压右支撑弹簧和左支撑弹簧形成的细缝流掉的)，光敏传感器将接收到红外发光二极管发出的红外光，因而红外光敏二极管将此信号转换电信号并送往CC2530模块，CC2530模块将此信息通过家庭互联网端发送到厂家管理系统，系统将发出指令关闭排污减压孔电磁阀和冲洗进水管电磁阀以及排污电磁阀，从而完成排污。

本发明的有益效果是可以能够及时的自动排除电热水器的污垢，从而延长电热水器的使用寿命并且节省能源。它主要用于家电领域。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是基于传感器网络的电热水器自动排污装置的侧剖面构造图。

图2是污物传感器的侧剖面构造图。

图3是污物传感器筛网俯视图。

图4是本发明的电路图。

图中1.电热水器内胆，2.上保温壁，3.热水出管，4.排污减压孔电磁阀，5.排污电磁阀，6.排污管，7.进水管，8.安全阀，9.右污物传感器，10.左污物传感器，11.加热管，12.右加热管支架，13.左加热管支架，14.下保温壁，15.冲洗进水管，16.冲洗进水管电磁阀，17.连接管，18.喷洗头，19.传感器右侧壁，20.右筛网，21.传感器左侧壁，22.左筛网，23.红外发光二极管，24.右支撑弹簧，25.左支撑弹簧，26.红外光敏二极管，27.筛网上边框，28.筛网右边框，29.筛网第一竖丝，30.筛网第一横丝，31.筛网下边框，32.筛网左边框，33.CC2530模块，34.第一继电器，35.第二继电器。

图中R1、R2均为电阻；T1、T2均为三极管。

具体实施方式

在图1中，排污减压孔电磁阀4位于上保温壁2内，冲洗进水管电磁阀16位于上保温壁2内，热水出管3通过上保温壁2，冲洗进水管15通过冲洗进水管电磁阀16同喷洗头18相连，左污物传感器10同下保温壁14相连，左加热管支架13同下保温壁14相连，右加热管支架12同下保温壁14相连，左加热管支架13通过加热管11同右加热管支架12相连，排污电磁阀5位于下保温壁14内，排污电磁阀5同排污管6相连，进水管7同下保温壁14相连，安全阀同下保温壁14相连，右污物传感器9同下保温壁14相连。

在图2中，红外光敏二极管26同传感器左侧壁21相连，左筛网22同传感器左侧壁21相连，左支撑弹簧25同传感器左侧壁21相连，左筛网22同左支撑弹簧25相连，红外发光二极管23同传感器右侧壁19相连，右筛网20同传感器右侧壁19相连，右筛网20同右支撑弹簧24相连。

在图3中，筛网上边框27同筛网右边框28相连，筛网上边框27同筛网左边框32相连，筛网上边框27同筛网第一竖丝29相连，筛网右边框28通过筛网第一横丝30同筛网左边框32相连。

在图4中，右污物传感器9同CC2530模块33相连，左污物传感器10同CC2530模块33相连，冲洗进水管电磁阀16同第一继电器34相连，排污减压孔电磁阀4同第一继电器34相连，第一继电器34通过三极管(T1)同电阻(R1)相连，电阻(R1)同CC2530模块33相连，排污电磁阀5同第二继电器35相连，第二继电器35通过三极管(T2)同电阻(R2)相连，电阻(R2)同CC2530模块33相连。