与净水装置适配的智能物联网系统的制作方法
【专利摘要】本申请公开与净水装置适配的智能物联网系统，包括：水质pH值检测模块、水质TDS与硬度检测模块、流量统计模块、水路控制模块、漏水检测模块、核心运算处理模块、数据存储模块、屏显控制模块、安全报警模块、传感器误差校准模块、移动终端通讯配置模块、云端服务通讯模块和智能耗材寿命测算模块。本申请提供的与净水装置适配的智能物联网系统可以适配市面上绝大部分的净水机，并能够不依赖净水机本身完成水质智能检测、耗材寿命智能测算、厨房漏水检测与保护、水流量消耗与规律统计、厨房可燃气体探测与报警、探测传感器智能校准等功能。
【专利说明】与净水装置适配的智能物联网系统
【技术领域】
[0001]本申请涉及智能物联网【技术领域】，具体地说，是涉及一种与净水装置适配的智能物联网系统。
【背景技术】
[0002]生活中为了满足饮用水安全指标，必须对水质进行检测，净水系统便应运而生了。对于饮用水或自来水的参数检测大多采用单独的设备或传感器进行，各种设备功能单一，安装调试不方便，现有的水质监控仪在各种设备或传感器的安装过程中都需要提供单独的安装机构，各种传感器的分离式安装，到时装置的委会和调试非常复杂。
[0003]现有技术中的水系统存在以下缺点:
[0004](I)不具备可适配性，现有技术需要依赖具体的产品类型，是作为具体产品的附属功能来实现的，并不能独立于各种类型的净水机去使用。
[0005](2)水质监测参数单一，随着使用时间的推移，误差越来越大且不能自动校正。
[0006](3)对水处理耗材寿命的测算采用固定的方法，无法依据实际环境进行智能测算，也无法接受用户移动终端的个性化配置。
实用新型内容
[0007]为解决上述技术问题，本申请提供了一种基于电化学、水处理技术、电子技术、数据通信等【技术领域】整合创新的与净水装置适配的智能物联网系统，该智能物联网系统包括:水质PH值检测模块、水质TDS与硬度检测模块、流量统计模块、水路控制模块、漏水检测模块、核心运算处理模块、数据存储模块、屏显控制模块、安全报警模块、传感器误差校准模块、移动终端通讯配置模块、云端服务通讯模块和智能耗材寿命测算模块，其中，
[0008]所述水质pH值检测模块，分别与对水质pH值数据进行处理的所述核心运算处理模块和发送校准信号的所述传感器误差校准模块相耦接；
[0009]所述水质TDS与硬度检测模块，分别与对水质TDS与硬度数据进行处理的所述核心运算处理模块和发送校准信号的所述传感器误差校准模块相耦接；
[0010]所述流量统计模块，与所述核心运算处理模块相耦接；
[0011]所述水路控制模块，与所述核心运算处理模块相耦接；
[0012]所述漏水检测模块，分别与接收水路结果的所述核心运算处理模块和所述安全报警丰吴块相稱接；
[0013]所述核心运算处理模块，分别与所述水质pH值检测模块、水质TDS与硬度检测模块、流量统计模块、水路控制模块、漏水检测模块、数据存储模块、移动终端通讯配置模块、屏显控制模块、安全警报模块和传感器误差校准模块相耦接；
[0014]所述数据存储模块，与所述核心运算处理模块相耦接；
[0015]所述移动终端通讯配置模块，与所述核心运算处理模块相耦接；
[0016]所述安全报警模块，与所述核心运算处理模块相耦接；
[0017]所述传感器误差校准模块，分别与所述水质pH值检测模块、所述水质TDS与硬度检测模块和所述核心运算处理模块相耦接；
[0018]所述屏显控制模块，与所述核心运算处理模块相耦接；
[0019]所述云端服务通讯模块，分别与云端服务平台和所述核心运算处理模块相耦接；
[0020]所述智能耗材寿命测算模块，与所述核心运算处理模块相耦接。
[0021]优选地，该智能物联网系统还包括可燃气体检测通讯模块，该可燃气体检测通讯模块，与所述核心运算处理模块相耦接。
[0022]优选地，所述核心运算处理模块，包括:传感器接口电路、中央处理单元、嵌入装置和子模块数据接口，其中，
[0023]所述传感器接口电路，分别与所述水质pH值检测模块、水质TDS与硬度检测模块、流量统计模块、漏水检测模块和所述中央处理单元相耦接；
[0024]所述子模块数据接口，分别与水路控制模块、可燃气体检测通讯模块、云端服务通讯模块、智能耗材寿命测算模块和中央处理单元相耦接；
[0025]所述中央处理单元，设有所述嵌入装置，所述嵌入装置为对硬件及其相应信号数据进行调度管理的FreerTOS操作系统，所述中央处理单元分别与所述传感器接口电路、子模块数据接口、数据存储模块、移动终端通讯配置模块、屏显控制模块、安全警报模块和传感器误差校准模块相耦接。
[0026]优选地，所述水质pH值检测模块，包括:玻璃探头和玻璃探头数模转换电路，其中，
[0027]所述玻璃探头，为带有温度补偿的化学玻璃探头，分别置于所述智能净水装置的自来水入口处、纯净水入口处和粗滤水入口处，所述玻璃探头与所述玻璃探头对应的数模转换电路相稱接；
[0028]所述玻璃探头数模转换电路，分别与所述玻璃探头和所述核心运算处理模块相耦接。
[0029]优选地，所述水质TDS与硬度检测模块，包括:TDS探测传感器和TDS探测传感器数模转换电路，其中，
[0030]所述TDS探测传感器，分别置于所述净水装置的自来水入口处和纯净水入口处，与所述TDS探测传感器数模转换电路相耦接；
[0031]所述TDS探测传感器数模转换电路，分别与所述TDS探测传感器和所述核心运算处理模块相耦接。
[0032]优选地，所述流量统计模块，包括:霍尔电路流量计和霍尔电路流量计数模转换电路，其中，
[0033]所述霍尔电路流量计，分别置于所述净水装置的自来水入口、自来水出口、纯净水入口、纯净水出口、粗滤水入口和粗滤水出口处，与所述霍尔电路流量计对应的数模转换电路相稱接；
[0034]所述霍尔电路流量计数模转换电路，分别与所述霍尔电路流量计和所述核心运算处理模块相耦接。
[0035]优选地，所述漏水检测模块，包括:水电导探测传感器和水电导信号处理电路，其中，
[0036]所述水电导探测传感器，与所述信号处理电路相耦接；
[0037]所述水电导信号处理电路，分别与所述水电导探测传感器和所述核心运算处理模块相耦接。
[0038]优选地，所述安全报警模块，包括:报警器、报警控制和处理电路，其中，
[0039]所述报警控制和处理电路，分别与所述核心运算处理模块、报警器相耦接；
[0040]所述报警器，与所述报警控制和处理电路相耦接。
[0041]优选地，所述移动终端通讯配置模块，包括:通讯控制电路、点对点式通讯接口和移动终端，其中，
[0042]所述移动终端,与点对点式通讯接口相稱接；
[0043]所述通讯控制电路，分别与所述移动终端、点对点式通讯接口和所述核心运算处理模块相耦接，用于点对点式通讯接口的信号控制、及与移动终端、所述核心运算处理模块之间的数据传输；
[0044]所述点对点式通讯接口，分别与所述移动终端和所述通讯控制电路相耦接。
[0045]与现有技术相比，本申请所述的与净水装置适配的智能物联网系统，达到了如下效果:本申请提供的与净水装置适配的智能物联网系统可以适配市面上绝大部分的净水机(反渗透净水器、超滤净水机、纳滤净水机等)，并能够不依赖净水机本身完成水质智能检测、耗材寿命智能测算、厨房漏水检测与保护、水流量消耗与规律统计、厨房可燃气体探测与报警(含本地与远程)、探测传感器智能校准等功能；对水处理耗材寿命的测算依据实际环境进行智能测算，并接受用户移动终端的个性化配置；对检测到的厨房可燃气体泄露进行远程报警，同时以低功耗方式实现。
【专利附图】
【附图说明】
[0046]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
[0047]图1为实施例一提供的与净水装置适配的智能物联网系统结构图；
[0048]图2为实施例二提供的与净水装置适配的智能物联网系统结构图。
【具体实施方式】
[0049]如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。此外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电性耦接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表所述第一装置可直接电性耦接于所述第二装置，或通过其他装置或耦接手段间接地电性耦接至所述第二装置。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
[0050]以下结合附图对本申请作进一步详细说明，但不作为对本申请的限定。
[0051]实施例一:
[0052]如图1所示，为本实施例提供的与净水装置适配的智能物联网系统结构图，该智能物联网系统包括:水质PH值检测模块101、水质TDS与硬度检测模块102、流量统计模块103、水路控制模块104、漏水检测模块105、核心运算处理模块108、数据存储模块107、屏显控制模块106、安全报警模块1014、传感器误差校准模块1010、移动终端通讯配置模块109、云端服务通讯模块1012和智能耗材寿命测算模块1013，其中，
[0053]水质pH值检测模块101，分别与核心运算处理模块108和传感器误差校准模块1010相耦接，用于采集净水装置中的水质pH值数据并发送至核心运算处理模块108进行处理，接收传感器误差模块1010发送的校准信号对其中包含的pH值传感器校准；
[0054]水质TDS与硬度检测模块102，分别与核心运算处理模块108和传感器误差校准模块1010相耦接，用于采集所述净水装置中的水质TDS与硬度数据，并发送至核心运算处理模块108进行处理，接收传感器误差模块1010发送来的校准信号对其中的水质TDS与硬度传感器校准；
[0055]流量统计模块103，与核心运算处理模块108相耦接，用于采集水流量进行计量，并将计量数据发送至核心运算处理模块108 ；
[0056]水路控制模块104，与核心运算处理模块108相耦接，用于接收核心运算处理模块108发送来的切断水路信号或接通水路信号；
[0057]漏水检测模块，分别与核心运算处理模块108和安全报警模块1014相耦接，用于检测净水装置中的水路，并将检测结果分别发送至核心运算处理模块108和安全报警模块1014 ；
[0058]核心运算处理模块108，分别与水质pH值检测模块101、水质TDS与硬度检测模块102、流量统计模块103、水路控制模块104、漏水检测模块105、数据存储模块107、移动终端通讯配置模块109、屏显控制模块106、安全警报模块1014和传感器误差校准模块1010相耦接，用于接收水质PH值检测模块101发送的水质pH值数据进行数据处理，将该处理后的数据与数据存储模块107里的初始值或者与上一次的检测值相比对，将比对结果发送至传感器误差校准模块1010与安全报警模块1014 ;还用于接收水质TDS与硬度检测模块102发送的水质TDS与硬度数据进行数据处理，将该处理后的数据与数据存储模块107里的初始值或者与上一次的检测值相比对，将比对结果发送至传感器误差校准模块1010和安全报警模块1014 ;还用于接收流量统计模块103发送的计量数据进行数据处理，并发送至数据存储模块108，还根据漏水检测模块105发送的水路检测结果，发送切断水路信号或接通水路信号至水路控制模块104 ;还用于接收漏水检测模块105发送的检测结果并进行处理后，发送至水路控制模块104、安全报警模块1014和传感器误差校准模块1010 ;还用于发送需要存储的数据至数据存储模块107 ;还用于接收移动终端通讯配置模块109发送的用户的配置数据和参数；
[0059]数据存储模块107，与核心运算处理模块108相耦接，用于接收核心运算处理模块108发送的数据进行存储；
[0060]移动终端通讯配置模块109，与核心运算处理模块108相耦接，用于设定用户的配置数据和参数，并与核心运算处理模块108进行数据交互；
[0061]安全报警模块1014，与核心运算处理模块108相耦接，用于根据核心运算处理模块108发送的数据与该安全报警模块1014内部设置的阈值进行比对得出警报信号并报m.1=I ，
[0062]传感器误差校准模块1010，分别与水质pH值检测模块101、水质TDS与硬度检测模块102和核心运算处理模块108相耦接，用于接收核心运算处理模块108发送的数据并校准，将校准结果分别发送至水质PH值检测模块101和水质TDS与硬度检测模块102 ；
[0063]屏显控制模块106，与核心运算处理模块108相耦接，用于接收并显示核心运算处理模块108发送的数据；
[0064]云端服务通讯模块1012，分别与云端服务平台和核心运算处理模块108相耦接，用于与核心运算处理模块108进行通讯数据交互，还用于与云端服务平台进行通讯数据交互。具体地，云端服务通讯模块1012用于本申请的智能净水装置与云端服务平台的通讯数据交互，该云端服务通讯模块1012主要由网络互联子模块和数据结构组/解包协议处理电路组成。
[0065]本申请涉及的网络通讯交互较复杂，对于能耗及可靠性的要求比较高，因此网络互联芯片采用高通qca4004 wifi芯片或工业级GSM/GPRS通讯芯片。当需要同云端服务平台进行通讯数据交互时，核心运算处理模块108根据数据类型调用数据结构组/解包协议处理电路进行处理后由网络互联子模块通过TCP/IP协议进行数据传输，数据传输的可靠性由二次握手协议保证。在没有数据传输情况下，通过微量数据心跳维持网络管道的连接畅通以保证紧急情况下数据传输的实时性。在wifi方案下，如果用户的网络连接不通，云端服务平台将推送消息到用户的移动终端提醒用户解决网络连接问题。云端服务平台技术属于现有技术，这里不做具体描述。
[0066]智能耗材寿命测算模块1013，与核心运算处理模块108相耦接，用于测算智能净水装置中的耗材寿命并将测算结果发送至核心运算处理模块1013。智能耗材寿命测算模块1013主要由核心测算算法和通讯控制与数据信号处理电路组成，当核心预算处理模块108通过将各种传感器传输的信号、测算参数进行统一组包处理后调用智能耗材寿命测算模块1013进行计算处理，完成后返回数据并由核心运算处理模块108进行数据解包存储、屏显处理、远程同步等一系列运算处理。
[0067]实施例二:
[0068]在实施例一的基础上，提供了与净水装置适配的智能物联网系统，如图2所示，该智能物联网系统包括:水质PH值检测模块101、水质TDS与硬度检测模块102、流量统计模块103、水路控制模块104、漏水检测模块105、核心运算处理模块108、数据存储模块107、屏显控制模块106、安全报警模块1014、传感器误差校准模块1010、移动终端通讯配置模块109、云端服务通讯模块1012和智能耗材寿命测算模块1013，其中，
[0069]水质pH值检测模块101，分别与核心运算处理模块108和传感器误差校准模块1010相耦接，用于采集净水装置中的水质pH值数据并发送至核心运算处理模块108进行处理，接收传感器误差模块1010发送的校准信号对其中包含的pH值传感器校准；
[0070]水质TDS与硬度检测模块102，分别与核心运算处理模块108和传感器误差校准模块1010相耦接，用于采集所述净水装置中的水质TDS与硬度数据，并发送至核心运算处理模块108进行处理，接收传感器误差模块1010发送来的校准信号对其中的水质TDS与硬度传感器校准；
[0071]流量统计模块103，与核心运算处理模块108相耦接，用于采集水流量进行计量，并将计量数据发送至核心运算处理模块108 ；
[0072]水路控制模块104，与核心运算处理模块108相耦接，用于接收核心运算处理模块108发送来的切断水路信号或接通水路信号；
[0073]漏水检测模块，分别与核心运算处理模块108和安全报警模块1014相耦接，用于检测净水装置中的水路，并将检测结果分别发送至核心运算处理模块108和安全报警模块1014 ；
[0074]核心运算处理模块108，分别与水质pH值检测模块101、水质TDS与硬度检测模块102、流量统计模块103、水路控制模块104、漏水检测模块105、数据存储模块107、移动终端通讯配置模块109、屏显控制模块106、安全警报模块1014和传感器误差校准模块1010相耦接，用于接收水质PH值检测模块101发送的水质pH值数据进行数据处理，将该处理后的数据与数据存储模块107里的初始值或者与上一次的检测值相比对，将比对结果发送至传感器误差校准模块1010与安全报警模块1014 ;还用于接收水质TDS与硬度检测模块102发送的水质TDS与硬度数据进行数据处理，将该处理后的数据与数据存储模块107里的初始值或者与上一次的检测值相比对，将比对结果发送至传感器误差校准模块1010和安全报警模块1014 ;还用于接收流量统计模块103发送的计量数据进行数据处理，并发送至数据存储模块108，还根据漏水检测模块105发送的水路检测结果，发送切断水路信号或接通水路信号至水路控制模块104 ;还用于接收漏水检测模块105发送的检测结果并进行处理后，发送至水路控制模块104、安全报警模块1014和传感器误差校准模块1010 ;还用于发送需要存储的数据至数据存储模块107 ;还用于接收移动终端通讯配置模块109发送的用户的配置数据和参数；
[0075]数据存储模块107，与核心运算处理模块108相耦接，用于接收核心运算处理模块108发送的数据进行存储；
[0076]移动终端通讯配置模块109，与核心运算处理模块108相耦接，用于设定用户的配置数据和参数，并与核心运算处理模块108进行移动数据交互；
[0077]安全报警模块1014，与核心运算处理模块108相耦接，用于根据核心运算处理模块108发送的数据与该安全报警模块1014内部设置的阈值进行比对得出警报信号并报m.1=I ，
[0078]传感器误差校准模块1010，分别与水质pH值检测模块101、水质TDS与硬度检测模块102和核心运算处理模块108相耦接，用于接收核心运算处理模块108发送的数据并校准，将校准结果分别发送至水质PH值检测模块101和水质TDS与硬度检测模块102 ；
[0079]屏显控制模块106，与核心运算处理模块108相耦接，用于接收并显示核心运算处理模块108发送的数据。
[0080]与净水装置适配的智能物联网系统，还包括:可燃气体检测通讯模块1011、云端服务通讯模块1012和智能耗材寿命测算模块1013，其中，
[0081]可燃气体检测通讯模块1011，与核心运算处理模块108相耦接，用于接收由可燃气体检测装置发送的可燃气体信号并发送至核心运算处理模块108。这里的可燃气体检测装置不在本申请范围内，为市售的可燃气体检测装置，包括:电化学可燃气体传感器和可燃气体数模转换电路，用于采集可燃气体信号，并发送至本申请中的可燃气体检测通讯模块
1011 ；
[0082]云端服务通讯模块1012，分别与云端服务平台和核心运算处理模块108相耦接，用于与核心运算处理模块108进行移动数据交互，还用于与云端服务平台进行通讯数据交互。云端服务通讯模块1012用于本申请的智能净水装置与云端服务平台的通讯和数据交互，主要由网络互联子模块和数据结构组/解包协议处理电路组成。本申请涉及的网络通讯交互较复杂，对于能耗及可靠性的要求比较高，因此网络互联芯片采用高通qca4004 wifi芯片或工业级GSM/GPRS通讯芯片。当需要同云端服务平台进行通讯数据交互时，核心运算处理模块108根据数据类型调用数据结构组/解包协议处理电路进行处理后由网络互联子模块通过TCP/IP协议进行数据传输，数据传输的可靠性由二次握手协议保证。在没有数据传输情况下，通过微量数据心跳维持网络管道的连接畅通以保证紧急情况下数据传输的实时性。在wifi方案下，如果用户的网络连接不通，云端服务平台将推送消息到用户的移动终端提醒用户解决网络连接问题。云端服务平台技术属于现有技术，这里不做具体描述。
[0083]智能耗材寿命测算模块1013，与核心运算处理模块108相耦接，用于测算智能净水装置中的耗材寿命并将测算结果发送至核心运算处理模块1013。
[0084]核心运算处理模块108，包括:传感器接口电路、中央处理单元、嵌入装置和子模块数据接口，其中，
[0085]传感器接口电路，分别与水质pH值检测模块101、水质TDS与硬度检测模块102、流量统计模块103、漏水检测模块105和中央处理单元相耦接，用于接收所述水质pH值检测模块101发送的水质pH值数据、水质TDS与硬度检测模块105发送的水质TDS与硬度数据、流量统计模块103发送的计量数据和漏水检测模块105发送的水路检测结果，并发送至所述中央处理单元；
[0086]子模块数据接口，分别与水路控制模块104、可燃气体检测通讯模块1011、云端服务通讯模块1012、智能耗材寿命测算模块1013和中央处理单元相耦接，用于接收所述中央处理单元发送的切断水路信号或接通水路信号并发送至水路控制模块104 ;还用于接收可燃气体检测通讯模块1011发送的可燃气体信号并发送至中央处理单元；还用于与云端服务通讯模块1012进行通讯数据交互；还用于接收所述智能耗材寿命测算模块1013发送的耗材寿命测算结果并发送至中央处理单元；
[0087]中央处理单元，设有嵌入装置，该嵌入装置内包含嵌入系统，本实施例中的嵌入系统为对硬件及其相应信号数据进行调度管理的FreerTOS操作系统，中央处理单元分别与传感器接口电路、子模块数据接口、数据存储模块107、移动终端通讯配置模块109、屏显控制模块106、安全警报模块1014和传感器误差校准模块1010相耦接，用于接收传感器接口电路和子模块数据接口发送的数据并进行处理，并分别发送至数据存储模块107、移动终端通讯配置模块109、屏显控制模块106、安全警报模块1014和传感器误差校准模块1010 ；
[0088]水质pH值检测模块101，包括:玻璃探头和玻璃探头数模转换电路，其中，
[0089]玻璃探头，为带有温度补偿的化学玻璃探头，分别置于智能净水装置自来水入口处、纯净水入口处和粗滤水入口处，玻璃探头与玻璃探头对应的数模转换电路相耦接，用于采集所述净水装置中的水质PH值模拟信号并发送至玻璃探头数模转换电路；
[0090]玻璃探头数模转换电路，分别与玻璃探头和核心运算处理108模块相耦接，用于接收所述玻璃探头发送的水质PH值模拟信号，转换为数字信号并发送至核心运算处理模块 108。
[0091]水质TDS与硬度检测模块102，包括:TDS探测传感器和TDS探测传感器数模转换电路，其中，
[0092]TDS探测传感器，分别置于所述净水装置的自来水入口处和纯净水入口处，与所述TDS探测传感器数模转换电路相耦接，用于采集净水装置中的TDS与硬度模拟信号并发送至TDS探测传感器数模转换电路；
[0093]TDS探测传感器数模转换电路，分别与TDS探测传感器和核心运算处理模块108相耦接，用于接收TDS探测传感器发送的TDS与硬度模拟信号，转换为数字信号并发送至核心运算处理模块108。
[0094]流量统计模块103，包括:霍尔电路流量计和霍尔电路流量计数模转换电路，其中，
[0095]霍尔电路流量计，分别置于所述净水装置的自来水入口、自来水出口、纯净水入口、纯净水出口、粗滤水入口和粗滤水出口处，与霍尔电路流量计对应的数模转换电路相耦接，用于采集所述净水装置的水流量模拟信号，并发送至所述霍尔电路流量计数模转换电路；
[0096]霍尔电路流量计数模转换电路，分别与霍尔电路流量计和核心运算处理模块108相耦接，用于接收所述霍尔电路流量计发送的水流量模拟信号，转换为数字信号并发送至核心运算处理模块108。
[0097]漏水检测模块105，包括:水电导探测传感器和水电导信号处理电路，其中，
[0098]水电导探测传感器，与信号处理电路相耦接，用于检测电导信号并发送至所述水电导信号处理电路；
[0099]水电导信号处理电路，分别与水电导探测传感器和核心运算处理模块108相耦接，用于接收所述水电导探测传感器的电导信号并处理后，发送至所述核心运算处理模块108。
[0100]核心运算处理模块108，接收漏水检测模块105发送的水路检测结果，进行处理，判定是否漏水，当判定结果为漏水，发送切断水路信号至水路控制模块104切断水路，同时发送漏水信号值安全警报模块1014和云端服务通讯模块1012提醒用户进行处理。
[0101]安全报警模块1014，包括:报警器、报警控制和处理电路，其中，
[0102]报警控制和处理电路，分别与核心运算处理模块108、报警器相耦接，用于接收核心运算处理模块108发送的报警信号，并发送至报警器；
[0103]报警器，与所述报警控制和处理电路相耦接，用于接收所述报警控制和处理电路发送的报警信号，并进行报警操作。
[0104]移动终端通讯配置模块109，包括:通讯控制电路、点对点式通讯接口和移动终端，其中，
[0105]移动终端，与点对点式通讯接口相耦接，用于接收用户的配置数据和参数，处理后通过点对点式通讯接口与通讯控制电路进行通讯数据交互；
[0106]所述通讯控制电路，分别与所述点对点式通讯接口和所述核心运算处理模块相耦接，用于点对点式通讯接口的信号控制、及与核心运算处理模块108之间的数据传输；
[0107]所述点对点式通讯接口，分别与所述移动终端和所述通讯控制电路相耦接，用于和移动终端进行通讯数据交互，并通过通讯控制电路进行预处理后传输给核心运算处理模块 108。
[0108]实施例三
[0109]结合图2，在实施例2的基础上，对本申请提供的与净水装置适配的智能物联网系统进行说明。
[0110]水质pH值检测模块101主要由带有温度补偿的化学玻璃探头和与其对应的数模转换电路组成，玻璃探头分别放置在自来水入口处、纯净水入口处和粗滤水入口处，探测到的数据发送至核心运算处理模块模块108，由核心运算处理模块108进行数据处理，如果处理后的数值明显超出合理范围或与数据存储模块107里的初始值以及上一次的测试值有明显差别，则调用传感器智能校准模块1010对传感器进行校准，同时通过云端服务通讯模块1012将该数值上传到云服务平台；校准后再一次检测后组包传送到云服务平台，云服务平台将通过大数据计算来返回该值云端校准的结果并进行存储；如果云服务平台校准后的数字依然超出合理范围或比之前存储的合理值存在较大偏差，则启动安全报警模块1014，预警可能的水质异常或污染。
[0111]水质TDS与硬度检测模块102主要由TDS探测传感器和与其相应的数模转换电路组成，TDS探测传感器分别放置在自来水入口处和纯净水入口处，探测到的数据发送至核心运算处理模块108，由核心预算处理模108进行数据处理，如果处理后的数值明显超出合理范围或与数据存储模块里的初始值以及上一次的测试值由明显差别，则调用传感器智能校准模块1010对传感器进行校准，同时通过云端服务通讯模块1012将该数值上传到云服务平台；校准后再一次检测后组包传送到云服务平台，云服务平台将通过大数据计算来返回该值云端校准的结果并进行存储；如果云服务平台校准后的数字依然超出合理范围或比之前存储的合理值存在较大偏差，则启动安全报警模块1014，预警可能的水质异常或污染。
[0112]流量统计模块103主要由霍尔电路流量计与相应的数模转换电路组成，霍尔电路流量计分别连接自来水入口和出口、纯净水入口和出口以及粗滤水入口和出口处用于对各种水的流量进行计量，计量到的数据由核心预算处理模块108进行数据处理后通过云端服务通讯模块1011将该数值上传到云服务平台并由数据存储模块107进行计算后进行存储。
[0113]水路控制模块104主要由电磁阀和相应控制电路组成，电磁阀是水路控制模块的组成部分，其与控制电路直接连接，由控制电路控制其开启或闭合。控制电路通过接口与核心运算与处理模块连接。水路控制模块104的接口与自来水入口处相连。当水路控制模块104接收到核心预算处理模块108的指令时，根据指令类型进行切断或接通水路的操作，这样可以有效避免因用户家净水机或本产品故障引起的各种漏水事故。
[0114]漏水检测模块105主要由水电导探测传感器和信号处理电路组成，水电导探测传感器105检测到电导信号后，由信号处理电路和核心运算处理模，108进行处理，如果处理后的结果判定为漏水时，则调用水路控制模块104切断水路，同时调用安全报警模1014和云端服务通讯模块1012进行本地和远程报警，提醒用户进行处理，如果用户通过移动终端反馈报警有误，则云端服务平台下发指令由核心运算处理模块108调用传感器误差校准模块1010对漏水检测传感器进行校准。
[0115]传感器误差校准模块1010主要由并行通讯子模块、识别子模块以及校准算法处理子模块组成。多支传感器通过并行通讯子模块经由识别子模块与核心运算处理模块108进行通讯数据交互，在完成身份识别与算法匹配后由校准算法处理进行参数设定，最后由核心运算处理模块108进行数据读写操作从而完成校准。校准算法通过云端大数据的样本分析和计算进行不定期修正和完善，结果通过云服务平台进行数据下发后，由核心运算处理模块108调用传感器误差校准模块1010进行更新。
[0116]可燃气体检测通讯模块1011，与所述核心运算处理模块相耦接，用于接收由可燃气体检测装置发送的可燃气体信号并发送至所述核心运算处理模块。这里的可燃气体检测装置不在本申请范围内，为市售的可燃气体检测装置，包括:电化学可燃气体传感器和可燃气体数模转换电路，用于采集可燃气体信号，并发送至本申请中的可燃气体检测通讯模块1011。可燃气体检测通讯模块1011对可燃气体检测装置发送的可燃气体信号进行处理和数据反馈，主要由信号收发器、数模转换电路、信号处理与协议解析电路组成。信号收发器与数模转换电路相耦接，数模转换电路与信号处理与协议解析电路相耦接。可燃气体检测通讯模块1011与核心运算处理模块108连接，同时可燃气体检测装置与可燃气体检测通讯模块1011互相通过信号收发器无线连接。数模转换电路将信号收发器的信号转换后由信号处理与协议解析电路处理后由核心运算处理模块108进行规则判定、远程报警等处理。当可燃气体检测通讯模块的探测终端发出检测信号后由可燃气体检测通讯模块1011进行信号处理，并解析协议后交由核心运算处理模块108进行运算与规则判定，并通过云端服务模块1012将数据上传，然后依据判定值进行安全报警。如果用户通过移动终端通讯配置模块109中的移动终端反馈报警有误，则云端下发指令对可燃气体检测装置的传感器进行智能误差校准。
[0117]云端服务通讯模块1012用于本申请的智能净水装置与云端服务平台的通讯和数据交互，主要由网络互联子模块和数据结构组/解包协议处理电路组成。本申请涉及的网络通讯交互较复杂，对于能耗及可靠性的要求比较高，因此网络互联芯片采用高通qca4004wifi芯片或工业级GSM/GPRS通讯芯片。当需要同云端服务平台进行通讯数据交互时，核心运算处理模块108根据数据类型调用数据结构组/解包协议处理电路进行处理后由网络互联子模块通过TCP/IP协议进行数据传输，数据传输的可靠性由二次握手协议保证。在没有数据传输情况下，通过微量数据心跳维持网络管道的连接畅通以保证紧急情况下数据传输的实时性。在wifi方案下，如果用户的网络连接不通，云端服务平台将推送消息到用户的移动终端提醒用户解决网络连接问题。云端服务平台技术属于现有技术，这里不做具体描述。
[0118]安全报警模块1014主要由报警器、报警控制与处理电路组成，核心运输处理模块108通过事件监听任务线程检测到本申请中全部设备的传感器的信号并进行算法处理后，将与预先设定的阈值进行比对，如果符合报警条件则启动本地与用户移动终端报警，当为有效报警时在用户进行处理后并且传感器信号回到正常范围时报警自动取消。当为无效报警时，则用户可以通过本地及移动终端进行关闭，关闭后安全报警模块1014自动调用传感器误差校准模块1010进行传感器校准。
[0119]智能耗材寿命测算模块1013主要由核心测算算法和通讯控制与数据信号处理电路组成，当核心预算处理模块108通过将各种传感器传输的信号、测算参数进行统一组包处理后调用智能耗材寿命测算模块1013进行计算处理，完成后返回数据并由核心运算处理模块108进行数据解包存储、本地屏显处理、远程同步等一系列运算处理。
[0120]核心运算处理模块108，主要由传感器接口电路、中央处理单元、嵌入装置、子模块数据接口等组成。核心运算处理模块108，分别与水质pH值检测模块101、水质TDS与硬度检测模块102、流量统计模块103、水路控制模块104、漏水检测模块105、数据存储模块107、移动终端通讯配置模块109、屏显控制模块106、安全警报模块1014和传感器误差校准模块1010相耦接，用于接收水质pH值检测模块101发送的水质pH值数据进行数据处理，将该处理后的数据与数据存储模块107里的初始值或者与上一次的检测值相比对，将比对结果发送至传感器误差校准模块1010与安全报警模块1014 ;还用于接收水质TDS与硬度检测模块102发送的水质TDS与硬度数据进行数据处理，将该处理后的数据与数据存储模块107里的初始值或者与上一次的检测值相比对，将比对结果发送至传感器误差校准模块1010和安全报警模块1014 ;还用于接收流量统计模块103发送的计量数据进行数据处理，并发送至数据存储模块108，还根据漏水检测模块105发送的水路检测结果，发送切断水路信号或接通水路信号至水路控制模块104 ;还用于接收漏水检测模块105发送的检测结果并进行处理后，发送至水路控制模块104、安全报警模块1014和传感器误差校准模块1010 ；还用于发送需要存储的数据至数据存储模块107 ;还用于接收移动终端通讯配置模块109发送的用户的配置数据和参数。其中嵌入装置(内设嵌入系统)，包含任务管理、时间管理、信号堆栈、消息队列、内存管理、记录功能等等，用于对各种硬件及其相应信号数据进行调度管理处理。基于对可移植性、可扩展性、高可靠性以及低功耗、高资源利用率等特性的要求，由于本专利产品的传感器数据较多，为了能够对一些特殊异常情况的扑捉和处理，特对FreeRTOS的信号堆栈和消息队列进行了二次开发，同时对原生的部分处理逻辑进行了简化，这样能够使得代码执行的效率更高，错误的概率也降低了。本实施例中的嵌入系统是在FreeRTOS的基础上进行了裁剪和二次开发，针对本申请实现的产品进行了专门的设计和优化。现有技术主要采用单片机的方案，整个系统只能按照预先设定的程序工作，不具备可扩展性。本申请采用插件式的高可扩展性的设计，对后续增加新的功能时，只需要增加相应的检测传感器和进行少量的程序开发工作就可以完成，大大提高了前期投资的利用率和研发人员的开发效率。
[0121]数据存储模块107主要由数据传输电路、高速电位数据寄存子模块和可记忆式数据存储子模块组成。高速电位数据寄存子模块主要用于存储一些中间交换临时数据，可记忆式数据存储子模块主要用于存储永久状态数据，以便在硬件重新启动后的恢复状态时使用。
[0122]移动终端通讯配置模块109主要由通讯控制电路、点对点式通讯接口协议和移动终端移动终端组成。在本申请的净水装置首次启动时，需要通过本模块进行基础信息配置和参数设定，通过点对点的通讯协议，移动终端可以不依赖其他网络与该产品进行数据交换。由于移动终端具有完善和丰富的用户交互接口，这样可以避免传统的通过硬件本身去配置和设定参数(通常这样用户体验很差)，大幅提高了用户的使用体验和交互可靠性。
[0123]屏显控制模块106主要由液晶显示屏和屏显控制电路组成，基于成本考虑，本申请的智能净水装置中显示屏采用传统数码管方式，而数码管对屏幕的管脚数量要求高，而核心预算处理模块108中的中央处理单元对硬件1的支持有数量限制。本申请的智能净水装置中的显示内容比较多，为了能够节省管脚和1资源，本申请中采用了矩阵遍历的设计方式，这样在有限管脚的情况下可以实现1资源的复用，解决了管脚数量和1资源之间的矛盾，有效地降低了成本。
[0124]与现有技术相比，本申请所述的与净水装置适配的智能物联网系统，达到了如下效果:本申请提供的与净水装置适配的智能物联网系统可以适配市面上绝大部分的净水机(反渗透净水器、超滤净水机、纳滤净水机等)，并能够不依赖净水机本身完成水质智能检测、耗材寿命智能测算、厨房漏水检测与保护、水流量消耗与规律统计、厨房可燃气体探测与报警(含本地与远程)、探测传感器智能校准等功能。虽然本实用新型的实施例中描述的与净水装置适配的智能物联网系统看似原理简单，实际上是实用新型人经过大量实践后，通过技术创新的不断研究以及实际困难的不断总结所形成的创新研发产品，并非本领域技术人员通过简单结构拼凑的方式能够想到的。
[0125]上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求的保护范围内。
【权利要求】
1.一种与净水装置适配的智能物联网系统，其特征在于，该智能物联网系统包括:水质pH值检测模块、水质TDS与硬度检测模块、流量统计模块、水路控制模块、漏水检测模块、核心运算处理模块、数据存储模块、屏显控制模块、安全报警模块、传感器误差校准模块、移动终端通讯配置模块、云端服务通讯模块和智能耗材寿命测算模块，其中， 所述水质pH值检测模块，分别与对水质pH值数据进行处理的所述核心运算处理模块和发送校准信号的所述传感器误差校准模块相耦接； 所述水质TDS与硬度检测模块，分别与对水质TDS与硬度数据进行处理的所述核心运算处理模块和发送校准信号的所述传感器误差校准模块相耦接； 所述流量统计模块，与所述核心运算处理模块相耦接； 所述水路控制模块，与所述核心运算处理模块相耦接； 所述漏水检测模块，分别与接收水路结果的所述核心运算处理模块和所述安全报警模块相耦接； 所述核心运算处理模块，分别与所述水质pH值检测模块、水质TDS与硬度检测模块、流量统计模块、水路控制模块、漏水检测模块、数据存储模块、移动终端通讯配置模块、屏显控制模块、安全警报模块和传感器误差校准模块相耦接； 所述数据存储模块，与所述核心运算处理模块相耦接； 所述移动终端通讯配置模块，与所述核心运算处理模块相耦接； 所述安全报警模块，与所述核心运算处理模块相耦接； 所述传感器误差校准模块，分别与所述水质pH值检测模块、所述水质TDS与硬度检测模块和所述核心运算处理模块相耦接； 所述屏显控制模块，与所述核心运算处理模块相耦接； 所述云端服务通讯模块，分别与云端服务平台和所述核心运算处理模块相耦接； 所述智能耗材寿命测算模块，与所述核心运算处理模块相耦接。
2.根据权利要求1所述的与净水装置适配的智能物联网系统，其特征在于，该智能物联网系统还包括:可燃气体检测通讯模块，该可燃气体检测通讯模块，与所述核心运算处理模块相耦接。
3.根据权利要求1所述的与净水装置适配的智能物联网系统，其特征在于，所述核心运算处理模块，包括:传感器接口电路、中央处理单元、嵌入装置和子模块数据接口，其中， 所述传感器接口电路，分别与所述水质pH值检测模块、水质TDS与硬度检测模块、流量统计模块、漏水检测模块和所述中央处理单元相耦接； 所述子模块数据接口，分别与水路控制模块、可燃气体检测通讯模块、云端服务通讯模块、智能耗材寿命测算模块和中央处理单元相耦接； 所述中央处理单元，其中设有所述嵌入装置，分别与所述传感器接口电路、子模块数据接口、数据存储模块、移动终端通讯配置模块、屏显控制模块、安全警报模块和传感器误差校准模块相耦接。
4.根据权利要求1所述的与净水装置适配的智能物联网系统，其特征在于， 所述水质pH值检测模块，包括:玻璃探头和玻璃探头数模转换电路，其中， 所述玻璃探头，为带有温度补偿的化学玻璃探头，分别置于所述智能净水装置的自来水入口处、纯净水入口处和粗滤水入口处，所述玻璃探头与所述玻璃探头对应的数模转换电路相耦接； 所述玻璃探头数模转换电路，分别与所述玻璃探头和所述核心运算处理模块相耦接。
5.根据权利要求1所述的与净水装置适配的智能物联网系统，其特征在于，所述水质TDS与硬度检测模块，包括:TDS探测传感器和TDS探测传感器数模转换电路，其中， 所述TDS探测传感器，分别置于所述净水装置的自来水入口处和纯净水入口处，与所述TDS探测传感器数模转换电路相耦接； 所述TDS探测传感器数模转换电路，分别与所述TDS探测传感器和所述核心运算处理模块相耦接。
6.根据权利要求1所述的与净水装置适配的智能物联网系统，其特征在于，所述流量统计模块，包括:霍尔电路流量计和霍尔电路流量计数模转换电路，其中， 所述霍尔电路流量计，分别置于所述净水装置的自来水入口、自来水出口、纯净水入口、纯净水出口、粗滤水入口和粗滤水出口处，与所述霍尔电路流量计对应的数模转换电路相率禹接； 所述霍尔电路流量计数模转换电路，分别与所述霍尔电路流量计和所述核心运算处理模块相耦接。
7.根据权利要求1所述的与净水装置适配的智能物联网系统，其特征在于，所述漏水检测模块，包括:水电导探测传感器和水电导信号处理电路，其中， 所述水电导探测传感器，与所述信号处理电路相耦接； 所述水电导信号处理电路，分别与所述水电导探测传感器和核心运算处理模块相耦接。
8.根据权利要求1所述的与净水装置适配的智能物联网系统，其特征在于，所述安全报警模块，包括:报警器、报警控制和处理电路，其中， 所述报警控制和处理电路，分别与所述核心运算处理模块和报警器相耦接； 所述报警器，与所述报警控制和处理电路相耦接。
9.根据权利要求1所述的与净水装置适配的智能物联网系统，其特征在于，所述移动终端通讯配置模块，包括:通讯控制电路、点对点式通讯接口和移动终端，其中， 所述移动终端，与点对点式通讯接口相耦接； 所述通讯控制电路，分别与所述移动终端、点对点式通讯接口和所述核心运算处理模块相耦接，用于点对点式通讯接口的信号控制、与所述移动终端和核心运算处理模块之间的数据传输； 所述点对点式通讯接口，分别与所述移动终端和通讯控制电路相耦接。
【文档编号】G05B19/418GK204256492SQ201420628244
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年10月27日 优先权日:2014年10月27日
【发明者】宋建峰, 朱伟华 申请人:宋建峰