一种净水器智能控制装置及其检测控制方法与流程

本发明涉及净水器技术领域，尤其是涉及一种具有较高的智能化程度的净水器智能控制装置及其检测控制方法。

背景技术：

统计显示，我国水污染事件高发，饮用水源地水质不安全涉及的人口约1.4亿人。水污染情况的触目惊心，让普通居民对安全饮用水的需求日趋强烈，家装净水器也就显得非常必要。

物联网技术的运用，给人们的生活带来了全新的体验，也使人们对家电的智能化程度提出了更高的要求。

目前现有净水器智能控制系统缺点明显：

1.智能化程度普遍偏低——操作失误率高；

2.控制方式落后——有一定的电器安全隐患；

3.人机界面不够智能——交互体验较差；

4.控制系统过于简单——存在二次污染等卫生隐患。

为满足人们饮水的健康、安全、方便的要求，净水器的智能化程度有待提高。

技术实现要素：

本发明的发明目的是为了克服现有技术中净水器的智能化程度偏低，控制系统简单落后的不足，提供了一种具有较高的智能化程度的净水器智能控制装置及其检测控制方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种净水器智能控制装置，包括主控板，触摸屏，人脸识别模块，加热模块，水温检测模块，流量控制模块，人体健康数据采集模块，水质检测模块，滤芯自冲洗模块，滤芯寿命检测装置，环境检测模块和存储器；所述触摸屏，人脸识别模块，加热模块，水温检测模块，流量控制模块，人体健康数据采集模块，水质检测模块，滤芯自冲洗模块，滤芯寿命检测装置和环境检测模块均通过I2C总线和主控板电连接；所述主控板与存储器连接。

本发明中，用户靠近净水器智能设备时，人脸识别模块识别用户，识别信息发送到净水器主控板，获取用户常用信息，用户通过净水器触摸屏人机界面进行操作，操作信息反馈到净水器主控板，净水器主控板进行信息解析并对净水器硬件系统发出相应指令，净水器硬件系统响应指令并实现功能，如滤芯自清洗功能、出水量控制功能、滤芯寿命实时检测功能、水质健康信息实时检测功能、水温实时检测功能等一系列功能。

因此，本发明具有较高的智能化程度，满足和人们对饮水的健康和智能化操作的需求。

作为优选，所述人脸识别模块包括红外摄像头和普通摄像头；所述红外摄像头和普通摄像头均与主控板电连接。

可以在白天和夜晚获得用户的人脸图像信息，与数据库对比获得用户的注册信息及取水习惯信息。

作为优选，所述流量控制模块包括超声波传感器和流量计；所述超声波传感器和流量计均与主控板电连接。

超声波传感器检测杯子杯口的高度和检测杯子中水的液位；当液位接近杯口时，停止出水，主控板通过流量计计算出水量，将出水量数据通过主控板上传至存储器。

作为优选，所述人体健康数据采集模块包括热红外人体感应器和红外热成像仪；所述热红外人体感应器和红外热成像仪均与主控板电连接。

采集用户的皮肤肤质数据，包括水分油分，皮肤干燥程度的相关信息。

作为优选，所述水质检测模块包括水负电位检测装置，PH传感器和TDS传感器；所述水负电位检测装置，PH传感器和TDS传感器均与主控板电连接。

采集水的负电位值，PH值和TDS值。

作为优选，所述环境检测模块包括温度传感器和湿度传感器；所述温度传感器和湿度传感器均与主控板电连接。

采集环境信息，包括空气的温度和湿度信息。

一种适用于净水器智能控制装置的检测控制方法，包括如下步骤：

(7-1)人体健康数据采集模块采集用户的皮肤肤质数据；环境检测模块采集空气环境的温度和湿度数据；主控板通过人脸识别模块确定用户，主控板从存储器中获得存储的用户的年龄、体重和日常饮水的水温数据；

(7-2)基于用户的皮肤肤质、空气环境的温度、空气环境的湿度、用户的年龄、用户的体重和用户的日常饮水的水温数据，主控板通过模糊算法计算出用户当日的所需饮水量和出水温度并上传至存储器。

基于智能净水器获取大数据进行分析，获得每个注册用户的取水习惯，通过净水器智能识别系统获取用户信息，默认出水的水温水量为大数据分析后的常用值，避免了用户每次取水都需要进行温度调节；并通过用户的皮肤肤质情况和空气环境情况，估算出适合用户的饮水量。

作为优选，所述流量控制模块包括超声波传感器和流量计；所述超声波传感器和流量计均与主控板电连接；包括如下步骤：

(8-1)主控板通过控制超声波传感器检测杯子杯口的高度和检测杯子中水的液位；

(8-2)当液位接近杯口时，停止出水，主控板通过流量计计算出水量，将出水量数据通过主控板上传至存储器。

一种适用于净水器智能控制装置的检测控制方法，包括如下步骤：

(9-1)水质检测模块通过水负电位检测装置，PH传感器和TDS传感器采集n小时的水质健康信息：水负电位值αi，ph值βi和tds值γi；水温检测模块采集n小时的水质健康信息：温度值δi，其中，1≤i≤n；

(9-2)对αi，βi，γi，δi进行数据归一化处理；

(9-3)主控板通过水质健康信息算法计算水质健康信息k；

所述水质健康信息算法为：

其中，K1，K2，K3，K4为大于零的常数；

(9-4)当80％≤k<100％时，主控板判断水质健康；

当60％≤k<80％时，主控板判断水质亚健康，工作时间结束后进行水质清理；

当k<60％时，主控板判断水质不健康，自动停止工作进行水质清理；

(9-5)当水质健康信息k<80％时，主控板通过控制电机正反转实现滤芯自动冲洗，进行水质清理。

作为优选，其中，K1+K2+K3+K4＝1。

实现了滤芯的全智能管理，下位机滤芯通过tds、ph、水负电位传感器对净化前后的水质信息做检测来实现水质健康判断，健康信息(水质健康信息由水负电位、PH值、tds值、温度四个信息综合模拟健康算法而成)通过上位机主控板进行判断处理，当水质健康信息下降百分之20以上时，主控板将通过I2C总线将滤芯自冲洗命令下发到下位机硬件部分，下位机硬件通过控制电机正反转实现滤芯自动冲洗。

因此，本发明具有如下有益效果：可避免用户每次取水都需要进行温度调节；出水温度控制精确；全智能管理滤芯，使饮用水安全健康；智能化程度高。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图；

图2是本发明的一种控制系统流程图。

图中：主控板1、触摸屏2、人脸识别模块3、加热模块4、水温检测模块5、流量控制模块6、人体健康数据采集模块7、水质检测模块8、滤芯自冲洗模块9、滤芯寿命检测装置10、环境检测模块11、存储器12、红外摄像头31、普通摄像头32、超声波传感器61、流量计62、热红外人体感应器71、红外热成像仪72、水负电位检测装置81、PH传感器82、TDS传感器83、温度传感器111、湿度传感器112。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。

如图1所示的实施例是一种净水器智能控制装置，包括主控板1，触摸屏2，人脸识别模块3，加热模块4，水温检测模块5，流量控制模块6，人体健康数据采集模块7，水质检测模块8，滤芯自冲洗模块9，滤芯寿命检测装置10，环境检测模块11和存储器12；所述触摸屏，人脸识别模块，加热模块，水温检测模块，流量控制模块，人体健康数据采集模块，水质检测模块，滤芯自冲洗模块，滤芯寿命检测装置和环境检测模块均通过I2C总线和主控板电连接；所述主控板与存储器连接；所述人脸识别模块包括红外摄像头31和普通摄像头32；所述红外摄像头和普通摄像头均与主控板电连接；所述流量控制模块包括超声波传感器61和流量计62；所述超声波传感器和流量计均与主控板电连接；所述人体健康数据采集模块包括热红外人体感应器71和红外热成像仪72；所述热红外人体感应器和红外热成像仪均与主控板电连接；所述水质检测模块包括水负电位检测装置81，PH传感器82和TDS传感器83；所述水负电位检测装置，PH传感器和TDS传感器均与主控板电连接；所述环境检测模块包括温度传感器111和湿度传感器112；所述温度传感器和湿度传感器均与主控板电连接。

所述加热模块采用高精度pwm控制方式。

采用高精度pwm控制方式可以再一定范围内进行实时温度调控，达到想出多少温度水就出多少温度水的效果。

一种适用于净水器智能控制装置的检测控制方法，包括如下步骤：

(7-1)人体健康数据采集模块采集用户的皮肤肤质数据；环境检测模块采集空气环境的温度和湿度数据；主控板通过人脸识别模块确定用户，主控板从存储器中获得存储的用户的年龄、体重和日常饮水的水温数据；

(7-2)基于用户的皮肤肤质、空气环境的温度、空气环境的湿度、用户的年龄、用户的体重和用户的日常饮水的水温数据，主控板通过模糊算法计算出用户当日的所需饮水量和出水温度并上传至存储器；

(8-1)主控板通过控制超声波传感器检测杯子杯口的高度和检测杯子中水的液位；

(8-2)当液位接近杯口时，停止出水，主控板通过流量计计算出水量，将出水量数据通过主控板上传至存储器。

一种适用于净水器智能控制装置的检测控制方法，包括如下步骤：

(9-1)水质检测模块通过水负电位检测装置，PH传感器和TDS传感器采集n小时的水质健康信息：水负电位值αi，ph值βi和tds值γi；水温检测模块采集n小时的水质健康信息：温度值δi，其中，1≤i≤n，n＝24；

(9-2)对αi，βi，γi，δi进行数据归一化处理；

(9-3)主控板通过水质健康信息算法计算水质健康信息k；

所述水质健康信息算法为：

其中，K1，K2，K3，K4为大于零的常数，且K1+K2+K3+K4＝1；

(9-4)当80％≤k<100％时，主控板判断水质健康；

当60％≤k<80％时，主控板判断水质亚健康，工作时间结束后进行水质清理；

当k<60％时，主控板判断水质不健康，自动停止工作进行水质清理；

(9-5)当水质健康信息k<80％时，主控板通过控制电机正反转实现滤芯自动冲洗，进行水质清理。

图2是本发明的一种控制系统流程图：

每个用户通过设备取水时，系统都会通过这样一个流程方式进行功能实现，以注册用户A来取水为例，结合图2对一下各步骤进行详细描述：

在步骤100中，用户在操作人机界面前，人脸识别模块已经获取用户识别信息并发送给主控板，主控板通过服务器获取注册用户的常用信息。之后用户开始进行人机界面操作，执行步骤101。

在步骤101中，操作信息通过I2C总线发送给主控板，发送成功则会执行步骤102，失败则执行步骤108(返回步骤100，重新执行步骤101)。

在步骤102中，主控进行指令分析，并进行步骤103。

在步骤103中，判断主控板解析指令是否成功，如果解析成功则执行步骤104，否则执行步骤108。

在步骤104中，主控板根据解析信息，给相应硬件模块发送指令，并执行步骤105。

在步骤105中，判断指令信息是否发送成功，发送成功执行步骤106，否则执行步骤109(返回步骤104，重新执行步骤104)。

在步骤106中，硬件电路相应主控板指令，并执行步骤107。

在步骤107中，实现功能。

因此，本发明具有如下有益效果：可避免用户每次取水都需要进行温度调节；出水温度控制精确；全智能管理滤芯，使饮用水安全健康；智能化程度高。

应理解，本实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。