热水器控制系统及方法与流程

本发明涉及热水器技术领域，具体而言，涉及一种热水器控制系统及方法。

背景技术：

近年来，电热水器漏电事故频发，使电热水器已在无形中成为家中的重大安全隐患。漏电事故于消费者而言，一旦发生遭到的损失无法估量；同时对电热水汽供应商而言，直接损失的是消费者的信任及巨额的经济损失。因此，电热水器生产商不断进行技术改进，以期解决该问题。

当前通用的一个改进方法为在电热水器的出水口设置流量传感器，当流量传感器检测到使用者开始用水时，进行断电。但实际中，当热水器已经出现漏电时，使用者触碰水阀进行放水或触碰花洒时，均会存在触电的风险。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种热水器控制系统及方法，以解决上述问题。

为了解决上述问题，本发明实施例采用的技术方案如下：

本发明实施例提供一种热水器控制系统，所述系统包括热水器、红外热采集装置及处理控制器，所述热水器及红外热采集装置均分别与所述处理控制器连接；所述红外热采集装置用于采集指定空间的红外信息，并发送至所述处理控制器；所述处理控制器对采集的红外信息进行分析，在所述红外信息中包括人体体表红外信息时，根据所述人体体表红外信息控制所述热水器的工作状态。

本发明实施例还提供一种热水器控制方法，所述方法应用于热水器控制系统，所述系统包括热水器、红外热采集装置及处理控制器，所述热水器及红外热采集装置均分别与所述处理控制器连接。所述系统还包括水比例阀及温度传感器，所述水比例阀包括三通电磁阀，所述热水器的出水口通过管道与所述水比例阀的第一进水口连接，所述水比例阀的第二进水口与冷水源通过所述管道连接，所述水比例阀的出水口通过所述管道与花洒连接，所述温度传感器设置于所述水比例阀的出水口，所述水比例阀及温度传感器均与所述处理控制器电性连接；所述处理控制器内存储有目标温度选择模型，所述方法包括：所述红外热采集装置按照采集指定空间的红外信息并发送至所述处理控制器；所述处理控制器对所述红外信息进行分析；在所述红外信息包括人体体表红外信息时，根据所述人体体表红外信息控制所述热水器的工作状态；所述处理控制器获取所述水比例阀的工作状态；当所述水比例阀的所述工作状态为开启工作时，所述处理控制器接收所述温度传感器采集的通过所述水比例阀的出水口的水的第一水温信息；所述处理控制器利用所述目标温度选择模型获取目标水温信息；所述处理控制器根据所述第一水温信息与所述目标水温信息的比较结果生成控制信息发送至所述水比例阀；所述水比例阀根据所述控制信息调整所述水比例阀的工作状态，直至所述第一水温信息与目标水温信息之间的差值不超过预设误差阈值。

与现有技术相比，本发明提供的一种热水器控制系统及方法。所述系统通过红外热采集装置对指定区域进行红外信息采集，并反馈至处理控制器以便进行分析，当所述红外信息中包括人体体表红外信息时，根据所述人体体表红外信息可以精准的判断用户是否需要进行沐浴，并根据判断结果控制热水器的工作状态。在用户触碰花洒或水阀之前确保热水器已断电，确保了用户的安全。同时，极大的降低了对用户是否进行沐浴进行误判率，避免热水器反复的通断电，进而避免了热水器的损耗。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1示出本发明较佳实施例提供的一种热水器控制系统的示意图。

图2示出本发明较佳实施例提供的一种热水器控制系统的结构示意图。

图3示出本发明较佳实施例提供的一种热水器控制方法的步骤流程图。

图4示出本发明较佳实施例提供的一种热水器控制方法的步骤流程图的另一部分。

图标：100-热水器控制系统；10-热水器；20-红外热采集装置；30-处理控制器；40-水比例阀；50-温度传感器；60-水流量传感器；70-恒温控制盒；80-花洒；90-显示屏。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，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实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

第一实施例

请参考图1，图1示出了本发明实施例提供的一种热水器控制系统100的示意图。所述热水器控制系统100包括热水器10、红外热采集装置20、处理控制器30、水比例阀40、温度传感器50及水流量传感器60。热水器10、红外热采集装置20、水比例阀40、温度传感器50及水流量传感器60均与所述处理控制器30连接。如图2所示，所述系统还包括恒温控制盒70，所述水比例阀40与所述处理控制器30均设置于所述恒温控制盒70内。所述恒温控制盒70外设有多个触发按钮，所述触发按钮与处理控制器30电性连接，以便通过处理控制器30启动所述水比例阀40工作或停止水比例阀40工作。恒温控制盒70可以安装于洗浴室内，也可以安装于洗浴室外。所述热水器10的安装位置在本实施例中，不做限定。所述热水器10通过管道与恒温控制盒70内的水比例阀40的进水口连接。水比例阀40的出水口通过管道于安装于洗浴室的花洒80连接。

热水器10与处理控制器30通信连接。例如，可以通过蓝牙通信模块、wifi通信模块、红外光通信模块、rf射频模块、zigbee通信模块、modbus通信模块实现热水器10与处理控制器30之间的通信连接。所述热水器10与处理控制器30还可以是通过数据线实现电性连接。所述热水器10在处理控制器30的控制下实现与电源的通断电。通电时，所述热水器10正常工作，冷水可进入热水器10的内胆，并由所述热水器10进行加热；断电时，所述热水器10停止工作，避免冷水进入热水器10的内胆。

红外热采集装置20与处理控制器30电性连接。红外热采集装置20用于采集指定空间的红外信息，并反馈至处理控制器30。红外热采集装置20安装时，可以安装于洗浴室内，以便处理控制器30进行分析。需要说明的是，当有人进入指定区域时，采集到的红外信息包括进入指定区域的人的人体体表红外信息。人体体表红外信息可以包括人体红外热辐射图。所述人体红外热辐射图可以包括人体温度信息分布图。从人体红外热辐射图中还可以提取人体的轮廓识别信息。指定空间可以是洗浴区域，例如，图2中花洒80下方的区域。为了便于采集洗浴区域内的红外信息，可选地，所述红外热采集装置20可以安装于花洒80顶部(例如，如花洒手柄、喷头、波纹管等)，洗浴区域可以根据花洒80的调整而变动，因此安装于花洒80顶部的红外热采集装置20可随着花洒80的调整而实时最终洗浴区域。在其他实施例中，所述红外热采集装置20可以安装在邻近指定空间设置的恒温控制盒70外侧，且朝向所述指定空间。

可选地，所述红外热采集装置20可以包括热电堆矩阵(图未标)、光学系统(图未标)及数字信号处理单元(图未标)。所述光学系统朝向所述指定空间，所述热电堆矩阵与所述光学系统邻近设置，所述热电堆矩阵与数字信号处理单元电性连接，所述数字信号处理单元与所述处理控制器30连接。所述光学系统将采集到的红外能量汇聚于所述热电堆矩阵，所述热电堆矩阵根据接收到的所述红外能量生成所述红外信息，并发送至所述数字信号处理单元；所述数字信号处理单元用于将所述红外信息发送至所述处理控制器30。以实现对红外信息的采集及将红外信息发送至处理控制器30。

水比例阀40可以是三通电磁阀，所述热水器10的出水口通过管道与所述水比例阀40的第一进水口连接。所述水比例阀40的第二进水口与冷水源通过管道连接，所述水比例阀40的出水口通过管道与花洒80连接。从热水器10出来的热水与从冷水源进入的冷水通过水比例阀40控制进行混合。可选地，所述三通电磁阀还包括阀体及电磁阀。阀体分别设置于第一进水口及第二进水口。电磁阀的阀芯与阀体连接，以控制阀体实现第一进水口及第二进水口的通断。所述三通电磁阀接收处理控制器30发送的控制信息调整所述阀体的工作状态(阀体的工作状态包括第一进水口的通断频率比及第二进水口的通断频率比)。可选地，分别调整第一进水口的通断频率比及第二进水口的通断频率比，以实现对水温的调整。

在本实施例中，所述水比例阀40与所述处理控制器30电性连接。以便所述水比例阀40将其工作状态发送至处理控制器30。发送至处理控制器30的工作状态可以包括开启工作及关闭。

所述温度传感器50设置于所述水比例阀40的出水口。所述温度传感器50用于采集通过水比例阀40出水口的水的第一水温信息，即经过水比例阀40混合后的水温。温度传感器50与所述处理控制器30电性连接。在所述水比例阀40的工作状态包括开启工作时，所述温度传感器50将采集到的第一水温信息反馈至处理控制器30。

所述水流量传感器60设置在所述水比例阀40的出水口。所述水流量传感器60与所述处理控制器30电性连接。在所述水比例阀40的工作状态包括开启工作时，所述水流量传感器60用于采集通过所述水比例阀40的出水口的水流量值，并反馈至所述处理控制器30。

处理控制器30的存储器内存储有机器学习模型，以使所述处理控制器30可以对采集的红外信息进行分析。当接收到所述红外信息中包括人体体表红外信息时，根据所述人体体表红外信息控制所述热水器10的工作状态。可选地，所述处理控制器30可以利用机器学习模型提取所述人体体表红外信息中的人体温度信息分布图提取体表温度信息，具体地，提取指定部分的体表温度信息，例如，从人体温度信息分布图中提取躯干部分的体表温度信息。需要说明的是，人体温度信息分布图中，不同温度的地方具有不同的颜色，通过机器学习模型对人体温度信息分布图中的颜色进行提取，并根据预设置的不同颜色对应的温度信息进行判断人体温度信息。例如，20度的区域颜色为蓝色，30度的区域为红色。

再根据体表温度信息判断是否控制热水器10与电源断开。具体地，当所述人体体表红外信息对应的所述体表温度信息超过预设的温度阈值时，控制所述热水器10与电源断开。需要说明的是，当进入指定空间的人是穿着衣服的状态时，采集到的人体体表温度信息中提取到的躯干部分的温度信息大约在20度左右；当进入指定空间的人是未穿衣服的状态时，采集到的人体体表温度信息中显示躯干部分的温度信息大约在30度左右。可以通过提取的指定部分的人体温度信息判断进入指定空间的人是否穿衣，进而判断是进入指定空间的人是否会进行洗澡。

处理控制器30在预定时间内采集到的所述红外信息不包括所述人体体表红外信息，且所述水比例阀40的工作状态为关闭时，控制所述热水器10的与电源连通。使热水器10正常工作。

在所述处理控制器30控制所述热水器10与电源断开后，所述处理控制器30接收第一水温信息。所述处理控制器30根据所述第一水温信息及所述处理控制器30内存储的目标水温信息的比较结果，生成控制信息发送至所述水比例阀40。进一步地，还可以是所述处理控制器30根据所述水流量值及第一水温信息与目标水温信息的比较结果，生成控制信息控制所述水比例阀40的工作状态。以实现对水比例阀40的工作状态进行调整，直至所述第一水温信息与目标水温信息之间的差值满足预设误差阈。需要说明的是，目标水温信息可以是预先存储在存储器内的初始第二水温信息，也可以由用户输入并存储的第二水温信息中选择出来的。当没有用户输入的第二水温信息时，直接选择初始第二水温信息作为目标水温信息。所述处理控制器30从所述热水器10获取剩余水量信息，并根据所述剩余水量信息、目标水温信息及水流量值，利用预设置的算法获取剩余供水时间。

所述系统还包括显示屏90。所述显示屏90可以安装于恒温控制盒70外侧，便于用户看到。所述显示屏90与所述处理控制器30电性连接。所述处理控制器30控制所述显示屏90显示所述剩余水量信息、第一水温信息及剩余供水时间。

所述处理控制器30内预设置第一剩余水量阈值及第二剩余水量阈值，所述处理控制器30在所述剩余水量信息超过所述第一剩余水量阈值时，控制所述显示屏90发出第一背景光；所述处理控制器30在所述剩余水量信息介于所述第一剩余水量阈值与所述第二剩余水量阈值之间时，所述处理控制器30控制所述显示屏90发出第二背景光；所述处理控制器30在所述剩余水量信息低于所述第二剩余水量阈值时，所述处理控制器30控制所述显示屏90发出第三背景光。例如，在所述剩余水量信息超过所述第一剩余水量阈值时，控制所述显示屏90发出绿色背光；在所述剩余水量信息介于所述第一剩余水量阈值与所述第二剩余水量阈值之间时，控制所述显示屏90发出黄色背光；在所述剩余水量信息低于所述第二剩余水量阈值时，所述处理控制器30控制所述显示屏90发出红色背光。

第二实施例

请参照图3，图3为本发明实施例提供的热水器控制方法的步骤流程图。所述方法应用于第一实施例中的热水器控制系统100。如图3所示，所述方法包括以下步骤：

步骤s101，所述红外热采集装置20按照采集指定空间的红外信息并发送至所述处理控制器30。

步骤s102，所述处理控制器30对所述红外信息进行分析。

步骤s103，在所述红外信息包括人体体表红外信息时，根据所述人体体表红外信息控制所述热水器10的工作状态。

在本实施例中，当所述红外信息包括人体体表红外信息时，当所述人体体表红外信息中对应的体表温度信息超过预设的温度阈值时，控制所述热水器10与电源断开。在所述热水器10与电源断开之后，若处理控制器30在预定时间内获得的红外信息中没有检测到所述人体体表红外信息，且所述水比例阀40的工作状态为关闭时，所述处理控制器30控制所述热水器10与所述电源连通。

如图4所示，所述方法还包括：

步骤s201，所述处理控制器30获取所述水比例阀40的工作状态。

步骤s202，当所述水比例阀40的所述工作状态为开启工作时，所述处理控制器30接收所述温度传感器50采集的通过所述水比例阀40的出水口的水的第一水温信息。

步骤s203，所述处理控制器30利用所述目标温度选择模型获取目标水温信息。

在本实施例中，所述方法还包括建立目标温度选择模型。具体地，所述处理控制器30中预先存储一目标温度选择模型。当所述处理控制器30获取用户输入的第二水温信息。所述处理控制器30从所述红外热采集装置20采集的红外信息中利用机器学习模型提取对应的轮廓识别信息。所述处理控制器30获取环境温度信息，环境温度信息可以是输入第二水温信息时外界的气温值。并根据所述环境温度信息生成适宜温度范围。所述处理控制器30根据所述轮廓识别信息、第二水温信息及适宜温度范围之间的对应关系更新所述目标温度选择模型。例如，在外界的气温值为30度时，用户甲使用该系统沐浴时，根据个人喜好将水温调节为29度(即输入第二水温信息)，所述处理控制器30根据最新获取的人体体表红外信息中提取轮廓识别信息，根据气温值为中心，前后五度温度范围设置为适宜温度范围即25度至35度，并将适宜温度范围、29度及轮廓识别信息的对应关系更新目标温度选择模型，以便下次用户甲在外界的气温值在27度进行沐浴时，自动利用目标温度选择模型直接将29度选为目标水温信息。实现对用户习惯的存储及利用轮廓识别信息完成准确的识别用户。

步骤s204，所述处理控制器30根据所述第一水温信息与所述目标水温信息的比较结果生成控制信息发送至所述水比例阀40。

步骤s205，所述水比例阀40根据所述控制信息调整所述水比例阀40的工作状态，直至所述第一水温信息与目标水温信息之间的差值不超过预设误差阈值。

所述方法还可以包括接收热水器10实时发送的剩余水量信息(例如，热水器10内胆内热水的剩余量)。当所述处理控制器30接收到的所述剩余水量信息超过预设的第一剩余水量阈值时，所述处理控制器30控制所述显示屏90发出第一背景光；当所述处理控制器30接收到的所述剩余水量信息介于所述第一剩余水量阈值与所述第二剩余水量阈值之间时，所述处理控制器30控制所述显示屏90发出第二背景光；所述处理控制器30在所述剩余水量信息低于所述第二剩余水量阈值时，所述处理控制器30控制所述显示屏90发出第三背景光。

在实际生活中，为了避免漏电，在用户使用热水器10进行洗浴期间都会进行断电，而热水器10断电后无法继续加热热水，也就是好用户洗浴时间越长，热水量越少。通常热水量少的时候用户会自行调节水阀，但这样的反复自行调节水阀会对水阀造成机械损伤。因此，在本实施例中提供上述方法，避免用户自己进行水温调节，实现水温的自适应控制。

综上所述，本发明实施例提供热水器控制系统及方法。所述系统包括热水器、红外热采集装置及处理控制器，所述热水器及红外热采集装置均分别与所述处理控制器连接；所述红外热采集装置用于采集指定空间的红外信息，并发送至所述处理控制器；所述处理控制器对采集的红外信息进行分析，在所述红外信息中包括人体体表红外信息时，根据所述人体体表红外信息控制所述热水器的工作状态。根据所述人体体表红外信息可以精准的判断用户是否需要进行沐浴，并根据判断结果控制热水器的工作状态。在用户触碰花洒或水阀之前确保热水器已断电，确保了用户的安全。同时，极大的降低了对用户是否进行沐浴进行误判率，避免热水器反复的通断电，进而避免了热水器的损耗。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。