本发明涉及基于微信小程序的远程控制热水器装置，属于厨卫电器领域。
背景技术：
目前市场中常见的洗浴用电热水器一般是在使用前打开电源开关，等待时间较长。其次是热水器控制系统智能度不够高，究其原因是当前承压式热水器改进难度大，现有的一种用在热水器上的智能混水阀能够实现自动输出恒温热水，但是相对独立。
技术实现要素：
目的：为了解决上述问题，本发明提供基于微信小程序的远程控制热水器装置，采集用户使用数据，在云端分析，提供建议的使用策略，以达到保证热水温度的舒适性、热水器工作在相对节能状态下的目的。
基于微信小程序的远程控制热水器装置，包括微控制器、人机交互模块、无线网络模块、温度传感器、水位传感器、电子水量表和远程服务器，其中，
所述温度传感器、水位传感器和电热管均安装在热水器水箱中，所述微控制器通过双绞线分别与温度传感器和水位传感器连接，用于采集传感器数据进行数据传输，且所述微控制器分别与驱动电热管的电热管控制继电器和电磁上水阀门控制连接，所述微控制器与无线网络模块安装在同一块pcb板，两者通过铜箔线连接；
所述人机交互模块包括显示屏、按键以及信号灯，且与微控制器、无线模块焊接在同一块pcb板上，通过pcb板上的线路分别与微控制器和无线模块连接，用于实现本地设置和状态显示，包括无线网络模块所需要的wlan账号密码输入，设置自动上水的水位，设置本地时间以及显示设置过程中的交互信息；
所述无线网络模块通过家庭无线网络的网关与远程服务器通过网络数据传输协议通信；所述远程服务器与微信小程序通过网络数据传输协议通信，所述微信小程序作为用户移动终端，显示热水器的状态参数，且由远程服务器通过无线网络模块向微控制器传回控制指令。
优选地，所述微信小程序通过ssl加密协议与远程服务器交换数据。
优选地，所述无线模块内设有全球唯一的mac地址，无线模块被用户注册后，服务器中的数据库与微信账号映射为一组控制逻辑。
优选地，所述热水器的状态字和用户的控制字采用多字节可变长度的数据协议，其中，状态字和控制字分别表示无线模块服务端生成的热水器状态信息和微信小程序生成的控制信息。
优选地，所述温度传感器有两个，一个设置在热水器的热水出水口，另一个设置在混水阀的出水口，两个温度传感器分别将检测到的温度值传输至微控制器处理，并由微控制器通过无线网络模块上传至服务器和微信小程序，图3中位于混水阀的出水口的温度传感器未画出，本领域技术人员可根据实际需求实现。
优选地，所述水位传感器采用石墨电极式传感器检测水位信息，可检测低水位5%，20%，40%，60%，80%以及满水位100%。
优选地，还包括电子水量表，所述电子水量表设置在冷水管上水口位置，所述电子水量表采用双绞线与微控制器连接，记录用户的用水信息，图3中电子水量表未画出，本领域技术人员可根据实际需求实现。
有益效果：本发明提供基于微信小程序的远程控制热水器装置，具有如下优点：
1、输出的热水温度可智能调节，实现分账户记录用户习惯，在线学习、控制，出水温度稳定且舒适。
2、用户使用微信向服务器发送控制指令，服务器在向用户绑定的热水器无线网络模块发送控制字，微处理器作出响应，按要求实现动作。在小程序端，温度调节、水位控制、定时预约等功能，一系列操作交互过程具有图形化、可视化的特点，流程简单，学习成本低。
3、本发明提出的热水器控制方法先进，有预测地加热，节能环保。
附图说明
图1为本发明的系统框图；
图2为本发明的热水器端处理流程图；
图3为本发明的装置结构连接图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
如图1和3所示，基于微信小程序的远程控制热水器装置，包括微控制器、人机交互模块、无线网络模块、温度传感器、水位传感器、电子水量表和远程服务器，其中，
所述温度传感器、水位传感器和电热管均安装在热水器水箱中，所述微控制器通过双绞线分别与温度传感器和水位传感器连接，用于采集传感器数据进行数据传输，且所述微控制器分别与驱动电热管的电热管控制继电器和电磁上水阀门控制连接，所述微控制器与无线网络模块安装在同一块pcb板，两者通过铜箔线连接；
所述人机交互模块包括显示屏、按键以及信号灯，且与微控制器、无线模块焊接在同一块pcb板上，通过pcb板上的线路分别与微控制器和无线模块连接，用于实现本地设置和状态显示，包括无线网络模块所需要的wlan账号密码输入，设置自动上水的水位，设置本地时间以及显示设置过程中的交互信息；
所述无线网络模块通过家庭无线网络的网关与远程服务器通过网络数据传输协议通信；所述远程服务器与微信小程序通过网络数据传输协议通信，所述微信小程序作为用户移动终端，显示热水器的状态参数，且由远程服务器通过无线网络模块向微控制器传回控制指令。
优选地，所述微信小程序通过ssl加密协议与远程服务器交换数据。
优选地，所述无线模块内设有全球唯一的mac地址，无线模块被用户注册后，服务器中的数据库与微信账号映射为一组控制逻辑。
优选地，所述热水器的状态字和用户的控制字采用多字节可变长度的数据协议，其中，状态字和控制字分别表示无线模块服务端生成的热水器状态信息和微信小程序生成的控制信息。
优选地，所述温度传感器有两个，一个设置在热水器的热水出水口，另一个设置在混水阀的出水口，两个温度传感器分别将检测到的温度值传输至微控制器处理，并由微控制器通过无线网络模块上传至服务器和微信小程序。
优选地，所述水位传感器采用石墨电极式传感器检测水位信息，可检测低水位5%，20%，40%，60%，80%以及满水位100%。
优选地，还包括电子水量表，所述电子水量表设置在冷水管上水口位置，所述电子水量表采用双绞线与微控制器连接，记录用户的用水信息。
本发明的工作原理如下：
本系统包括微控制器、人机交互模块、无线网络模块、温度传感器、水位传感器、电子水量表和远程服务器，其中，
微控制器对本地负责采集传感器（温度传感器和水位传感器）数据，驱动电热管控制继电器和电磁上水阀门，及人机交互逻辑；对外处理无线网络模块接收来的用户的控制字，并将本地状态传递给无线网络模块，以便转换成待返回的热水器的状态字；
热水器的状态字和用户的控制字采用多字节可变长度的数据协议。控制字是用户在微信小程序内，根据程序生成的一组16进制数据，具体内容如下：其首字节为固定数据，表示开始一个新的控制字，有查询、修改等控制方式；第二、第三个字节为掩码，每一位分别控制后面16个字节对应的被制定控对象是否要更改。状态字与控制字类似，是微控制器根据相同的算法生成的一组16进制数据，上传给微信小程序，解算成为热水器的状态参数，显示出来，其首字节为固定数据，表示开始一个新的状态字，第二、第三个字节为掩码，每一位分别控制后面16个字节对应的状态参数是否要更新。
人机交互模块能在本地提供水温水位时间信息，用户可在没有网络的环境中实现本地使用。
无线网络模块通过家庭网关与服务器、微信小程序终端交换数据。无线网络模块能加载tcp/ip协议；家庭网关需要提供ddns服务；所述的服务器须具有公网ip地址；所述的微信小程序能运行request-api、解析状态字、打包控制字；所述的微信小程序能展示远程热水器能在本地显示的所有信息；所述的微信小程序能控制远程热水器能被本地控制的所有设备。
所述的热水器能添加使用着子账号，实现自定义个性化使用。
本发明中热水器能实现恒温出水，低水位自动上水，高水位停止上水。其中，
恒温出水功能是基于用户使用数据，并结合本地或者远程设置的参数计算所得。如果在本地用按键选择用户一，则向远程服务器请求相关的数据并返回控制字给微控制器，微控制器读取偏好温度，历史使用温度和用水量信息进行处理后，控制电磁上水阀，实现动作。如果用户二在微信上查询到当前热水器在使用中，则可发出预约信息，微处理器同样地执行上述动作。如果用户在使用中对出水温度感觉不适，微控制器记录使用数据，服务器保留一段时间的历史信息，并生成最新的数据。小程序每天或者每周或者每月向用户提交使用报告。当用户设定某个温度值后，温度传感器检测冷水、热水温度以及出水口温度，快速地计算、调节热水流量以控制出水口水温在合适值，热水器恒温出水功能采用双层pid调节方式。
低水位自动上水功能，是针对太阳能热水器或者其他非承压式的或者不具备适时上水功能的电热水器设计。具体实现方式如下：水位传感器检测水位，人机交互模块显示水位，水位处于低位阈值以下时，人机交互模块发出指示信息如显示水位的交互部分开始闪烁，程序控制上水阀门的电磁阀，开始自动上水。
所述的热水器可以监控用户的用水量，显示到微信小程序中，动态地规划每天需要的使用量，按需加热，达到节约能源的目的。
热水器远程智能控制系统，微信小程序可选择每周或者每月向用户提交使用报告。报告包括：管理员可查周期内的总用水量，总耗电量，每个子账户的使用状况、偏好信息；子账户可查当前账户的使用状况，偏好信息。
热水器远程智能控制系统，可使用微信支付功能，学校、工厂等使用者密集场合，可以选择预约使用，在线生成账单并提交与用户来付费。
如图2所示，为热水器终端的控制流程：
start：上电启动；
step1：不断发起get查询服务器是否下发控制指令，接收到控制指令，采用常规的crc循环冗余算法校验；校验失败返回step1
step2:校验无误后读取控制字的内容，判别是否为“查询”指令，如果是则进入step3，否则为“控制”指令，进入step4。
step3：根据指令，读取待查询的数据，进入step5；
step4：解析指令，微控制器发送到控制对象，并读取待控制对象的状态，识别被控对象是否完成既定动作，进入step5。
step5：将step3-4中的数据打包生成状态字，采用post指令返回给服务器，进入end；
end：流程结束。
本发明的控制系统检测的数据采用16进制方式存储，在不泄露协议解析算法的情况下，具有非常高的安全性。
以上实施是对本发明优选实施方案进行描述，但本发明不限于此，在不脱离本发明的构思和工作原理下，本领域普通技术人员对本新型的技术方案和材料作出的各种变形和改进，均应在本发明的权利要求书确定的保护。