一种热水器控制装置和热水器的制作方法

本实用新型涉及家用电器技术领域，尤其是涉及一种热水器控制装置和热水器。

背景技术：

热水是每家每户所生活必需，家用热水器一般都是全天通电加热，或者在需要使用热水时，手动对热水器进行通电加热。热水器全天通电加热，特别是在夜间使用较少的情况下，会导致出现热水器里的水反复加热的现象，严重浪费电能源。而对热水器进行手动加热的方式，短时间内是得不到热水的使用的，需要等待一段时间使得热水器将水加热，从而造成生活的不便。

针对以上问题，还未提出有效解决方案。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种热水器控制装置和热水器，以解决现有技术中热水器不能依据用户使用习惯来进行加热导致的电能源严重浪费的技术问题。

根据本实用新型提供了一种热水器控制装置，所述装置包括：控制器，继电器，人机交互接口；所述控制器中设置有定时器；其中，所述继电器与热水器相连接，所述控制器与所述继电器相连接，所述定时器与所述人机交互接口相连接；所述人机交互接口用于接收用户发出的触发指令，所述触发指令为触发所述定时器开始计时的指令；所述定时器用于在所述人机交互接口接收到所述触发指令之后，开始定时操作；所述控制器用于在所述定时器定时结束之后，生成电信号，其中，所述电信号用于控制所述热水器处于开启状态；所述继电器用于接收所述控制器发送的所述电信号，并基于所述电信号控制所述热水器处于开启状态。

进一步地，所述控制器还包括：包含WIFI通信模块的物联网芯片和/或单片机，其中，所述物联网芯片和/或所述单片机通过无线连接方式接入到网关设备中，以使所述控制器与互联网相连接；所述物联网芯片和/或所述单片机与所述定时器相连接；所述物联网芯片和/或所述单片机用于在所述定时器定时结束之后，生成电信号，其中，所述电信号用于控制所述热水器处于开启状态。

进一步地，所述控制器还包括：GPIO接口，所述控制器通过所述GPIO接口向所述继电器发送所述电信号。

进一步地，所述控制器还包括：时间同步器和RTC寄存器，所述时间同步器和所述RTC寄存器相连接，所述时间同步器与所述物联网芯片和/或所述单片机相连接，所述时间同步器用于每隔预设时间间隔时同步网络授时中心的时间到所述RTC寄存器中。

进一步地，所述人机交互接口包括：多个按键，其中，所述多个按键包括：第一按键和第二按键；当检测到所述第一按键的持续触发时间大于预设时间时，生成配置指令，其中，所述配置指令用于对所述热水器进行初始化配置；当检测到所述第一按键的持续触发时间小于预设时间时，生成所述触发指令；当检测到所述第二按键被触发时，生成重启指令，其中，所述重启指令用于控制所述控制器重新启动。

进一步地，所述装置还包括：模数转换器；所述模数转换器与所述控制器相连接；所述模数转换器用于将220V交流市电转换为目标直流电压。

进一步地，所述装置还包括：移动控制终端；所述移动控制终端通过无线通信模块与所述控制器相连接，用于接收所述用户发出的开关指令，并将所述开关指令通过所述无线通信模块发送至所述控制器中，以使所述控制器按照所述开关指令对所述热水器的工作状态进行控制。

进一步地，所述装置还包括：显示器，其中，所述显示器与所述控制器相连接，用于显示所述热水器的工作参数，其中，所述工作参数包括以下至少之一：实时加热温度，目标加热温度，实时加热时间。

根据本实用新型实施例还提供了一种热水器，所述热水器包括上述所述的热水器控制装置和热水器本体，所述热水器控制装置设置于所述热水器本体和所述热水器的电源插座之间，所述热水器控制装置用于对所述热水器的工作状态进行控制。

进一步地，所述热水器控制装置通过电源线与所述热水器本体相连接，所述电源插座通过电源线与所述热水器控制装置相连接。

本实用新型提供了一种热水器控制装置，包括：控制器，继电器，人机交互接口；控制器中设置有定时器；其中，继电器与热水器相连接，控制器与继电器相连接，定时器与人机交互接口相连接；人机交互接口用于接收用户发出的触发指令，触发指令为触发定时器开始计时的指令；定时器用于在人机交互接口接收到触发指令之后，开始定时操作；控制器用于在定时器定时结束之后，生成电信号；继电器用于接收控制器发送的电信号，并基于电信号控制热水器处于开启状态。

在本实用新型实施例中，通过定时器能够为用户提供定时操作，以使热水器按照预先设定的时间开启，通过上述设置方式，能够避免出现热水器长期运行的问题，以及避免出现手动对热水器进行通电加热时操作不智能的问题，从而提高了的用户体验，以及提高了热水器的智能程度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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的附图。

图1是根据本实用新型实施例提供的一种热水器控制装置的结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例提供的一种控制器的结构示意图；

图3是根据本实用新型实施例提供的一种继电器的通用设计电路图；

图4是根据本实用新型实施例提供一种热水器的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一：

图1是根据本实用新型实施例提供的一种热水器控制装置的结构示意图。

如图1所示，该热水器控制装置包括：控制器10，继电器20，人机交互接口30；控制器10中设置有定时器100；其中，继电器20与热水器相连接，控制器10与继电器20相连接，定时器100与人机交互接口30相连接。

具体地，人机交互接口30用于接收用户发出的触发指令，触发指令为触发定时器100开始计时的指令；定时器100用于在人机交互接口30接收到触发指令之后，开始定时操作；控制器10用于在定时器100定时结束之后，生成电信号，其中，电信号用于控制热水器处于开启状态；继电器20用于接收控制器10发送的电信号，并基于电信号控制热水器处于开启状态。

本实用新型提供了一种热水器控制装置，包括：控制器，继电器，人机交互接口；控制器中设置有定时器；其中，继电器与热水器相连接，控制器与继电器相连接，定时器与人机交互接口相连接；人机交互接口用于接收用户发出的触发指令，触发指令为触发定时器开始计时的指令；定时器用于在人机交互接口接收到触发指令之后，开始定时操作；控制器用于在定时器定时结束之后，生成电信号；继电器用于接收控制器发送的电信号，并基于电信号控制热水器处于开启状态。

在本实用新型实施例中，通过定时器能够为用户提供定时操作，以使热水器按照预先设定的时间开启，通过上述设置方式，能够避免出现热水器长期运行的问题，以及避免出现手动对热水器进行通电加热时操作不智能的问题，从而提高了的用户体验，以及提高了热水器的智能程度。

图2是根据本实用新型实施例提供的一种控制器的结构示意图。

如图2所示，控制器10还包括：包含WIFI通信模块的物联网芯片110和/或单片机120，其中，物联网芯片110和/或单片机120通过无线连接方式接入到网关设备中，以使控制器10与互联网相连接；物联网芯片110和/或单片机120与定时器100相连接。

具体地，物联网芯片110和/或单片机120用于在定时器100定时结束之后，生成电信号，其中，电信号用于控制热水器处于开启状态。

在本实用新型实施例中，物联网芯片110和/或单片机120通过无线连接方式接入到网关设备中，以使控制器10与互联网相连接。当控制器10通过物联网芯片110和/或单片机120与互联网相连接后，用户的移动控制终端就能够实现与该控制器的连接，从而实现通过移动控制终端来对热水器的工作状态进行控制。具体地，该网关设备一般为路由器。

在本实用新型实施例中，控制器10一般将单片机120和包含WIFI通信模块的物联网芯片110共同用作控制器使用，或者直接将包含WIFI通信模块的物联网芯片110用作控制器使用。一般情况下，包含WIFI通信模块的物联网芯片110可以使用以下系列中的任一个：ESP8266系列、ESP32系列、CC3000系列等，但不仅仅局限于上述列举的芯片系列。

在本实用新型实施例中，上述无线连接方式可以为：Smartconfig技术。其具体操作为，用户在手机上安装一个某芯片公司所提供的软件，例如ESPTouch，则当用户按下软件中的配置键后，物联网芯片110中的WIFI通信模块，或，单片机120中的WIFI芯片进入WIFI配置模式，该软件利用手机在空中广播特定路由器的连接信息包，当WIFI通信模块或WIFI芯片接收该连接信息包后，可自动配置并保存该路由信息，从而实现控制器的一键配置WIFI入网。Smartconfig技术可以用于配置一个或多个控制器。

具体地，控制器10的WIFI配置实施方法如下：一般情况下，控制器10可以通过AP(Access Point，无线接入点)热点+Web技术实现WIFI配置，其具体的方法为，当用户按下上述安装的软件的配置键后进入AP模式，物联网芯片110中的WIFI通信模块，或，单片机120中的WIFI芯片作为WIFI热点，可以供手机或平板电脑进行连接，同时启动Web配置服务。当手机连接AP热点，进入路由网址，例如：http://192.168.4.1时，点击扫描WIFI选项选择要连接的热点，并输入其相应的密码，最后点击配置即可完成对WIFI通信模块或WIFI芯片的WIFI配置。

在一个可选的实施方式中，控制器10还包括：GPIO接口，控制器10通过GPIO接口向继电器20发送电信号。

在本实用新型实施例中，控制器10通过GPIO(General Purpose Input Output，通用输入/输出)接口与继电器20相连接，当控制器10将GPIO置于高电平时，即控制器10通过GPIO接口向继电器20发送一个加热控制信号时，继电器20会闭合，从而热水器接通电源加热烧水；当控制器10将GPIO置于低电平时，即控制器10通过GPIO接口向继电器20发送一个关闭热水器的控制信号时，继电器20断开，从而关闭热水器40的电源，即停止加热。

具体地，图3是上述继电器的通用设计电路图。如图3所示，L_IN、N_IN分别为交流电火线输入和交流电零线输入，L_OUT、N_OUT分别为交流电火线输出和交流电零线输出，且交流电火线输出和交流电零线输出均输出到热水器。

在一般情况下，与交流电火线输入L_IN相连的开关3置于触点2处，与交流电零线输入N_IN相连的开关6置于触点5处。当GPIO置于高电平时，三极管Q1导通，此时二极管D1处于截止状态，则电磁线圈被短路，电磁线圈中无磁通产生，此时，与交流电火线输入L_IN相连的开关3置于触点4处，与交流电零线输入N_IN相连的开关6置于触点7处，交流电火线输出L_OUT和交流电零线输出N_OUT向热水器输出电压，热水器执行加热动作。当GPIO置于低电平时，三极管Q1截止，此时二极管D1处于导通状态，则电磁线圈两端，即如图3所示的电磁线圈的1和8两端存在压差，则电磁线圈产生磁通，将与交流电火线输入L_IN相连的开关3置于触点2处，与交流电零线输入N_IN相连的开关6置于触点5处，热水器断电，停止加热动作。

在一个可选的实施方式中，如图2所示，控制器10还包括：时间同步器130和RTC寄存器140，时间同步器130和RTC寄存器140相连接，时间同步器130与物联网芯片110和/或单片机120相连接；时间同步器130用于每隔预设时间间隔时同步网络授时中心的时间到RTC寄存器140中。

在本实用新型实施例中，当控制器连入互联网后，通过SNTP协议及服务，可同步网络授时中心的时间到本地的RTC寄存器中，并可设置同步时间间隔，比如每1小时同步一次，该控制器便可获得准确的时间。具体地，控制器中内置的SNTP客户端能够通过定期访问SNTP服务器获得准确的时间信息，用于调整客户端(即控制器)自身所在系统的时间，达到同步并保持时间的目的。

具体地，人机交互接口30包括：多个按键，其中，多个按键包括：第一按键和第二按键；当检测到第一按键的持续触发时间大于预设时间时，生成配置指令，其中，配置指令用于对热水器进行初始化配置；当检测到第一按键的持续触发时间小于预设时间时，生成触发指令；当检测到第二按键被触发时，生成重启指令，其中，重启指令用于控制所述控制器重新启动。

在本实用新型实施例中，人机交互接口30一般包括两个及以上的按键，其中一个按键，当用户对该按键的触发时间小于预设时间时，例如，用户按下该按键时间小于三秒钟，则该按键生成触发定时器开始计时的触发指令；当用户对该按键的触发时间大于预设时间时，例如，用户按下该按键时间超过三秒钟，则该按键生成对热水器进行WIFI初始化配置的配置指令。另一个按键主要用于生成触发控制器的重启的重启指令。

具体地，当用户通过按键实现触发定时器的功能时，在用户短暂按下第一按键后，GPIO接口会给控制器传送一个中断信号，该终端信号即为触发定时器开始计时的触发指令，因此当定时器定时结束后，控制器会生成一个电信号，该电信号用于控制继电器的开关动作，以使继电器控制热水器的开启或关闭动作。

可选地，如图1所示，该热水器控制装置还包括：模数转换器40，模数转换器40与控制器10相连接，模数转换器用于将220V交流市电转换为目标直流电压。

在本实用新型实施例中，模数转换器40用于将220V交流市电转换为目标直流电压，其中，目标直流电压指的是控制器10所需要的3.3V或5V的直流电压。

在一个可选的实施方式中，该热水器控制装置还包括：移动控制终端；移动控制终端通过无线通信模块与控制器相连接，用于接收用户发出的开关指令，并将开关指令通过无线通信模块发送至控制器中，以使控制器按照开关指令对热水器的工作状态进行控制。

在本实用新型实施例中，移动控制终端可以为用户的手机、平板电脑等移动设备，例如，当移动控制终端为用户的手机时，用户可以通过诸如微信等APP来对热水器控制装置进行控制，具体地，用户可以通过微信来控制热水器的工作状态，当物联网芯片通过WIFI连入互联网后，可以通过airkiss协议及微信相关硬件IOT接口即时通讯并上报控制器状态等参数。同时，用户还可以关注相关物联网芯片厂商的微信公众号，按其相关用户手册操作，可将该控制器装置接入微信硬件，便可获得设备ID号，在配置完成后，便可通过手机界面按钮实现对热水器的远程控制。

可选地，如图1所示，该热水器控制装置还包括：显示器50，其中，显示器50与控制器10相连接，用于显示热水器的工作参数，其中，工作参数包括以下至少之一：实时加热温度，目标加热温度，实时加热时间。

本实用新型提供了一种热水器控制装置，包括：控制器，继电器，人机交互接口；控制器中设置有定时器；其中，继电器与热水器相连接，控制器与继电器相连接，定时器与人机交互接口；人机交互接口用于接收用户发出的触发指令，触发指令为触发定时器开始计时的指令；定时器用于在人机交互接口接收到触发指令之后，开始定时操作；控制器用于在定时器定时结束之后，生成电信号；继电器用于接收控制器发送的电信号，并基于电信号控制热水器处于开启状态。

在本实用新型实施例中，通过定时器能够为用户提供定时操作，以使热水器按照预先设定的时间开启，通过上述设置方式，能够避免出现热水器长期运行的问题，以及避免出现手动对热水器进行通电加热时操作不智能的问题，从而提高了的用户体验，以及提高了热水器的智能程度。

实施例二：

图4是根据本实用新型实施例提供一种热水器的结构示意图。

如图4所示，该热水器包括上述所述的热水器控制装置400和热水器本体500，热水器控制装置400设置于热水器本体500和热水器的电源插座之间，热水器控制装置400用于对热水器本体500的工作状态进行控制。

具体地，热水器控制装置400通过电源线与热水器本体500相连接，电源插座通过电源线与热水器控制装置400相连接。

如图4所示，热水器控制装置400包括：控制器401，继电器402，人机交互接口403，模数转换器404，显示器405；其中，控制器401中设置有定时器4011。如图4所示，控制器401通过GPIO接口与继电器402相连接，模数转换器404和显示器405分别与控制器401相连接，人机交互接口403与定时器4011相连接。

具体地，该热水器控制装置400设置于热水器本体500和热水器的电源插座之间，如图4所示，电源插座连接220V的家庭用交流电。

具体地，模数转换器404用于将220V的家庭用交流电转换为控制器401所需要的3.3V或5V的直流电源。用户可以通过人机交互接口403对定时器4011发送触发指令，以触发定时器4011开始定时操作，或者，用户还可以通过人机交互接口403对控制器进行初始化配置动作或进行重启动作。定时器4011完成定时操作后，控制器401通过GPIO接口向继电器402发送电信号，以基于继电器402的通断控制热水器本体500的工作状态，显示器405用于显示热水器本体500的工作参数，其中，工作参数包括以下至少之一：实时加热温度，目标加热温度，实时加热时间等。

另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。