一种热水器资源消耗量统计装置和方法、热水器与流程

本发明涉及统计监测领域，尤其涉及一种热水器资源消耗量统计装置和方法、热水器。

背景技术：

随着低碳环保生活方式深入人心，也伴随能源紧缺带来的电量、水量、气量价格上升等因素，我们希望在使用这些资源的时候能够了解查询一些电器产品使用中水、电、气等资源的总消耗量从而更加合理的并有计划的使用器具，减少能源浪费及开支。现有的热水器目前没有电量、水量、气量统计的功能，一般都是对常用的功能的显示，如温度、功率、故障代码等，用户如果想了解热水器产品在平时使用中产生的电量、水量、气量的情况，无法直观的看到，只能通过电表、水表、天然气表等来了解家里所有电器的消耗量，比较笼统，不够直观明确。

技术实现要素：

本发明的实施例提供一种热水器资源消耗量统计装置和方法、热水器，能对热水器工作使用产生的耗电量、耗水量和耗气量进行统计并对统计结果进行直观显示，方便用户了解。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，提供一种热水器资源消耗量统计装置，包括：数据采集模块、数据处理模块、数据存储模块、计时模块、查询模块和显示模块；

数据采集模块用于检测热水器工作过程中的资源的消耗速率，其中资源包括电能、水和天然气；并将资源的消耗速率转换为当量电信号发送至数据处理模块；计时模块用于对热水器时间进行计时，并将计时结果发送给数据存储模块存储；数据处理模块用于根据计时结果、当量电信号计算热水器工作过程中的资源消耗量，并将资源消耗量与从数据存储模块中读取的原始的总资源消耗量相加后得到的更新的总耗资源消耗量发送给数据存储模块存储；查询模块用于在用户触发下发送查询信号给数据处理模块；数据处理模块根据查询信号从数据存储模块调取与查询信号对应的资源消耗量发送给显示模块；显示模块用于显示数据处理模块发送的与查询信号对应的资源消耗量。

第二方面，提供一种热水器资源消耗量统计方法，该方法包括：

检测热水器工作过程中的资源消耗量速率并转换为当量电信号，其中所述资源包括电能、水和天然气；对热水器工作时间进行计时，并将计时结果存储；根据计时结果、当量电信号计算热水器工作过程中的资源消耗量，并将资源消耗量与存储模块中存储原始的总资源消耗量相加后得到更新的总资源消耗量存储；获取查询信号；根据查询信号调取与查询信号对应的资源消耗量；显示与查询信号对应的资源消耗量。

第三方面，提供一种热水器，包括第一方面所述的热水器资源消耗量统计装置。

本发明实施例提供的热水器资源消耗量统计装置和方法、热水器，该装置包括数据采集模块、数据处理模块、数据存储模块、计时模块、查询模块和显示模块；其中数据采集模块用于检测热水器工作过程中的资源消耗速率并将其转换为当量电信号后发送给数据处理模块；计时模块用于对热水器时间进行计时，并将计时结果发送给存储模块存储；数据处理模块用于根据计时结果、当量电信号计算热水器工作过程中的资源消耗量，并将资源消耗量与存储模块中存储原始的总资源消耗量相加后得到更新的总资源消耗量发送给数据存储模块存储；而用户可以通过触发其中的查询模块发送查询信号给数据处理模块，数据处理模块根据查询信号从存储单元调取相应的资源消耗量给显示模块显示。本发明实施例提供的资源消耗量统计装置因为可以对热水器工作过程中消耗的资源量进行统计存储，并可以在用户的触发通过显示模块向用户直观显示用户想要了解到的热水器资源消耗量，从而可以使用户明确自己使用热水器产生的消耗以便制定更环保低碳的使用方式，进而节约资源。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明实施例提供的一种热水器资源消耗量统计装置结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种热水器资源消耗量统计装置检测耗电量时的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种热水器资源消耗量统计装置检测耗水量时的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种热水器资源消耗量统计装置检测耗气量时的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种热水器资源消耗量统计装置中显示模块显示途径结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种热水器资源消耗量统计方法流程示意图；

图7为本发明实施例提供的一种热水器耗电量统计方法流程示意图；

图8为本发明实施例提供的一种热水器耗水量统计方法流程示意图；

图9为本发明实施例提供的一种热水器耗气量统计方法流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

为了便于清楚描述本发明实施例的技术方案，在本发明的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分，本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不是在对数量和执行次序进行限定。

需要说明的是，本发明实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本发明实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。还需要说明的是，本发明实施例中，“的(英文：of)”，“相应的(英文：corresponding，relevant)”和“对应的(英文：corresponding)”有时可以混用，应当指出的是，在不强调其区别时，其所要表达的含义是一致的。

现有的热水器目前没有电量、水量、气量统计的功能，一般都是对常用的功能的显示，如温度、功率、故障代码等，用户如果想了解热水器产品在平时使用中产生的电量、水量、气量的情况，无法直观的看到，只能通过电表、水表、天然气表等来了解家里所有电器的消耗量，比较笼统，不够直观明确，不能达到有计划的使用热水器以节约资源。

针对上述问题，本发明实施例提供一种热水器，包括一种热水器资源消耗量统计装置。

参照图1所示，该装置包括：数据采集模块1、数据处理模块2、数据存储模块3、计时模块4、查询模块5和显示模块6；

其中，数据采集模块1用于检测热水器工作过程中的资源的消耗速率，其中资源包括电能、水和天然气；并将资源的消耗速率转换为当量电信号发送至数据处理模块；具体的，热水器运行时，数据采集模块1会实时检测热水器运行过程中消耗的水、电、天然气等资源的量，并转换为相对应的电信号后发送给数据处理模块2处理。

计时模块4用于对热水器时间进行计时，并将计时结果发送给数据存储模块3存储。示例性的，这里计时模块4可以是只记录热水器运行时间的长度，也可以是通过联网获得热水器开始的时间(例如2016年7月8日14时23分6秒)以及热水器关闭的准确时间(例如2016年7月8日16时23分6秒)，另外由于热水器在运行过程中，人为或者自动调整热水器的运行模式(例如加热模式、保温模式、速热运行、分人洗、中温模式等)，而不同的运行模式过程中热水器对于水、电、气消耗的速率也不尽相同，所以，计时模块4还会分别记录热水器不同运行模式时的运行时间并进行存储。

数据处理模块2用于根据计时结果、当量电信号计算热水器工作过程中的资源消耗量，并将资源消耗量与从数据存储模块3中读取的原始的总资源消耗量相加后得到的更新的总耗资源消耗量发送给数据存储模块3存储。示例性的，数据处理模块2在将资源消耗量进行存储时，每次热水器运行产生的资源消耗量都会带有相应的时间戳，每次的资源消耗量也会相应存储，总的资源消耗量也同样带有当时最新的时间戳。实例性的，数据处理模块2可以为MCU(Microcontroller Unit)微控制单元。

查询模块5用于在用户触发下发送查询信号给数据处理模块2；数据处理模块2根据查询信号从数据存储模块3调取与查询信号对应的资源消耗量发送给显示模块6。示例性的，查询模块5可以是热水器本身的按键也可以是热水器通过联网或蓝牙连接的电脑客户端或手机APP上的对应热水器的查询部分。

可选的，查询模块5发送的查询信号中包含时间信息，数据处理模块2根据查询信号从数据存储模块3调取与查询信号中的时间信息对应的资源消耗量发送给显示模块6。这里所说的时间信息可以是某个时间段(例如2016年10月7日14时8分6秒至2016年10月8日16时10分20秒)，也可以是一个时间点(例如2016年8月7日15时7分8秒)，当为时间段时，该热水器资源消耗量统计装置会反馈该时间段内的资源消耗量，当为时间点时，该热水器资源消耗量统计装置会反馈该时间点以前累积的总的资源消耗量。

显示模块6用于显示数据处理模块发送的与查询信号对应的资源消耗量。

示例性的，参照图5所示，显示模块6可以是热水器自带的显示屏也可以是热水器通过蓝牙或者联网连接的远程客户端或者手机APP显示界面；当显示模块6为热水器显示屏时，数据处理模块2通过驱动电路将资源消耗量信息发送给显示屏显示；当显示模块6为远程客户端时，数据处理模块2通过通讯发射口(例如：UART通用异步收发传输器)、蓝牙、通讯接收口、处理器(例如：MCU(Microcontroller Unit)微控制单元)和驱动电路将资源消耗量信息发送给远程客户端显示屏显示；当显示模块6位手机APP显示界面时，数据处理模块2通过通讯发射口、无线网、本地路由器、云服务器和远程路由器将资源消耗量信息发送给手机APP显示。

需要说明的是，参照图1所示，为了使得热水器资源消耗量统计装置稳定正常工作，该装置还包括电源稳定模块9，用于给该装置提供稳定电源。电源稳定模块9包括：变压器、整流电路、稳压电路、滤波电路；通过电源稳定模块9中各个单元构成的一个稳定电源的配合使得居民所用的220V50Hz的交流电源可以根据用户选择的模式给整个热水器提供稳定的电源。

如上述方案所示，本发明实施例提供的热水器资源消耗量统计装置包括数据采集模块、数据处理模块、数据存储模块、计时模块、查询模块和显示模块；其中数据采集模块用于检测热水器工作过程中的资源消耗速率并将其转换为当量电信号后发送给数据处理模块；计时模块用于对热水器时间进行计时，并将计时结果发送给存储模块存储；数据处理模块用于根据计时结果、当量电信号计算热水器工作过程中的资源消耗量，并将资源消耗量与存储模块中存储原始的总资源消耗量相加后得到更新的总资源消耗量发送给数据存储模块存储；而用户可以通过触发其中的查询模块发送查询信号给数据处理模块，数据处理模块根据查询信号从存储单元调取相应的资源消耗量给显示模块显示。本发明实施例提供的热水器资源消耗量统计装置因为可以对热水器工作过程中消耗的资源量进行统计存储，并可以在用户的触发通过显示模块向用户直观显示用户想要了解到的热水器资源消耗量，从而可以使用户明确自己使用热水器产生的消耗以便制定更环保低碳的使用方式，进而节约资源。

可选的，当需要统计的资源为电能时，参照图2所示，数据采集模块1包括：电流传感器11、电压传感器12和电量当量变换电路单元13；其中，电流传感器11用于将热水器工作过程中的工作电流转换为电流模拟信号发送给电量当量变换电路单元；电压传感器12用于将热水器工作过程中的工作电压转换为电压模拟信号发送给电量当量变换电路单元13；电量当量变换电路单元13用于根据电流模拟信号和电压模拟信号生成为代表耗电功率的第一当量电信号发送给数据处理模块2。第一当量电信号为数字信号。

具体的，电功率为电压和电流的乘积，当热水器资源消耗量统计装置对耗电量进行统计时，通过电压传感器11、电流传感器12和电量当量电路单元13检测出热水器工作的时的电功率并将其转换为第一当量电信号，而后可以根据该电功率和热水器运行时间得出它们的乘积即所要统计的耗电量。

可选的，当需要统计的资源为水时，参照图3所示，数据采集模块1包括：水流量传感器14和水量当量变换电路单元15；水流量传感器14用于将进水流量转换为频率信号发送给水量当量变换电路单元15；水量当量变换电路单元15用于根据频率信号生成代表进水流量的第二当量电信号；第二当量电信号为脉冲信号；进水流量为单位时间内的进水量。

具体的，耗水量为进水流量和时间的乘积，当热水器资源消耗量统计装置对耗水量进行统计时，通过水流量传感器14和水量当量变换电路单元15的检测出热水器工作的时的进水流量并将其转换为第二当量电信号，而后可以根据该进水流量和热水器运行时间得出它们的乘积即所要统计的耗水量。

可选的，当需要统计的资源为天然气时，参照图4所示，数据采集模块1包括：气量传感器16和气量当量变换电路单元17；气量传感器16用于将耗气流量转换为频率信号发送给气量当量变换电路单元17；气量当量变换电路单元17用于根据频率信号生成代表耗气流量的第三当量电信号；第三当量电信号为脉冲信号；耗气流量为单位时间内的耗气量。

具体的，耗气量为耗气流量和时间的乘积，当热水器资源消耗量统计装置对耗气量进行统计时，通过气流量传感器16和气量当量变换电路单元17的检测出热水器工作的时的耗气流量并将其转换为第三当量电信号，而后可以根据该耗气流量和热水器运行时间得出它们的乘积即所要统计的耗气量。

具体的，本发明实施例提供的热水器资源消耗量统计装置中的数据处理模块2包括以上方案所述的电流传感器11、电压传感器12、电量当量变换电路单元、13水流量传感器14、水量当量变换电路单元15、气量传感器16和气量当量变换电路单元17；可以统计热水器的不同运行模式下的电能、水、天然气消耗量。

可选的，数据处理模块2还用于根据资源消耗量和预设资源价格计算费用并发送给数据存储模块3存储；当用户通过查询模块5查询资源消耗量时，数据处理模块2会从数据存储模块3提取相应的费用也发送给显示模块6显示。其中，预设资源价格可以是热水器资源消耗量统计装置通过联网从网上所得，也可以是人为设定。

可选的，参照图1、图2、图3和图4所示，本发明实施例提供的热水器资源消耗量统计装置还包括：学习模块7和报警模块8；学习模块7用于在用户触发下发送学习信号给数据处理模块2，数据处理模块2接收到学习信号后记录预设时间段内每天的资源消耗量，计算其中有资源消耗产生且连续天数最长的部分天数的资源消耗量平均值，并将资源消耗量平均值存储在数据存储模块3；当热水器一天工作过程中产生的资源消耗量大于资源消耗量平均值时，报警模块8对用户进行报警提示。此举措可以使得为用户制定良好的不会造成浪费资源的使用计划，也方便用户了解自身对资源的使用是否有浪费现象。

示例性的，上述方案中的学习模块7可以是热水器本身自带的按键或者屏幕上的可触控部分或者和热水器通过互联网或者蓝牙连接的远程客户端对热水器学习功能的发送指令部分或者是手机APP上针对热水器学习功能的发送指令部分。

示例性的，报警模块8可以是蜂鸣器，当热水器一天工作过程中产生的资源消耗量大于资源消耗量平均值时，蜂鸣器会在数据处理模块的控制下发声；这样便可以提醒用户使用的资源已经到达了一定限度，使用户明确接下来需要更节约的去使用这些资源，从而达到一定节约资源的目的。

另外，这里所说的资源消耗量平均值是作为热水器资源消耗量统计装置计划中一天的最大资源消耗量存在的，而这个最大资源消耗量还可以是人为设置。

参照图6所示，本发明实施例还提供一种针对上述方案中热水器资源消耗量统计装置的统计方法，该方法包括：

601、检测热水器工作过程中的资源消耗量速率并转换为当量电信号，其中所述资源包括电能、水和天然气。

这里所说资源消耗量速率包括电功率、进水流量和耗气流量。

602、对热水器工作时间进行计时，并将计时结果存储。

这里所说的计时结果可以是热水器运行时间的长度，也可以是通过联网获得热水器开始的时间以及热水器关闭的准确时间，另外由于热水器在运行过程中，人为或者自动调整热水器的运行模式，而不同的运行模式过程中热水器对于水、电、气消耗的速率也不尽相同，所以，热水器资源消耗量统计装置还会分别记录热水器不同运行模式时的运行时间并进行存储。

603、根据计时结果、当量电信号计算热水器工作过程中的资源消耗量，并将资源消耗量与数据存储模块中存储的原始的总资源消耗量相加后得到更新的总资源消耗量存储。

其中，资源消耗量是运行时间和资源消耗速率的乘积。在对资源消耗量存储时，会带上相应的时间戳，方便以后调取时的查找。

604、获取查询信号。

查询信号可以是用户通过触发热水器本身的按键后发送也可以是用户通过触发与热水器关联的电脑客户端或手机APP上的对应热水器的查询部分发送。

具体的，查询信号中包含时间信息，热水器资源消耗量统计装置根据查询信号从数据存储模块调取与查询信号中的时间信息对应的资源消耗量；这里所说的时间信息可以是某个时间段，也可以是一个时间点。这样便可以查询某一段时间的资源消耗量，也可以查询某个时间点时累计的总资源消耗量，从而更方便用户了解自身对资源的消耗情况。

605、根据所述查询信号调取与所述查询信号对应的资源消耗量。

606、显示与所述查询信号对应的资源消耗量。

此处所说的显示，可以是在热水器自带的显示屏上显示也可以是远程客户端或者手机APP上显示。

如上述方案所示，本发明实施例提供的热水器资源消耗量统计方法，因为包括热水器资源消耗量统计装置包括数据采集模块、数据处理模块、数据存储模块、计时模块、查询模块和显示模块；所以就统计方法而言包括：通过数据采集模块检测热水器工作过程中的资源消耗速率并将其转换为当量电信号后发送给数据处理模块；通过计时模块对热水器时间进行计时，并将计时结果发送给存储模块存储；通过数据处理模块根据计时结果、当量电信号计算热水器工作过程中的资源消耗量，并将资源消耗量与存储模块中存储原始的总资源消耗量相加后得到更新的总资源消耗量发送给数据存储模块存储；而用户则可以通过触发其中的查询模块发送查询信号给数据处理模块，数据处理模块根据查询信号从存储单元调取相应的资源消耗量给显示模块显示。本发明实施例提供的热水器资源消耗量统计装置因为可以对热水器工作过程中消耗的资源量进行统计存储，并可以在用户的触发通过显示模块向用户直观显示用户想要了解到的热水器资源消耗量，从而可以使用户明确了解自己使用热水器产生的消耗以便制定更环保低碳的使用方式，进而节约资源。

因为资源消耗包括电的消耗、水的消耗和天然气的消耗，所以本发明还提供以下三种实施例对耗电量、耗水量和耗气量的统计方法进行分类说明：

实施例一：参照图7所示，本发明实施例提供的一种热水器耗电量统计方法，包括：

701、将热水器工作过程中的工作电流转换为电流模拟信号；将热水器工作过程中的工作电压转换为电压模拟信号。

具体的，电功率是电流和电压的乘积，所以要首先获取热水器的工作电流和工作电压后才能获取耗电功率。

702、根据电流模拟信号和电压模拟信号生成为代表耗电功率的第一当量电信号。

703、对热水器工作时间进行计时，并将计时结果存储。

704、根据计时结果、第一当量电信号计算热水器工作过程中的耗电量，并将耗电量与数据存储模块中存储的原始总耗电量相加得到更新的总耗电量存储。

705、获取耗电量查询信号。

706、根据耗电量查询信号调取与耗电量查询信号对应的耗电量。

707、显示与耗电量查询信号对应的耗电量。

实施例一提供的热水器耗电量统计方法，首先通过对热水器工作电压和工作电流进行检测获取，而后通过工作电流和工作电压计算出耗电功率；与此同时，在热水器工作过程中，还对运行时间进行了记录，通过计时结果和耗电功率便可以计算出热水器在工作过程中的耗电量，并将其与数据存储模块中存储的原始的总耗电量相加得到的更新的总耗电量进行存储；而后热水器资源消耗量统计装置在获取到用户触发发送的耗电量查询信号后调取与耗电量查询信号对应的耗电量用于显示。实施例一提供的热水器耗电量统计方法使得用户直观了解到需要了解的耗电量信息，从未根据耗电量信息制定相应的更合理节约的电能使用计划。

实施例二：参照图8所示，本发明实施例提供的一种热水器耗水量统计方法，包括：

801、将进水流量转换为频率信号。

具体的，水流量传感器会将水流量转换为波形图，其中的波形频率可以反映出进水流量；进水流量为单位时间内热水器的进水量。

802、根据所述频率信号生成代表进水流量的第二当量电信号。

803、对热水器工作时间进行计时，并将计时结果存储。

804、根据计时结果、第二当量电信号计算热水器工作过程中的耗水量，并将耗水量与存储模块中存储的原始总耗水量相加得到更新的总耗水量存储。

805、获取耗水量查询信号。

806、根据查询信号调取与查询信号对应的耗水量。

807、显示与耗水量查询信号对应的耗水量。

实施例二提供的热水器耗水量统计方法，首先通过对热水器进水流量进行检测获取；与此同时，在热水器工作过程中，还对热水器运行时间进行了记录，通过计时结果和进水流量便可以计算出热水器在工作过程中的耗水量，并将其与数据存储模块中存储的原始的总耗水量相加得到的更新的总耗水量进行存储；而后热水器资源消耗量统计装置在获取到用户触发发送的耗水量查询信号后调取与耗水量查询信号对应的耗水量用于显示。实施例二提供的热水器耗水量统计方法使得用户直观了解到需要了解的耗水量信息，从未根据耗水量信息制定相应的更合理节约的水资源使用计划。

实施例三、参照图9所示，本发明实施例提供的一种热水器耗、气量统计方法，包括：

901、将耗气流量转换为频率信号。

902、根据频率信号生成代表耗气流量的第三当量电信号。

903、对热水器工作时间进行计时，并将计时结果存储。

904、根据计时结果、第三当量电信号计算热水器工作过程中的耗水量，并将耗气量与存储模块中存储的原始总耗气量相加得到更新的总耗气量存储。

905、获取耗气量查询信号。

906、根据耗气量查询信号调取与耗气量查询信号对应的耗气量。

907、显示与耗气量查询信号对应的耗气量。

实施例三提供的热水器耗水量统计方法，首先通过对热水器耗气流量进行检测获取；与此同时，在热水器工作过程中，还对热水器运行时间进行了记录，通过计时结果和耗气流量便可以计算出热水器在工作过程中的耗气量，并将其与数据存储模块中存储的原始的总耗气量相加得到的更新的总耗气量进行存储；而后热水器资源消耗量统计装置在获取到用户触发发送的耗气量查询信号后调取与耗气量查询信号对应的耗气量用于显示。实施例二提供的热水器耗气量统计方法使得用户直观了解到需要了解的耗气量信息，从未根据耗气量信息制定相应的更合理节约的天然气使用计划。

对于上述实施例提供的热水器资源消耗量统计方法，为了能够使用户了解到热水器消耗资源的价格，可选的，还包括：

根据资源消耗量和预设资源价格计算费用并存储；当用户查询资源消耗量时，会同时提取相应的费用一并显示，其中预设资源价格可以是热水器通过联网从网络上获取也可以是用户输入设定。

可选的，为了能够自动提醒用户使用资源情况出现不合理甚至浪费现象，本发明实施例提供的热水器资源消耗量统计方法还包括：

接收用户触发发送的学习信号后记录预设时间段内每天的资源消耗量，计算其中有资源消耗产生且连续天数最长的部分天数的资源消耗量平均值，并将资源消耗量平均值存储；当热水器一天工作过程中产生的资源消耗量大于资源消耗量平均值时，对用户进行报警提示。这里所说的资源消耗量平均值是作为热水器资源消耗量统计装置计划中一天的最大资源消耗量存在的，而这个最大资源消耗量还可以是人为设置。

以上，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以权利要求的保护范围为准。