一种基于物联网的净水售卖控制电路的制作方法

本实用新型涉及净水控制电路技术领域，尤其涉及一种基于物联网的净水售卖控制电路。

背景技术：

随着技术进步，净水器控制电路具有接入物联网的功能，大大方便了对净水器销售、维护、维修。

在宾馆、餐厅等公共场合，净水管线直接接入到房间、餐桌，消费者可以根据用水消费需求，采用扫码消费的方式取水，为此需要提供一种基于物联网的净水售卖控制电路，使净水器实现这一功能。

技术实现要素：

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种基于物联网的净水售卖控制电路，解决现有技术中的净水器不方便售卖的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是提供一种基于物联网的净水售卖控制电路，所述净水售卖控制电路包括单片机、无线通信芯片、进水脉冲阀控制电路以及用于供电的电源电路，所述电源电路对接入的外部直流电源转换为分别独立向单片机、无线通信芯片和进水脉冲阀控制电路供电的输出电源，所述单片机和无线通信芯片之间通信连接，所述进水脉冲阀控制电路包括脉冲阀控制芯片,所述脉冲阀控制芯片的正转信号输入端和反转信号输入端分别串联电阻后与所述单片机的两个输入输出端电连接，所述脉冲阀控制芯片的两个输出端通过脉冲阀接口电连接进水脉冲阀。

优选的，所述脉冲阀控制芯片为芯片l9110s，所述芯片l9110s的两个输出端之间设置有隔离保护电容。

优选的，所述电源电路包括芯片xl1509-5v，所述芯片xl1509-5v的输入端接外部直流电源，所述芯片xl1509-5v的输入端还串接有输入保护二极管的负极，所述输入保护二极管的正极接地；所述芯片xl1509-5v的输出端接输出保护二极管的负极，所述输出保护二极管的正极接地，同时所述输出端还接一电感，所述电感的另一端接第一极性电容的正极，所述第一极性电容的负极接地，所述第一极性电容的正极还与所述芯片xl1509-5v的反馈端电连接，所述芯片xl1509-5v的开关端接地，所述芯片xl1509-5v的其他引脚端均接地；所述第一极性电容的正极接第二极性电容的正极，所述第二极性电容的负极接地，所述第二极性电容的正极还接第一二极管的正极，所述第一二极管的负极接第二二极管的正极，所述第二二极管的负极提供给单片机的第一输出电源；所述第二二极管的负极还接有至少一个无极性电容，无极性电容的另一端接地；所述第一二极管的负极还并接第三二极管的正极，所述第三二极管的负极提供给无线通信芯片的第二输出电源，所述第三二极管的负极还接有第四极性电容的正极，所述第四极性电容的负极接地；所述第三二极管的负极还接有一无极性电容，无极性电容的另一端接地；所述第一二极管的负极还并接第四二极管的正极，所述第四二极管的负极提供给芯片l9110s的第三输出电源；所述第四二极管的负极还连接第五极性电容的正极，所述第五极性电容的负极接地；所述第四二极管的负极还接一无极性电容，无极性电容的另一端接地。

优选的，所述单片机还连接有进水阀门接口电路，其中，所述进水阀门接口电路包括mos管ao3402，所述外部直流电源连接供电保护二极管的负极，所述供电保护二极管的正极与所述mos管ao3402的漏极连接，所述供电保护二极管的正极与负极之间还并联有电容；所述mos管ao3402的漏极还通过进水阀门接口连接进水阀，所述进水阀接口包括两个接线端，其中一个接线端连接进水阀的控制端，另一个接线端与外部直流电源连接；所述mos管ao3402的源极接地；所述mos管ao3402的栅极通过电连接控制电阻与单片机的一输入输出端连接，所述控制电阻的另一端至少并联一个分流电阻后接地；mos管ao3402的栅极还连接稳压二极管的负极，稳压二极管dz1的正极接地。

优选的，所述单片机为芯片stc8a4k32s2a12，所述无线通信芯片是sim800c，所述单片机的第一输入输出端电连接第一限流电阻后接入到所述无线通信芯片sim800c的pwrkey端，用于对所述无线通信芯片sim800c进行断电或上电控制。

优选的，所述单片机与所述无线通信芯片sim800c之间的通信连接为异步串口通信连接，所述单片机的第一串口读出端电连接第二限流电阻后接入到所述无线通信芯片sim800c的串口写入端，所述单片机的第一串口读出端还电连接第一上拉电阻后连接第一输出电源；所述单片机的第二串口写入端电连接第三限流电阻后接入编码器接口的串口读出端，所述单片机的第二串口读出端电连接第四限流电阻后接入编码器接口的串口写入端；所述编码器接口的电源端还与第一输出电源连接，编码器接口的接地端接地；所述无线通信芯片sim800c的串口读出端连接第五限流电阻后接入到所述单片机的第一串口写入端，所述无线通信芯片sim800c的串口读出端还电连接第二上拉电阻后电连接所述无线通信芯片sim800c的电源输出端。

优选的，所述单片机还连接有水质检测电路，所述水质检测电路包括水质检测端口，其中，第二接线端电连接第一水质检测限流电阻，同时还电连接水质检测控制三极管的集电极，所述水质检测控制三极管的发射极连接第一输出电源，基极通过第二水质检测限流电阻接所述单片机的第二输入输出端，水质检测端口的第一接线端接第一分压电阻，还电连接所述单片机的第一模拟信号采样端。

优选的，所述单片机还连接有流量检测电路，所述流量检测电路包括流量检测端口，其中，第一接线端连接第一输出电源，并通过电容接地，用于向流量计供电；第二接线端通过串联流量检测限流电阻接到所述单片机的第三输入输出端，通过所述第三输入输出端还并联一电容后接地；第三接线端也接地。

优选的，所述单片机还连接有漏水检测电路，所述漏水检测电路包括漏水检测端口，其中，第二接线端连接第二分压电阻后连接到所述单片机的第四输入输出端，第一接线端连接到所述单片机的第二模拟信号采样端，并且第一接线端还连接第三分压电阻后接地。

本实用新型的有益效果是：本实用新型公开了一种基于物联网的净水售卖控制电路。包括单片机、无线通信芯片、进水脉冲阀控制电路以及用于供电的电源电路，电源电路接入外部直流电源并变换为单片机、无线通信芯片和进水脉冲阀控制电路分别独立供电的输出电源支路，单片机和无线通信芯片之间通信连接，进水脉冲阀控制电路包括脉冲阀控制芯片,脉冲阀控制芯片的正转信号输入端和反转信号输入端分别串联限流电阻后与单片机的两个输入输出端电连接，脉冲阀控制芯片的两个电源端接入到电源电路为进水脉冲阀控制电路独立供电的输出电源支路，脉冲阀控制芯片的两个输出端通过脉冲阀接口电连接进水脉冲阀。物联网控制净水机实现了水的购买与售卖，也对净水器进行了监控和维护管理。

附图说明

图1是根据本实用新型基于物联网的净水售卖控制电路一实施例的组成框图；

图2是根据本实用新型基于物联网的净水售卖控制电路另一实施例的进水脉冲阀控制电路；

图3是根据本实用新型基于物联网的净水售卖控制电路另一实施例中的电源电路；

图4是根据本实用新型基于物联网的净水售卖控制电路另一实施例中的进水阀门接口电路；

图5是根据本实用新型基于物联网的净水售卖控制电路另一实施例中的单片机电路；

图6是根据本实用新型基于物联网的净水售卖控制电路另一实施例中的无线通信芯片电路；

图7是根据本实用新型基于物联网的净水售卖控制电路另一实施例中的编码器接口；

图8是根据本实用新型基于物联网的净水售卖控制电路另一实施例中的水质检测电路；

图9是根据本实用新型基于物联网的净水售卖控制电路另一实施例中的流量检测电路；

图10是根据本实用新型基于物联网的净水售卖控制电路另一实施例中的漏水检测电路。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例，对本实用新型进行更详细的说明。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

图1显示了本实用新型基于物联网的净水售卖控制电路一实施例的组成框图，在图1中，净水售卖控制电路包括单片机1、无线通信芯片2、进水脉冲阀控制电路3以及用于供电的电源电路4，电源电路4接入外部直流电源并变换为单片机1、无线通信芯片2和进水脉冲阀控制电路3分别独立供电的输出电源支路，单片机1和无线通信芯片2之间通信连接。

图2显示了进水脉冲阀控制电路一优选实施例。脉冲阀控制芯片选用芯片l9110s或芯片hr9110，进水脉冲阀控制电路包括脉冲阀控制芯片,本次选用的脉冲阀控制芯片为芯片l9110s。芯片l9110s的正转信号ib输入端和反转信号输入端ia分别串联电阻(r14和r17)后与单片机的两个输入输出端电连接，芯片l9110s的两个电源端vcc接入到电源电路为进水脉冲阀控制电路独立供电的输出电源，芯片l9110s的两个输出端(oa和ob)通过脉冲阀接口j5电连接进水脉冲阀。芯片l9110s的两个输出端(oa和ob)之间设置有隔离保护电容c15，芯片l9110s的接地端均接地。

这里，在输出端口oa和ob之间设置隔离保护电容c15，主要作用是防止驱动芯片l9110s启动、换向时产生的高压信号而烧毁该芯片l9110s。优选的，隔离保护电容c15的电容值为100uf，100uf的电容足够大，可以较好的吸收高压产生的能量。

这里通过芯片l9110s对脉冲阀进行控制，优选的脉冲阀为自保持型脉冲阀，即当芯片l9110s停止输入正向脉冲或断电后也能保持该阀门的当前状态，例如处于关闭状态，当需要改变当前的工作状态时，需要输入负向脉冲信号才能复位，即将该发明改变为开启状态。可以看出，通过这种方式，可以使得对脉冲阀的控制只需施加控制信号使其开启或关闭即可，而脉冲阀在开启和关闭后就无需对该脉冲阀进行持续供电控制也能保持其当前的工作状态，因此具有省电的作用。

图3显示了电源电路的一优选实施例。该电源电路包括芯片xl1509-5v，芯片xl1509-5v的输入端in接外部直流电源+12v，芯片xl1509-5v的输入端in还串接输入保护二极管d6的负极，防止外部直流电源+12v两个接线端反接，输入保护二极管d6的正极接地；输入保护二极管d6的负极还连接第六极性电容c1的正极，第六极性电容c1的负极接地。芯片xl1509-5v的输入端还接一电容c2的一端，电容c2的另一端接地。

芯片xl1509-5v的输出端out接输出保护二极管d7的负极，也是具有防止两个接线端反接，输出保护二极管d7的正极接地，同时输出端out还接一电感l1，电感l1的另一端接第一极性电容c3的正极，第一极性电容c3的负极接地，第一极性电容c3的正极还与芯片xl1509-5v的反馈端fb电连接，芯片xl1509-5v的开关端on/off接地，芯片xl1509-5v的其他引脚端均接地。

第一极性电容c3的正极接第二极性电容c4的正极，第二极性电容c4的负极接地，第二极性电容c4的正极还接第一二极管d3的正极，第一二极管d3的负极接第二二极管d4的正极，第二二极管d4的负极提供给单片机的供电第一输出电源，即+4v电源；第二二极管d4的负极还接有至少一个无极性电容c6，无极性电容c6的另一端接地,无极性电容c6两端还优选并联有一个无极性电容c7。

第一二极管d4的负极还并接第三二极管d5的正极，第三二极管d5的负极提供给无线通信芯片的第二输出电源vcc_gprs，第三二极管d5的负极还接有第四极性电容c10的正极，第四极性电容c10的负极接地；第三二极管d5的负极还接有至少一个无极性电容c5，无极性电容c5的另一端接地。

第一二极管d4的负极还并接第四二极管d2的正极，第四二极管d2的负极提供给进水脉冲阀控制电路的第三输出电源+vc；第四二极管d2的负极还连接第五极性电容c9的正极，第五极性电容c9的负极接地；第四二极管d2的负极还接有至少一个无极性电容c8，无极性电容c8的另一端接地。

该芯片xl1509-5v能够将直流+12v变换为+5v输出，然后经过第一二极管d3和第二二极管d4的分压后，提供给单片机的第一输出电源+4v，而经过第一二极管d3和第三二极管d5的分压后，提供给无线通信芯片的第二输出电源vcc_gprs，其值也接近+4v，经过第一二极管d3和第四二极管d2分压后，提供给进水脉冲阀控制电路的第三输出电源+vc，其值也接近+4v。可以看出，这里采用的三个独立的供电支路分别给单片机、无线通信芯片、以及进水脉冲阀控制电路供电，其作用是为了避免相互之间的供电干扰，这是因为无线通信芯片的供电具有瞬时大电流的现象，就是当无线通信芯片向外发送无线信号时，会产生明显的瞬时大电流现象，造成供电电压的不稳定，但是由于第三二极管d5的反向阻止效应，并不会造成对单片机的输出电源+4v以及进水脉冲阀控制电路供电的供电稳定性造成影响。同样，由于第二二极管d4的反向阻止作用，单片机的供电也不会对无线通信芯片供电以及进水脉冲阀控制电路的供电造成影响，同理进水脉冲阀控制电路的供电也不会对单片机的供电以及无线通信芯片供电造成影响。而第一二极管d3的反向阻止作用的存在，也不会对xl1509-5v的输出端产生的+5v电压造成不稳定的影响。

单片机连接有进水阀门接口电路，图4显示了进水阀门接口电路一优选实施例。其中，进水阀门接口电路包括mos管ao3402，外部直流电源+12v连接供电保护二极管d8的负极，供电保护二极管d8的正极与所述mos管ao3402的漏极连接，供电保护二极管d8的正极与负极之间还并联有保护电容c13；供电保护二极管d8的作用是为了防止作用在进水阀门的两个接线端的电源接反。mos管ao3402的漏极还通过进水阀门接口连接进水阀，该进水阀接口包括两个接线端，其中一个接线端连接进水阀的控制端，另一个接线端接外部直流电源+12v连接；mos管ao3402的源极接地。

mos管ao3402的栅极通过电连接控制电阻r24与单片机的输入输出端连接，该控制电阻r24的另一端至少并联一个分流电阻r26后接地。优选的，分流电阻r26两端还并联有另一分流电阻r25。mos管ao3402的栅极还连接稳压二极管dz1的负极，稳压二极管dz1的正极接地。通过该方式进行进水时，单片机输出高压信号，经过控制电阻、分流电阻(r25和r26)分流、稳压二极管dz1稳压后，使mos管ao3402导通，进水阀工作，该过程中外部直流电源+12v持续供电。

可以看出，单片机既可以通过进水脉冲阀控制电路控制脉冲阀进水，也可以通过进水阀门接口电路控制进水阀进水，两种方式属于并列的进水阀控制方案，满足不同的进水阀控制需求，使该电路具有通用性。

优选的，如图5和图6所示，单片机为芯片stc8a4k32s2a12，所述无线通信芯片是sim800c，芯片stc8a4k32s2a12的第一输入输出端p3.5/t1电连接第一限流电阻r1后接入到无线通信芯片sim800c的pwrkey端，用于对无线通信芯片sim800c进行断电或上电控制。图5中的芯片stc8a4k32s2a12的第一输入输出端p3.5/t1标注有pwrkey，而在图6中的第一限流电阻r1的自由端也标注有pwrkey，这是同一个实施例，这种用相同文字标注的接线端表明就是这两个接线端是电连接在一起。图5和图6中还有其他相同的文字标注，也是具有相互电连接的含义。

优选的，芯片stc8a4k32s2a12与无线通信芯片sim800c之间的通信连接为异步串口通信连接，芯片stc8a4k32s2a12的第一串口读出端p3.0/rxd电连接第二限流电阻r10后接入到所述无线通信芯片sim800c的串口写入端uart1_txd，芯片stc8a4k32s2a12的第一串口读出端还电连接第一上拉电阻后连接第一输出电源，即+4v电源；

芯片stc8a4k32s2a12的第二串口写入端p1.1/txd2电连接第三限流电阻r11后接入编码器接口j4的串口读出端(图7中的第三接线端)，芯片stc8a4k32s2a12的第二串口读出端p1.0/rxd2电连接第四限流电阻r12后接入编码器接口j4的串口写入端(图7中的第二接线端)；编码器接口j4的电源端(图7中的第四接线端)还与+4v电源连接，所述编码器接口j4的接地端(图7中的第一接线端)接地。通过编码器接口j4实现串口通信而与上位机连接，这样可以对无线通信芯片自身的编码信息进行读取。

无线通信芯片sim800c的串口读出端uart1_rxd连接第五限流电阻r4后接入到芯片stc8a4k32s2a12的第一串口写入端p3.1/txd，无线通信芯片sim800c的串口读出端uart1_rxd还电连接第二上拉电阻r6后电连接所述无线通信芯片sim800c的电源输出端vdd_ext。

所述无线通信芯片sim800c的天线端gsm_ant连接通信天线，实现无线通信信号的发射与接收。该芯片的电源端vbat连接电源电路中提供给无线通信芯片的第二输出电源vcc_gprs。

通过串口通信方式可以实现单片机芯片stc8a4k32s2a12与无线通信芯片sim800c之间的通信连接，单片机的监控数据可以通过该无线通信芯片发射出去，该无线通信芯片接收的数据也可以传输给单片机，进而对净水器进行操控。并且，通过设置第一上拉电阻和第二上拉电阻的方式来增强串口通信的稳定性和抗电磁干扰特性。

如图8所示，水质检测电路用于对进入水管中水质进行检测，包括水质检测端口j7。其中，第二接线端电连接第一水质检测限流电阻r19，同时还电连接水质检测控制三极管q1的集电极，水质检测控制三极管q1的发射极连接+4v电源，基极通过第二水质检测限流电阻r15接图5中芯片stc8a4k32s2a12的第二输入输出端p4.3，水质检测端口j7的第一接线端接第一分压电阻r21，还电连接所述单片机的第一模拟信号采样端p0.6/t4。当单片机芯片stc8a4k32s2a12需要对水质进行检测时，该单片机芯片stc8a4k32s2a12的第二输入输出端p4.3由高阻状态输出一个高电压，通过第二水质检测限流电阻r15后使得三极管q1导通，进而在水质检测端口j7的第一接线端得到+4v电压，而第一接线端与第二接线端连接有水质检测传感器，该水质检测传感器放置在进水水管中，能够根据水管中的水的杂质不同而呈现出不同的电阻值，进而使得在第一接线端能够得到反映进水的水质的电压值，该电压值被单片机的第一模拟信号采样端p0.6/t4采集得到，进而可以获得进水的水质检测情况。

如图9，流量检测电路用于对流经的水量进行统计，可以获得用水量的数据，该电路包括流量检测端口j3。其中，第一接线端连接+4v电源，并通过电容接地，用于向流量计供电；第二接线端通过串联流量检测限流电阻r7接到单片机芯片stc8a4k32s2a12的第三输入输出端p3.4/t0，通过第三输入输出端p3.4/t0还并联一电容c12后接地；第三接线端也接地。可以看出，该流量计由+4v电源一直处于供电状态，当有净水流经该流量计时，经过第二接线端就可以向单片机的第三输入输出端输入脉冲信号，单片机对该脉冲信号中的脉冲进行计数，而脉冲的累积的数量则表明了水量的多少。

如图10所示，漏水检测电路包括漏水检测端口j6，通过漏水检测端口j6可以连接漏水检测电路板，当有漏水滴到或浸泡该漏水检测电路板时，会在漏水检测端口j6的两个接线端之间形成电阻连接的效果。其中，第二接线端连接第二分压电阻r13后连接到图5中单片机芯片stc8a4k32s2a12的第四输入输出端p2.6，第一接线端连接到图5中单片机芯片stc8a4k32s2a12的第二模拟信号采样端p0.2，并且第一接线端还连接第三分压电阻r18后接地。当进行漏水检测时，单片机的第四输入输出端p2.6输出高电压，当出现漏水时，相当于在第一接线端和第二接线端之间形成电阻连接或直接导通连接，经过第二分压电阻r13和第三分压电阻r18的分压后，在第二接线端有一个分压值，则通过单片机芯片stc8a4k32s2a12的第二模拟信号采样端p0.2可以获得该电压值，根据该电压值可以判断漏水情况。正常情况，若不漏水，显然第一接线端和第二接线端之间是断开的，则该电压值为0，如果漏水，并且形成第一接线端和第二接线端之间的直接导通效果，则该电压值是由第三分压电阻r18相对于第二分压电阻r13和第三分压电阻r18之和的分压结果，当获得最大电压值时，表明完全处于漏水的状态，需要报警和紧急处理。

由此可见，本实用新型公开了一种基于物联网的净水售卖控制电路。包括单片机、无线通信芯片、进水脉冲阀控制电路以及用于供电的电源电路，电源电路接入外部直流电源并变换为单片机、无线通信芯片和进水脉冲阀控制电路分别独立供电的输出电源支路，单片机和无线通信芯片之间通信连接，进水脉冲阀控制电路包括脉冲阀控制芯片,脉冲阀控制芯片的正转信号输入端和反转信号输入端分别串联限流电阻后与单片机的两个输入输出端电连接，脉冲阀控制芯片的两个电源端接入到电源电路为进水脉冲阀控制电路独立供电的输出电源支路，脉冲阀控制芯片的两个输出端通过脉冲阀接口电连接进水脉冲阀。物联网控制净水器实现了水的购买与售卖，也对净水器进行了监控和维护管理。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。