一种用于太阳能热水器的智能远程控制系统

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一种用于太阳能热水器的智能远程控制系统\n技术领域\n[0001] 本发明涉及太阳能空气能热利用控制领域，具体涉及一种用于太阳能热水器的智能远程控制系统。\n背景技术\n[0002] 目前太阳能系统控制方面，市面上比较常见分为两种：按供水方式分为直热供水式和恒温供水式。按控制系统分为分立式仪表控制和集成电路板控制两种。直热式供水的优点是系统简单，成本低。缺点是供水温度不可调节，尤其是在大规模供水的场合使用时，例如学校、工厂，容易发生烫伤事故(在供水不稳定的地区)，但恒温式供水则没有上述问题。控制方面：分立式仪表由于体积大，故障率高，而使控制精度低和维护成本增大。集成电路板，集成了分立式仪表的部分功能、性能、稳定、体积小。但因智能化水平低，无法实现远程监控而尚待改进。因此，急需一种智能化高、易操作的远程控制系统供工作人员或领导人群控制太阳能热水器进行恒温供水，以方便学校、工厂等人群密集场合使用。\n发明内容\n[0003] 本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。\n[0004] 本发明还有一个目的是提供一种用于太阳能热水器的智能远程控制系统，能够向用户提供恒温式供水，性能稳定、体积小、功耗小，且具有远程监视、控制、报警、查询，定时开关的功能，使操作人员千里之外就能通过手机/电脑实时掌控太阳能热水器的实时工况。\n[0005] 为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种用于太阳能热水器的智能远程控制系统，其包括：\n[0006] 无线通讯模块，其通过无线传输媒介接收用户按照预定规则发送的查询或调节所述太阳能热水器的多种属性的指令；\n[0007] 控制模块，其根据所述无线通讯模块发送的指令查询或调节所述太阳能热水器的相关属性；\n[0008] 其中，当用户发送的指令为查询指令时，所述无线通讯模块将所述控制模块查询到的所述太阳能热水器的相关属性的参数信息以短信/文本形式发送给用户的手机/电脑。\n[0009] 优选的是，所述的用于太阳能热水器的智能远程控制系统，所述太阳能热水器包括恒温水箱，其中，所述智能远程控制系统控制储热水箱和冷水源轮流输送热水或冷水至所述恒温水箱，使得所述恒温水箱的水温的偏差不大于1℃，以实现向用户进行不间断恒温式供水。\n[0010] 优选的是，所述的用于太阳能热水器的智能远程控制系统，所述控制模块包括处理器模块，其用于将所述无线通讯模块发送的指令翻译后，分配给所述控制模块上的控制对应属性的模块，并收集该模块反馈的对应属性的参数信息。\n[0011] 优选的是，所述的用于太阳能热水器的智能远程控制系统，所述控制模块还包括水位检测模块，所述水位检测模块实时检测所述储热水箱和所述恒温水箱的水位数据，当水位检测模块接收到所述处理器模块分配的指令后，所述水位检测模块设置为：\n[0012] 当用户的指令为查询所述储热水箱/所述恒温水箱的水位时，所述水位检测模块将检测到的水位数据直接反馈给所述处理器模块；\n[0013] 当用户的指令为调节所述储热水箱的水位时，将检测到的所述储热水箱的水位数据与用户预设的所述储热水箱的水位参数进行比较，得到两者的差值，并根据两者的差值调节所述储热水箱上水/泄水工作，直至两者的差值不大于5％；\n[0014] 当用户的指令为调节所述恒温水箱的水位时，将检测到的所述恒温水箱的水位数据与用户预设的所述恒温水箱的水位参数进行比较，得到两者的差值，并根据两者的差值调节所述恒温水箱泄水工作或调节所述储热水箱和所述冷水源轮流输送热水或冷水，直至两者的差值直至用户预设的水位参数。\n[0015] 优选的是，所述的用于太阳能热水器的智能远程控制系统，所述控制模块还包括温度模块，所述温度模块实时检测至少一个端子的温度数据，当所述温度模块接收所述处理器模块分配的指令后，所述温度模块设置为：\n[0016] 当用户的指令为查询温度时，所述温度模块将检测到的至少一个指定端子的温度数据直接反馈给所述处理器模块；\n[0017] 当用户的指令为调节所述储热水箱的温度时，将检测到的所述储热水箱的温度数据与用户预设的所述储热水箱的温度参数进行比较，得到两者的差值，并根据两者的差值加热所述储热水箱或开启/关闭所述储热水箱与太阳能集热管的热循环直至两者的差值不大于1℃；\n[0018] 当用户的指令为调节所述恒温水箱的温度时，将检测到的所述恒温水箱的温度数据与用户预设的所述恒温水箱的温度参数进行比较，得到两者的差值，并根据两者的差值加热所述恒温水箱或调节所述储热水箱和所述冷水源轮流输送热水或冷水，直至两者的差值不大于1℃。\n[0019] 优选的是，所述的用于太阳能热水器的智能远程控制系统，所述控制模块还包括温差模块，所述温差模块实时检测任意两个端子的温差数据，当所述温差模块接收所述处理器模块分配的指令后，所述温差模块设置为：\n[0020] 当用户的指令为查询温差时，所述温差模块将检测到的所述两个指定端子的温差数据直接反馈给所述处理器模块；\n[0021] 当用户的指令为调节所述储热水箱和所述太阳能集热管的温差时，将检测到的所述储热水箱和所述太阳能集热管的温差数据与用户预设的所述储热水箱和所述太阳能集热管的温差参数进行比较，得到两者的差值，并根据两者的差值开启/关闭所述储热水箱与太阳能集热管的热循环，直至两者的差值不大于3℃。\n[0022] 优选的是，所述的用于太阳能热水器的智能远程控制系统，所述控制模块还包括定时模块，所述定时模块在用户预设的时间点参数检测所述太阳能热水器的多种属性的参数信息并反馈给所述处理器模块，然后发送给用户，当所述定时模块接收所述处理器模块分配的指令后，所述定时模块设置为：\n[0023] 当用户的指令为调节定时开关时，所述定时模块在用户预设时间段参数的起点和终点开启/关闭所述太阳能热水器的电源；\n[0024] 当用户的指令为调节定时开关与水位的设定/温度的设定/温差联用时，所述水位检测模块/所述温度模块/所述温差模块在用户预设的时间段参数内执行工作，届满停止工作，并将届时检测到的水位/温度/温差数据反馈给所述处理器模块。\n[0025] 优选的是，所述的用于太阳能热水器的智能远程控制系统，还包括报警模块，其设置为：\n[0026] 用户分别在所述水位检测模块/所述温度模块/所述温差模块预设报警参数，当所述水位检测模块/所述温度模块/所述温差模块实时检测到的水位数据/温度数据/温差数据超过所述报警参数时切断输出，所述报警模块光报警，并反馈报警信息给所述处理器模块，然后发送给用户。\n[0027] 优选的是，所述的用于太阳能热水器的智能远程控制系统，所述端子包括集热管温度传感器、储热水箱温度传感器、冷水源温度传感器和恒温水箱温度传感器。\n[0028] 优选的是，所述的用于太阳能热水器的智能远程控制系统，用户预设的水位参数为0％、30％、50％、80％和100％五个档位。\n[0029] 本发明至少包括以下有益效果：\n[0030] 第一、用户发送带有指令的短信给无线通讯模块，无线通讯模块翻译指令后传递给控制模块，控制模块分配到对应的模块，对应的模块作出调节，以控制太阳能热水器的工作，用户发送的指令是通过预定规则设定好的，分为查询和调节两类，当指令为查询时，客户可以通过手机或电脑以短信/文本发送指令查询所有模块的工作状态，控制模块反馈查询到的参数信息给用户，整个流程简单，仅通过手机或电脑控制，易操作；\n[0031] 第二、本发明的太阳能热水器设置两个水箱，本发明系统控制储热水箱和冷水源轮流输送热水或冷水至所述恒温水箱，控制精度高，使得所述恒温水箱的水温的偏差不大于1℃，以实现恒温供水，适用于大规模人群的洗浴，避免了烫伤、烧伤等不必要事故的发生；\n[0032] 第三、控制模块包括处理器模块，负责分配指令、收集指令和反馈指令，使得整个控制模块能够清晰明了地区分用户各种指令，进行信息分配和汇总，提高了控制精度和效率；\n[0033] 第四、处理器模块分配指令的对象是水位检测模块、温度模块、温差模块和定时模块，水位检测模块、温度模块、温差模块能够根据用户的查询/调节指令对不同的装置进行调节，对需要改变的各项参数进行远程无线设置，并对设置后反馈的信息予以确认，不同模块各司其职，定时模块能够实现任意的时间，对任一系统进行远程开、关，节约电能及资源，还具有实时报告的功能，系统向客户发送实时状态信息，人性化的防止人为疏忽而造成故障排除不及时，遗忘等问题，根据用户的指令各模块可以单独使用也可以联用，具有针对性、目标性；\n[0034] 第五、本系统的报警模块能够实现远程报警，出现故障系统可及时发送故障信息，最快的实现故障点对点排除，有效降低维护人员的工作强度和进一步的精简人员，及人员的交通费用，节能环保；\n[0035] 第六、本系统不同以往的控制系统，由于采用单片机的工艺流程，控制精度及故障率成倍下降，并且可以根据不同的使用要求进行相对应的软件编程，最大的好处在于实现了超远程的系统控制、监视、查询、报警功能，使操作人员千里之外就能通过手机/电脑实时掌控该系统的实时工况。\n[0036] 本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。\n附图说明\n[0037] 图1为本发明所述的用于太阳能热水器的智能远程控制系统的流程示意图。\n[0038] 图2为本发明所述的太阳能热水器的原理示意图。\n具体实施方式\n[0039] 下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。\n[0040] 图1-2示出了根据本发明的一种实现形式，一种用于太阳能热水器的智能远程控制系统，其包括：\n[0041] 无线通讯模块，其通过无线传输媒介接收用户按照预定规则发送的查询或调节所述太阳能热水器的多种属性的指令；\n[0042] 控制模块，其根据所述无线通讯模块发送的指令查询或调节所述太阳能热水器的相关属性；\n[0043] 其中，当用户发送的指令为查询指令时，所述无线通讯模块将所述控制模块查询到的所述太阳能水器的相关属性的参数信息以短信/文本形式发送给用户的手机/电脑。\n[0044] 在这种技术方案中，用户发送带有指令的短信给无线通讯模块，无线通讯模块翻译指令后传递给控制模块，控制模块分配到对应的模块，对应的模块作出调节，以控制太阳能热水器的工作，用户发送的指令是通过预定规则设定好的，分为查询和调节两类，当指令为查询时，客户可以通过手机或电脑以短信/文本形式发送指令查询所有模块的工作状态，控制模块反馈查询到的参数信息给用户，当指令为调节时，控制模块不反馈，无线通讯模块主要用于信息的查询和设定，可以短信/文本输入查询和设定相关信息以及定时向用户发送全部参数信息，包括一些实时参数、故障反馈等，所述无线通讯模块和所述控制模块可以安装在单片机上，总体大小为400mm×200mm以内，整个流程简单，仅通过短信/文本控制，易操作，无线传输可以是GSM/CDMA，2G/3G、无线wifi等形式，无线通讯模块能够接受手机短信和电脑文本形式的指令并翻译指令。\n[0045] 在另一种技术方案中，所述的用于太阳能热水器的智能远程控制系统，所述太阳能热水器包括恒温水箱，其中，所述智能远程控制系统控制储热水箱和冷水源轮流输送热水或冷水至所述恒温水箱，使得所述恒温水箱的水温的偏差不大于1℃，以实现向用户进行不间断恒温式供水。\n[0046] 本发明的太阳能热水器设置两个水箱，本发明系统控制储热水箱和冷水源轮流输送热水或冷水至所述恒温水箱，冷水源可以是自来水管，此时自来水管具有水压报警功能，也可以是储存自来水的冷水箱，用户能够对冷水箱进行水位查询和设定，本发明控制精度高，使得所述恒温水箱的水温的偏差不大于1℃，偏差小以实现恒温供水，适用于大规模人群的洗浴，避免了烫伤、烧伤等不必要事故的发生。\n[0047] 在另一种技术方案中，所述的用于太阳能热水器的智能远程控制系统，所述控制模块包括处理器模块，其用于将所述无线通讯模块发送的指令翻译后，分配给所述控制模块上的控制对应属性的模块，并收集该模块反馈的对应属性的参数信息。\n[0048] 处理器模块负责分配指令、收集指令和反馈指令，使得整个控制模块能够清晰明了地区分用户的各种指令，进行信息分配和汇总，提高了控制精度和效率。\n[0049] 在另一种技术方案中，所述的用于太阳能热水器的智能远程控制系统，所述控制模块还包括水位检测模块，所述水位检测模块实时检测所述储热水箱和所述恒温水箱的水位数据，当水位检测模块接收到所述处理器模块分配的指令后，所述水位检测模块设置为：\n[0050] 当用户的指令为查询所述储热水箱/所述恒温水箱的水位时，所述水位检测模块将检测到的水位数据直接反馈给所述处理器模块；水位检测可以通过设置在水箱内部的水位传感器实现；\n[0051] 当用户的指令为调节所述储热水箱的水位时，将检测到的所述储热水箱的水位数据与用户预设的所述储热水箱的水位参数进行比较，得到两者的差值，并根据两者的差值调节所述储热水箱上水/泄水工作，直至两者的差值不大于5％；具体地，当检测数据大于预设数据，打开所述储热水箱的放水开关实现泄水，当检测数据小于预设数据，打开所述储热水箱的上水开关(上水继电器)实现上水，直到检测数据与预设数据接近，达到合理误差范围；\n[0052] 当用户的指令为调节所述恒温水箱的水位时，将检测到的所述恒温水箱的水位数据与用户预设的所述恒温水箱的水位参数进行比较，得到两者的差值，并根据两者的差值调节所述恒温水箱泄水工作或调节所述储热水箱和所述冷水源轮流输送热水或冷水，直至两者的差值直至用户预设的水位参数；具体地，当检测数据大于预设数据，打开所述恒温水箱的防水开关实现泄水，当检测数据小于预设数据，轮流输送热水或冷水实现上水，直到检测数据与预设数据接近，达到合理误差范围。\n[0053] 当冷水源为冷水箱时，用户也可以对冷水箱的水位进行查询和调节，当用户的指令为调节所述对冷水箱的水位时，将检测到的所述对冷水箱的水位数据与用户预设的所述对冷水箱的水位参数进行比较，得到两者的差值，并根据两者的差值调节所述对冷水箱上水/泄水工作，直至两者的差值直至用户预设的水位参数。\n[0054] 在上述技术方案中，水位检测模块用于水位检测、设定和防止干烧。主要功能有：\n①能够分0％，30％，50％、80％、100％档位去检测水位并显示；②能够设定容器中水位值；\n③当容器中的水位值未达到设定水位值时，上水继电器开始工作，使得水位值到达设定值；\n④当容器中水位值低于30％时，防干烧继电器断开以强制切断加热器电源，防止干烧；⑤4路水位检测模块相互独立，且分别具有上水和防干烧继电器。\n[0055] 在另一种技术方案中，所述的用于太阳能热水器的智能远程控制系统，所述控制模块还包括温度模块，所述温度模块实时检测至少一个端子的温度数据，当所述温度模块接收所述处理器模块分配的指令后，所述温度模块设置为：\n[0056] 当用户的指令为查询温度时，所述温度模块将检测到的至少一个指定端子的温度数据直接反馈给所述处理器模块；温度检测可以由设置在各端子的温度传感器实现；\n[0057] 当用户的指令为调节所述储热水箱的温度时，将检测到的所述储热水箱的温度数据与用户预设的所述储热水箱的温度参数进行比较，得到两者的差值，并根据两者的差值加热所述储热水箱或开启/关闭所述储热水箱与太阳能集热管的热循环直至两者的差值不大于1℃；具体地，当检测数据大于预设数据，通过自然方式散热，当检测数据小于预设数据，对所述储热水箱进行加热，加热方式可以为电加热或者或空气加热，或开启/关闭所述储热水箱与太阳能集热管的热循环，直到检测数据与预设数据接近，达到合理误差范围；\n[0058] 当用户的指令为调节所述恒温水箱的温度时，将检测到的所述恒温水箱的温度数据与用户预设的所述恒温水箱的温度参数进行比较，得到两者的差值，并根据两者的差值加热所述恒温水箱或调节所述储热水箱和所述冷水源轮流输送热水或冷水，直至两者的差值不大于1℃；具体地，当检测数据大于预设数据，通过自然方式散热或者调节冷水源输送冷水，当检测数据小于预设数据，对所述恒温水箱进行加热，加热方式可以为电加热或者或空气加热，或调节所述储热水箱输送热水，直到检测数据与预设数据接近，达到合理误差范围。\n[0059] 在上述技术方案中，温度模块用于检测和设定温度。主要功能有：①能够显示当前检测温度值；②能够设定和显示当前设定温度值；③能够设定加热温度的回差；④当设定温度完成后，加热装置开始工作，如果半个小时后检测温度没有变化，则短信报警温度模块故障。例如定时设定温度后，检测当前温度值，如果没有达到设定值，打开加热装置进行加热至设定值；在混合水温定时设定温度后，检测当前温度值，如果没有达到设定值，打开冷、热水阀进行温度调节至设定值。在设定时间检测太阳能温度值，当温度小于设定值即太阳能不工作时打开电加热装置对热水炉进行加热调节至设定值。\n[0060] 在另一种技术方案中，所述的用于太阳能热水器的智能远程控制系统，所述控制模块还包括温差模块，所述温差模块实时检测任意两个端子的温差数据，当所述温差模块接收所述处理器模块分配的指令后，所述温差模块设置为：\n[0061] 当用户的指令为查询温差时，所述温差模块将检测到的所述两个指定端子的温差数据直接反馈给所述处理器模块；\n[0062] 当用户的指令为调节所述储热水箱和所述太阳能集热管的温差时，将检测到的所述储热水箱和所述太阳能集热管的温差数据与用户预设的所述储热水箱和所述太阳能集热管的温差参数进行比较，得到两者的差值，并根据两者的差值开启/关闭所述储热水箱与太阳能集热管的热循环，直至两者的差值不大于3℃；具体地，当检测数据大于预设数据，开启循环继电器，实现所述储热水箱与太阳能集热管的热循环，当检测数据小于预设数据，关闭循环继电器，阻止所述储热水箱与太阳能集热管的热循环，直到检测数据与预设数据接近，达到合理误差范围。\n[0063] 在上述技术方案中，温差模块用于检测和设定两个端子的温度差值(如太阳能和储热水箱之间的温差等)。主要功能有：①能够同时检测A和B两路温度，并能分别显示其温度值及两路的温差值；②温差值可以任意设定；③当温差高于设定值时，打开继电器以便太阳能工作，加热；④当温差低于设定值时，断开继电器以便停止太阳能工作。\n[0064] 在另一种技术方案中，所述的用于太阳能热水器的智能远程控制系统，所述控制模块还包括定时模块，所述定时模块能够产生实时时钟，在用户预设的时间点参数检测所述太阳能热水器的多种属性的参数信息并反馈给所述处理器模块，然后发送给用户，当所述定时模块接收所述处理器模块分配的指令后，所述定时模块设置为：\n[0065] 当用户的指令为调节定时开关时，所述定时模块在用户预设时间段参数的起点和终点开启/关闭所述太阳能热水器的电源；\n[0066] 当用户的指令为调节定时开关与水位的设定/温度的设定/温差联用时，所述水位检测模块/所述温度模块/所述温差模块在用户预设的时间段参数内执行工作，届满停止工作，并将届时检测到的水位/温度/温差数据反馈给所述处理器模块。\n[0067] 在上述技术方案中，定时模块共有八路。主要功能有：①其中一路定时模块作为其他所有定时模块的电源控制端，能够同时切断其他7路定时模块的电源和闭合其他7路定时模块的电源；②每路定时器可以任意设定4开4关的8个时间节点，以便定时控制热水器等的工作，例如7：00～8：00、11：00～13：00、17：00～18：00、22：00～23：00；③每路定时器的时间节点默认为8开8关，即16个节点，默认情况下会关闭其中的4开4关，客户可以自己打开或关闭其中的任意一开一关。定时模块还有定时报告功能，即可任意设定时间如：11：00、17：00、\n21：00、早上6：00这些任意时段向控制人员发送状态信息供用户参考。\n[0068] 在另一种技术方案中，所述的用于太阳能热水器的智能远程控制系统，还包括报警模块，其设置为：\n[0069] 用户分别在所述水位检测模块/所述温度模块/所述温差模块预设报警参数，当所述水位检测模块/所述温度模块/所述温差模块实时检测到的水位数据/温度数据/温差数据超过所述报警参数时切断输出，所述报警模块光报警，并反馈报警信息给所述处理器模块，然后发送给用户。述报警模块一旦检测到故障，则及时通过短信模块每30分钟报警一次。当冷水源为自来水管时，自来水管可以进行水压报警，当冷水源为冷水箱时，冷水箱水位超过用户预设报警参数时，也会发送报警信息。\n[0070] 在另一种技术方案中，所述的用于太阳能热水器的智能远程控制系统，所述端子包括集热管温度传感器、储热水箱温度传感器、冷水源温度传感器、恒温水箱温度传感器、回水温度传感器和防烫温度传感器。回水温度传感器安装在用户淋水端，检测用户淋水端水温与恒温水箱水温的差异，以通过冷热水置换调节恒温水箱的水温，防烫温度传感器安装在用户淋水端，当用户淋水端温度超出预设的防烫报警值，或传感器异常，也会自动切断淋水开关，并发送报警信息。\n[0071] 在另一种技术方案中，所述的用于太阳能热水器的智能远程控制系统，用户预设的水位参数为0％、30％、50％、80％和100％五个档位。\n[0072] 本发明所述的用于太阳能热水器的智能远程控制系统，性能稳定、体积小、功耗小，而且实现了远程监视、控制、报警、查询，定时开关机的太阳能远程监控系统，具体体现为：\n[0073] 远程监控：使操作人员不需要亲临现场即可了解系统的实际运行情况；\n[0074] 远程控制：可以对需要改变的各项参数进行远程无线设置，并对设置后反馈的信息予以确认；\n[0075] 远程报警：出现故障系统可及时发送故障信息，最快的实现故障点对点排除；\n[0076] 远程开关：实现任意的时间，对任一系统进行远程开、关，节约电能及资源；\n[0077] 实时报告：设定时间，由系统向客户发送实时状态信息，人性化的防止人为疏忽而造成故障排除不及时，遗忘等问题。\n[0078] 本系统可以有效降低维护人员的工作强度和进一步的精简人员，及人员的交通费用，节能环保。\n[0079] 当然，在远距离时可以使用本发明实现对太阳能热水器各模块的控制，在近距离时，也能实现对本发明所述的太阳能热水器的控制。本发明所述的太阳能热水器的单片机上还设有红外模块，主要用于参数的设定，包括定时开关，水位、温差、温度的设定等，用户可以通过遥控器红外遥控红外模块，实现其功能，以控制太阳能热水器。\n[0080] 本发明所述的太阳能热水器还包括至少四个显示模块，显示模块采用八位数码管实现，其分别连接所述水位检测模块、所述温度模块、所述温差模块和所述时间模块，并分别显示水位、温差、温度和时间。用户可以在热水器现场查看、设定各参数。\n[0081] 尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。