基于压力传感器的无极变容步进饮水系统及优化配置方法与流程

1.本发明涉及一种基于压力传感器的无极变容步进饮水系统及优化配置方法，属于饮水控制系统技术领域。


背景技术：

2.现有的饮水机采用一般是温度传感器与其他传感器结合的方式，以实现不同的效果。例如，中国公开号为cn114794885a的即热饮水机及其出水温度控制方法、装置及存储介质，其利用电容传感器实现了饮水机的即热饮效果。例如，中国公开号为cn114680619a的一种具有智能感应式饮水机，公开了一种带有压力传感器的饮水机。但是此处的压力传感器仅用于检测热水胆压力，起到保护作用。尚缺少一种利用压力传感器替代电容传感器以实现储热式饮水机的步进加热效果的技术方案。


技术实现要素：

3.针对现有技术存在的上述缺陷，本发明提出了一种基于压力传感器的无极变容步进饮水系统及优化配置方法，利用差压式液位变送器实现对于压力传感器信号的转换，从而间接替代现有的电阻式、电容式、浮球式传感器，实现无极变容的步进控制；另外根据差压式液位变送器采集的信息进行远程配置，提高用户体验。
4.本发明所述的基于压力传感器的无极变容步进饮水系统，包括电控装置、净水装置和无极热水胆，无极热水胆包括热水胆，热水胆侧部加热管处安装有温度传感器，加热管和温度传感器均与电控装置相连，热水胆底部通过单向阀与净水装置相连，热水胆的底部安装有压力传感器，电控装置与压力传感器之间设置有差压式液位变送器，差压式液位变送器接收压力传感器检测到的压力信号，差压式液位变送器将其转变为水位高度信号并传递给电控装置，电控装置控制加热管启停工作。
5.优选地，所述差压式液位变送器，包括进水管和差压变送器，进水管经热水胆底部压力传感器将压力引入差压变送器，差压式变送器测得的差压与热水胆的水位高度成正比。
6.优选地，所述电控装置还与净水装置处的进水阀、热水胆处的出水阀相连，电控装置根据反馈的水位高度信号、水温信息，控制进水阀和加热管工作从而逐层沸腾逐层进水，即步进式无极变容控制。
7.优选地，所述电控装置内置有通信模块，电控装置的步进式无极变容控制数据通过通信模块传递至外界的服务器；服务器将电控装置的控制数据通过另一台饮水机的通信模块下载至饮水机内，使相邻设饮水机内的控制数据同步传输。
8.本发明系统的有益效果是：通过在热水胆的底部增加压力传感器，在电控装置与压力传感器之间增加差压式液位变送器，从而利用差压式液位变送器实现对于压力传感器信号的转换，间接替代现有的电阻式、电容传感器，实现无极变容的步进控制。
9.本发明所述的基于压力传感器的无极变容步进饮水系统的优化配置方法，应用于
饮水机的电控装置，所述方法包括：
10.设定试用周期，用户操作出水阀饮水的时间信息、水温信息均记录于饮水机电控装置内；
11.获取用户通过电控装置发送的优化配置的请求，优化配置包括用户唯一标识码和配对码；
12.电控装置根据配对码主动与服务器建立通讯连接，上传步进式无极变容控制数据，服务器根据用户操作出水阀的信息分析出试用周期用户的饮水习惯，从数据库中调取与该用户饮水习惯匹配度最接近的优化配置数据表，优化配置数据表包括分别与进水阀、加热管、差压式液位变送器对应的配置信息；
13.服务器包括数据收集单元、计算配置单元和深度学习单元；饮水机数据收集单元，包括饮水机设备，收集需要的数据并上传，及时对用户进行反馈；计算配置单元，对数据进行过滤筛选，将配置模型分配给电控装置进行计算存储，将过滤数据与计算结果进行上传；深度学习单元，根据电控装置的数量、计算能力、存储能力生成深度学习模型，不断通过饮水机上传的数据和计算结果优化模型。本发明通过深度学习模型对电控装置进行配置分配，提高反应效率，根据反馈数据和计算结果优化调整模型，进一步符合实际需求，引入优化算法，加快模型学习速度。
14.根据配置信息生成对应的控制信号，并将控制信号通过通信模块发送给与配置信息对应的电控装置，以使电控装置根据控制信号完成配置更新。
15.优选地，所述用户购买有若干台饮水机时，每台饮水机的电控装置均通过通信模块连接至服务器，并根据试用周期的饮水习惯从服务器下载优化后的配置信息。
16.优选地，所述用户购买有若干台饮水机时，其中一台饮水机记录的用户饮水习惯已经是最优配置信息，则无需通过服务器利用本地的路由器，将若干台饮水机均连接至本地的路由器构成mesh网关系统，将配置信息上传至路由器上，然后其他饮水机通过电控装置发送的优化配置的请求，优化配置包括用户唯一标识码和配对码；本地的路由器通过通信模块发送给与配置信息对应的电控装置，以使其他饮水机完成配置更新。
17.优选地，所述用户根据控制信号完成配置更新后，还包括如下后续调整过程：
18.差压式液位变送器通过压力传感器检测热水胆的第一压力值；
19.第一预设时间后，电控装置控制压力传感器检测热水胆的第二压力值；
20.根据第一压力值和第二压力值计算热水胆的水位高度值；
21.根据水位高度值判断热水胆是否发生干烧；
22.当判断结果为是时，电控装置控制热水胆停止加热；
23.当判断结果为否时，差压式液位变送器控制压力传感器再次检测热水胆的第一压力值；
24.根据水位高度值判断热水胆是否发生干烧具体为：
25.根据水位高度值和第二压力值计算热水胆的第三压力值；
26.第三压力值为热水胆在获取第一压力值的时刻起经过第一预设时间时长以及压力传感器的延迟时间后，热水胆达到的压力值；
27.判断第三压力值是否大于第三预设值。
28.优选地，所述用户根据后续调整过程的需要，还允许通过电控装置设定更新计划
列表，其中：
29.更新计划列表包括至少一个自定义计划配置；自定义计划配置包括：间隔周期、请求发送时间和服务器执行配置；
30.服务器执行配置包括：执行本次更新计划的饮水机台数和分配配置列表；分配配置列表包括至少一个分配配置；分配配置包括间隔周期、请求发送时间和请求配置选项；请求发送时间和请求序列配置包括：请求序列配置、用户起始下标、用户终止下标、请求发送起始时间；
31.获取当前电控装置中等于自定义压测计划列表中的执行本次更新计划的饮水机数量总数的空闲服务器的ip地址，并生成ip地址集合；针对更新计划列表中的每一个自定义计划配置，在ip地址集合中，选择自定义计划配置中执行本次更新计划的饮水机台数个ip地址，作为执行自定义计划配置的服务器；将执行自定义计划配置发送至服务器。
32.本发明系统的有益效果是：以解决传统调节饮水机性化配置方法导致的操作流程复杂、用户体验感较差的问题。
附图说明
33.图1是本发明系统的结构示意图。
34.图2是本发明方法的流程原理框图。
35.图中：1、净水装置；11、进水阀；2、电控装置；21、差压式液位变送器；3、无极热水胆；31、热水胆；32、温度传感器；33、加热管；34、压力传感器；35、出水阀。
具体实施方式
36.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。
37.实施例1：
38.如图1所示，本发明所述的基于压力传感器的无极变容步进饮水系统，包括电控装置2、净水装置1和无极热水胆3，无极热水胆3包括热水胆31，热水胆31侧部加热管33处安装有温度传感器32，加热管33和温度传感器32均与电控装置2相连，热水胆31底部通过单向阀与净水装置1相连，热水胆31的底部安装有压力传感器34，电控装置2与压力传感器34之间设置有差压式液位变送器21，差压式液位变送器21接收压力传感器34检测到的压力信号，差压式液位变送器21将其转变为水位高度信号并传递给电控装置2，电控装置2控制加热管33启停工作。
39.优选地，所述差压式液位变送器21，包括进水管和差压变送器，进水管经热水胆31底部压力传感器34将压力引入差压变送器，差压式变送器测得的差压与热水胆31的水位高度成正比。
40.优选地，所述电控装置2还与净水装置1处的进水阀11、热水胆3处的出水阀35相连，电控装置2根据反馈的水位高度信号、水温信息，控制进水阀11和加热管33工作从而逐层沸腾逐层进水，即步进式无极变容控制。
41.本发明所述的基于压力传感器的无极变容步进饮水系统，通过在热水胆31的底部增加压力传感器34，在电控装置2与压力传感器34之间增加差压式液位变送器21，从而利用
差压式液位变送器21实现对于压力传感器34信号的转换，间接替代现有的电容传感器，实现无极变容的步进控制。
42.实施例2：
43.本实施例中，重点说明的是电控装置2内置有通信模块，以及利用服务器实现的智能控制。
44.本发明利用电控装置2的步进式无极变容控制数据通过通信模块传递至外界的服务器；服务器将电控装置2的控制数据通过另一台饮水机的通信模块下载至饮水机内，使相邻设饮水机内的控制数据同步传输。
45.步进加热：设备上电，压力传感器34将感测的压力信号通过差压式液位变送器21进行计算出水位当前高度，差压式液位变送器21将水位信息传给电控装置2；温度传感器32将感测的温度信号传给电控装置2。电控装置2根据步进式逻辑程序进行判定；
①
若水位低于设定值h1，温度低于设定值t1，进水阀11打开补水，加热管33不工作。
②
若水位达到设定值h1，温度低于t1，进水阀11停止补水，加热管33工作。
③
若温度达到t2，水位未达到设定值h2，进水阀11打开补水，当温度降低到t3，阀停止补水，加热管33持续工作，温度在t2，t3之间时阀循环开停步进。
④
当水位达到设定值h2，阀停止补水，温度达到t3，加热管33停止工作。
46.无极变容：饮水机自动运行，电控装置2记录饮水机每天用水的实际情况上传服务器，包括用水时段、用水量、用水温度、用电量等，经过一定周期的数据记录，服务器对数据进行统计、分析和模糊计算，将时段、水位、温度等用户用水习惯信息下发给电控装置2，电控装置2根据逻辑运行，自动控制不同时段的水箱容水量、加热温度，从而实现用水高峰高水位水够用，用水低谷低水位热损失能耗低。
47.因此，本发明可以实现以下功能：
48.压力传感器34和差压式液位变送器21：水位高低不同，压力传感器34感测的压力大小不同，对应输出不同的电压信号；压力水位转化器是基于单片机计算的一个转化装置，将电压信号转化为水位高低信号。
49.步进式控制含义：是以水位、温度作为输入信号，电控装置2根据设定的逻辑，来控制进水阀11和加热管33工作，实现逐层沸腾逐层进水，确保放出的水温是符合用户要求。
50.智能无极变容含义：是基于高精度量程的压力传感器34，电控装置2收集相关的饮水机运行数据，通过通信模块将运行数据上传并服务器；服务器对大数据进行统计分析和自学习，为用户用水习惯行为模拟画像，并将自学习成果对应的时间、水位、温度等参数下发给饮水机电控装置2，电控装置2根据相关参数自动运行。
51.实施例3：
52.如图2所示，本发明所述的基于压力传感器的无极变容步进饮水系统的优化配置方法，应用于饮水机的电控装置，所述方法包括：
53.设定试用周期，用户操作出水阀饮水的时间信息、水温信息均记录于饮水机电控装置内；
54.获取用户通过电控装置，发送的优化配置的请求，优化配置包括用户唯一标识码和配对码；
55.电控装置根据配对码主动与服务器建立通讯连接，上传步进式无极变容控制数
据，服务器根据用户操作出水阀的信息分析出试用周期用户的饮水习惯，从数据库中调取与该用户饮水习惯匹配度最接近的优化配置数据表，优化配置数据表包括分别与进水阀、加热管、差压式液位变送器对应的配置信息；
56.服务器包括数据收集单元、计算配置单元和深度学习单元；饮水机数据收集单元，包括饮水机设备，收集需要的数据并上传，及时对用户进行反馈；计算配置单元，对数据进行过滤筛选，将配置模型分配给电控装置进行计算存储，将过滤数据与计算结果进行上传；深度学习单元，根据电控装置的数量、计算能力、存储能力生成深度学习模型，不断通过饮水机上传的数据和计算结果优化模型。本发明通过深度学习模型对电控装置进行配置分配，提高反应效率，根据反馈数据和计算结果优化调整模型，进一步符合实际需求，引入优化算法，加快模型学习速度。
57.根据配置信息生成对应的控制信号，并将控制信号通过通信模块发送给与配置信息对应的电控装置，以使电控装置根据控制信号完成配置更新。
58.优选地，所述用户购买有若干台饮水机时，每台饮水机的电控装置均通过通信模块连接至服务器，并根据试用周期的饮水习惯从服务器下载优化后的配置信息。
59.优选地，所述用户根据控制信号完成配置更新后，还包括如下后续调整过程：
60.差压式液位变送器通过压力传感器检测热水胆的第一压力值；
61.第一预设时间后，电控装置控制压力传感器检测热水胆的第二压力值；
62.根据第一压力值和第二压力值计算热水胆的水位高度值；
63.根据水位高度值判断热水胆是否发生干烧；
64.当判断结果为是时，电控装置控制热水胆停止加热；
65.当判断结果为否时，差压式液位变送器控制压力传感器再次检测热水胆的第一压力值；
66.根据水位高度值判断热水胆是否发生干烧具体为：
67.根据水位高度值和第二压力值计算热水胆的第三压力值；
68.第三压力值为热水胆在获取第一压力值的时刻起经过第一预设时间时长以及压力传感器的延迟时间后，热水胆达到的压力值；
69.判断第三压力值是否大于第三预设值。
70.实施例4：
71.另外，还可以用路由器组成mesh网关系统，以替代服务器，间接实现本体数据的优化配置。
72.所述用户购买有若干台饮水机时，其中一台饮水机记录的用户饮水习惯已经是最优配置信息，则无需通过服务器利用本地的路由器，将若干台饮水机均连接至本地的路由器构成mesh网关系统，将配置信息上传至路由器上，然后其他饮水机通过电控装置发送的优化配置的请求，优化配置包括用户唯一标识码和配对码；本地的路由器通过通信模块发送给与配置信息对应的电控装置，以使其他饮水机完成配置更新。
73.所述用户根据后续调整过程的需要，还允许通过电控装置设定更新计划列表，其中：
74.更新计划列表包括至少一个自定义计划配置；自定义计划配置包括：间隔周期、请求发送时间和服务器执行配置；
75.服务器执行配置包括：执行本次更新计划的饮水机台数和分配配置列表；分配配置列表包括至少一个分配配置；分配配置包括间隔周期、请求发送时间和请求配置选项；请求发送时间和请求序列配置包括：请求序列配置、用户起始下标、用户终止下标、请求发送起始时间；
76.获取当前电控装置中等于自定义压测计划列表中的执行本次更新计划的饮水机数量总数的空闲服务器的ip地址，并生成ip地址集合；针对更新计划列表中的每一个自定义计划配置，在ip地址集合中，选择自定义计划配置中执行本次更新计划的饮水机台数个ip地址，作为执行自定义计划配置的服务器；将执行自定义计划配置发送至服务器。
77.本发明系统的有益效果是：以解决传统调节饮水机性化配置方法导致的操作流程复杂、用户体验感较差的问题。
78.本发明可广泛运用于饮水控制系统场合。
79.上述未提及的内容为本领域常见技术手段，最为典型的是，2012年清华大学出版社出版的教科书中《单片机原理及其应用》中有介绍，因此，上述描述和附图充分地示出了本发明的实施例，以使本领域的技术人员能够实践它们。