一种酸化水智控方法及系统与流程

1.本发明涉及物理消毒水技术领域，特别指一种酸化水智控方法及系统。


背景技术：

2.传统消毒水都属于化学消毒水，制备原料多为石油化工产品提炼物或氯碱工业副产物，如醛、笨类消毒剂，各种含氯消毒剂的主要原料为次氯酸钠、次氯酸钙、亚氯酸钠等。每一款化学消毒水添加的有害化学物质往往不止一种，这些化学物质对人体的有害残留毒性一般能持续5至10年，经皮肤吸收进入人体内的化学物质排出的不足10％，大都残留在皮下组织中，蓄积在体内甚至长达10至20年。传统化学消毒水导致耐药菌的出现和蔓延，又对人类的健康构成了新的威胁，成为全世界医学领域的新难题，不得不一再提高各类化学消毒水使用的浓度。
3.基于上述原因，物理消毒水应运而生，即向纯净水内添加无碘盐进行电解得到酸化水(酸性氧化电位水)和碱性水，酸化水用于消毒和治疗，碱性水用于引用和去油污。电位消毒机理(物理消毒水/酸化水)是改变细胞膜电位，增强细胞膜的通透性，导致细胞肿胀崩解及破坏细胞内代谢酶及微生物体内的核酸，使得微生物迅速死亡。由于酸化水的特性，广泛应用于医疗、食品、餐饮、养殖等领域，例如利用酸化水对伤口进行消毒，相对于传统的化学消毒水就安全很多。
4.酸化水生产完成后，在存储的过程中可能产生变质，进而影响消毒效果，然而传统上并未针对酸化水的指标进行监控以判断是否产生变质，当酸化水产生变质后也无法进行溯源。因此，如何提供一种酸化水智控方法及系统，实现对酸化水的质量进行全面监控，并提升酸化水的溯源性，成为一个亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题，在于提供一种酸化水智控方法及系统，实现对酸化水的质量进行全面监控，并提升酸化水的溯源性。
6.第一方面，本发明提供了一种酸化水智控方法，包括如下步骤：
7.步骤s10、上位机通过水位传感器对酸水箱和碱水箱的水位进行监测得到水位监测结果；
8.步骤s20、上位机基于所述水位监测结果启动酸水机，酸水机对输入的纯水和盐水混合后进行电解得到酸化水和碱性水，并将所述酸化水和碱性水分别输入酸水箱和碱水箱；
9.步骤s30、上位机通过水质监测传感器组对酸水箱内的水质进行监测，生成第一水质监测结果，基于所述第一水质监测结果控制第一排水阀的工作；
10.步骤s40、上位机通过水质监测传感器组对出水龙头内的水质进行监测，生成第二水质监测结果，基于所述第二水质监测结果控制第二排水阀的工作；
11.步骤s50、上位机将所述水位监测结果、第一水质监测结果以及第二水质监测结果
存储至存储器中，并上传至服务器进行备份。
12.进一步地，所述步骤s10具体为：
13.上位机预设一水位预警线，通过水位传感器对酸水箱和碱水箱的水位进行监测，判断当前水位是否低于所述水位预警线，若是，则生成水位过低的水位监测结果；若否，则生成水位正常的水位监测结果。
14.进一步地，所述步骤s20具体为：
15.上位机解析所述水位监测结果，当所述水位监测结果为水位过低时，上位机启动纯水机制备纯水，启动抽水泵将纯水机制备的纯水抽吸至纯水箱内，开启控制阀预设时长将纯水引入盐水箱内与盐进行调配混合；
16.上位机启动酸水机，酸水机对纯水箱和盐水箱输入的纯水和盐水混合后，进行电解得到酸化水和碱性水，并将所述酸化水和碱性水分别输入酸水箱和碱水箱。
17.进一步地，所述步骤s30具体为：
18.上位机预先存储一ph值、orp值以及有效氯含量的合格范围的水质合格标准；
19.上位机通过ph传感器、orp传感器以及有效氯传感器对酸水箱内的水质进行监测，生成包括ph值、orp值以及有效氯含量的第一水质监测结果，基于所述水质合格标准对第一水质监测结果进行分析判断水质是否合格，若是，则进入步骤s40；若否，则开启第一排水阀直至排光酸水箱内的酸化水，并进入步骤s10；
20.所述步骤s40具体为：
21.上位机通过ph传感器、orp传感器以及有效氯传感器对出水龙头内的水质进行监测，生成包括ph值、orp值以及有效氯含量的第二水质监测结果，基于所述水质合格标准对第二水质监测结果进行分析判断水质是否合格，若是，则进入步骤s50；若否，则开启第二排水阀直至排光出水龙头内的酸化水，并进入步骤s10。
22.进一步地，所述步骤s50具体为：
23.上位机对所述水位监测结果、第一水质监测结果以及第二水质监测结果进行哈希计算得到哈希值，利用加密算法对所述水位监测结果、第一水质监测结果、第二水质监测结果以及哈希值进行加密得到加密数据，将所述加密数据绑定当前时间得到存档数据，将所述存档数据存储至存储器中，并通过无线通信模块上传至服务器进行备份。
24.第二方面，本发明提供了一种酸化水智控系统，包括如下模块：
25.水位监测模块，用于上位机通过水位传感器对酸水箱和碱水箱的水位进行监测得到水位监测结果；
26.电解模块，用于上位机基于所述水位监测结果启动酸水机，酸水机对输入的纯水和盐水混合后进行电解得到酸化水和碱性水，并将所述酸化水和碱性水分别输入酸水箱和碱水箱；
27.水箱水质监测模块，用于上位机通过水质监测传感器组对酸水箱内的水质进行监测，生成第一水质监测结果，基于所述第一水质监测结果控制第一排水阀的工作；
28.水龙头水质监测模块，用于上位机通过水质监测传感器组对出水龙头内的水质进行监测，生成第二水质监测结果，基于所述第二水质监测结果控制第二排水阀的工作；
29.监测数据存档模块，用于上位机将所述水位监测结果、第一水质监测结果以及第二水质监测结果存储至存储器中，并上传至服务器进行备份。
30.进一步地，所述水位监测模块具体为：
31.上位机预设一水位预警线，通过水位传感器对酸水箱和碱水箱的水位进行监测，判断当前水位是否低于所述水位预警线，若是，则生成水位过低的水位监测结果；若否，则生成水位正常的水位监测结果。
32.进一步地，所述电解模块具体为：
33.上位机解析所述水位监测结果，当所述水位监测结果为水位过低时，上位机启动纯水机制备纯水，启动抽水泵将纯水机制备的纯水抽吸至纯水箱内，开启控制阀预设时长将纯水引入盐水箱内与盐进行调配混合；
34.上位机启动酸水机，酸水机对纯水箱和盐水箱输入的纯水和盐水混合后，进行电解得到酸化水和碱性水，并将所述酸化水和碱性水分别输入酸水箱和碱水箱。
35.进一步地，所述水箱水质监测模块具体为：
36.上位机预先存储一ph值、orp值以及有效氯含量的合格范围的水质合格标准；
37.上位机通过ph传感器、orp传感器以及有效氯传感器对酸水箱内的水质进行监测，生成包括ph值、orp值以及有效氯含量的第一水质监测结果，基于所述水质合格标准对第一水质监测结果进行分析判断水质是否合格，若是，则进入水龙头水质监测模块；若否，则开启第一排水阀直至排光酸水箱内的酸化水，并进入水位监测模块；
38.所述水龙头水质监测模块具体为：
39.上位机通过ph传感器、orp传感器以及有效氯传感器对出水龙头内的水质进行监测，生成包括ph值、orp值以及有效氯含量的第二水质监测结果，基于所述水质合格标准对第二水质监测结果进行分析判断水质是否合格，若是，则进入监测数据存档模块；若否，则开启第二排水阀直至排光出水龙头内的酸化水，并进入水位监测模块。
40.进一步地，所述监测数据存档模块具体为：
41.上位机对所述水位监测结果、第一水质监测结果以及第二水质监测结果进行哈希计算得到哈希值，利用加密算法对所述水位监测结果、第一水质监测结果、第二水质监测结果以及哈希值进行加密得到加密数据，将所述加密数据绑定当前时间得到存档数据，将所述存档数据存储至存储器中，并通过无线通信模块上传至服务器进行备份。
42.本发明的优点在于：
43.1、通过在酸水箱和碱水箱内设置水位传感器，当单片机通过水位传感器感应到水位过低时自动控制酸水机进行电解，开始制备酸化水和碱性水；通过在酸水箱和出水龙头内设置包括ph传感器、orp传感器以及有效氯传感器的水质监测传感器组，实时监测各环节酸化水的ph值、orp值以及有效氯含量，当酸化水的水质不合格时，自动开启第一排水阀或第二排水阀排放不合格的酸化水，并进行重新制备，以确保从出水龙头流出的酸化水都是合格的；通过将水位监测结果、第一水质监测结果以及第二水质监测结果绑定当前时间存储至存储器以及服务器，当后期出现水质纠纷时，便于进行责任认定，最终实现对酸化水的质量进行全面监控，极大的提升了酸化水的溯源性。
44.2、通过对水位监测结果、第一水质监测结果以及第二水质监测结果进行哈希计算得到哈希值，利用加密算法对水位监测结果、第一水质监测结果、第二水质监测结果以及哈希值进行加密得到加密数据，避免相关监测数据被明文窃取，通过哈希值还可快速验证监测数据是否被篡改，进而极大的保障了数据安全性。
附图说明
45.下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
46.图1是本发明一种酸化水智控方法的流程图。
47.图2是本发明一种酸化水智控系统的结构示意图。
48.图3是本发明一种酸化水智控装置的结构示意图。
49.图4是本发明一种酸化水智控装置的电路原理框图。
具体实施方式
50.本技术实施例中的技术方案，总体思路如下：在酸水箱和出水龙头内设置包括ph传感器、orp传感器以及有效氯传感器的水质监测传感器组，实时监测各环节酸化水的ph值、orp值以及有效氯含量，当水质不合格时自动开启第一排水阀或第二排水阀进行排放，并进行重新制备；将水位监测结果、第一水质监测结果以及第二水质监测结果绑定当前时间存储至存储器以及服务器，以实现对酸化水的质量进行全面监控，提升酸化水的溯源性。
51.请参照图1至图4所示，本发明需使用如下一种酸化水智控装置，包括一上位机、一纯水机、一抽水泵、一纯水箱、一控制阀、一盐水箱、至少一酸水机、至少一酸水箱、至少一碱水箱、至少一出水龙头、一第一排水阀、一第二排水阀、至少二水质监测传感器组、至少四水位传感器、至少四温度传感器、一存储器、一无线通信模块以及一服务器；
52.所述抽水泵的输入端与纯水机连通，输出端与纯水箱连通；所述控制阀的输入端与纯水箱连通，输出端与盐水箱连通；所述酸水机的输入端与纯水箱和盐水箱连通，输出端与酸水箱和碱水箱连通；所述出水龙头的输入端与酸水箱和碱水箱连通，输出端与第二排水阀连通；所述第一排水阀的输入端与酸水箱连通；
53.所述水质监测传感器组设于酸水箱以及出水龙头的酸化水管路内；所述水位传感器以及温度传感器均设于酸水箱和碱水箱内。
54.所述水质监测传感器组包括一ph传感器、一orp传感器以及一有效氯传感器；
55.所述上位机分别与ph传感器、orp传感器、有效氯传感器、水位传感器、温度传感器、纯水机、抽水泵、控制阀、酸水机、第一排水阀、第二排水阀、存储器以及无线通信模块连接；所述无线通信模块与服务器连接。
56.所述无线通信模块为2g通信模块、3g通信模块、4g通信模块、5g通信模块、nb-iot通信模块、lora通信模块、wifi通信模块、蓝牙通信模块或者zigbee通信模块。
57.所述纯水机用于对输入的自来水进行提纯得到纯水；所述抽水泵用于将纯水机生成的纯水抽吸到纯水箱中；所述纯水箱用于存储纯水；所述控制阀用于将纯水箱内的纯水引入盐水箱，即让纯水和盐进行混合制备盐水；所述酸水机(酸性氧化电位水生成器)用于混合纯水和盐水并进行电解，进而得到酸化水和碱性水；所述酸水箱和碱水箱分别用于存储酸化水和碱性水；所述第一排水阀用于排出酸水箱内的酸化水；所述第二排水阀与出水龙头的酸化水管路连通，用于排出酸化水管路内的酸化水；所述水质监测传感器组用于对酸水箱和出水龙头内的酸化水的ph值、orp值以及有效氯含量进行实时监测，以判断水质是否合格；所述水位传感器用于监测酸水箱和碱水箱的水位，当水位过低是自动进行酸化水和碱性水的制备；所述温度传感器用于监测酸水箱和碱水箱内部酸化水和碱性水的水温；所述存储器和服务器用于对监测数据进行存档，以便后期进行溯源。
58.所述出水龙头设有一酸化水管路以及一碱性水管路，具体使用时，可先导通所述碱性水管路流出碱性水，由于碱性水带有细腻的泡沫，先利用碱性水对手进行清洁，再导通所述酸化水管路流出酸性水，通过酸性水和碱性水的混合重新变成水，并在反应的过程中电死微生物以进行消毒。
59.本发明一种酸化水智控方法的较佳实施例，包括如下步骤：
60.步骤s10、上位机通过水位传感器对酸水箱和碱水箱的水位进行监测得到水位监测结果；即在水位过低时自动制备酸化水和碱性水；
61.步骤s20、上位机基于所述水位监测结果启动酸水机，酸水机对输入的纯水和盐水混合后进行电解得到酸化水和碱性水，并将所述酸化水和碱性水分别输入酸水箱和碱水箱；
62.步骤s30、上位机通过水质监测传感器组对酸水箱内的水质进行监测，生成第一水质监测结果，基于所述第一水质监测结果控制第一排水阀的工作；即当酸水箱内的酸化水的水质不合格时，自动排出不合格的酸化水并进行重新制备；
63.步骤s40、上位机通过水质监测传感器组对出水龙头内的水质进行监测，生成第二水质监测结果，基于所述第二水质监测结果控制第二排水阀的工作；即当出水龙头内的酸化水的水质不合格时，自动排出不合格的酸化水并进行重新制备；
64.步骤s50、上位机将所述水位监测结果、第一水质监测结果以及第二水质监测结果存储至存储器中，并上传至服务器进行备份，便于后期溯源，通过存储器和服务器的双重备份，保障了数据的安全性。
65.所述步骤s10具体为：
66.上位机预设一水位预警线，通过水位传感器对酸水箱和碱水箱的水位进行监测，判断当前水位是否低于所述水位预警线，若是，则生成水位过低的水位监测结果；若否，则生成水位正常的水位监测结果。
67.所述步骤s20具体为：
68.上位机解析所述水位监测结果，当所述水位监测结果为水位过低时，上位机启动纯水机制备纯水，启动抽水泵将纯水机制备的纯水抽吸至纯水箱内，开启控制阀预设时长将纯水引入盐水箱内与盐进行调配混合；
69.上位机启动酸水机，酸水机对纯水箱和盐水箱输入的纯水和盐水混合后，进行电解得到酸化水和碱性水，并将所述酸化水和碱性水分别输入酸水箱和碱水箱。
70.所述步骤s30具体为：
71.上位机预先存储一ph值、orp值以及有效氯含量的合格范围的水质合格标准；
72.上位机通过ph传感器、orp传感器以及有效氯传感器对酸水箱内的水质进行监测，生成包括ph值、orp值以及有效氯含量的第一水质监测结果，基于所述水质合格标准对第一水质监测结果进行分析判断水质是否合格，若是，则进入步骤s40；若否，则开启第一排水阀直至排光酸水箱内的酸化水，并进入步骤s10；
73.所述步骤s40具体为：
74.上位机通过ph传感器、orp传感器以及有效氯传感器对出水龙头内的水质进行监测，生成包括ph值、orp值以及有效氯含量的第二水质监测结果，基于所述水质合格标准对第二水质监测结果进行分析判断水质是否合格，若是，则进入步骤s50；若否，则开启第二排
水阀直至排光出水龙头内的酸化水，并进入步骤s10。即在酸化水的全流程进行水质监控，其中任何一个环节水质不合格都要排出并重新制备，以保障用水安全性。
75.所述步骤s50具体为：
76.上位机对所述水位监测结果、第一水质监测结果以及第二水质监测结果进行哈希计算得到哈希值，利用加密算法对所述水位监测结果、第一水质监测结果、第二水质监测结果以及哈希值进行加密得到加密数据，将所述加密数据绑定当前时间得到存档数据，将所述存档数据存储至存储器中，并通过无线通信模块上传至服务器进行备份；通过存储器和服务器的双重备份，哈希计算校验数据是否被篡改，对数据进行加密防止明文窃取，前后采取三重安全防护措施，极大的保障了监测数据的安全性。
77.本发明一种酸化水智控系统的较佳实施例，包括如下模块：
78.水位监测模块，用于上位机通过水位传感器对酸水箱和碱水箱的水位进行监测得到水位监测结果；即在水位过低时自动制备酸化水和碱性水；
79.电解模块，用于上位机基于所述水位监测结果启动酸水机，酸水机对输入的纯水和盐水混合后进行电解得到酸化水和碱性水，并将所述酸化水和碱性水分别输入酸水箱和碱水箱；
80.水箱水质监测模块，用于上位机通过水质监测传感器组对酸水箱内的水质进行监测，生成第一水质监测结果，基于所述第一水质监测结果控制第一排水阀的工作；即当酸水箱内的酸化水的水质不合格时，自动排出不合格的酸化水并进行重新制备；
81.水龙头水质监测模块，用于上位机通过水质监测传感器组对出水龙头内的水质进行监测，生成第二水质监测结果，基于所述第二水质监测结果控制第二排水阀的工作；即当出水龙头内的酸化水的水质不合格时，自动排出不合格的酸化水并进行重新制备；
82.监测数据存档模块，用于上位机将所述水位监测结果、第一水质监测结果以及第二水质监测结果存储至存储器中，并上传至服务器进行备份，便于后期溯源，通过存储器和服务器的双重备份，保障了数据的安全性。
83.所述水位监测模块具体为：
84.上位机预设一水位预警线，通过水位传感器对酸水箱和碱水箱的水位进行监测，判断当前水位是否低于所述水位预警线，若是，则生成水位过低的水位监测结果；若否，则生成水位正常的水位监测结果。
85.所述电解模块具体为：
86.上位机解析所述水位监测结果，当所述水位监测结果为水位过低时，上位机启动纯水机制备纯水，启动抽水泵将纯水机制备的纯水抽吸至纯水箱内，开启控制阀预设时长将纯水引入盐水箱内与盐进行调配混合；
87.上位机启动酸水机，酸水机对纯水箱和盐水箱输入的纯水和盐水混合后，进行电解得到酸化水和碱性水，并将所述酸化水和碱性水分别输入酸水箱和碱水箱。
88.所述水箱水质监测模块具体为：
89.上位机预先存储一ph值、orp值以及有效氯含量的合格范围的水质合格标准；
90.上位机通过ph传感器、orp传感器以及有效氯传感器对酸水箱内的水质进行监测，生成包括ph值、orp值以及有效氯含量的第一水质监测结果，基于所述水质合格标准对第一水质监测结果进行分析判断水质是否合格，若是，则进入水龙头水质监测模块；若否，则开
启第一排水阀直至排光酸水箱内的酸化水，并进入水位监测模块；
91.所述水龙头水质监测模块具体为：
92.上位机通过ph传感器、orp传感器以及有效氯传感器对出水龙头内的水质进行监测，生成包括ph值、orp值以及有效氯含量的第二水质监测结果，基于所述水质合格标准对第二水质监测结果进行分析判断水质是否合格，若是，则进入监测数据存档模块；若否，则开启第二排水阀直至排光出水龙头内的酸化水，并进入水位监测模块。即在酸化水的全流程进行水质监控，其中任何一个环节水质不合格都要排出并重新制备，以保障用水安全性。
93.所述监测数据存档模块具体为：
94.上位机对所述水位监测结果、第一水质监测结果以及第二水质监测结果进行哈希计算得到哈希值，利用加密算法对所述水位监测结果、第一水质监测结果、第二水质监测结果以及哈希值进行加密得到加密数据，将所述加密数据绑定当前时间得到存档数据，将所述存档数据存储至存储器中，并通过无线通信模块上传至服务器进行备份；通过存储器和服务器的双重备份，哈希计算校验数据是否被篡改，对数据进行加密防止明文窃取，前后采取三重安全防护措施，极大的保障了监测数据的安全性。
95.综上所述，本发明的优点在于：
96.1、通过在酸水箱和碱水箱内设置水位传感器，当单片机通过水位传感器感应到水位过低时自动控制酸水机进行电解，开始制备酸化水和碱性水；通过在酸水箱和出水龙头内设置包括ph传感器、orp传感器以及有效氯传感器的水质监测传感器组，实时监测各环节酸化水的ph值、orp值以及有效氯含量，当酸化水的水质不合格时，自动开启第一排水阀或第二排水阀排放不合格的酸化水，并进行重新制备，以确保从出水龙头流出的酸化水都是合格的；通过将水位监测结果、第一水质监测结果以及第二水质监测结果绑定当前时间存储至存储器以及服务器，当后期出现水质纠纷时，便于进行责任认定，最终实现对酸化水的质量进行全面监控，极大的提升了酸化水的溯源性。
97.2、通过对水位监测结果、第一水质监测结果以及第二水质监测结果进行哈希计算得到哈希值，利用加密算法对水位监测结果、第一水质监测结果、第二水质监测结果以及哈希值进行加密得到加密数据，避免相关监测数据被明文窃取，通过哈希值还可快速验证监测数据是否被篡改，进而极大的保障了数据安全性。
98.虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。