饮水机自动管理系统的制作方法.docx

饮水机自动管理系统的制作方法专利名称：饮水机自动管理系统的制作方法技术领域：本发明涉及一种电脑自动管理系统，尤其是一种用于饮水机送水管理的自动管理系统背景技术：随着人们生活水平的提高，饮水机已经逐渐普及，无论是在居住场所、办公场所还 是在工作休息区，都会放置有饮水机由于经常使用，为避免缺水，所以用户难免浪费一定 的时间和精力来随时检查饮水机上方的水桶内是否还有足够的饮用水，特别是在一些公共 休息区，当水桶内无水时往往没有专门人员及时通知物业部门补水，从而给用户的工作、休 息带来诸多不便饮水机自动管理系统可以实现对整个系统所有用户的饮水机进行统一的 自动管理，对每户用户饮水机水桶内的水位进行实时检测， 一旦检测到桶内没有足够的饮 用水，物业部门将及时通知人员为需水用户补水且通过该管理系统还可以预测整个系统 在第二天所需的总饮用水量，为物业部门的采购量提供一个可靠的依据发明内容 本发明的主要目的是设计一个饮水机自动管理系统，通过控制中心的统一管理， 及时为用户补水，以免除用户自行管理的麻烦，为用户提供一个方便、人性的工作和休息空 间，而且可通过获得及存储的有效数据，合理调整整个系统的饮用水采购量，使资源达到高 效的利用。

按照本发明提供的技术方案，所述饮水机自动管理系统包括安装在饮水机内检测 水位的传感检测模块，传感检测模块连接无线信号发送模块，设置在控制中心的无线信号 接收模块接收所述无线信号发送模块的信号，并传送给控制中心的PC机；所述PC机工作 方法如下在PC机内建立有第一数据库和第二数据库，第一数据库存放每户用户所居住的 人口 N和该户用户在某一设定时间段内所用总饮水量Wn，该户用户在该设定时间段内的平 均用水速度V = Wn/该设定时间段时长；第二数据库存放最低剩余水量值1以及每户用户 的实时剩余水量值L，最低剩余水量值1为预先设定值，实时剩余水量值L来源于无线信号 接收模块所接收到的实时水量数据；PC机将最低剩余水量值1和实时剩余水量值L进行比 较，若检测到唯一的用户剩余水量值^小于最低剩余水量1，则通过可视化指令提醒物业部 门及时为该用户补水；若某一时刻同时检测到m户用户的剩余水量值Lp L2，…，Lm均小于 最低剩余水量l，则先调用上述m户用户的平均用水速度数据V"、，…，Vm并比较大小，优 先为V值大的用户补水；若存在n户用户的平均用水速度数据相差不大，则再调用第一数据 库内的该n户用户单元所居住的人口 N并进行比较，优先为N值大的用户补水。

所述传感检测模块采用压阻式压力传感器 所述无线信号发送模块包括RC低通滤波器、单片机P89LPC901以及无线信号收 发芯片nRF403 ;RC低通滤波器对传感检测模块传输的电压信号进行滤波，以去除干扰；在 信号发送模块的单片 P89LPC901用来于发送模块的芯片nRF403进行通讯和完成对芯片nRF403使能端的设置，并对经过滤波之后的电压信号进行A/D转换 所述无线信号接收模块包括无线信号收发芯片nRF403、单片机P89LPC901以及芯 片MAX232 ;在信号接收模块的单片机P89LPC901用来于信号接收模块的芯片nRF403进行 通讯，并完成对芯片nRF403使能端的设置；单片机P89LPC901将芯片nRF403接收的信号通 过芯片MAX232与PC机进行通讯 所述第一数据库以七天为一个周期更新数据所述第二数据库内的数据每半小时 更新一次 所述PC机通过以下方法预估整个系统在第二天需要补水的用户数在所述PC机 内建立有变量Mx， Mx的初始值设为O，每天晚上指定时间对整个系统的所有用户做一次统 计，将第二数据库中的每户用户的实时剩余水量值L与从第一数据库中得到的每户用户平 均每日用水量数据进行比较，若某户用户的实时剩余水量值L小于或等于该用户平均每日 用水量数据，则预测该用户第二天将需要补水，此时Mx的值增加1，最后统计出的Mx值即为 整个系统在第二天需要补水的用户数。

所述PC机的可视化指令包括显示缺水用户以及发出行动指令 本发明的优点是该系统可随时检测用户饮水机上方水桶内是否剩余足够的饮用水，从而及时通知物业部门为用户补水，以节省用户自行管理饮水机所花费的时间和精力，且每天可以预测整个管理系统第二天的所需饮用水，从而合理安排饮用水的采购量，使资源得到高效利用 图1是饮水机自动管理系统框图； 图2为该系统信号发送模块的硬件原理图； 图3为该系统信号接收模块的硬件原理图具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明 本发明在系统的每个用户饮水机中装有一个压力传感器，随着上方水桶内水位高 低的变化，将对压力传感器产生实时的压力信号，压力传感器将实时的压力信号转化为相 应的电信号；生成的电信号通过一个简单的RC低通滤波器进行滤波，之后经过与传感器相 连接的单片机进行A/D转换，转换后的数字信号经过无线信号发送芯片发送出去；信号接 收模块将数字信号接收，并通过串口线路将数字信号传输到控制中心PC机处；在控制中心 的PC机通过预先编好的算法对所有传递过来的数据进行处理，生成不同的可视化指令；之 后应用该套管理系统的物业部门可根据从PC机处得到的可视化指令及时为缺水用户以及 整个管理系统提供相应的服务。

如图1所示，在传感检测模块中用户饮水机1上装有压阻式压力传感器2，由于水 桶4内水位3的不同，所以压阻式压力传感器2上方所承受的压力大小不等，其内部的电阻 应变片会产生不同的形变，从而使应变片的阻值发生改变，加在电阻上的电压随即变化，并 且通过压阻式压力传感器2内部的应变电桥以及后续的仪表放大器进行放大后，会产生不 同的电压值当所承受的压力较大时，说明水桶4内还有足够多的水，此时压阻式压力传感器2将产生较大的电压值；当所承受的压力较小时，说明水桶4内即将无水，此时压阻式压 力传感器2将产生较小的电压值在无线信号发送模块中由传感检测模块所产生的电压信 号经过RC低通滤波器进行滤波，去除不必要的高频干扰后，通过单片机进行A/D转换，转换 之后输出的数字信号经过无线信号发送芯片5发送，至此，通过上述设备，每户用户的水桶 内剩余水量的信息将以实时数字信号的方式发送出去 如图2、3所示，本发明所使用的无线信号收发芯片nRF403，根据对其使能端TXEN、 FREQ和PWR—UP的设置，可以使其分别工作在信号发送模式和信号接收模式，并可以控制其 工作在不同的国际通用数传频段433MHz或者315MHz。

在无线信号接收模块中，由无线信号发送芯片5所发送的数字信号被无线信号接 收芯片6接收，并通过串口线路将一系列信号传递到统一的控制中心7，控制中心7将传递 到此处的数字信号按照预先编写的算法进行处理1)通过"最优检测算法"实时检测缺水 用户单元并向物业部门8发出可视化指令从而及时为用户单元补水在控制中心7处分别 建立数据库A和数据库B数据库A用于存放每户用户所居住的人口 N和该户用户在某一 时间段内所用总饮水量Wn，并计算每户用户在某一时间段内的平均用水速度数据V为节 省资源且保证数据库A内数据的可靠性，可以以七天为一个周期来更新数据库A中的数据 例如，假设一户用户内所居住人口为K，在每个周期初设定总饮水量W工=O，之后在该周期 内每次为该户提供一桶水，W工的值便增加l，在周期结束时便可通过数据库A内的数据计算 出该用户在刚刚过去的一个周期内的平均用水速度K = W乂7，同理，可计算出M户用户在 该周期内的平均用水速度、、V3……VM数据库B用于存放最低剩余水量值1以及每户用 户的实时剩余水量值L，并将二者进行比较，最低剩余水量值1为预先设定值，而实时剩余 水量值L即来源于无线信号接收模块所接收到的实时数据，为了既保持数据的及时性又可 节省资源，可以将数据库B内的数据每半小时做一次统计比较。

假设某一时刻检测到唯一 的用户剩余水量值小于最低剩余水量1的设定值，则通过可视化指令提醒物业部门8及 时为该用户补水；若某一时刻同时检测到m户用户的剩余水量值Lp1^……Lm小于最低剩余 水量l的设定值，则先调用存于数据库A内的上述用户的平均用水速度数据Vp、……Vm并 比较这些数据的大小，数据大的用户说明用水速度快，应优先为此类用户补水；若依然同时 存在m'户用户的平均用水速度数据相差不大，则再调用存于数据库A内的这些用户单元 所居住的人口 N并进行比较，优先为N值大的用户单元补水2)通过"整体预测算法"提 前估计整个系统在第二天所需饮用水的总采购量在控制中心7处建立数据库C，用于计算 和存放整个系统中在第二天需要补水的用户单元数Mp Mx的初始值设为O，每天晚上20点 对整个管理系统的所有用户做一次统计，将数据库B中得到的每户用户的实时剩余水量值 L与数据库A中得到的每户用户平均用水速度数据V调用出来并进行比较，若某户用户的实 时剩余水量值Ln小于等于用户平均用水速度数据Vn，则说明该用户第二天的某个时刻将需 要补水，此时Mx的值便增加l，用此算法可以预测出所有第二天需要补水的用户My户，最终 物业部门8可根据数据库C中所得的数据来判断需在第二天早上采购多少桶水，从而既可 以保证整个管理系统每天都有足够的饮用水补给，又可以避免由于一次性采购过多的饮用 水而不得不长期放置带来的资源浪费。

通过控制中心7处三个数据库里数据的实时更新和 控制算法，从而使整个系统的用户饮用水的管理达到方便、快捷、高效的目的权利要求饮水机自动管理系统，其特征是包括安装在饮水机内检测水位的传感检测模块，传感检测模块连接无线信号发送模块，设置在控制中心的无线信号接收模块接收所述无线信号发送模块的信号，并传送给控制中心的PC机；所述PC机工作方法如下在PC机内建立有第一数据库和第二数据库，第一数据库存放每户用户所居住的人口N和该户用户在某一设定时间段内所用总饮水量Wn，该户用户在该设定时间段内的平均用水速度V＝Wn/该设定时间段时长；第二数据库存放最低剩余水量值l以及每户用户的实时剩余水量值L，最低剩余水量值l为预先设定值，实时剩余水量值L来源于无线信号接收模块所接收到的实时水量数据；PC机将最低剩余水量值l和实时剩余水量值L进行比较，若检测到唯一的用户剩余水量值L1小于最低剩余水量l，则通过可视化指令提醒物业部门及时为该用户补水；若某一时刻同时检测到m户用户的剩余水量值L1，L2，…，Lm均小于最低剩余水量l，则先调用上述m户用户的平均用水速度数据V1，V2，…，Vm并比较大小，优先为V值大的用户补水；若存在n户用户的平均用水速度数据相差不大，则再调用第一数据库内的该n户用户单元所居住的人口N并进行比较，优先为N值大的用户补水。

2. 如权利要求1所述的饮水机自动管理系统，其特征是所述传感检测模块采用压阻式 压力传感器3. 如权利要求1所述的饮水机自动管理系统，其特征是所述无线信号发送模块包括RC 低通滤波器、单片机P89LPC901以及无线信号收发芯片nRF403 ;RC低通滤波器对传感检测 模块传输的电压信号进行滤波，以去除干扰；在信号发送模块的单片机P89LPC901用来于 发送模块的芯片nRF403进行通讯和完成对芯片nRF403使能端的设置，并对经过滤波之后 的电压信号进行A/D转换4. 如权利要求1所述的饮水机自动管理系统，其特征是所述无线信号接收模块包括 无线信号收发芯片nRF403、单片机P89LPC901以及芯片MAX232 ;在信号接收模块的单片机 P89LPC901用来于信号接收模块的芯片nRF403进行通讯，并完成对芯片nRF403使能端的设 置；单片机P89LPC901将芯片nRF403接收的信号通过芯片MAX232与PC机进行通讯5. 如权利要求1所述的饮水机自动管理系统，其特征是所述第一数据库以七天为一个 周期更新数据6. 如权利要求1所述的饮水机自动管理系统，其特征是所述第二数据库内的数据每半 小时更新一次。