一种水量检测系统、方法和电子设备技术方案

本发明专利技术公开了一种水量检测系统和检测方法，包括：管理后台和终端设备，终端设备与管理后台连通，管理后台用于控制终端设备进行水量检测系统，其中管理后台由计算模块、显示模块、通信模块和存储模块组成，终端设备由流速控制器、电源模块和控制模块组成。本发明专利技术使用自带的水流发电机供电，解决了供电和取电的问题；通过控制模块的物联网通信芯片，实现了水量使用数据的上报、汇总、计算和数据分析利用；通过设定固定流速的档位，控制水的流速；并根据水流时长及档位运行时间计算水流量，省去了流量计等传感器装置；对于比较固定的工作时段，评估确定该时段时长的数值，可直接使用该数值，解决了无法测量或重复测量的问题。解决了无法测量或重复测量的问题。解决了无法测量或重复测量的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种水量检测系统、方法和电子设备


[0001]本专利技术涉及水量检测
，尤其涉及一种水量检测系统、方法和电子设备。

技术介绍

[0002]常见的水量检测或计算方式为使用水表装置。水表包括传统的机械式水表、基于通电流量计传感器的水表、光电式传感器等类型，其中，机械式水表利用水流带动水表中的叶片、涡轮等结构旋转机构，通过传动装置最终表现为旋转的水量读数；基于通电流量计传感器的水表通过对水流量传感器输出的电信号的读取、处理，输出水量信息。
[0003]然而，传统机械式的水表通常没有控制的接入，无法实现水量自动化的检测、上报和数据汇总，例如家用水表，部分仍需抄表员定期到家里终端处进行抄表，需要消耗大量的人力，并且还有抄错的风险。其它基于通电流量计传感器的水表形式，水量传感器会增加水表的成本，此外，通常需要安装电池供电，或采用市电供电，对自身功耗和电池容量有较高要求，并且还需要对其进行单独的布线，增加产品和施工的复杂度和成本。
[0004]因此，目前还没有一套高效且检测精度较高的水量检测系统和检测方法，检测具有随机性，自动化程度不高，且能源消耗量较大。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了如下技术方案。
[0006]本专利技术一方面提供了一种水量检测系统，包括：
[0007]管理后台和终端设备，所述终端设备与所述管理后台连通，所述管理后台用于控制所述终端设备进行水量检测系统，其中所述管理后台由计算模块、显示模块、通信模块和存储模块组成，所述终端设备由流速控制器、电源模块和控制模块组成。
[0008]进一步地，所述流速控制器包括阀门和档位，通过自动或手动旋转所述档位来调节所述阀门的开闭大小，从而实现对通过叶片的水流的流速控制。
[0009]进一步地，所述电源模块为水流发电机装置，通过电缆线连接所述控制模块，并为所述控制模块供电，所述水流发电机装置包括发电机和叶片；水流动时推动所述叶片旋转并带动所述发电机转动发电。
[0010]进一步地，所述控制模块包括电能转换电路、MCU、物联网通信芯片、储存器、射频开关以及功放电路；所述电能转换电路用于对所述水流发电机装置输出的电能进行整流、滤波和电压变换，使其适合所述MCU、物联网通信芯片、储存器、射频开关、功放电路和其它电路的电源信号需求；所述MCU用于对所述水量检测系统进行控制管理，作为所述控制模块的运算和控制核心器件，实现程序的运行与控制；所述物联网通信芯片用于与管理后台进行通信及数据传输；所述储存器用于储存用水时长及档位信息；所述射频开关和功放电路用于实现水量计量、数据储存，并向管理后台发送数据。
[0011]进一步地，所述物联网通信芯片包括以太网通信单元、CAN、RS232以及433M无线模块，其中所述以太网通信单元、CAN、RS232为对内对外的通信单元，实现系统内部和外部相
互间的数据交互；所述433M无线模块作为急停控制单元，用于在水量检测系统异常状态下由人工实现系统的启停控制。
[0012]进一步地，所述计算模块，用于根据档位信息和档位时长信息计算用水量，所述计算模块为单片机或可编程逻辑芯片；所述显示模块用于显示各终端设备的用水信息，所述用水信息包括历史用水记录、当前用水数据以及档位信息；所述通信模块，用于与各终端设备进行通信连接以及进行数据传输，实现平台通信；通信模块采用物联网通信模式以及与HMI的交互通信模式，所述通信模块作为系统与平台间的信息交互，包含公网，4G/5G专网模块、物联网通信模块和GPS模块；所述存储模块用于保存用水数据，所述存储模块的存储器空间采用“冯
‑
纽曼结构”，程序存储器和数据存储器由同一组地址总线和数据总线安排在一个地址空间中。
[0013]本专利技术的第二方面，提供一种水量检测方法，包括：
[0014]S1，安装终端设备：在水流开关处安装所述终端设备；
[0015]S2，发电：打开水流开关，水流初始档位为低速档，低速档流速为设定的固定值S
L
，水流通过发电机的叶片，水流会带动叶片旋转从而使发电机开始发电，发电机输出的电能经过整流滤波和电压变换，输出给终端设备通电，终端设备通电后开机，这部分用时可记作开机消耗时间Ts，且较固定，可以经过实际测试确定Ts具体用时数值，并作为工作时长的补偿；
[0016]S3，登录：终端设备通电后控制模块立即开始进行搜网、注册、登录等操作，该部分用时记为联网登录消耗时间Tn，登录成功后，终端设备将进行第一次数据上报，将保存的开机消耗时间Ts和联网登录消耗时间Tn，上报至管理后台；如果之前有用水未完成上报的开机时间和登录消耗时长的数据，在此时一并发送上报；
[0017]S4，当终端设备登录后，流速控制器变为可调状态，通过调节流速控制器来设定水流速度档位，以此调整流速，所述档位包括低速档L、中速档M、高速档H，所述低速档流速设定为S
L
，所述中速档流速设定为S
M
，所述高速挡流速设定为S
H
；
[0018]S5，所述MCU从开机开始记录档位信息及档位工作时长信息，并将低速档用时记入T
L
，中速档用时记入T
M
，高速档用时记入T
H
；
[0019]S6，周期上报：第一次数据上报完成后，MCU开始以固定间隔的时间Tf周期性的上传档位信息及档位工作时长信息至管理后台，如果关水，则通信模块部分下电，停止工作，保存记录的时间、时长信息；关水时，最后一个Tf的周期如果未完成发送，则保存数据到本地储存器，待下次发送；如果最后一个Tf时长较少，则可以直接忽略最后一次计时周期；
[0020]S7水量检测：管理后台通过档位水流速度乘以档位工作时长可计算为水流量，水流量的计算公式为：
[0021]Ln＝S
L*
(T
L+
Ts
+
Tn)+S
M*
T
M
+S
H*
T
H
；
[0022]该计算可由终端设备完成，也可以发送到管理后台由后台进行计算；如果是由终端设备完成计算，则终端向后台发送的数据为水流量数据；如果由后台转换，则终端向后台发送工作时长；数据发送完成后清空发送的数据的存储空间；
[0023]S8，水量显示：水流量计算完成后，在终端设备和管理后台同步显示水量数据。
[0024]进一步地，所述步骤S3中，若开机后控制模块还未完成搜网和注册登录，设备就关机时，则保存已记录的开机消耗时间和工作总时长信息，待下次用水通信部分发送数据时
一起发送上报至管理后台。
[0025]本专利技术的第三方面提供一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储有多条指令，所述处理器用于读取所述指令并执行如第二方面所述的方法。
[0026]本专利技术的第四方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水量检测系统，其特征在于包括：管理后台和终端设备，所述终端设备与所述管理后台连通，所述管理后台用于控制所述终端设备进行水量检测系统，其中所述管理后台由计算模块、显示模块、通信模块和存储模块组成，所述终端设备由流速控制器、电源模块和控制模块组成。2.根据权利要求1所述的一种水量检测系统，其特征在于：所述流速控制器包括阀门和档位，通过自动或手动旋转所述档位来调节所述阀门的开闭大小，从而实现对通过叶片的水流的流速控制。3.根据权利要求1所述的一种水量检测系统，其特征在于：所述电源模块为水流发电机装置，通过电缆线连接所述控制模块，并为所述控制模块供电，所述水流发电机装置包括发电机和叶片；水流动时推动所述叶片旋转并带动所述发电机转动发电。4.根据权利要求3所述的一种水量检测系统，其特征在于：所述控制模块包括电能转换电路、MCU、物联网通信芯片、储存器、射频开关以及功放电路；所述电能转换电路用于对所述水流发电机装置输出的电能进行整流、滤波和电压变换，使其适合所述MCU、物联网通信芯片、储存器、射频开关、功放电路和其它电路的电源信号需求；所述MCU用于对所述水量检测系统进行控制管理，作为所述控制模块的运算和控制核心器件，实现程序的运行与控制；所述物联网通信芯片用于与管理后台进行通信及数据传输；所述储存器用于储存用水时长及档位信息；所述射频开关和功放电路用于实现水量计量、数据储存，并向管理后台发送数据。5.根据权利要求4所述的一种水量检测系统，其特征在于：所述物联网通信芯片包括以太网通信单元、CAN、RS232以及433M无线模块，其中所述以太网通信单元、CAN、RS232为对内对外的通信单元，实现系统内部和外部相互间的数据交互；所述433M无线模块作为急停控制单元，用于在水量检测系统异常状态下由人工实现系统的启停控制。6.根据权利要求1所述的一种水量检测系统，其特征在于：所述计算模块，用于根据档位信息和档位时长信息计算用水量，所述计算模块为单片机或可编程逻辑芯片；所述显示模块用于显示各终端设备的用水信息，所述用水信息包括历史用水记录、当前用水数据以及档位信息；所述通信模块，用于与各终端设备进行通信连接以及进行数据传输，实现平台通信；通信模块采用物联网通信模式以及与HMI的交互通信模式，所述通信模块作为系统与平台间的信息交互，包含公网，4G/5G专网模块、物联网通信模块和GPS模块；所述存储模块用于保存用水数据，所述存储模块的存储器空间采用“冯
‑
纽曼结构”，程序存储器和数据存储器由同一组地址总线和数据总线安排在一个地址空间中。7.一种使用权利要求1
‑
6任一所述水量检测系统的水量检测方法，其特征在于包括：S1，安装终端设备：在水流开关处安装所述终端设备；S2，发电：打开水流开关，水流初始档位为低速档，低速档流速为设定的固定值S
L
，水流通过发电机的叶片，水流会带...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈浩，陈茂生，周立明，
申请(专利权)人：重庆亿森动力环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：