專利名稱：飲水機自動管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電腦自動管理系統(tǒng)，尤其是一種用于飲水機送水管理的自動管理
系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著人們生活水平的提高，飲水機已經(jīng)逐漸普及，無論是在居住場所、辦公場所還 是在工作休息區(qū)，都會放置有飲水機。由于經(jīng)常使用，為避免缺水，所以用戶難免浪費一定 的時間和精力來隨時檢查飲水機上方的水桶內(nèi)是否還有足夠的飲用水，特別是在一些公共 休息區(qū)，當(dāng)水桶內(nèi)無水時往往沒有專門人員及時通知物業(yè)部門補水，從而給用戶的工作、休 息帶來諸多不便。飲水機自動管理系統(tǒng)可以實現(xiàn)對整個系統(tǒng)所有用戶的飲水機進行統(tǒng)一的 自動管理，對每戶用戶飲水機水桶內(nèi)的水位進行實時檢測， 一旦檢測到桶內(nèi)沒有足夠的飲 用水，物業(yè)部門將及時通知人員為需水用戶補水。且通過該管理系統(tǒng)還可以預(yù)測整個系統(tǒng) 在第二天所需的總飲用水量，為物業(yè)部門的采購量提供一個可靠的依據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是設(shè)計一個飲水機自動管理系統(tǒng)，通過控制中心的統(tǒng)一管理， 及時為用戶補水，以免除用戶自行管理的麻煩，為用戶提供一個方便、人性的工作和休息空 間，而且可通過獲得及存儲的有效數(shù)據(jù)，合理調(diào)整整個系統(tǒng)的飲用水采購量，使資源達到高 效的利用。 按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述飲水機自動管理系統(tǒng)包括安裝在飲水機內(nèi)檢測 水位的傳感檢測模塊，傳感檢測模塊連接無線信號發(fā)送模塊，設(shè)置在控制中心的無線信號 接收模塊接收所述無線信號發(fā)送模塊的信號，并傳送給控制中心的PC機；所述PC機工作 方法如下在PC機內(nèi)建立有第一數(shù)據(jù)庫和第二數(shù)據(jù)庫，第一數(shù)據(jù)庫存放每戶用戶所居住的 人口 N和該戶用戶在某一設(shè)定時間段內(nèi)所用總飲水量Wn，該戶用戶在該設(shè)定時間段內(nèi)的平 均用水速度V = Wn/該設(shè)定時間段時長；第二數(shù)據(jù)庫存放最低剩余水量值1以及每戶用戶 的實時剩余水量值L，最低剩余水量值1為預(yù)先設(shè)定值，實時剩余水量值L來源于無線信號 接收模塊所接收到的實時水量數(shù)據(jù)；PC機將最低剩余水量值1和實時剩余水量值L進行比 較，若檢測到唯一的用戶剩余水量值^小于最低剩余水量1，則通過可視化指令提醒物業(yè)部 門及時為該用戶補水；若某一時刻同時檢測到m戶用戶的剩余水量值Lp L2，…，Lm均小于 最低剩余水量l，則先調(diào)用上述m戶用戶的平均用水速度數(shù)據(jù)V"、，…，Vm并比較大小，優(yōu) 先為V值大的用戶補水；若存在n戶用戶的平均用水速度數(shù)據(jù)相差不大，則再調(diào)用第一數(shù)據(jù) 庫內(nèi)的該n戶用戶單元所居住的人口 N并進行比較，優(yōu)先為N值大的用戶補水。
所述傳感檢測模塊采用壓阻式壓力傳感器。 所述無線信號發(fā)送模塊包括RC低通濾波器、單片機P89LPC901以及無線信號收 發(fā)芯片nRF403 ;RC低通濾波器對傳感檢測模塊傳輸?shù)碾妷盒盘栠M行濾波，以去除干擾；在 信號發(fā)送模塊的單片 P89LPC901用來于發(fā)送模塊的芯片nRF403進行通訊和完成對芯片nRF403使能端的設(shè)置，并對經(jīng)過濾波之后的電壓信號進行A/D轉(zhuǎn)換。 所述無線信號接收模塊包括無線信號收發(fā)芯片nRF403、單片機P89LPC901以及芯 片MAX232 ;在信號接收模塊的單片機P89LPC901用來于信號接收模塊的芯片nRF403進行 通訊，并完成對芯片nRF403使能端的設(shè)置；單片機P89LPC901將芯片nRF403接收的信號通 過芯片MAX232與PC機進行通訊。 所述第一數(shù)據(jù)庫以七天為一個周期更新數(shù)據(jù)。所述第二數(shù)據(jù)庫內(nèi)的數(shù)據(jù)每半小時 更新一次。 所述PC機通過以下方法預(yù)估整個系統(tǒng)在第二天需要補水的用戶數(shù)在所述PC機 內(nèi)建立有變量Mx， Mx的初始值設(shè)為O，每天晚上指定時間對整個系統(tǒng)的所有用戶做一次統(tǒng) 計，將第二數(shù)據(jù)庫中的每戶用戶的實時剩余水量值L與從第一數(shù)據(jù)庫中得到的每戶用戶平 均每日用水量數(shù)據(jù)進行比較，若某戶用戶的實時剩余水量值L小于或等于該用戶平均每日 用水量數(shù)據(jù)，則預(yù)測該用戶第二天將需要補水，此時Mx的值增加1，最后統(tǒng)計出的Mx值即為 整個系統(tǒng)在第二天需要補水的用戶數(shù)。 所述PC機的可視化指令包括顯示缺水用戶以及發(fā)出行動指令。 本發(fā)明的優(yōu)點是該系統(tǒng)可隨時檢測用戶飲水機上方水桶內(nèi)是否剩余足夠的飲用
水，從而及時通知物業(yè)部門為用戶補水，以節(jié)省用戶自行管理飲水機所花費的時間和精力，
且每天可以預(yù)測整個管理系統(tǒng)第二天的所需飲用水，從而合理安排飲用水的采購量，使資
源得到高效利用。


圖1是飲水機自動管理系統(tǒng)框圖； 圖2為該系統(tǒng)信號發(fā)送模塊的硬件原理圖； 圖3為該系統(tǒng)信號接收模塊的硬件原理圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。 本發(fā)明在系統(tǒng)的每個用戶飲水機中裝有一個壓力傳感器，隨著上方水桶內(nèi)水位高 低的變化，將對壓力傳感器產(chǎn)生實時的壓力信號，壓力傳感器將實時的壓力信號轉(zhuǎn)化為相 應(yīng)的電信號；生成的電信號通過一個簡單的RC低通濾波器進行濾波，之后經(jīng)過與傳感器相 連接的單片機進行A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號經(jīng)過無線信號發(fā)送芯片發(fā)送出去；信號接 收模塊將數(shù)字信號接收，并通過串口線路將數(shù)字信號傳輸?shù)娇刂浦行腜C機處；在控制中心 的PC機通過預(yù)先編好的算法對所有傳遞過來的數(shù)據(jù)進行處理，生成不同的可視化指令；之 后應(yīng)用該套管理系統(tǒng)的物業(yè)部門可根據(jù)從PC機處得到的可視化指令及時為缺水用戶以及 整個管理系統(tǒng)提供相應(yīng)的服務(wù)。 如圖1所示，在傳感檢測模塊中用戶飲水機1上裝有壓阻式壓力傳感器2，由于水 桶4內(nèi)水位3的不同，所以壓阻式壓力傳感器2上方所承受的壓力大小不等，其內(nèi)部的電阻 應(yīng)變片會產(chǎn)生不同的形變，從而使應(yīng)變片的阻值發(fā)生改變，加在電阻上的電壓隨即變化，并 且通過壓阻式壓力傳感器2內(nèi)部的應(yīng)變電橋以及后續(xù)的儀表放大器進行放大后，會產(chǎn)生不 同的電壓值當(dāng)所承受的壓力較大時，說明水桶4內(nèi)還有足夠多的水，此時壓阻式壓力傳感器2將產(chǎn)生較大的電壓值；當(dāng)所承受的壓力較小時，說明水桶4內(nèi)即將無水，此時壓阻式壓 力傳感器2將產(chǎn)生較小的電壓值。在無線信號發(fā)送模塊中由傳感檢測模塊所產(chǎn)生的電壓信 號經(jīng)過RC低通濾波器進行濾波，去除不必要的高頻干擾后，通過單片機進行A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換 之后輸出的數(shù)字信號經(jīng)過無線信號發(fā)送芯片5發(fā)送，至此，通過上述設(shè)備，每戶用戶的水桶 內(nèi)剩余水量的信息將以實時數(shù)字信號的方式發(fā)送出去。 如圖2、3所示，本發(fā)明所使用的無線信號收發(fā)芯片nRF403，根據(jù)對其使能端TXEN、 FREQ和PWR—UP的設(shè)置，可以使其分別工作在信號發(fā)送模式和信號接收模式，并可以控制其 工作在不同的國際通用數(shù)傳頻段433MHz或者315MHz。 在無線信號接收模塊中，由無線信號發(fā)送芯片5所發(fā)送的數(shù)字信號被無線信號接 收芯片6接收，并通過串口線路將一系列信號傳遞到統(tǒng)一的控制中心7，控制中心7將傳遞 到此處的數(shù)字信號按照預(yù)先編寫的算法進行處理。(1)通過"最優(yōu)檢測算法"實時檢測缺水 用戶單元并向物業(yè)部門8發(fā)出可視化指令從而及時為用戶單元補水在控制中心7處分別 建立數(shù)據(jù)庫A和數(shù)據(jù)庫B。數(shù)據(jù)庫A用于存放每戶用戶所居住的人口 N和該戶用戶在某一 時間段內(nèi)所用總飲水量Wn，并計算每戶用戶在某一時間段內(nèi)的平均用水速度數(shù)據(jù)V。為節(jié) 省資源且保證數(shù)據(jù)庫A內(nèi)數(shù)據(jù)的可靠性，可以以七天為一個周期來更新數(shù)據(jù)庫A中的數(shù)據(jù)。 例如，假設(shè)一戶用戶內(nèi)所居住人口為K，在每個周期初設(shè)定總飲水量W工=O，之后在該周期 內(nèi)每次為該戶提供一桶水，W工的值便增加l，在周期結(jié)束時便可通過數(shù)據(jù)庫A內(nèi)的數(shù)據(jù)計算 出該用戶在剛剛過去的一個周期內(nèi)的平均用水速度K = W乂7，同理，可計算出M戶用戶在 該周期內(nèi)的平均用水速度、、V3……VM。數(shù)據(jù)庫B用于存放最低剩余水量值1以及每戶用 戶的實時剩余水量值L，并將二者進行比較，最低剩余水量值1為預(yù)先設(shè)定值，而實時剩余 水量值L即來源于無線信號接收模塊所接收到的實時數(shù)據(jù)，為了既保持數(shù)據(jù)的及時性又可 節(jié)省資源，可以將數(shù)據(jù)庫B內(nèi)的數(shù)據(jù)每半小時做一次統(tǒng)計比較。假設(shè)某一時刻檢測到唯一 的用戶剩余水量值小于最低剩余水量1的設(shè)定值，則通過可視化指令提醒物業(yè)部門8及 時為該用戶補水；若某一時刻同時檢測到m戶用戶的剩余水量值Lp1^……Lm小于最低剩余 水量l的設(shè)定值，則先調(diào)用存于數(shù)據(jù)庫A內(nèi)的上述用戶的平均用水速度數(shù)據(jù)Vp、……Vm并 比較這些數(shù)據(jù)的大小，數(shù)據(jù)大的用戶說明用水速度快，應(yīng)優(yōu)先為此類用戶補水；若依然同時 存在m'戶用戶的平均用水速度數(shù)據(jù)相差不大，則再調(diào)用存于數(shù)據(jù)庫A內(nèi)的這些用戶單元 所居住的人口 N并進行比較，優(yōu)先為N值大的用戶單元補水。(2)通過"整體預(yù)測算法"提 前估計整個系統(tǒng)在第二天所需飲用水的總采購量在控制中心7處建立數(shù)據(jù)庫C，用于計算 和存放整個系統(tǒng)中在第二天需要補水的用戶單元數(shù)Mp Mx的初始值設(shè)為O，每天晚上20點 對整個管理系統(tǒng)的所有用戶做一次統(tǒng)計，將數(shù)據(jù)庫B中得到的每戶用戶的實時剩余水量值 L與數(shù)據(jù)庫A中得到的每戶用戶平均用水速度數(shù)據(jù)V調(diào)用出來并進行比較，若某戶用戶的實 時剩余水量值Ln小于等于用戶平均用水速度數(shù)據(jù)Vn，則說明該用戶第二天的某個時刻將需 要補水，此時Mx的值便增加l，用此算法可以預(yù)測出所有第二天需要補水的用戶My戶，最終 物業(yè)部門8可根據(jù)數(shù)據(jù)庫C中所得的數(shù)據(jù)來判斷需在第二天早上采購多少桶水，從而既可 以保證整個管理系統(tǒng)每天都有足夠的飲用水補給，又可以避免由于一次性采購過多的飲用 水而不得不長期放置帶來的資源浪費。通過控制中心7處三個數(shù)據(jù)庫里數(shù)據(jù)的實時更新和 控制算法，從而使整個系統(tǒng)的用戶飲用水的管理達到方便、快捷、高效的目的。
權(quán)利要求
飲水機自動管理系統(tǒng)，其特征是包括安裝在飲水機內(nèi)檢測水位的傳感檢測模塊，傳感檢測模塊連接無線信號發(fā)送模塊，設(shè)置在控制中心的無線信號接收模塊接收所述無線信號發(fā)送模塊的信號，并傳送給控制中心的PC機；所述PC機工作方法如下在PC機內(nèi)建立有第一數(shù)據(jù)庫和第二數(shù)據(jù)庫，第一數(shù)據(jù)庫存放每戶用戶所居住的人口N和該戶用戶在某一設(shè)定時間段內(nèi)所用總飲水量Wn，該戶用戶在該設(shè)定時間段內(nèi)的平均用水速度V＝Wn/該設(shè)定時間段時長；第二數(shù)據(jù)庫存放最低剩余水量值l以及每戶用戶的實時剩余水量值L，最低剩余水量值l為預(yù)先設(shè)定值，實時剩余水量值L來源于無線信號接收模塊所接收到的實時水量數(shù)據(jù)；PC機將最低剩余水量值l和實時剩余水量值L進行比較，若檢測到唯一的用戶剩余水量值L1小于最低剩余水量l，則通過可視化指令提醒物業(yè)部門及時為該用戶補水；若某一時刻同時檢測到m戶用戶的剩余水量值L1，L2，…，Lm均小于最低剩余水量l，則先調(diào)用上述m戶用戶的平均用水速度數(shù)據(jù)V1，V2，…，Vm并比較大小，優(yōu)先為V值大的用戶補水；若存在n戶用戶的平均用水速度數(shù)據(jù)相差不大，則再調(diào)用第一數(shù)據(jù)庫內(nèi)的該n戶用戶單元所居住的人口N并進行比較，優(yōu)先為N值大的用戶補水。
2. 如權(quán)利要求1所述的飲水機自動管理系統(tǒng)，其特征是所述傳感檢測模塊采用壓阻式 壓力傳感器。
3. 如權(quán)利要求1所述的飲水機自動管理系統(tǒng)，其特征是所述無線信號發(fā)送模塊包括RC 低通濾波器、單片機P89LPC901以及無線信號收發(fā)芯片nRF403 ;RC低通濾波器對傳感檢測 模塊傳輸?shù)碾妷盒盘栠M行濾波，以去除干擾；在信號發(fā)送模塊的單片機P89LPC901用來于 發(fā)送模塊的芯片nRF403進行通訊和完成對芯片nRF403使能端的設(shè)置，并對經(jīng)過濾波之后 的電壓信號進行A/D轉(zhuǎn)換。
4. 如權(quán)利要求1所述的飲水機自動管理系統(tǒng)，其特征是所述無線信號接收模塊包括 無線信號收發(fā)芯片nRF403、單片機P89LPC901以及芯片MAX232 ;在信號接收模塊的單片機 P89LPC901用來于信號接收模塊的芯片nRF403進行通訊，并完成對芯片nRF403使能端的設(shè) 置；單片機P89LPC901將芯片nRF403接收的信號通過芯片MAX232與PC機進行通訊。
5. 如權(quán)利要求1所述的飲水機自動管理系統(tǒng)，其特征是所述第一數(shù)據(jù)庫以七天為一個 周期更新數(shù)據(jù)。
6. 如權(quán)利要求1所述的飲水機自動管理系統(tǒng)，其特征是所述第二數(shù)據(jù)庫內(nèi)的數(shù)據(jù)每半 小時更新一次。
7. 如權(quán)利要求1所述的飲水機自動管理系統(tǒng)，其特征是所述PC機通過以下方法預(yù)估整 個系統(tǒng)在第二天需要補水的用戶數(shù)在所述PC機內(nèi)建立有變量Mx，Mx的初始值設(shè)為O，每天 晚上指定時間對整個系統(tǒng)的所有用戶做一次統(tǒng)計，將第二數(shù)據(jù)庫中的每戶用戶的實時剩余 水量值L與從第一數(shù)據(jù)庫中得到的每戶用戶平均每日用水量數(shù)據(jù)進行比較，若某戶用戶的 實時剩余水量值L小于或等于該用戶平均每日用水量數(shù)據(jù)，則預(yù)測該用戶第二天將需要補 水，此時Mx的值增加l，最后統(tǒng)計出的Mx值即為整個系統(tǒng)在第二天需要補水的用戶數(shù)。
8. 如權(quán)利要求1所述的飲水機自動管理系統(tǒng)，其特征是所述PC機的可視化指令包括顯 示缺水用戶以及發(fā)出行動指令。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種飲水機自動管理系統(tǒng)，它將整個系統(tǒng)的用戶飲水機連接，通過飲水機下方壓阻式壓力傳感器承受的不同壓力，在控制中心處生成相應(yīng)的指令，使物業(yè)部門及時為用戶提供服務(wù)，并合理安排整個系統(tǒng)飲用水的采購量，從而節(jié)省大量飲水機自行管理所浪費的時間和精力，且可以避免由于一次性采購大量飲用水而不得不長期擱置所帶來的資源浪費，使資源得到高效的利用。
文檔編號G05B19/418GK101794148SQ20101012146
公開日2010年8月4日 申請日期2010年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月10日
發(fā)明者吳定會, 張海光, 沈艷霞, 紀志成 申請人:江南大學(xué)