阅读说明：本技术 一种基于云端平台的宿舍智能饮水系统 (Dormitory intelligence drinking water system based on high in clouds platform ) 是由 韩晓霞 秦晓微 张岩 褚俊文 于 2019-09-04 设计创作，主要内容包括：本发明专利提供一种基于云端平台的宿舍智能饮水系统,包括云服务器、智能控制端以及智能饮水机。智能控制端包括可安装微信的电子设备,用于发送控制命令至云端服务器,并且供用户接收从云端服务器的反馈信息。云端服务器用于将接收到的控制命令发送到饮水机的通信模块,并将饮水机通信模块的信息反馈至智能控制端。智能饮水机主要包括通信模块,控制模块,传感器采集模块,显示模块和加热模块。智能饮水机提供了一种有效的排队机制,通过蓝牙与手机连接,实现实时实地排队,能够提高用户用水效率。所述智能饮水机在传统的饮用开水箱基础上增加普通开水箱,有效节约纯净水资源,并且在一定程度上延长过滤装置的使用寿命,有效实现资源的合理配置。(The invention provides a dormitory intelligent drinking water system based on a cloud platform. The intelligent control end comprises electronic equipment capable of installing WeChat, and is used for sending a control command to the cloud server and enabling a user to receive feedback information from the cloud server. The cloud server is used for sending the received control command to the communication module of the water dispenser and feeding back the information of the communication module of the water dispenser to the intelligent control end. The intelligent water dispenser mainly comprises a communication module, a control module, a sensor acquisition module, a display module and a heating module. The intelligent water dispenser provides an effective queuing mechanism, realizes real-time on-site queuing by connecting the Bluetooth with the mobile phone, and can improve the water consumption efficiency of users. The intelligent water dispenser is additionally provided with the common boiled water tank on the basis of the traditional boiled water drinking tank, so that the purified water resource is effectively saved, the service life of the filtering device is prolonged to a certain extent, and the reasonable allocation of the resource is effectively realized.)

一种基于云端平台的宿舍智能饮水系统

技术领域

本发明涉及自动控制技术领域，具体的涉及一种基于云端平台的宿舍智能饮水系统。

背景技术

当代饮水机已成为宿舍楼的标准配置。学校或者单位宿舍楼内一般配有多台饮水机，由于用户无法及时获取饮水机的温度信息，这样取水过程相当于是一个盲目搜索的过程，例如1#饮水机存在多名学生排队打水，而其他饮水机处于空闲状态，不利于资源的合理配置，降低了用户的使用体验；传统饮水机全部都是饮用水，同学使用饮用水用作洗漱用水，资源配置不合理，造成饮用水的浪费，以及缩短过滤装置的使用寿命。

发明内容

为解决宿舍盲目取水以及饮水机只有饮用水水箱而造成饮用水浪费的问题，本发明提供一种基于云端平台的宿舍智能饮水系统，在极大地提高用户用水效率的同时也避免了饮水机故障造成的资源浪费及安全隐患。此外，此饮水机分为饮用水和开水两个出水口，实现了资源的有效合理利用。

本发明是采用如下的技术方案实现的：一种基于云端平台的宿舍智能饮水系统，包括云端服务器、智能控制端以及智能饮水机；智能控制端用于发送查询指令及出水指令，并且接收相应的饮水机状态反馈信息；云端服务器作为智能控制端与智能饮水机之间通信的媒介，功能是将智能饮水机的信息进行整合传送给用户端；智能饮水机用于接收云端服务器传送的指令，并且作出相应的反馈，将相应的状态信息通过云端反馈至用户；

所述智能控制端包括可安装应用程序的电子设备，与所述云端服务器通信；

所述智能饮水机包括通信模块，数据采集模块，显示模块，控制模块和加热模块，通信模块包括GSM模块、蓝牙通信模块；所述数据采集模块用于采集温度及水量信息，包括温度传感器、称重传感器以及A/D转换模块；显示模块与控制器模块相连，显示出水量和出水温度；所述控制模块为单片机，用于水量的控制及水箱阀门的开闭；所述加热模块用于对水箱加热。

本发明整个系统分为三部分，一部分是起控制作用的智能控制端，一部分是被控对象智能饮水机，最后一部分是云端服务器。起控制作用的智能控制端包括具备上网功能并可与应用程序（APP）兼容的电子设备，例如智能手机，ipad。

云端服务器是搭建在云平台上的个人服务器端，负责作为用户端APP与饮水机通信模块之间的“媒介”，从用户至饮水机：传递用户的指令至饮水机的通信模块；从饮水机至用户：将各个饮水机发送至云端的温度信息进行整合，将其传递给用户手机APP端。

智能饮水机主要包含以下模块：

控制模块。整台智能饮水机的核心部分，接收由通信模块发送的指令，根据数据采集模块采集的温度信息，控制加热模块对水进行加热；根据用户最终输送到通信模块中的信息，控制水管的开闭；根据用户需求的水量对实行水流量的控制。

数据采集模块。数据采集模块包括温度传感器，压力传感器以及A/D转换器。温度传感器用于采集饮温度，压力传感器用于采集饮水机内水量数据。A/D转换器模块负责将温度传感器和压力传感器采集到的模拟量数据转化为数字信息。

通信模块。负责接收来自云端服务器的指令将其传给控制模块，并且将宿舍楼内各个饮水机的温度信息，出水状态以及排队信息反馈给云端服务器。GSM模块用于和云端服务器连接，蓝牙通信模块用于和智能控制端连接。

显示模块。用于显示两个水箱水温以及出水量信息。

上述的一种基于云端平台的宿舍智能饮水系统，在传统饮水机的基础上，增加一个额外的开水箱，用于加热未过滤的自来水和停留时间超过预设时间的饮用水，一方面延长过滤装置的使用寿命，另一方面二次利用超时的饮用水，有效的节约资源。且可以分别设置开水价格和饮用水价格，一定程度上降低用户的经济成本。

上述的一种基于云端平台的宿舍智能饮水系统，智能饮水机排队机制为云端服务器将各饮水机信息反馈至用户智能控制端之后，用户根据返回的状态信息对目标饮水机进行预约，在应用程序进行预约界面可看到当前饮水机预约人数，若预约人数过多，可以直接退出当前预约界面，选择下一个饮水机；目标饮水机挑选完成之后，用户到达目标饮水机，打开蓝牙，和饮水机连接，选择相应的打水类型，即可获得当前的排队序号，在排队过程中，随着之前用户打水动作的完成，相应的排队序列也将刷新，当排队序号变为1时，可在应用程序上选择打水量，当打水序号变为0时，点击开水出水，即可以打到固定量的水了。

上述的一种基于云端平台的宿舍智能饮水系统，智能饮水机的工作过程为：首先用户可通过应用程序向云端服务器发送饮用水/开水温度查询指令，各个饮水机的通信模块接收到云端服务器的温度查询指令以后，将指令传递给控制模块，数据采集模块温度传感器传递给控制模块温度信息，控制模块将水温值传递给通信模块，通信模块将各个饮水机的温度值传给云端服务器，由云端服务器对各个饮水机温度进行智能排序之后，按由高到低的顺序传递给用户的应用程序；

用户在得知各个饮水机状态信息后，预约完成之后到达目标饮水机，打开蓝牙后进行排队，排队序列刷新至0时，发送出水指令至饮水机控制单元，控制单元在收到信号以后，开启饮用水/开水阀，开始出水，智能控制端将开始出水的信息发送至云端服务器，云端服务器开始计费，控制模块根据压力传感器输送的数据信息，进行流量控制，当流量大于等于用户所需值时，控制模块发出指令，关闭饮用水/开水阀，出水完成之后，控制模块将出水完成信息反馈至通信模块，通信模块传递给智能控制端，智能控制端会通知云端服务器出水完成，云端服务器将费用结算信息传递至智能控制端，用户付费完成，整个控制系统运行完毕。

上述的一种基于云端平台的宿舍智能饮水系统，加热模块使用逐层步进式开水器，可有效自动分解水垢，节电，省时。

本发明的优点与工作效果是：

（1）在收到相应查询指令后，可随时将饮水机状态发送至用户。用户可得知各个饮水机的饮用水/开水水温信息，每台饮水机排队人数，饮水机的出水状态。在得知各个信息之后，用户通过自己的判断，到最优的饮水机处打水，达到提高效率的效果。

（2）在饮用开水箱的基础上增加开水箱，并且将两种类型水设置为不同的价格，既可以节约饮用开水，实现资源的合理配置，又可以降低用户的经济压力。

（3）将放置超过一定时间的饮用开水排到开水箱中。饮用开水超过预设时间未排出，用户饮用后会对身体造成影响。排到开水箱中，一方面可以保障用户的饮水安全，另一方面可以有效利用超时的饮用水。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的各水箱连接图。

图3为本发明的工作流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明提供了一种基于云端平台的宿舍智能饮水系统，整个饮水系统包含以下三部分：一部分是起控制作用的智能控制端，一部分是被控对象智能饮水机，最后一部分是云端服务器。智能控制端是可安装APP的电子设备，用于传送用户命令至云端服务器；所述云端服务器用于将收到的用户命令传送至智能饮水机的通信模块以及接受各个智能饮水机的状态信息（排队状态，温度）；所述智能饮水机用于接收用户的指令并且作出相应的反馈并将反馈信息传递回云端，通过云端对信息的整合传递给用户。

其中智能控制端是可安装微信的电子设备，包括但不仅限于手机，平板电脑等。用户可在微信公众平台（或微信小程序）上发送查询指令后获取各个饮水机的状态信息。

云端服务器可为微软的云服务（Azure），作为智能饮水机与智能控制端之间通讯的媒介。

智能饮水机包括通信模块、控制模块、数据采集模块、显示模块和加热模块，

其中数据采集模块包括热电偶温度传感器、电阻应变式压力传感器和AD转换器；所述热电偶温度传感器用于采集饮水机内两个热水箱的温度；所述电阻应变式压力传感器用于采集饮水机内热水箱内水量，所述AD转换器用于将热电偶温度传感器采集到的温度和压力传感器采集到的水量转换为数字信号。

其中加热模块可使用逐层步进式开水器，可有效自动分解水垢，节电，省时。

通信模块包括移动通信芯片，蓝牙通信模块。其中移动通信芯片内置电信运营商的Sim卡，负责与云端服务器进行通信；蓝牙通信模块用于连接用户手机实现排队取水功能。

其中控制模块选择单片机开发板，以Arduino Uno开发板为例，在接收到通信模块的加热指令后，根据AD转换器把热电偶温度传感器采集到的温度和压力传感器采集到的压力转换得到的数字信号，控制加热模块对水加热。在加热完成后将加热完成信息反馈至通信模块，并且随之刷新排队序列，最后传输到用户。

显示模块用于显示对应温度以及出水量。

本发明专利中智能饮水机排队机制为：云端服务器将各饮水机信息反馈至用户端之后，用户根据返回的状态信息（温度，排队人数）对目标饮水机进行预约，在进行预约界面可看到当前饮水机预约人数，若预约人数过多，可以直接退出当前预约界面，选择下一个饮水机。目标饮水机挑选完成之后，用户到达目标饮水机。打开蓝牙，点击进入相应的饮水机，选择相应的打水类型，即可获得当前的排队序号。在排队过程中，随着之前用户打水动作的完成，相应的排队序列也将刷新。当排队序号变为1时（正在打水的序号为0），可在APP上选择打水量。当打水序号变为0时，点击开水出水，即可以打到固定量的水了。

本发明专利中智能饮水机的工作过程为：

（001）首先用户可通过微信公众平台向云端服务器发送饮用水/开水温度查询指令。各个饮水机的通信模块接收到云端服务器的温度查询指令以后，将指令传递给控制单元。数据采集模块温度传感器传递给控制单元温度信息，控制单元将水温值传递给通信模块，通信模块将各个饮水机的温度值传给云端服务器，由云端服务器对各个饮水机温度进行智能排序之后，按由高到低的顺序传递给用户的微信端。

（002）用户在得知各个饮水机状态信息后，预约完成之后到达目标饮水机，打开蓝牙后进行排队。排队序列刷新至0时，发送出水指令至饮水机控制单元，控制单元在收到信号以后，开启饮用水/开水阀，开始出水。智能控制端将开始出水的信息发送至云端服务器，云端开始计费。控制模块根据压力传感器输送的数据信息，进行流量控制。当流量大于等于用户所需值时，控制模块发出指令，关闭饮用水/开水阀。出水完成之后，控制模块将出水完成信息反馈至通信模块，通信模块传递给智能控制端，智能控制端会通知云端出水完成，云端将费用结算信息传递至智能控制端，用户付费完成，整个控制系统运行完毕。

进一步的，所述智能饮水机预设饮用水预留时间。若饮用水超过此时间未排出，则由控制模块打开饮水箱开水阀和开水箱入水阀，将超时的饮用水排出到开水箱。