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      一種純凈水自動叫水系統(tǒng)的制作方法

      文檔序號:6309755閱讀:502來源:國知局
      專利名稱:一種純凈水自動叫水系統(tǒng)的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明涉及到紅外激光技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù),具體是將紅外激光測量液位、藍(lán)牙通信、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)相結(jié)合,設(shè)計出一種純凈水自動叫水系統(tǒng)。
      背景技術(shù)
      激光在1916年由愛因斯坦發(fā)現(xiàn),1960年激光被成功人造。激光亮度高、穿透性強、發(fā)散性小,在同一種介質(zhì)中沿直線傳播。因為激光在空氣和水這兩種不同介質(zhì)中的傳播速度不同,所以激光在由空氣進入水,再由水進入空氣時會發(fā)生兩次折射現(xiàn)象。采用低功率的紅外激光,利用折射現(xiàn)象及水位的變化,可以測量水位的變化。藍(lán)牙技術(shù)是一種短距離無線通信技術(shù),通信距離可以達到100米左右,它能夠簡化設(shè)備之間及設(shè)備與Internet之間的通信,它在1994年最初由愛立信公司提出,它工作在
      2.45G開放頻段。在設(shè)備端添加藍(lán)牙發(fā)射模塊,在計算機端或智能手機端添加藍(lán)牙接收模塊,設(shè)備端發(fā)送的數(shù)據(jù),計算機或智能手機可以接收。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)是指互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù),但隨著3G通信技術(shù)的發(fā)展,移動通信也發(fā)展成為一種比較常用的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù),并且兩種網(wǎng)絡(luò)有相互融合的趨勢。目前兩種網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)逐步深入到我們的日常生活之中,成為我們生活、學(xué)習(xí)、工作必不可少的工具。通過在接入互聯(lián)網(wǎng)的計算機我們可以將數(shù)據(jù)通過Internet發(fā)送到指定地址。通過智能手機接入移動通信網(wǎng)或無線互聯(lián)網(wǎng),我們也可以發(fā)送到Internet上指定的地址或指定的手機號碼。隨著經(jīng)濟的發(fā)展,人們的生活水平越來越高,對綠色、健康、高品質(zhì)的生活越來越崇尚和追求。其中對生活飲用水源的要求越來越高,特別是在城市之中,純凈水已經(jīng)是每個家庭、每個辦公室的必備生活物資。純凈水一般是盛裝在5加侖純凈水桶之中,由專門的送水工人送水上門。傳統(tǒng)的叫水方式是當(dāng)用戶發(fā)現(xiàn)純凈水快用完時,打電話給送水門店請送水工人,這種方式有很多弊端,首先是需要專人來值守,需要經(jīng)常查看水是否用完,如果稍有疏忽,就會給生活和辦公帶來不便;再次,這種方式不經(jīng)濟,需要通過電話叫水會產(chǎn)生額外的費用。

      發(fā)明內(nèi)容
      本發(fā)明的目的在于提出一種純凈水自動叫水系統(tǒng),它無需專人值守,自動監(jiān)測水位、自動發(fā)送叫水信息,不受距離限制,可大大方便人們的生活及辦公。為達此目的,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案(I)系統(tǒng)組成部分整個叫水系統(tǒng)由外貼式激光純凈水水位監(jiān)測模塊、藍(lán)牙通信模塊、即時通信軟件模塊三部分組成。外貼式激光純凈水水位監(jiān)測模塊主要由紅外激光發(fā)射頭、紅外激光接收頭、STM8S103單片機、電源組成。紅外激光發(fā)射頭為3V供電的3mv紅外激光管及其附屬電路,發(fā)射光斑直徑為2_。紅外激光接收頭為650nm模擬激光接收管及其附屬電路和附屬裝置,接收到激光時輸出低電平,不接收激光時輸出高電平。STM8S103單片機及其附屬電路作為外貼式激光純凈水水位檢測模塊的主控部分,用于定時控制紅外激光發(fā)射頭發(fā)射紅外激光、接收并鑒別紅外激光接收頭輸出的信號、控制藍(lán)牙發(fā)送裝置發(fā)送信號。藍(lán)牙通信模塊分為藍(lán)牙發(fā)送 裝置和藍(lán)牙接收裝置。藍(lán)牙發(fā)送裝置為BCM92045NMD藍(lán)牙2. 0模塊及附屬電路,藍(lán)牙接收裝置為藍(lán)牙2. 0通用模塊。藍(lán)牙通信模塊的功能是將水位監(jiān)測模塊的數(shù)據(jù)發(fā)送至計算機端。即時通信軟件模塊又分為客戶端軟件、送水點端軟件、水廠服務(wù)器軟件三部分??蛻舳塑浖钟嬎銠C端軟件和智能手機端軟件兩種??蛻舳塑浖惭b于純凈水用戶的計算機或智能手機,計算機端軟件使用C#編寫,支持Windows操作系統(tǒng);手機端軟件采用JAVA編寫,支持安卓系統(tǒng)??蛻舳塑浖褂弥靶枰茸裕垣@得一個唯一的ID,手機端軟件可以預(yù)先錄入送水點的手機號碼。送水點端軟件安裝于送水點的計算機,用于接收訂單信息。送水點端軟件安裝后需要注冊,以獲得一個唯一的ID。服務(wù)器端軟件安裝于服務(wù)器,用于做即時通信軟件的服務(wù)器。(2)系統(tǒng)工作原理外貼式激光純凈水水位監(jiān)測模塊通過吸盤安裝于純凈水桶的外側(cè),這種方式不直接接觸水源,不會造成飲用水污染,經(jīng)過簡單調(diào)整后,外貼式激光純凈水水位監(jiān)測模塊的紅外激光發(fā)射裝置發(fā)射的激光穿過水后會被激光接收裝置接收,此時水位監(jiān)測模塊不會發(fā)送水位超限信息;隨著純凈水被不斷的使用,當(dāng)水桶中的水位下降到一定程度時,紅外激光發(fā)射裝置發(fā)送的激光會先穿過空氣,然后再進入水中,此時因為折射的緣故,安裝好的激光接收裝置就不會接收到激光,從而觸發(fā)水位超限警告,水位檢測模塊會通過藍(lán)牙發(fā)送裝置發(fā)送叫水信號。如果選用計算機作為叫水的執(zhí)行體,計算機端的藍(lán)牙接收裝置接收到水位監(jiān)測模塊發(fā)送的叫水信號之后,會通知計算機上運行的客戶端軟件。計算機上運行的客戶端軟件可以提供“自動訂水”和“手動訂水”兩種訂水方式,選中自動訂水時,當(dāng)收到叫水信號時,由客戶端軟件自動向送水點端軟件發(fā)送訂水訂單;選中手動訂水時,可由用戶隨時手動訂水。上述通過軟件訂水的具體通信過程為客戶端軟件向水廠服務(wù)器端軟件發(fā)送訂水?dāng)?shù)據(jù)幀,訂水?dāng)?shù)據(jù)幀包括客戶ID、送水點端ID、送水?dāng)?shù)量。水廠服務(wù)器端軟件接收到訂水?dāng)?shù)據(jù)幀后,先進行解析,對比本地存儲的注冊信息之后,向指定的送水點端軟件發(fā)送送水?dāng)?shù)據(jù)幀,送水?dāng)?shù)據(jù)幀包括客戶ID、客戶地址、客戶電話、送水?dāng)?shù)量。送水點端軟件接收到水廠服務(wù)器端發(fā)送的送水?dāng)?shù)據(jù)幀之后,先進行解析,然后以提示消息的形式彈出在定水點端計算機的屏幕上,由送水點端工作人員進行調(diào)度送水。如果選擇智能手機作為叫水的執(zhí)行體,手機端的藍(lán)牙模塊接收到水位監(jiān)測模塊發(fā)送的叫水信號時,會通知手機上預(yù)先安裝的手機端軟件。手機上運行的軟件會提供“自動訂水”和“短信訂水”兩種訂水方式。當(dāng)選中“自動訂水”方式時,手機端軟件會通過互聯(lián)網(wǎng)向送水點端軟件發(fā)送訂水信息,具體流程與計算機端軟件相同;當(dāng)選中“短信訂水”方式時,手機端軟件自動向預(yù)先設(shè)定的送水點的手機發(fā)送訂水短信,訂水短信需要預(yù)先輸入手機端軟件??蛻舳塑浖c送水點端軟件兼有即時通訊軟件的功能,客戶可以隨時與送水點工作人員進行信息交流。送水點端軟件具有下一日送水?dāng)?shù)量預(yù)測功能。送水點端軟件根據(jù)前一周每天的叫水?dāng)?shù)量進行基于向量機的訂水?dāng)?shù)量預(yù)測,向送水點端工作人員提供預(yù)測的結(jié)果,可以作為送水點向水廠訂貨的參考。水廠服務(wù)器端軟件具有下一日生產(chǎn)數(shù)量預(yù)測功能。服務(wù)器端軟件會根據(jù)前一周每天的叫水?dāng)?shù)量進行基于向量機的生產(chǎn)數(shù)量預(yù)測,向水廠生產(chǎn)管理人員提供預(yù)測數(shù)據(jù),作為生產(chǎn)的參考。 該系統(tǒng)的有益效果在于(1)成本低、安裝方便,無需專人值守,可大大方便生活和工作;(2)使用成本低,有互聯(lián)網(wǎng)即可使用;(3)不僅方便用戶,而且還可以自動預(yù)測下一日的定水量,可以方便送水點和純凈水生產(chǎn)廠家。


      圖I為外貼式激光純凈水水位監(jiān)測模塊工作原理示意圖。圖2為系統(tǒng)布局及工作原理不意圖。
      具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步說明(I)圖I為外貼式激光純凈水水位監(jiān)測模塊的工作原理示意圖。外貼式激光純凈水水位檢測模塊通過吸盤安裝于純凈水水桶的外壁,安裝拆卸方便,不直接接觸水源,衛(wèi)生安全。①為水位較高時的工作示意圖,此時激光發(fā)射裝置發(fā)射的激光直接穿過純凈水照射至激光接收裝置,外貼式激光純凈水水位監(jiān)測模塊不會發(fā)出水位超限報警信息;②為水位較低時的工作示意圖,此時激光發(fā)射裝置發(fā)射的紅外激光線先射入空氣,然后再進入水中,在空氣與水面交界處的A點會發(fā)生折射,激光線進入水中之后,會照射至B點,此時激光接收裝置不會接收到激光,外貼式激光純凈水水位監(jiān)測模塊會發(fā)出水位超限報警信息,并通過單片機的控制經(jīng)過藍(lán)牙模塊發(fā)送至計算機或手機。(2)圖2為系統(tǒng)布局及工作原理示意圖。虛線框A為用戶端,虛線框B為水廠端,虛線框C為送水點端。用戶端的純凈水桶上安裝外貼式激光純凈水水位檢測模塊,計算機安裝計算機端軟件,手機安裝手機端軟件。水廠端計算機安裝服務(wù)器端軟件。送水點端計算機安裝送水點端軟件。外貼式激光純凈水水位檢測模塊檢測到水位太低時,會通過藍(lán)牙模塊發(fā)送出叫水信號,如圖中①所示。②為選擇計算機或手機通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)出的叫水?dāng)?shù)據(jù)。③為手機向本地的無線路由器發(fā)送的叫水?dāng)?shù)據(jù),然后無線路由器會將叫水?dāng)?shù)據(jù)發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)上。④為服務(wù)器向送水端軟件發(fā)送的送水?dāng)?shù)據(jù)。⑤為手機向送水點電話發(fā)送的訂水短信。
      權(quán)利要求
      1.一種純凈水自動叫水系統(tǒng),其特征在于 包括一個外貼式激光純凈水水位檢測模塊,負(fù)責(zé)檢測純凈水桶中純凈水的水位,并可以發(fā)出水位超限信息; 一個STM8S103主控模塊,負(fù)責(zé)接收外貼式激光純凈水水位檢測模塊發(fā)送的水位超限信息,并能夠?qū)⑿畔⑻幚砗笸ㄟ^藍(lán)牙發(fā)送裝置發(fā)送出去; 一個藍(lán)牙通信模塊,包括藍(lán)牙發(fā)送裝置和藍(lán)牙接收裝置,負(fù)責(zé)將叫水信號發(fā)送給計算機端或手機端; 一個手機端軟件,負(fù)責(zé)接收藍(lán)牙通信模塊的藍(lán)牙發(fā)送裝置發(fā)送的叫水信號,并通過手機短信將訂水短信發(fā)送給訂水點手機; 一個用戶計算機端軟件,負(fù)責(zé)接收藍(lán)牙通信模塊的藍(lán)牙發(fā)送裝置發(fā)送的叫水信號,將叫水信號處理后發(fā)送給水廠服務(wù)器端軟件; 一個水廠服務(wù)器端軟件,負(fù)責(zé)接收用戶計算機端軟件發(fā)送的叫水?dāng)?shù)據(jù),處理后發(fā)送給送水點端軟件,并能根據(jù)前一周的訂單數(shù)據(jù)預(yù)測下一日應(yīng)該生產(chǎn)的純凈水?dāng)?shù)量; 一個送水點端計算機軟件,負(fù)責(zé)接收水廠服務(wù)器端軟件發(fā)送過來的訂單,并能夠根據(jù)前一周的訂單數(shù)據(jù)預(yù)測下一日應(yīng)該向水廠預(yù)定的純凈水?dāng)?shù)量。
      2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的純凈水自動叫水系統(tǒng),其特征在于外貼式激光純凈水檢測模塊是利用紅外激光在不同介質(zhì)中傳播時在不同介質(zhì)的交界處產(chǎn)生的折射現(xiàn)象來測定超限水位。
      3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的純凈水自動叫水系統(tǒng),其特征在于STM8S103主控模塊采用STM8S103單片機作為主控芯片,負(fù)責(zé)控制和協(xié)調(diào)外貼式激光純凈水檢測模塊與藍(lán)牙通信模塊的藍(lán)牙發(fā)送裝置的工作接收外貼式激光純凈水檢測模塊產(chǎn)生的水位超限信息,處理后通過藍(lán)牙發(fā)送裝置發(fā)送給藍(lán)牙接收裝置。
      4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的純凈水自動叫水系統(tǒng),其特征在于運行于各模塊的軟件 運行于STM8S103單片機的主控程序; 運行于STM8S103單片機的外貼式激光純凈水檢測模塊的驅(qū)動程序; 運行于STM8S103單片機的藍(lán)牙發(fā)送裝置的驅(qū)動程序; 運行于用戶端計算機、用戶端手機、水廠端服務(wù)器、送水點端計算機的各個應(yīng)用程序。
      5.根據(jù)權(quán)利要求1、3所述的純凈水自動叫水系統(tǒng),其特征在于外貼式純凈水水位檢測模塊的硬件電路。
      6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的純凈水自動叫水系統(tǒng),其特征在于所述用于各種接口及硬件電路的驅(qū)動程序、應(yīng)用程序經(jīng)過編譯器級、C程序代碼級及匯編級三級的優(yōu)化。
      7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的純凈水自動叫水系統(tǒng),其特征在于用戶端計算機、用戶端手機、水廠端服務(wù)器、送水點端計算機的各個應(yīng)用程序相互之間采用基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)模型的應(yīng)用層自定義協(xié)議。
      全文摘要
      本發(fā)明涉及紅外激光技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù),具體是利用激光在不同的介質(zhì)中傳播速度的不同引發(fā)的折射現(xiàn)象來測量水位,并結(jié)合藍(lán)牙通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù),設(shè)計了一種純凈水自動叫水系統(tǒng)。本發(fā)明能夠自動監(jiān)測純凈水桶中純凈水的水位,并能夠自動向訂水點發(fā)出叫水信號。本發(fā)明使用時安裝方便、不受距離限制,無需專人值守,可極大的方便生活和工作,節(jié)約使用成本。
      文檔編號G05B19/042GK102621915SQ20121007902
      公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月23日
      發(fā)明者亓靜, 馮偉, 徐紅, 朱永明, 王鵬 申請人:江南大學(xué)
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