本實(shí)用新型涉及智能家居領(lǐng)域，尤其涉及一種熱水器的智能控制裝置。

背景技術(shù)：

當(dāng)前市場上所用熱水器大多只能定溫。但因?yàn)闇囟鹊睦鋮s，熱水器不斷地開斷電，耗電量較大，且熱水器的使用大多在一個(gè)固定的時(shí)間，不需要整天打開，特別是對于家庭熱水器。家庭熱水器的使用一般為早上和晚上，如果整天反復(fù)地將水加熱后待其冷卻，然后再加熱，這樣不僅縮短了熱水器的使用壽命，也浪費(fèi)的大量的電能，對家庭來說也不經(jīng)濟(jì)，但天天地人工定時(shí)地去開斷熱水器電源，不僅繁瑣，而且容易忘記。而且，洗完澡后浴室往往潮濕、濕滑，容易使人摔倒，甚至摔傷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是設(shè)計(jì)一種熱水器的智能控制裝置，解決現(xiàn)有熱水器控制裝置遠(yuǎn)程定時(shí)加熱與浴室除濕的技術(shù)問題。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種熱水器的智能控制裝置，智能控制裝置包括主控芯片、溫度檢測模塊、無線通信模塊、調(diào)節(jié)控制模塊、顯示模塊、報(bào)警模塊、電源控制模塊、濕度檢測模塊和抽濕器；主控芯片分別與溫度檢測模塊、無線通信模塊、顯示模塊、報(bào)警模塊、電源控制模塊和熱水器相連；電源控制模塊分別為主控芯片、熱水器、濕度檢測模塊和抽濕器供電。

進(jìn)一步的，主控芯片采用單片機(jī)芯片STC89C51RD。STC89系列單片機(jī)具有高可靠、高速度、低耗電量的優(yōu)勢，它能夠?qū)⑤斎氲男畔⑼ㄟ^內(nèi)部原有的程序進(jìn)行快速地處理，并能對信號進(jìn)行輸出。

進(jìn)一步的，顯示模塊采用液晶顯示器1602LCD。LCD作為信息的顯示屏，它能夠顯示實(shí)時(shí)的時(shí)間以及開始供電的時(shí)間。

進(jìn)一步的，電源控制模塊包括三種電源，分別為5V直流電源、12V直流電源和220V交流電源。

進(jìn)一步的，溫度檢測模塊采用溫度檢測芯片DS18B20，溫度檢測芯片DS18B20的DQ管腳與主控芯片的P3.7/RD管腳相連，DQ管腳與P3.7/RD中間接一上拉電阻。DS18B20的體積小 、使用電源范圍寬，是世界上的一片支持單總線接口的溫度傳感器。現(xiàn)場溫度的測量直接以“單總線”的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。DS18B20精確的時(shí)間功能減少了供電的誤差，增強(qiáng)了定時(shí)供電的可靠性。DS18B20在本系統(tǒng)中的運(yùn)用對于節(jié)電、時(shí)間、溫度測量都有極其重要的作用。

進(jìn)一步的，無線通信模塊采用無線通信芯片WIFI-TLG10UA03，無線通信芯片WIFI-TLG10UA03的RXD管腳與主控芯片的P3.0/RXD管腳相連，其TXD管腳與P3.1/TXD中間接一上拉電阻。由于WiFi-TLG10UA03內(nèi)置無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議IEEE802.11協(xié)議棧以及TCP/IP協(xié)議棧，能夠?qū)崿F(xiàn)用戶串口數(shù)據(jù)到無線網(wǎng)絡(luò)之間的轉(zhuǎn)換，因此可以通過APP上賬戶的登錄實(shí)現(xiàn)終端與對應(yīng)的熱水器相連，通過接口文檔，可以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)和APP之間的數(shù)據(jù)識別。

進(jìn)一步的，主控芯片通過智能開關(guān)控制熱水器；智能開關(guān)包括NPN三極管Q1和繼電器，繼電器包括輸入回路和輸出回路，繼電器的輸入回路一端連接12V直流電源，另一端連接NPN三極管Q1的集電極，繼電器的輸出回路一端連接熱水器電源火線，另一端連接220V交流電源；NPN三極管Q1的基極連接主控芯片的管腳P2.4/A12，NPN三極管Q1的發(fā)射極接地。在12V直流電源的作用下，繼電器線圈產(chǎn)生大電流，從而使繼電器動(dòng)作，繼電器動(dòng)作后，熱水器開始供電。當(dāng)P2.4輸出低電平信號時(shí)，NPN三極管截止，繼電器線圈為0，繼電器產(chǎn)生復(fù)位動(dòng)作，切斷熱水器電源，熱水器不再加熱。

進(jìn)一步的，報(bào)警模塊為蜂鳴器；蜂鳴器通過分壓電阻、NPN三極管Q2和主控芯片相連；蜂鳴器一端接分壓電阻后與NPN三極管Q2的發(fā)射極相連，另一端接地；主控芯片的管腳P2.2/A10和NPN三極管Q2的基極相連；NPN三極管Q2的集電極接地。

進(jìn)一步的，濕度檢測模塊采用濕度傳感器SHT11；濕度傳感器SHT11的SCK管腳與主控芯片的P2.0/A8管腳相連，DATA管腳與主控芯片的P2.1/A9管腳相連，DATA管腳與主控芯片的PTA3管腳之間接有上拉電阻，在VCC端接入一個(gè)去耦電容。SHT11的GND端接地，VCC端接高電平。SHT11濕度測量范圍為0～100%RH，可直接輸出數(shù)字量的信號，SHT11的DATA管腳與主控芯片1P2.1/A9管腳相連用來傳送濕度傳感器的數(shù)據(jù)，濕度傳感器芯片SHT11的SCK管腳與主控芯片1的P2.0/A8管腳相連用來送出時(shí)鐘信號，上拉電阻用來提高數(shù)據(jù)的抗干擾能力?？蓪⑸侠娮柙O(shè)置為10kΩ，去耦電容設(shè)置為0.1μF。

進(jìn)一步的，調(diào)節(jié)控制模塊包括時(shí)間控制模塊和鍵盤；時(shí)間控制模塊包括晶振、電容C1和電容C2；鍵盤與主控芯片的P1口的8個(gè)管腳相連；晶振兩端分別與主控芯片的XTAL1和XTAL3管腳相連，電容C1和電容C2串聯(lián)后并聯(lián)在晶振兩端。本系統(tǒng)設(shè)置了8個(gè)按鍵。前面四個(gè)鍵是時(shí)間設(shè)置的開始按鈕，“實(shí)時(shí)時(shí)間更改”按鈕是開始對實(shí)時(shí)時(shí)間進(jìn)行設(shè)定。“臨時(shí)工作按鈕”是開始對熱水器供電臨時(shí)工作的開始時(shí)間進(jìn)行設(shè)定的按鈕?！伴L期工作時(shí)間按鈕1”和“長期工作時(shí)間按鈕2”是對熱水器兩個(gè)長期工作開始時(shí)間進(jìn)行設(shè)置?！皶r(shí)鐘加1”和“分鐘加1”是在設(shè)置對應(yīng)時(shí)間的時(shí)候分別時(shí)鐘和分鐘在按鍵之時(shí)加1?！霸O(shè)置完成”按鈕用于確確認(rèn)時(shí)間的設(shè)置?！按_認(rèn)”按鈕確認(rèn)已經(jīng)知道開始臨時(shí)定時(shí)了。8個(gè)按鍵采用陣列式，低電平有效，軟件進(jìn)行檢測去抖后執(zhí)行相應(yīng)功能，不按順序按下鍵盤程序不會(huì)有反應(yīng)。

本實(shí)用新型的有益效果：采用這樣的結(jié)構(gòu)后，

（1）控制元件耗電量低，單片機(jī)是一種低功率控制元件，而1602LCD和18B20耗電量也不高；

（2）控制對象能節(jié)省電能，與傳統(tǒng)熱水器只能進(jìn)行溫控相比，本裝置還能進(jìn)行時(shí)間控制，避免在熱水器使用低峰期頻繁低開斷電源；

（3）控制時(shí)間靈活，控制方式多樣，本裝置不僅設(shè)計(jì)了每天到點(diǎn)開始和停止供電，還設(shè)計(jì)了臨時(shí)開始供電，而不管是每天到點(diǎn)供電還是一次臨時(shí)供電，都可以提前通過人性化按鍵進(jìn)行設(shè)置；

（4）自動(dòng)地開斷電避免了某些家庭為節(jié)電每天定時(shí)去開斷；

（5）能夠?qū)崿F(xiàn)對熱水器進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和檢測；

（6）自動(dòng)除濕避免摔倒，增強(qiáng)安全性。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式做進(jìn)一步闡明。

圖1為熱水器的智能控制裝置系統(tǒng)框圖；

圖2為熱水器的智能控制裝置與無線通信模塊連接圖；

圖3為熱水器的智能控制裝置與熱水器連接圖；

圖4為熱水器的智能控制裝置與溫度檢測模塊連接圖；

圖5為熱水器的智能控制裝置與報(bào)警模塊連接圖；

圖6為熱水器的智能控制裝置與顯示器連接圖；

圖7為熱水器的智能控制裝置與調(diào)節(jié)控制模塊連接圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)理解為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不受具體實(shí)施方式的限制。

結(jié)合附圖1，本實(shí)用新型提供了一種熱水器的智能控制裝置，智能控制裝置包括主控芯片1、溫度檢測模塊2、無線通信模塊3、調(diào)節(jié)控制模塊4、顯示模塊5、報(bào)警模塊6、電源控制模塊7、濕度檢測模塊8和抽濕器9；主控芯片1分別與溫度檢測模塊2、無線通信模塊3、顯示模塊5、報(bào)警模塊6、電源控制模塊7和熱水器相連；電源控制模塊7分別與主控芯片1、熱水器、濕度檢測模塊8和抽濕器9相連。

本實(shí)施例優(yōu)選的，主控芯片1采用單片機(jī)芯片STC89C51RD單片機(jī)具有高可靠、高速度、低耗電量的優(yōu)勢，它能夠?qū)⑤斎氲男畔⑼ㄟ^內(nèi)部原有的程序進(jìn)行快速地處理，并能對信號進(jìn)行輸出。

結(jié)合附圖6，本實(shí)施例優(yōu)選的，顯示模塊5采用液晶顯示器1602LCD，它能夠顯示實(shí)時(shí)的時(shí)間以及開始供電的時(shí)間。LCD1602的VEE端與滑動(dòng)變阻器相連，用于調(diào)節(jié)亮度，在不操作時(shí)可將亮度調(diào)最低以省電。VSS和VDD作為地和電源端，通過連接5V電源為LCD供電。

本實(shí)施例優(yōu)選的，電源控制模塊7包括三種電源，分別為5V直流電源、12V直流電源和220V交流電源，可為各種設(shè)備提供合適的電源。

結(jié)合附圖4，本實(shí)施例優(yōu)選的，溫度檢測模塊2采用溫度檢測芯片DS18B20，溫度檢測芯片DS18B20的DQ管腳與主控芯片1的P3.7/RD管腳相連，DQ管腳與P3.7/RD中間接一上拉電阻。DS18B20的體積小 、使用電源范圍寬，是世界上的一片支持單總線接口的溫度傳感器?，F(xiàn)場溫度的測量直接以“單總線”的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。DS18B20精確的時(shí)間功能減少了供電的誤差，增強(qiáng)了定時(shí)供電的可靠性。DS18B20在本系統(tǒng)中的運(yùn)用對于節(jié)電、時(shí)間、溫度測量都有極其重要的作用。

結(jié)合附圖2，本實(shí)施例優(yōu)選的，無線通信模塊3采用無線通信芯片WIFI-TLG10UA03，無線通信芯片WIFI-TLG10UA03的RXD管腳與主控芯片1的P3.0/RXD管腳相連，其TXD管腳與P3.1/TXD中間接一上拉電阻。由于WiFi-TLG10UA03內(nèi)置無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議IEEE802.11協(xié)議棧以及TCP/IP協(xié)議棧，能夠?qū)崿F(xiàn)用戶串口數(shù)據(jù)到無線網(wǎng)絡(luò)之間的轉(zhuǎn)換，因此可以通過APP上賬戶的登錄實(shí)現(xiàn)終端與對應(yīng)的熱水器相連，通過接口文檔，可以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)和APP之間的數(shù)據(jù)識別。

結(jié)合附圖3，本實(shí)施例優(yōu)選的，主控芯片1通過智能開關(guān)控制熱水器；智能開關(guān)包括NPN三極管Q1和繼電器，繼電器包括輸入回路和輸出回路，繼電器的輸入回路一端連接12V直流電源，另一端連接NPN三極管Q1的集電極，繼電器的輸出回路一端連接熱水器電源火線，另一端連接220V交流電源；NPN三極管Q1的基極連接主控芯片1的管腳P2.4/A12，NPN三極管Q1的發(fā)射極接地。

在12V直流電源的作用下，繼電器線圈產(chǎn)生大電流，從而使繼電器動(dòng)作，繼電器動(dòng)作后，熱水器開始供電。當(dāng)P2.4輸出低電平信號時(shí)，NPN三極管截止，繼電器線圈為0，繼電器產(chǎn)生復(fù)位動(dòng)作，切斷熱水器電源，熱水器不再加熱。

結(jié)合附圖5，本實(shí)施例優(yōu)選的，報(bào)警模塊6為蜂鳴器；蜂鳴器通過分壓電阻、NPN三極管Q2和主控芯片相連；蜂鳴器一端接分壓電阻后與NPN三極管Q2的發(fā)射極相連，另一端接地；主控芯片的管腳P2.2/A10和NPN三極管Q2的基極相連；NPN三極管Q2的集電極接地。

本實(shí)施例優(yōu)選的，濕度檢測模塊8采用濕度傳感器SHT11；濕度傳感器SHT11的SCK管腳與主控芯片1的P2.0/A8管腳相連，DATA管腳與主控芯片1的P2.1/A9管腳相連，DATA管腳與主控芯片1的PTA3管腳之間接有上拉電阻，在VCC端接入一個(gè)去耦電容。SHT11的GND端接地，VCC端接高電平。SHT11濕度測量范圍為0～100%RH，可直接輸出數(shù)字量的信號，SHT11的DATA管腳與主控芯片1P2.1/A9管腳相連用來傳送濕度傳感器的數(shù)據(jù)，濕度傳感器芯片SHT11的SCK管腳與主控芯片1的P2.0/A8管腳相連用來送出時(shí)鐘信號，上拉電阻用來提高數(shù)據(jù)的抗干擾能力?？蓪⑸侠娮柙O(shè)置為10kΩ，去耦電容設(shè)置為0.1μF。

結(jié)合附圖7，本實(shí)施例優(yōu)選的，調(diào)節(jié)控制模塊4包括時(shí)間控制模塊和鍵盤；時(shí)間控制模塊包括晶振和電容C1與電容C2都為30uF；鍵盤與主控芯片1的片P1口的8個(gè)管腳相連；晶振兩端分別與主控芯片1的XTAL1和XTAL3管腳相連，電容C1和C2串聯(lián)后并在晶振兩端。本系統(tǒng)設(shè)置了8個(gè)按鍵分別為P1.0的“實(shí)時(shí)時(shí)間更改按鈕”，P1.1的“臨時(shí)工作按鈕”，P1.2的“長期工作時(shí)間按鈕1”，P1.3的“長期工作時(shí)間按鈕2”，P1.4的“時(shí)鐘加1”按鈕，P1.5的“分鐘加1”按鈕，P1.6的“確認(rèn)”按鈕和P1.7的接地。前面四個(gè)鍵是時(shí)間設(shè)置的開始按鈕，“實(shí)時(shí)時(shí)間更改”按鈕是開始對實(shí)時(shí)時(shí)間進(jìn)行設(shè)定。“臨時(shí)工作按鈕”是開始對熱水器供電臨時(shí)工作的開始時(shí)間進(jìn)行設(shè)定的按鈕。“長期工作時(shí)間按鈕1”和“長期工作時(shí)間按鈕2”是對熱水器兩個(gè)長期工作開始時(shí)間進(jìn)行設(shè)置?！皶r(shí)鐘加1”和“分鐘加1”是在設(shè)置對應(yīng)時(shí)間的時(shí)候分別時(shí)鐘和分鐘在按鍵之時(shí)加1?！霸O(shè)置完成”按鈕用于確確認(rèn)時(shí)間的設(shè)置?！按_認(rèn)”按鈕確認(rèn)已經(jīng)知道開始臨時(shí)定時(shí)了。8個(gè)按鍵采用陣列式，低電平有效，軟件進(jìn)行檢測去抖后執(zhí)行相應(yīng)功能，不按順序按下鍵盤程序不會(huì)有反應(yīng)。

本實(shí)施例優(yōu)選的，除濕器根據(jù)濕度檢測模塊8反饋的數(shù)據(jù)決定何時(shí)啟動(dòng)或關(guān)閉電源。當(dāng)所處環(huán)境的條件濕度高于設(shè)定的范圍時(shí)，主控芯片1將會(huì)作用，使除濕器自動(dòng)開啟；當(dāng)環(huán)境的條件濕度低于或等于設(shè)定的范圍時(shí)，主控芯片1將會(huì)作用，使除濕器自動(dòng)關(guān)閉。

主控芯片1通過調(diào)節(jié)控制模塊4設(shè)置，可以控制熱水器加熱的時(shí)間、溫度，在檢測模塊2檢測熱水器中水的溫度，當(dāng)溫度過高時(shí)通過報(bào)警模塊6會(huì)自動(dòng)報(bào)警提醒，然后使用者可以通過蜂鳴器或者手機(jī)接收到無線通信模塊3發(fā)出的信息提示，通過手機(jī)或者鍵盤按鍵實(shí)現(xiàn)對熱水器的控制。而且通過LCD和手機(jī)也都能實(shí)時(shí)的檢測熱水器得水溫，并對水溫進(jìn)行控制，在需要使用時(shí)可以通過手動(dòng)或手機(jī)控制，提前將其打開，大大減少了熱水器持續(xù)加熱帶來的能源消耗。當(dāng)洗浴完畢后，除濕器才會(huì)工作，然后根據(jù)濕度檢測模塊8反饋的數(shù)據(jù)決定何時(shí)啟動(dòng)或關(guān)閉電源。當(dāng)所處環(huán)境的條件濕度高于設(shè)定的范圍時(shí)，除濕器在主控芯片1的作用下將自動(dòng)開啟；反之，除濕器自動(dòng)關(guān)閉，能夠保持浴室的干燥。

在以上的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本實(shí)用新型。但是以上描述僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，本實(shí)用新型能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，因此本實(shí)用新型不受上面公開的具體實(shí)施的限制。同時(shí)任何熟悉本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本實(shí)用新型技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。