本發(fā)明涉及飲水機(jī)訂水，尤其涉及一種基于振動(dòng)檢測(cè)的飲水機(jī)訂水裝置及其使用方法。
背景技術(shù)：
1、隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)飲用水的水質(zhì)要求越來(lái)越高，除了家庭、辦公室、工廠外，一些公共場(chǎng)所也安放了飲水機(jī)，供人們隨時(shí)飲用。飲水機(jī)的廣泛使用雖然為人們飲水帶來(lái)了便利。但是，當(dāng)飲水機(jī)內(nèi)的水飲用完畢后，需要被周圍人發(fā)現(xiàn)，才會(huì)去更換桶裝水或者向供水公司重新訂水，很容易出現(xiàn)供應(yīng)不及時(shí)導(dǎo)致短暫缺水的問(wèn)題，人力消耗大。目前，在檢測(cè)方式上，現(xiàn)有水量檢測(cè)方式包括超聲波檢測(cè)和壓力檢測(cè)。超聲波檢測(cè)方式需要將探頭貼到水桶上，不僅易滑落，不美觀，且每次換水都需要重新固定設(shè)備。而壓力檢測(cè)方式需要將傳感器固定到飲水機(jī)的四個(gè)腳上，容易導(dǎo)致飲水機(jī)不平穩(wěn)。在通信方式上，通常使用wifi模塊進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，需要配置wifi連接，在沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)連接的地方無(wú)法使用。因此，急需開發(fā)一種基于振動(dòng)檢測(cè)的飲水機(jī)訂水裝置及其使用方法以解決上述技術(shù)問(wèn)題。
2、有鑒于此，特提出本發(fā)明。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是提供一種基于振動(dòng)檢測(cè)的飲水機(jī)訂水裝置及其使用方法，不僅自動(dòng)化程度高，具有更高的精確度，而且安裝便捷，不影響環(huán)境美觀，另外，不會(huì)受wifi信號(hào)限制，無(wú)wifi覆蓋環(huán)境仍可使用，應(yīng)用范圍廣，適用性強(qiáng)，具有廣闊的應(yīng)用前景，有利于推廣應(yīng)用。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種基于振動(dòng)檢測(cè)的飲水機(jī)訂水裝置，包括終端設(shè)備，mqtt服務(wù)器和移動(dòng)設(shè)備；
3、所述終端設(shè)備包括電源模塊，處理器，振動(dòng)傳感器，溫度傳感器，報(bào)警模塊和cat.1模塊，所述電源模塊、振動(dòng)傳感器、溫度傳感器均與處理器正向連接，所述處理器分別與報(bào)警模塊、cat.1模塊正向連接，所述cat.1模塊依次與mqtt服務(wù)器、移動(dòng)設(shè)備正向連接；
4、所述mqtt服務(wù)器用于完成消息接收和轉(zhuǎn)發(fā)功能，根據(jù)發(fā)布者的主題將消息發(fā)送給訂閱者；
5、所述移動(dòng)設(shè)備為手機(jī)端app，用于完成信息顯示和參數(shù)設(shè)置功能。
6、優(yōu)選地，所述電源模塊用于為終端設(shè)備提供恒壓源。
7、優(yōu)選地，所述振動(dòng)傳感器用于將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，以電平信號(hào)的形式傳遞給處理器。
8、優(yōu)選地，所述溫度傳感器用于監(jiān)測(cè)設(shè)備周邊的溫度變化，以串口的形式將溫度值發(fā)送給處理器。
9、優(yōu)選地，所述報(bào)警模塊在飲水機(jī)沒(méi)水時(shí)或溫度過(guò)高時(shí)發(fā)出報(bào)警，防止飲水機(jī)過(guò)度發(fā)熱引起火災(zāi)。
10、優(yōu)選地，所述cat.1模塊用于接入互聯(lián)網(wǎng)，將設(shè)備信息發(fā)送到服務(wù)器，最終發(fā)送到移動(dòng)端顯示。
11、本發(fā)明還提供了上述基于振動(dòng)檢測(cè)的飲水機(jī)訂水裝置的使用方法，包括如下步驟：
12、s1：系統(tǒng)上電初始化，初始化系統(tǒng)時(shí)鐘，io口，adc和串口，使各個(gè)模塊電源能與cat.1模塊聯(lián)網(wǎng)；
13、s2：包括線程一和線程二：
14、所述線程一包括如下步驟：
15、ss1：當(dāng)水桶內(nèi)進(jìn)入空氣時(shí)，飲水機(jī)發(fā)生機(jī)械振動(dòng)，此時(shí)通過(guò)adc采樣讀取振動(dòng)傳感器的電壓值；
16、ss2：分析adc采樣值，計(jì)算均值和均方根值；運(yùn)用fft算法分析采樣點(diǎn)，得到對(duì)應(yīng)的信號(hào)功率譜；
17、ss3：通過(guò)比較均值、均方根值和信號(hào)功率譜，得出實(shí)際剩余水量；
18、ss4：每5分鐘上報(bào)一次當(dāng)前水量；
19、ss5：若當(dāng)前水量少于總量的3％，蜂鳴器報(bào)警5s，提醒及時(shí)換水或斷電；否則繼續(xù)監(jiān)測(cè)；
20、ss6：每次用完一桶水，都會(huì)根據(jù)上次峰值和帶寬閾值的80％和此次峰值和帶寬閾值的20％重新確定新的閾值；用完一桶水，空桶數(shù)會(huì)加一，并上報(bào)到移動(dòng)端，供水廠收到消息后，會(huì)自動(dòng)將水送到終端設(shè)備所在地；
21、所述線程二包括如下步驟：
22、ss1：讀取溫度值，判斷當(dāng)前溫度值是否大于50℃；
23、ss2：若溫度大于50℃，蜂鳴器持續(xù)報(bào)警，提醒飲水機(jī)需要斷電。
24、優(yōu)選地，所述線程一的ss2中，數(shù)據(jù)處理方法為：
25、(1)時(shí)域均值：該值反應(yīng)的是信號(hào)值的直流分量，是信號(hào)在某一時(shí)間段內(nèi)采樣信號(hào)的平均值；
26、
27、上式中代表采樣信號(hào)均值，si代表不同采樣點(diǎn)的值，n代表采樣點(diǎn)個(gè)數(shù)；
28、(2)時(shí)域均方根值：該值反應(yīng)的是信號(hào)相較于時(shí)域均值的偏離程度，用作判斷桶內(nèi)水量的條件；
29、
30、上式中rms代表采樣信號(hào)的均方根值，代表采樣信號(hào)均值，si代表不同采樣點(diǎn)的值，n代表采樣點(diǎn)個(gè)數(shù)，水桶水量減少時(shí)，均方根值隨之減少；
31、(3)信號(hào)功率譜：通過(guò)fft算法將時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)化為頻域表達(dá)式，通過(guò)比對(duì)功率譜幅值和帶寬差異，得出水桶內(nèi)剩余水量，水量減少時(shí)，功率譜幅值和帶寬隨之減少，計(jì)算頻域信號(hào)的均值，根據(jù)頻域均值大小判斷當(dāng)前水量；根據(jù)頻域均值的3db衰減確定信號(hào)帶寬，根據(jù)帶寬大小判斷當(dāng)前水量。
32、優(yōu)選地，每個(gè)終端設(shè)備都有一個(gè)編號(hào)，發(fā)布和訂閱主題均是各自的序列號(hào)，發(fā)布信息為水量信息，訂閱信息為參數(shù)信息；移動(dòng)端app發(fā)布和訂閱消息為需要服務(wù)的終端設(shè)備序列號(hào)，發(fā)布信息為對(duì)應(yīng)設(shè)備號(hào)的參數(shù)，訂閱信息為各個(gè)設(shè)備的水量信息。
33、優(yōu)選地，移動(dòng)端的軟件功能包括設(shè)備在線狀態(tài)顯示，剩余水桶數(shù)量，剩余水量百分比，完成遠(yuǎn)程對(duì)水量消耗的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，還包括對(duì)終端設(shè)備的配置功能，用于支持配置報(bào)警溫度，剩余水量報(bào)警的百分比。
34、本發(fā)明提供的一種基于振動(dòng)檢測(cè)的飲水機(jī)訂水裝置及其使用方法，具有如下有益效果。
35、1.本發(fā)明采用振動(dòng)檢測(cè)和數(shù)字信號(hào)處理的方式計(jì)算水量，自動(dòng)化程度高，具有更高的精確度，安裝便捷，只需固定到飲水機(jī)底部即可，不影響環(huán)境美觀，受外界環(huán)境影響小。
36、2.本發(fā)明在通信方式上采用cat.1模塊進(jìn)行通信，不會(huì)受wifi信號(hào)限制，只要蜂窩移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋，模塊就可以工作，不受制于辦公環(huán)境，無(wú)wifi覆蓋環(huán)境仍可使用，應(yīng)用范圍廣，適用性強(qiáng)，可適用于生活家庭、室內(nèi)辦公等。
1.一種基于振動(dòng)檢測(cè)的飲水機(jī)訂水裝置，其特征在于，包括終端設(shè)備，mqtt服務(wù)器和移動(dòng)設(shè)備；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于振動(dòng)檢測(cè)的飲水機(jī)訂水裝置，其特征在于，所述電源模塊用于為終端設(shè)備提供恒壓源。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于振動(dòng)檢測(cè)的飲水機(jī)訂水裝置，其特征在于，所述振動(dòng)傳感器用于將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，以電平信號(hào)的形式傳遞給處理器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于振動(dòng)檢測(cè)的飲水機(jī)訂水裝置，其特征在于，所述溫度傳感器用于監(jiān)測(cè)設(shè)備周邊的溫度變化，以串口的形式將溫度值發(fā)送給處理器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于振動(dòng)檢測(cè)的飲水機(jī)訂水裝置，其特征在于，所述報(bào)警模塊在飲水機(jī)沒(méi)水時(shí)或溫度過(guò)高時(shí)發(fā)出報(bào)警，防止飲水機(jī)過(guò)度發(fā)熱引起火災(zāi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于振動(dòng)檢測(cè)的飲水機(jī)訂水裝置，其特征在于，所述cat.1模塊用于接入互聯(lián)網(wǎng)，將設(shè)備信息發(fā)送到服務(wù)器，最終發(fā)送到移動(dòng)端顯示。
7.一種權(quán)利要求1-6任一所述的基于振動(dòng)檢測(cè)的飲水機(jī)訂水裝置的使用方法，其特征在于，包括如下步驟：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于振動(dòng)檢測(cè)的飲水機(jī)訂水裝置的使用方法，其特征在于，所述線程一的ss2中，數(shù)據(jù)處理方法為：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種基于振動(dòng)檢測(cè)的飲水機(jī)訂水裝置的使用方法，其特征在于，每個(gè)終端設(shè)備都有一個(gè)編號(hào)，發(fā)布和訂閱主題均是各自的序列號(hào)，發(fā)布信息為水量信息，訂閱信息為參數(shù)信息；移動(dòng)端app發(fā)布和訂閱消息為需要服務(wù)的終端設(shè)備序列號(hào)，發(fā)布信息為對(duì)應(yīng)設(shè)備號(hào)的參數(shù)，訂閱信息為各個(gè)設(shè)備的水量信息。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種基于振動(dòng)檢測(cè)的飲水機(jī)訂水裝置的使用方法，其特征在于，移動(dòng)端的軟件功能包括設(shè)備在線狀態(tài)顯示，剩余水桶數(shù)量，剩余水量百分比，完成遠(yuǎn)程對(duì)水量消耗的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，還包括對(duì)終端設(shè)備的配置功能，用于支持配置報(bào)警溫度，剩余水量報(bào)警的百分比。