专利摘要

基于无线传感器网络的智能切换装置,该智能切换装置包括主机控制器和用于控制三个所述热水给水分支管道热水通断的太阳能热水控制器、电热水控制器以及燃气热水控制器；所述的主机控制器包括主控芯片、无线通讯模块、燃气检测模块、断电检测模块以及显示屏，所述太阳能热水控制器、电热水控制器以及燃气热水控制器均包括主控芯片、无线通讯模块、继电器模块和电磁阀，主机控制器通过无线通讯模块与所述太阳能热水控制器、电热水控制器以及燃气热水控制器实现数据与控制指令通信。本装置可以根据设定的温度、水位、供电和供气的条件的不同从而自动智能切换不同的热水给水管道，实现节约能源的目的。

权利要求

1.基于无线传感器网络的智能切换装置,其特征在于：包括：

总热水给水管道，所述的总热水给水管道分别与设置在太阳能热水器、电热水器、燃气热水器上的热水给水分支管道相连接；

太阳能热水控制器，所述的太阳能热水控制器包括主控芯片、无线通讯模块、继电器模块和电磁阀，其中电磁阀对应设置在与太阳能热水器相连接的热水给水分支管道上，太阳能热水控制器中的无线通信模块接收控制指令，通过继电器模块控制电磁阀的开关；

燃气热水控制器，所述的燃气热水控制器包括主控芯片、无线通讯模块、继电器模块和电磁阀，其中电磁阀对应设置在与燃气热水器相连接的热水给水分支管道上，燃气热水控制器中的无线通信模块接收控制指令，通过继电器模块控制电磁阀的开关；

电热水控制器，所述的电热水控制器包括主控芯片、无线通讯模块、继电器模块和电磁阀，其中电磁阀对应设置在与电热水器相连接的热水给水分支管道上，电热水控制器中的无线通信模块接收控制指令，通过继电器模块控制电磁阀的开关；

主机控制器，所述的主机控制器包括主控芯片、无线通讯模块以及显示屏，主机控制器通过无线通讯模块与所述太阳能热水控制器、电热水控制器以及燃气热水控制器实现数据与控制指令通信。

2.根据权利要求1所述的基于无线传感器网络的智能切换装置，其特征在于：所述的太阳能热水控制器中还设有温度传感器和液位传感器，通过温度传感器和液位传感器获取太阳能热水器内的水温和水位信息，并通过无线通信模块将获取的水温和水温信息传递到主机控制器中，并在显示屏中显示。

3.根据权利要求1所述的基于无线传感器网络的智能切换装置，其特征在于：所述的主机控制器、太阳能热水控制器、电热水控制器以及燃气热水控制器，其中的主控芯片均采用STC12C5A60S2单片机。

4.根据权利要求1所述的基于无线传感器网络的智能切换装置，其特征在于：所述的主机控制器、太阳能热水控制器、电热水控制器以及燃气热水控制器，其中的无线通讯模块均采用汇承HC-12无线通信模块。

5.根据权利要求1所述的基于无线传感器网络的智能切换装置，其特征在于：所述的主机控制器还包括燃气检测模块和断电检测模块，通过燃气检测模块和断电检测模块对应检测是否断气或者断电，并根据检测数据输出控制指令。

说明书

技术领域

本实用新型涉及多路家用热水给水管道的切换设备技术领域，具体为一种基于无线传感器网络的智能切换装置。

背景技术

当前，随着绿色发展理念的提出和不断深化，发展、壮大节能环保等产业体系,构建清洁低碳、安全高效的能源体系以解决能源和环境问题已经成为国际社会的重要共识，同时也是我国能源供给系统调整与改革的重要研究和发展方向。太阳能作为可持久利用的清洁能源之一，具有无公害、无噪声、无污染且成本低的特点，是目前最具商业开发价值、且技术相对成熟的绿色清洁能源技术之一。我国幅员辽阔，太阳能资源丰富，利用太阳能获取热水在经济和住宅方面上占据全国总能量需求的比重较大。在2005年,太阳能热水在居民这块的消耗达到30%,利用烧天然气获取热水的比例为7%,利用发电获取热水的比例为12%。太阳能热水器作为无污染的太阳能能源接收、传输系统在太阳能热水的获取上占据着相当重要的地位。随着现代家居环境热水供应方式的多样化（即可能有太阳能热水器、燃气热水器、电热水器等热水供应方式中的两种或两种以上），不同热水供应方式的资源与能源利用率存在差异（其中太阳能热水器优于燃气热水器，燃气热水器优于电热水器），同时受家居环境空间狭小和多种热水供应方式布线复杂、不易移动等因素的限制，如何最大限度的利用清洁能源、提高太阳能热水器利用效率，实现多种热水供应方式的无线智能切换，满足现代智能家居环境下对热水使用的需求，是物联网技术在智能家居上应用的重要方向。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提出一种基于无线传感器网络的智能切换装置，本实用新型通过无线通讯模块实现主机控制器与三个分控制器之间的的数据与控制指令通信，完成不同的热水给水管道的自动智能切换，达到节约能源的目的。

本实用新型采用的技术方案是：基于无线传感器网络的智能切换装置,包括：

总热水给水管道，所述的总热水给水管道分别与设置在太阳能热水器、电热水器、燃气热水器上的热水给水分支管道相连接；

太阳能热水控制器，所述的太阳能热水控制器包括主控芯片、无线通讯模块、继电器模块和电磁阀，其中电磁阀对应设置在与太阳能热水器相连接的热水给水分支管道上，太阳能热水控制器中的无线通信模块接收控制指令，通过继电器模块控制电磁阀的开关；

燃气热水控制器，所述的燃气热水控制器包括主控芯片、无线通讯模块、继电器模块和电磁阀，其中电磁阀对应设置在与燃气热水器相连接的热水给水分支管道上，燃气热水控制器中的无线通信模块接收控制指令，通过继电器模块控制电磁阀的开关；

电热水控制器，所述的电热水控制器包括主控芯片、无线通讯模块、继电器模块和电磁阀，其中电磁阀对应设置在与电热水器相连接的热水给水分支管道上，电热水控制器中的无线通信模块接收控制指令，通过继电器模块控制电磁阀的开关；

所述的主机控制器包括主控芯片、无线通讯模块以及显示屏，主机控制器通过无线通讯模块与所述太阳能热水控制器、电热水控制器以及燃气热水控制器实现数据与控制指令通信。

进一步优化，所述的太阳能热水控制器中还设有温度传感器和液位传感器，通过温度传感器和液位传感器获取太阳能热水器内的水温和水位信息，并通过无线通信模块将获取的水温和水温信息传递到主机控制器中，并在显示屏中显示。

进一步优化，所述的主机控制器、太阳能热水控制器、电热水控制器以及燃气热水控制器，其中的主控芯片均采用STC12C5A60S2单片机。

进一步优化，所述的主机控制器、太阳能热水控制器、电热水控制器以及燃气热水控制器，其中的无线通讯模块均采用汇承HC-12无线通信模块。

进一步优化，所述的主机控制器还包括燃气检测模块和断电检测模块，通过燃气检测模块和断电检测模块对应检测是否断气或者断电，并根据检测数据输出控制指令。

本实用新型的有益效果是：

其一、本实用新型设定主机控制器和用于控制三个所述热水给水分支管道热水通断的太阳能热水控制器、电热水控制器以及燃气热水控制器，主机控制器通过无线通讯模块与上述三个控制器实现数据与控制指令通信，可以根据设定的温度、水位、供电和供气的条件的不同从而自动智能切换不同的热水给水管道，实现节约能源、提高使用者的生活质量和幸福感的目的。

其二、本方案中，主机控制器中可以调整为手动和自动两种工作模式，手动模式是根据使用者的主观选择来切换管道，使该套热水给水系统有更广泛的适用性；自动模式是根据设定的温度、水位、供电和供气的条件的不同从而切换不同的热水给水管道，提高装置的适用性。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型中主机控制器和各分控制器连接的结构示意图；

附图标记：1、主机控制器，11、主控芯片，12、无线通讯模块，13、燃气检测模块，14、断电检测模块，15、显示屏，2、太阳能热水控制器，21、主控芯片，22、无线通讯模块，23、继电器模块，24、电磁阀，25、温度传感器，26、液位传感器，3、燃气热水控制器，31、主控芯片，32、无线通讯模块，33、继电器模块，34、电磁阀，4、电热水控制器，41、主控芯片，42、无线通讯模块，43、继电器模块，44、电磁阀，5、热水给水分支管道，6、总热水给水管道，7、太阳能热水器，8、燃气热水器，9、电热水器。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本实用新型进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益的结合到其他实施方式中。

如图1所示，基于无线传感器网络的智能切换装置,包括：总热水给水管道6，所述的总热水给水管道分别与设置在太阳能热水器7、电热水器9、燃气热水器8上的热水给水分支管道5相连接；还设有主机控制器1和用于控制三个所述热水给水分支管道5内热水通断的太阳能热水控制器2、电热水控制器4以及燃气热水控制器3；

如图2所示，所述的主机控制器1包括主控芯片11、无线通讯模块12、燃气检测模块13、断电检测模块14以及显示屏15，所述太阳能热水控制器、电热水控制器以及燃气热水控制器均包括主控芯片、无线通讯模块、继电器模块和电磁阀，主机控制器通过无线通讯模块与所述太阳能热水控制器、电热水控制器以及燃气热水控制器实现数据与控制指令通信；

下面详细解释各个控制器的组成部分：

所述的主机控制器1包括主控芯片11、无线通讯模块12、燃气检测模块13、断电检测模块14以及显示屏15，无线通讯模块12可以采用汇承HC-12无线通信模块实现主机控制器与其他控制器之间的通信，燃气检测模块13和断电检测模块14用于检测家庭中供气和供电状况。

所述的太阳能热水控制器2中由主控芯片21、无线通讯模块22、继电器模块23、电磁阀24、温度传感器25和液位传感器26，通过温度传感器25和液位传感器26获取太阳能热水器7内的水温和水位信息，并通过无线通信模22块将获取的水温和水温信息传递到主机控制器1中，并在显示屏15中显示；所述的太阳能热水控制器2中的电磁阀24对应设置在与太阳能热水器7相连接的热水给水分支管道5上，太阳能热水控制器中的无线通信模块22接受来自主机控制器的控制指令，用于控制太阳能热水控制器中继电器模块23的通断，进而控制电磁阀24的开关。

所述的燃气热水控制器3中由主控芯片31、无线通讯模块32、继电器模块33和电磁阀34，所述的燃气热水控制器3中的电磁阀34对应设置在与燃气热水器8相连接的热水给水分支管道上，燃气热水控制器通过其无线通讯模块32接收主机控制器的控制指令，完成对燃气热水控制器中继电器模块33的通断操作，实现对电磁34阀的开关控制。

所述的电热水控制器4中由主控芯片41、无线通讯模块42、继电器模块43、电磁阀44，所述的电热水控制器中的电磁阀44对应设置在与电热水器9相连接的热水给水分支管道上，电热水控制器通过其无线通讯模块接42收主机控制器的控制指令，完成对电热水控制器中继电器模块43的通断操作，实现对电磁阀44的开关控制。

所述的主机控制器、太阳能热水控制器、电热水控制器以及燃气热水控制器，其中的主控芯片均采用STC12C5A60S2单片机。

本方案包括手动切换和自动切换两种工作模式，由主机控制器1上的状态切换按键实现。在手动模式下，可根据用户的主观选择和喜好进行热水供给方式的选择与切换，通过主机控制器中的三个按键分别控制太阳能热水控制器、燃气热水控制器和电热水器控制器，实现太阳能热水器热水供给、电热水器热水供给和燃气热水器热水供给的切换控制。当按下三个按键中的任意一个按键，主机控制器将会向其它两个热水控制器发送关闭电磁阀的指令，之后向其中一个热水控制器发送开启电磁阀指令，最终实现无论按下哪一个按键，总热水供给管路中只有一路电磁阀打开，而其它两个按键对应的热水控制器中的电磁阀都会自动关闭，能够有效避免因人为操作失误而造成的水热资源浪费。

自动切换模式的方法为：

S1、主机控制器中设定太阳能热水器、电热水器以及燃气热水器的优先等级，优先等级按照顺序排列：太阳能热水器、燃气热水器、电热水器，并设定一个与太阳能热水器相关联的液位阈值和水温阈值；

S2、当检测到太阳能热水器内的水温和液位均超过设定的水温阈值和液位阈值时，主机控制器向电热水控制器和燃气热水控制器发出关闭电磁阀控制信号，同时向太阳能热水控制器发出打开电磁阀控制信号，打开热水供给电磁阀，实现由太阳能热水器进行热水供给；

在S2步骤中，当检测到太阳能热水器内液位低于设定的液位阈值时，主控制器发出指令开启太阳能热水器进水的电磁阀，当液位达到设定的液位阈值时关闭太阳能热水器进水电磁阀；

S3、当主机控制器检测到太阳能热水器的水温和水位其中一项低于设定值时，主机控制器向太阳能热水控制器发送关闭电磁阀控制信号，同时主机控制器向燃气热水控制器发送打开电磁阀的控制信号，实现燃气热水器进行热水供给；

S4、当主机控制器检测到太阳能热水器的水温和水位其中一项低于设定值时，同时检测到燃气供给不足时，主机控制器向太阳能热水控制器和燃气热水控制器发出关闭电磁阀控制信号，同时向电热水控制器发出打开电磁阀控制信号，打开电热水控制器上的热水供给电磁阀，实现由电热水器进行热水供给。

在S4步骤中，当主机控制器检测到太阳能热水器的水温和水位其中一项低于设定值时，同时检测到燃气供给不足和供电不足的信号时，主机控制器向太阳能热水控制器、燃气热水控制器和电热水控制器发出关闭电磁阀控制信号。

实施例1、

本实施例主要描述自动切换方法，

设定如下优先等级，太阳能热水器、燃气热水器、电热水器；

设定水温阈值为60℃，水位阈值为太阳能热水器储水量的3/4，具体操作如下：

太阳能热水控制器实时获取太阳能热水器的水温和水位信息，并将采集的水温和水位信息通过无线通信模块发送给主机控制器。当太阳能热水器液位不满足3/4时开启太阳能热水器进水的电磁阀；当液位达到3/4时关闭太阳能热水器进水电磁阀；当太阳能热水器中的温度大于60℃且液位条件满足的情况下，主机控制器向电热水控制器和燃气热水控制器发出关闭电磁阀控制信号，以关闭电热水控制器和燃气热水控制器上的热水供给电磁阀，同时向太阳能热水控制器发出打开电磁阀控制信号，打开太阳能热水控制器上的热水供给电磁阀，实现由太阳能热水器进行热水供给操作；当太阳能热水控制器获取的水温和水位信号中有一个不满足条件，主机控制器向太阳能热水控制器发送关闭电磁阀控制信号，太阳能热水控制器接受到主机控制器的信号后，关闭太阳能热水控制器上的热水供给电磁阀，之后，依据设定优先等级，主机控制器向燃气热水控制器发送打开电磁阀的控制信号，燃气热水控制器接收到主机控制器的信号后，打开燃气热水控制器上的热水供给电磁阀；当太阳能热水控制器中的水温或水位不满足开启条件，且主机控制器检测到天然气供给不足（断气状态）时，主机控制器向太阳能热水控制器和燃气热水控制器发出关闭电磁阀控制信号，以关闭太阳能热水控制器和燃气热水控制器上的热水供给电磁阀，之后向电热水控制器发出打开电磁阀控制信号，打开电热水控制器上的热水供给电磁阀，实现由电热水器进行热水供给操作；当太阳能热水控制器中的水温或水位不满足开启条件、主机控制器同时检测到天然气供给不足（断气状态）和供电不足（断电状态）时，主机控制器向太阳能热水控制器、燃气热水控制器和电热水控制器发出关闭电磁阀控制信号，以关闭太阳能热水控制器、燃气热水控制器和电热水控制器上的热水供给电磁阀，以关闭三种热水供应设备的电磁阀，以避免电磁阀误操作造成的水资源的浪费。

应当指出，虽然通过上述实施方式对本实用新型进行了描述，然而本实用新型还可以有其他的多种实施方式。在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，熟悉本领域的技术人员显然可以对本实用新型做出各种相应的改变和变形，但这些改变和变形都应当属于本实用新型所附权利要求及其等效物所保护的范围内。

基于无线传感器网络的智能切换装置专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。