[發明專利]一種智能水體清潔系統及其控制方法

在審

• 申請號: 202111290066.5
• 申請日: 2021-11-02
• 公開（公告）號: CN114212838A
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 姚維科;蔡偉通;何厚鑄;楊志峰
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: C02F1/00
• 分類號: C02F1/00;E02B15/10
• 代理公司: 廣州專理知識產權代理事務所(普通合伙) 44493
• 代理人: 沈素芹

1.一種智能水體清潔系統，其特征在于，包括水體清潔裝置、無線網絡設備和云平臺；所述水體清潔裝置包括控制器、過濾單元、電源模塊和動力單元；所述控制器與所述無線網絡設備通信連接，所述無線網絡設備與所述云平臺通信連接；

所述控制器用于下載所述云平臺發出的控制指令；用于根據控制指令控制所述過濾單元及所述動力單元的動作；用于上傳設備狀況和事件至云平臺；

所述電源模塊用于對所述控制器、所述過濾單元及所述動力單元的供電；

所述過濾單元用于過濾水體的雜質；

所述動力單元用于驅動水體清潔裝置在水體中行走。

2.根據權利要求1所述的一種智能水體清潔系統，其特征在于，所述過濾清潔單元包括過濾器和水泵，所述水泵的控制端與所述控制器電連接，所述水泵的輸入端連接有抽水軟管，所述水泵的輸出端與所述過濾器的輸入端通過軟管相連。

3.根據權利要求2所述的一種智能水體清潔系統，其特征在于，所述過濾清潔單元還包括過濾繼電器和水流量計，所述過濾繼電器的輸入端與所述控制器電連接，所述過濾繼電器的輸出端與所述水泵的控制端電連接，所述水流量計的進水端與所述水泵連通，所述水流量計的出水端與所述過濾器的輸入端連通。

4.根據權利要求1所述的一種智能水體清潔系統，其特征在于，所述動力單元包括左螺旋槳和右螺旋槳，所述左螺旋槳和所述右螺旋槳分別與所述控制器電連接。

5.根據權利要求4所述的一種智能水體清潔系統，其特征在于，所述動力驅動單元還包括電機驅動模塊，所述電機驅動模塊的輸入端與所述控制器電連接，所述電機驅動模塊的輸出端分別與所述左螺旋槳和所述右螺旋槳的控制端電連接，所述電機驅動模塊采用L298N芯片。

6.根據權利要求1所述的一種智能水體清潔系統，其特征在于，所述控制器為樹莓派控制器NanoPi Duo2。

7.一種權利要求1-6任一項所述的智能水體清潔系統的控制方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

S1：水體清潔裝置上電開機，電源模塊對控制器、過濾單元和動力單元供電；

S2：控制器與無線網絡設備建立通信連接；

S3：云平臺通過無線網絡設備建立與控制器的通信連接，同時進行設備鑒權安全認證；

S4：設備鑒權安全認證成功后，控制器對GPIO口的初始化；

S5：用戶端將控制指令傳送到云平臺，云平臺根據控制指令調整數據模板中的變量，控制器在云平臺中接收數據模板中變量的變化，根據數據模板中變量的變化相應執行水泵控制程序、螺旋槳控制程序或水流計讀取程序，以控制過濾單元和/或動力單元完成相應動作；

S6：通過控制器將電源模塊、過濾單元和動力單元產生的數據和事件狀態上傳至云平臺；

S7：延時等待用戶端發出的下次控制指令，當用戶端發出下次控制指令時，重復執行步驟S5-S7。

8.根據權利要求7所述的一種智能水體清潔系統的控制方法，其特征在于，步驟S4中，GPIO口的初始化包括定義全局時間變量、運行水流量計脈沖檢測線程、執行GPIO初始化函數、啟動水流量脈沖中斷檢測線程以及程序運行前DEBUG測試。

9.根據權利要求7所述的一種智能水體清潔系統的控制方法，其特征在于，步驟S4和步驟S6中，當水流量計檢測的水流量低于設定的閾值時，判定為過濾器容量已滿，并通過控制器將事件發送到云平臺上。

10.根據權利要求7所述的一種智能水體清潔系統的控制方法，其特征在于，所述數據模板使用JSON格式數據模版，所述數據模板包括水泵電源控制數據模版、螺旋槳控制數據模版和水流量傳感器數據模版；

水泵電源控制數據模版的數據類型為布爾型，屬性為讀寫，通過改變變量控制水泵的啟動與關閉；

螺旋槳控制數據模版的數據類型為整型，屬性為讀寫，通過改變變量同時分別控制左螺旋槳以及右螺旋槳的運行或停止；

水流量傳感器數據模版的數據類型為布爾型，屬性為只讀，通過讀取該變量值獲取當前過濾器的容量狀態。