一种智能天沟融雪系统的制作方法

1.本实用新型涉及天沟融雪技术领域，尤其涉及一种智能天沟融雪系统。


背景技术：

2.在寒冷地区，大型建筑物或厂房屋顶容易积压冰雪，为了避免积压的冰雪压塌屋顶，天沟融雪系统得到了广泛的应用，天沟融雪系统是利用电热的原理将积雪或冰融化成水，然后由落水管排出。在现有技术中，一般采用人工启动或关闭天沟融雪系统进行冰雪融化，会出现冰雪可以通过环境温度自然融化而天沟融雪系统仍处在满功率运行状态的情况，导致大量电能的浪费。


技术实现要素：

3.针对现有技术中所存在的不足，本实用新型的提供的一种智能天沟融雪系统，其解决了现有技术中的采用人工操作天沟融雪系统导致电能浪费的问题，实现了天沟融雪系统的智能化操作，避免了温度在高于设定值或无雨雪天气情况下发热模块工作而消耗的电能，节约了能源。
4.本实用新型的提供一种智能天沟融雪系统，所述系统包括：环境监测模块、智能控制模块、电源模块和发热模块；所述电源模块与所述环境监测模块、所述智能控制模块和所述发热模块相连，用于为所述环境监测模块、所述智能控制模块和所述发热模块提供电能；所述发热模块用于将所述电能转换成热能，用于融化冰雪；所述环境监测模块包括温度传感器和视频监控装置，所述温度传感器用于实时采集预设监测点的当前温度数据，所述视频监控装置用于实时采集预设监测点的当前视频图像，还用于对所述当前视频图像进行目标检测，得到当前的环境状态参数；所述智能控制模块包括微控制器和控制电路，所述微控制器分别与所述温度传感器和视频监控装置相连，用于将所述当前温度数据和所述环境状态参数与预设环境参数进行比较，还用于根据比较结果输出相应的控制信号；所述控制电路与所述微控制器相连，用于根据所述控制信号，控制所述发热模块的开启或关闭。
5.可选地，所述视频监控装置包括：图像采集模块，用于采集所述预设监测点的当前视频图像；图像识别模块，与所述图像采集模块相连，用于对所述当前视频图像进行图像识别，检测出所述当前视频图像中的检测目标。
6.可选地，所述环境监测模块还包括：湿度传感器，与所述微控制器相连，用于实时采集预设监测点的当前湿度数据。
7.可选地，所述电源模块包括：电源插座，所述电源插座的第一端使用时与外接交流电相连；整流电路，所述整流电路的第一输入端与所述电源插座的第二端相连，所述整流电路的第二输入端与所述电源插座的第三端相连，用于将所述外接交流电转换成直流；稳压电路，所述稳压电路的输入端与所述整流电路的输出端相连，所述稳压电路的输出端为所述电源模块的输出端。
8.可选地，所述电源模块还包括：滤波电路，所述滤波电路与所述稳压电路相连，用
于对所述稳压电路的输入信号和输出信号进行滤波。
9.可选地，所述整流电路包括：第一二极管，所述第一二极管的阴极与所述电源插座的第三端相连，所述第一二极管的阳极接地；第二二极管，所述第二二极管的阳极与所述第一二极管的阳极相连，所述第二二极管的阴极与所述电源插座的第二端相连；第三二极管，所述第三二极管的阳极与所述第二二极管的阴极相连，所述第三二极管的阴极与所述稳压电路的输入端相连；第四二极管，所述第四二极管的阳极与所述第一二极管的阴极相连，所述第四二极管的阴极与所述第三二极管的阴极相连。
10.可选地，所述滤波电路包括：第一电容，所述第一电容的第一端与所述稳压电路的输入端相连，所述第一电容的第二端接地；第二电容，所述第二电容的第一端与所述稳压电路的输出端相连，所述第二电容的第二端接地；第三电容，所述第三电容的第一端与所述第二电容的第一端相连，所述第三电容的第二端接地。
11.可选地，所述控制电路包括：第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述微控制器的输出端相连；三极管，所述三极管的基极与所述第一电阻的第二端相连，所述三极管的发射极接地；继电器，所述继电器的线圈第一端与所述三极管的集电极相连，所述继电器的常开开关第一端与所述电源模块的输出端相连，所述继电器的常开开关第二端与所述发热模块相连；第二电阻，所述第二电阻的第一端与所述继电器的线圈第二端相连，所述第二电阻的第二端与所述电源模块的输出端相连。
12.可选地，所述控制电路还包括：第三电阻，所述第三电阻的第一端与所述第一电阻的第一端相连，所述第三电阻的第二端与所述第二电阻的第二端相连；第五二极管，所述第五二极管的阳极与所述三极管的集电极相连，所述第五二极管的阴极与所述第二电阻的第一端相连。
13.可选地，所述发热模块包括：加热电缆；所述加热电缆包括保护套和多个平行设置的加热线，所述加热线均设置在所述保护套内，所述加热线自内向外依次包括加热金属丝、硅胶套和屏蔽层。
14.相比于现有技术，本实用新型具有如下有益效果：
15.本实用新型通过智能控制模块来控制发热模块的开启和关闭，不需要人工监管，能有效的减少人工费用，实现了天沟融雪系统的智能化操作；本实用新型通过环境监测模块来监测环境温度和环境状态，进而自动控制发热模块开启和关闭，避免了温度在高于设定值或无雨雪天气情况下发热模块工作而消耗的电能，节约了能源。
附图说明
16.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1所示为本实用新型实施例提供的一种智能天沟融雪系统的结构示意图；
19.图2所示为本实用新型实施例提供的一种电源模块的电路示意图；
20.图3所示为本实用新型实施例提供的一种控制电路的电路示意图。
具体实施方式
21.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。本实用新型实例中相同标号的功能单元具有相同和相似的结构和功能。
22.实施例一
23.图1所示为本实用新型实施例提供的一种智能天沟融雪系统的结构示意图，如图1所示，本实施例提供的智能天沟融雪系统具体包括：
24.环境监测模块100、智能控制模块200、电源模块300和发热模块400；
25.所述电源模块300与所述环境监测模块100、所述智能控制模块200和所述发热模块400相连，用于为所述环境监测模块100、所述智能控制模块200和所述发热模块400提供电能；
26.所述发热模块400用于将所述电能转换成热能，用于融化冰雪；
27.所述环境监测模块100包括温度传感器110和视频监控装置120，所述温度传感器110用于实时采集预设监测点的当前温度数据，所述视频监控装置120用于实时采集预设监测点的当前视频图像，还用于对所述当前视频图像进行目标检测，得到当前的环境状态参数；
28.所述智能控制模块200包括微控制器210和控制电路220，所述微控制器210分别与所述温度传感器110和视频监控装置120相连，用于将所述当前温度数据和所述环境状态参数与预设环境参数进行比较，还用于根据比较结果输出相应的控制信号，所述控制电路220与所述微控制器210相连，用于根据所述控制信号，控制所述发热模块400的开启或关闭；其中，所述微控制器210的功能可依赖现有技术的计算机程序实现，或者所述微控制器210为执行现有技术程序的单片机。
29.在本实施例中，在屋顶和天沟区域的多个监测点设置温度传感器和视频监控装置，所述温度传感器实时检测监测点的当前温度数据，所述视频监控装置实时采集监测点的当前视图图像，并且对所述当前视频图像进行目标检测，得到当前的环境状态参数，其中，所述环境状态参数包括雪花状态、冰冻状态和正常状态，将当前温度数据和当前的环境状态参数发送到微控制器进行分析和比较，例如当检测到当前的环境状态参数为冰冻状态或雪花状态时，且当前温度数据低于预设温度时，所述微控制器发送第一控制信号到所述控制电路，使所述控制电路开启所述发热模块，进而使所述发热模块将电能转换成热能，融化预设监测点上的冰雪；若当检测到当前的环境状态参数为冰冻状态或雪花状态时，但当前温度数据等于或高于所述预设温度时，所述微控制器发送第二控制信号到所述控制电路，使所述控制电路关闭所述发热模块，进而使所述发热模块停止工作，通过环境温度使预设监测点上的冰雪自然融化，达到节约电能的目的；进一步的，当检测到当前的环境状态参数为正常状态时，无论当前温度数据小于、等于还是高于所述预设温度，所述微控制器一直发送第二控制信号到所述控制电路，使所述控制电路关闭所述发热模块，进而使所述发热模块停止工作，防止电能的浪费。
30.相比于现有技术，本实用新型具有如下有益效果：
31.本实用新型通过智能控制模块来控制发热模块的开启和关闭，不需要人工监管，能有效的减少人工费用，实现了天沟融雪系统的智能化操作；本实用新型通过环境监测模块来监测环境温度和环境状态，进而自动控制发热模块开启和关闭，避免了温度在高于设定值或无雨雪天气情况下发热模块工作而消耗的电能，节约了能源。
32.在本实用新型的实施例中，所述视频监控装置包括：图像采集模块，用于采集所述预设监测点的当前视频图像；图像识别模块，与所述图像采集模块相连，用于对所述当前视频图像进行图像识别，检测出所述当前视频图像中的检测目标。
33.需要说明的是，本实施例中的图像采集模块可以是枪机摄像头或球机摄像头，图像识别模块可以采用现有技术中对图像进行识别的装置，检测目标为雪花和冰块，当采集到的图像中识别出的检测目标为雪花时，输出当前的环境状态参数为雪花状态，当采集到的图像中识别出的检测目标为冰块时，输出当前的环境状态参数为冰冻状态，当采集到的图像中识别出的检测目标不包括冰块和雪花时，输出当前的环境状态参数为正常状态。
34.在本实用新型的实施例中，所述环境监测模块还包括：湿度传感器，与所述微控制器相连，用于实时采集预设监测点的当前湿度数据。
35.需要说明的是，通过当前湿度数据使所述智能控制模块控制所述发热模块的发热功率。
36.实施例二
37.图2所示为本实用新型实施例提供的一种电源模块的电路示意图，如图2所示，本实施例提供的电源模块300具体包括：
38.电源插座j1，所述电源插座j1的第一端使用时与外接交流电相连；
39.整流电路，所述整流电路的第一输入端与所述电源插座j1的第二端相连，所述整流电路的第二输入端与所述电源插座j1的第三端相连，用于将所述外接交流电转换成直流；
40.稳压电路，所述稳压电路的输入端与所述整流电路的输出端相连，所述稳压电路的输出端为所述电源模块的输出端。
41.在本实用新型的实施例中，所述电源模块300还包括：滤波电路，所述滤波电路与所述稳压电路相连，用于对所述稳压电路的输入信号和输出信号进行滤波。
42.在本实用新型的实施例中，所述整流电路包括：第一二极管d1，所述第一二极管d1的阴极与所述电源插座j1的第三端相连，所述第一二极管d1的阳极接地；第二二极管d2，所述第二二极管d2的阳极与所述第一二极管d1的阳极相连，所述第二二极管d2的阴极与所述电源插座j1的第二端相连；第三二极管d3，所述第三二极管d3的阳极与所述第二二极管d2的阴极相连，所述第三二极管d3的阴极与所述稳压电路的输入端相连；第四二极管d4，所述第四二极管d4的阳极与所述第一二极管d1的阴极相连，所述第四二极管d4的阴极与所述第三二极d3管的阴极相连。
43.在本实用新型的实施例中，所述滤波电路包括：第一电容c1，所述第一电容c1的第一端与所述稳压电路的输入端相连，所述第一电容c1的第二端接地；第二电容c2，所述第二电容c2的第一端与所述稳压电路的输出端相连，所述第二电容c2的第二端接地；第三电容c3，所述第三电容c3的第一端与所述第二电容c2的第一端相连，所述第三电容c3的第二端接地。
44.需要说明的是，外接交流电源通过所述电源插座j1接入，通过由四个二极管组成的整流电路进行整流、电容进行滤波和稳压电路，形成稳定的直流电源，为整个系统的各个模块提供电能。
45.实施例三
46.图3所示为本实用新型实施例提供的一种控制电路的电路示意图；如图3所示，所述控制电路220包括：
47.第一电阻r1，所述第一电阻r1的第一端与所述微控制器210的输出端相连；
48.三极管q1，所述三极管q1的基极与所述第一电阻r1的第二端相连，所述三极管q1的发射极接地；
49.继电器，所述继电器的线圈t1第一端与所述三极管q1的集电极相连，所述继电器的常开开关k1第一端与所述电源模块300的输出端相连，所述继电器的常开开关k1第二端与所述发热模块400相连；
50.第二电阻r2，所述第二电阻r2的第一端与所述继电器的线圈t1第二端相连，所述第二电阻r2的第二端与所述电源模块300的输出端相连。
51.在本实用新型的实施例中，所述控制电路220还包括：第三电阻r3，所述第三电阻r3的第一端与所述第一电阻r1的第一端相连，所述第三电阻r3的第二端与所述第二电阻r2的第二端相连；第五二极管d5，所述第五二极管d5的阳极与所述三极管q1的集电极相连，所述第五二极管d5的阴极与所述第二电阻r2的第一端相连。
52.需要说明的是，在本实施例中，当所述微控制器检测出当前需要开启所述发热模块进行发热融化冰雪时，发出的第一控制信号为高电平，如图3所示，高电平的控制信号使所述三极管导通，从而使继电器的线圈端通电，吸合常开开关，接通发热模块的电源，进而开启所述发热模块；当所述微控制器检测出当前通过环境温度自然融化冰雪时，发出的第二控制信号为低电平，低电平的控制信号使所述三极管截止，从而使继电器的线圈端断电，释放常开开关，断开发热模块的电源，进而关闭所述发热模块。
53.在本实用新型的实施例中，所述发热模块包括：加热电缆；所述加热电缆包括保护套和多个平行设置的加热线，所述加热线均设置在所述保护套内，所述加热线自内向外依次包括加热金属丝、硅胶套和屏蔽层。
54.需要说明的是，所述加热电缆包括保护套和多个平行设置的加热线，所述加热线均设置在所述保护套内，所述加热线自内向外依次包括加热金属丝、硅胶套和屏蔽层，具体地，保护套的表面具有用于加热天沟表面材料的散热面，散热面为平面，散热面的平面结构保证了保护套与天沟表面材料的接触面积足够大，提高了传热效率；多个加热线提升了发热效率，加热金属丝的材质为ptc热敏电阻合金，可以随着温度的升高而升高，当加热电缆的温度逐渐升高时，加热金属丝的功率下降，发热效率降低，实现了自动控温，提高了安全性，同时防止加热电缆因温度过高导致寿命降低；硅胶套的作用是节约，同时可以实现保护加热金属丝的作用，屏蔽层为金属网状编织层。
55.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些
要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
56.以上所述仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。