一种家用污水自动复用装置及其工作方法

1.本发明属于信息识别处理和信息技术领域，具体涉及一种适于家用污水自动复用的工作方法。


背景技术：

2.随着经济水平的提高，人们对生活舒适性的要求越来越高，家庭使用水用量逐渐增大，大量家用污水排入市政污水系统。我国淡水资源又及其匮乏、处理大量污水又将耗费很多人力物力。近年来，关于回收污水的研究较多，但研究多集中于工业中，对于适用于家庭的系统研究较少。因此，有必要结合家庭生活污水的排放特点及居住建筑中用户的使用习惯，开发适合于家庭的家用污水自动复用工作方法。


技术实现要素：

3.本发明提供了一种适于家用污水自动复用的工作方法。
4.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种家用污水自动复用装置。主要包括：家用污水处理装置、中央集中控制器和控制终端。所述家用污水自动复用的装置可充分利用家庭生活中产生各种各样的污水，做到分类收集污水、储存污水按类型二次利用污水等功能。
5.所述家用污水处理装置由以下几个装置构成：收集装置、运输装置、储存装置。
6.收集装置由独立按键模块、洗菜池、浴缸等组成；运输装置由硅胶水管、电磁水阀模块、水泵器件、电压转换模块、电源模块等组成；储存装置由清洁水箱、泡沫水箱、油污水箱等组成。
7.所述家用污水处理装置能通过独立按键模块自主选择完成将厨房或浴室污水分类；所述家用污水处理装置能够通过硅胶水管控制污水流通、电磁水阀控制污水通断、水泵控制污水从低处往高处流；所述家用污水处理装置可以储存不同种类污水，待命复用。
8.所述中央集中控制器由以下几个模块构成：单片机模块、电源模块、电压转换模块、通讯模块、传感器模块。
9.所述中央集中控制器能够通过单片机模块完成对整个装置的逻辑控制；所述中央集中控制器能够通过电源模块对整个装置进行全程供电；所述中央集中控制器能够通过电压转换模块把电网220v电压转变为装置所需12v电压；所述中央集中控制器能够通过通讯模块将用户的物理设备（手机app）连接到wi-fi无线网络上，进行互联网或局域网通信，实现联网功能。实现联网功能后可将通过温湿度传感器收集到的数值传递到手机app中。可以从手机app上实时检测花盆内的温湿度数据。
10.所述传感器模块包括：非接触式液位传感器模块，主要用于实时采集检测水池中的水位情况，我们通过在检测水池中高低水位各安装一个探头，便可检测水池水无与水满两种情况。
11.所述传感器模块包括：温湿度传感器模块，主要用于实时采集监控环境中的温度、
湿度数值，然后将收集到的数值通过esp8266模块传递到手机app中。
12.所述控制终端包括服务器、个人 pc、固定电话以及手机。
13.所述家用污水复用装置还包括安装架；所述安装架包括：外部框架、若干连接件。
14.第二方面，本发明还提供了一种家用污水复用装置的工作方法，所述家用污水复用装置的主控芯片适于通过通讯装置将温湿度的数字信号发送至智能平台，以进入自动浇花系统。
15.第三方面，本发明还提供了一种家用污水复用装置的工作方法，包括：如前所述的污水收集、储存；所述家用污水复用装置的主控芯片适于通过非接触式液位传感器器，以及水阀将含有泡沫的污水用于冲厕，以进入自动冲厕系统。
16.本发明的有益效果是，本发明的家用污水复用及其工作方法通过主控芯片和按键将污水自主分类，并通过运输装置送至储存平台，以供家庭用水系统随时使用。将复杂化的人工运输、使用变成了自动化的机械设计，解决了使用人工运输与使用的多种问题，提高了工作效率，降低了人力与物力。可以用于实现以下功能：收集分类污水；运输污水；自动浇花系统；自动冲厕系统等本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、附图中所特别指出的结构来实现和获得。
17.为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1是本发明的家用污水自动复用装置的主视图；图2是本发明的家用污水自动复用装置的后视图；图3是本发明的家用污水自动复用装置的原理框图；图4是本发明的家用污水自动复用装置的软件整体设计结构图；图5是本发明的家用污水自动复用装置的应用水部分软件设计结构图；图6是本发明的家用污水自动复用装置的水阀控制水循环设计结构图；图7是本发明的家用污水自动复用装置的app功能定制图；图中：主控芯片1，主控芯片1号101 ，主控芯片2号102，收集装置2，按键模块21，厨房按键模块211，浴室按键模块212，水池22，洗菜池221，浴缸222，运输装置3，继电器水泵模块31，继电器水泵1号模块311，继电器水泵2号模块312，继电器水泵3号模块313，继电器水泵4号模块314，继电器水泵5号模块315，继电器非接触式液位传感器模块32，继电器非接触式液位传感器1号模块321，继电器非接触式液位传感器2号模块322，继电器非接触式液位传感器3号模块323，继电器非接触式液位传感器4号模块324，继电器非接触式液位传感器5号模块325，继电器非接触式液位传感器6号模块326，继电器非接触式液位传感器7号模块
327，继电器非接触式液位传感器8号模块328，继电器非接触式液位传感器9号模块329，继电器非接触式液位传感器10号模块3210，继电器非接触式液位传感器11号模块3211，继电器非接触式液位传感器12号模块3212，电磁水阀33，电磁水阀1号331，电磁水阀2号332，电磁水阀3号333，电磁水阀4号334，电磁水阀5号335，电磁水阀6号336，电磁水阀7号337，电磁水阀8号338，电磁水阀9号339，电磁水阀11号3311，水泵34，水槽1水泵341，水槽2水泵342，水槽3水泵343，花盆1水泵344，花盆2水泵345，硅胶水管35，储存装置4，清洁水箱401，泡沫水箱402，油污水箱403，水池404，马桶水箱405，小水槽1号406，小水槽2号407，小水槽3号408，检测装置5，非接触式液位传感器51，温湿度传感器52，花盆1内温湿度传感器521，花盆2内温湿度传感器522，通讯装置6，esp8266开发板601，供电装置7，供电模块701，下载器702，安装架8，插线板801，花盆1号802，花盆2号803，马桶804。
具体实施方式
20.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.实施例1为了提高污水二次利用效率，见图1、图2和图3，本实施例1提供了一种家用污水自动复用装置，包括：主控芯片1；收集装置2，适于对污水进行自主分类；运输装置3，适于运送污水达到指定位置；储存装置4，适于把分类后的水储存起来等待使用水信号；检测装置5，适于检测水位、检测温湿度的模拟信号；通讯装置6，适于把所述模拟信号转换为数字信号传送至用户端；所述家用污水自动复用的装置可充分利用收集装置2、运输装置3、储存装置4、检测装置5把家庭生活中产生各种各样的污水，做到分类收集污水、储存污水。更能通过所述主控芯片1适于通过通讯装置4将数字信号发送至智能平台，以进行按类型二次利用污水。
22.可选的，所述主控芯片例如但不限于采用stm89c52rc芯片，具有高性能、低功耗、低成本的优点，可以用于接收数据以及信息传输。
23.具体的，所述主控芯片作为整个系统的核心器件，单片机型号的选取决定了整个系统的性能。系统中单片机主控制器需要完成的主要功能如下:(1)接收温湿度传感器模块采集的周围环境温度、湿度;(2) 接收非接触式液位传感器模块检测对应蓄水池时产生信号，当检测水无时启动电磁水阀开始供水，当检测水满时关闭电磁水阀停止供水;(3)接收esp8266(nodemcu)无线通讯模块传输的信号，对用户远距离遥控操作做出响应;(4）接收4位独立按键模块的数据，当用户按下键盘时做出响应动作;见图4，本实施例1的家用污水自动复用的装置可充分利用家庭生活中产生各种各样的污水，做到分类收集污水、按类型二次利用污水等功能。让用户可以自主形成水循环系统（收集水—储存水—应用水）。通过这种方式让家用污水循环利用变得方便化、简单化，降低了污水处理的成本，缓解了目前水资源紧缺的现状。
24.作为收集装置的一种可选的获取方式。
25.见图1和图2和图3，所述收集装置2包括：按键模块21，厨房按键模块211，浴室按键模块212，水池22，洗菜池221，浴缸222；所述收集装置2适于对污水进行自主分类；可选的，见图1，所述按键模块21包括：厨房按键模块211，浴室按键模块212；其中按键模块21使用4位独立按键模块，4位独立按键模块中只可以有一个按键是开启状态，用户可以通过输入接口向单片机控制器输入控制指令，来控制对应按键所连接的电磁水阀，从而控制污水的流向。按键模块21中所述厨房按键模块211是分类厨房洗菜池污水，由按键控制通往三处流通路径，分别为泡沫水池、油污水池、市政污水处理系统。按键模块21中所述浴室按键模块212是分类浴室浴缸内的污水，由按键控制通往两处流通路径，分别为泡沫水池、市政污水处理系统。
26.可选的，见图1，所述水池22包括：洗菜池221，浴缸222；两处接收污水处，适用于收集污水。
27.具体的，所述人机交互操作电路例如但不限于采用4位独立按键模块。
28.本实施方式的收集装置在按键模块中设计防抖动模式，拥有灵敏度高、抗干扰能力强等特点。当自主选择污水分类时，所述按键模块中的防抖动模式可以降低误判，从而用户对污水分类的选择更准确。
29.作为运输装置的一种可选的获取方式。
30.见图1和图2，所述运输装置3包括：继电器水泵模块31，继电器非接触式液位传感器模块32，电磁水阀33，水泵34，硅胶水管35；所述运输装置3适于运送污水达到指定位置；可选的，见图1，所述继电器水泵模块31包括：继电器水泵1号模块311，继电器水泵2号模块312，继电器水泵3号模块313，适用于驱动把小水槽内的水从低往高运送到对应水箱的水泵。其中继电器水泵模块31使用信号继电器，信号继电器具有高寿命，高可靠、灵敏度高，控制功率小，电磁兼容性好、电磁干扰小、快速转换等特点。
31.可选的，见图2，所述继电器非接触式液位传感器模块32包括：继电器非接触式液位传感器1号模块321，继电器非接触式液位传感器2号模块322，继电器非接触式液位传感器3号模块323，继电器非接触式液位传感器4号模块324，继电器非接触式液位传感器5号模块325，继电器非接触式液位传感器6号模块326，继电器非接触式液位传感器7号模块327，继电器非接触式液位传感器8号模块328，继电器非接触式液位传感器9号模块329，继电器非接触式液位传感器10号模块3210，继电器非接触式液位传感器11号模块3211，继电器非接触式液位传感器12号模块3212，共计12块继电器，适用于驱动用来检测整个装置中的水位的非接触式液位传感器。其中继电器非接触式液位传感器模块32也同样使用信号继电器。
32.可选的，见图1，所述电磁水阀33包括：电磁水阀1号331，电磁水阀2号332，电磁水阀3号333，电磁水阀4号334，电磁水阀5号335，电磁水阀6号336，电磁水阀7号337，电磁水阀8号338，电磁水阀9号339，电磁水阀11号3311，共计10个水阀，适用于控制整个装置的水循环。
33.见图6通过水阀控制水循环逻辑具体的1：当油污水池无水且洗菜池中也无水运输到油污水池时，打开对应运输装置中的电磁水阀四，把清洁水水池中的水运输到油污水池中保持油污水池中始终有水。当
油污水池中已经水满时：第一洗菜池中依然有水运输到油污水池（电磁水阀一此时打开）。关闭通往油污水池的电磁水阀一，打开对应运输装置中的电磁水阀三，把洗菜池中的水排入市政排污系统。第二清洁水水池中依然有水运输到油污水池（电磁水阀四此时打开）。关闭清洁水池通往油污水池的电磁水阀四。
34.具体的2：当泡沫水池无水且浴缸中也无水运输到泡沫水池时，打开对应运输装置中的电磁水阀八，把清洁水水池中的水运输到泡沫水池中保持泡沫水池中始终有水。当泡沫水池中已经水满时，第一浴缸中依然有水运输到泡沫水池（电磁水阀七此时打开）。关闭通往泡沫水池的电磁水阀七，打开对应运输装置中的电磁水阀六，把浴缸中的水排入市政排污系统。第二清洁水水池中依然有水运输到泡沫水池（电磁水阀八此时打开）。关闭清洁水池通往油污水池的电磁水阀八。
35.具体的3：当清洁水池无水且洗菜池中也无水运输到清洁水池时，打开对应运输装置中的电磁水阀五，把市政自来水接到清洁水池中保持清洁水池中始终有水。当清洁水池中已经水满时，第一洗菜池中依然有水运输到清洁水池（电磁水阀二此时打开）。关闭通往清洁水池的电磁水阀二，打开对应运输装置中的电磁水阀三，把洗菜池中的水排入市政排污系统。第二市政自来水系统中依然有水运输到清洁水池（电磁水阀五此时打开）。关闭市政自来水系统通往清洁水池的电磁水阀五。
36.具体的4：当按键六按下时打开清洁水池通往水桶的水阀九，把清洁水接入水桶等待用户使用。当按键六再次按下时关闭清洁水池通往水桶的水阀九，停止把清洁水接入水桶。
37.具体的5： 当马桶水箱中无水时，打开泡沫水池通往马桶水箱的水阀十一，把泡沫水接入马桶水箱。当马桶水箱中已经水满时，关闭泡沫水池通往马桶水箱水阀十一，停止把泡沫水接入马桶水箱。
38.可选的，见图1，所述水泵34包括：水槽1水泵341，水槽2水泵342，水槽3水泵343，花盆1水泵344，花盆2水泵345，适用于把污水从低处运往高处或用于产生水压浇花。
39.可选的，见图1，所述硅胶水管35 适用于把污水从一处运往另一处。。
40.本实施方式的运输装置将污水经过分类处理后如何到达储存水池、污水在有应用途径后如何到达应用场合所需工具以及工作过程详细表述。
41.作为收集装置的一种可选的获取方式。
42.见图1和图2，所述收集装置4包括：清洁水箱401，泡沫水箱402，油污水箱403，水池404，马桶水箱405，小水槽1号406，小水槽2号407，小水槽3号408；清洁水箱401，泡沫水箱402，油污水箱403适用于储存污水。水池404适用于等待用户按动按键储水使用。马桶水箱405适用于储存用于冲厕水。小水槽1号406，小水槽2号407，小水槽3号408适用于检测水位自动启动水泵运输水。水箱内水是否满通过非接触式液位传感器得出信号发送给主控芯片。
43.本实施方式的收集装置将检测装置得到的数字信号主控芯片传递到主控芯片，与系统预设值进行比较判断水满与水无两种状态，再通过控制运输装置达到水循环。
44.作为检测装置的一种可选的获取方式。
45.见图1和图2，所述检测装置5包括：非接触式液位传感器51，温湿度传感器52，花盆1内温湿度传感器521，花盆2内温湿度传感器522。
46.可选的，见图1，所述非接触式液位传感器51包括：12个相同的非接触式液位传感器。分别应用于清洁水箱401，泡沫水箱402，油污水箱403，水池404，马桶水箱405，小水槽1号406，小水槽2号407，小水槽3号408。每个水箱需要两个非接触式液位传感器，我们通过在检测水池中高低水位各安装一个探头，便可检测水池水无与水满两种情况。然后将收集到的情况传递到51单片机中。与51单片机内设置的各种情况进行比较，一旦收集到的情况符合了设定情况，即向水泵水阀等发送对应信号。
47.可选的，见图1以及图5，所述温湿度传感器52包括：花盆1内温湿度传感器521，花盆2内温湿度传感器522。适用于实时采集监控环境中的温度、湿度数值，然后将收集到的数值通过esp8266模块传递到手机app中。与手机app内设置的停止阈值不断进行比较，一旦采集到的数值达到了停止阈值，即向单片机发送停止信号，运输装置中的水泵将会停止把油污池中的水抽入花盆中。
48.作为通讯装置的一种可选的获取方式。
49.见图1和图2，所述通讯装置6包括：esp8266开发板601， 适用于将用户的物理设备（手机app）连接到wi-fi无线网络上，进行互联网或局域网通信，实现联网功能。实现联网功能后可将通过温湿度传感器收集到的数值传递到手机app中。可以从手机app上实时检测花盆内的温湿度数据。设计中使用esp8266(nodemcu)无线通讯模块，相比起传统使用 esp8266无线通讯模块具有低成本、自带wifi lua环境等优点。这可以加速物联网应用的开发，尤其是结合云端的应用。
50.作为供电装置的一种可选的获取方式。
51.见图2，所述供电装置7包括：供电装置7，供电模块701，下载器702；所述供电模块701适用于将供电电源的220v电压稳定降压至12v电压。其中供电模块701使用多路输出电源模块，多路输出电源模块在直流电路中将一个电压值的电能变为另一个电压值的电能的装置，其采用微电子技术，把小型表面安装集成电路与微型电子元器件组装成一体而构成。所述下载器702适用于烧写程序，或给装置供电。
52.本实施方式的供电装置采用12v电源和5v电源作为供电电源，供电装置可以通过稳压模块将供电电源的电压降压稳定，全程为主控芯片、检测装置、通讯装置、收集装置、储存装置、运输装置、供电装置等供电，保证这些装置的正常运行。
53.进一步，见图2，所述家用污水自动复用装置还包括用于安装架8；所述安装架8包括：插线板801，花盆1号802，花盆2号803，马桶804。外部框架、若干连接件。外部框架为正方体加圆柱体状，材料为铝合金；所述连接部件可以为螺钉、钢副框等，适合将主控芯片、检测装置、通讯装置、收集装置、储存装置、运输装置、供电装置等安装在外部框架上。
54.此外，本发明的家用污水自动复用装置相比现有技术还具有以下优点：（1）通过收集装置与主控芯片配合，快捷、便利的收集分类污水，减少了人力物力。
55.（2）本发明的家用污水自动复用装置基于手机系统的辅助app连接使用终端，主控芯片通过wifi将数据传送到智能平台上，智能平台可以实现联网后将通过温湿度传感器收集到的数值传递到手机app中。可以从手机app上实时检测花盆内的温湿度数据。实现了智能应用污水。
56.（3）本发明的家用污水自动复用装置是一套智能化程度高、方便快捷、易于使用并且可以减少水资源浪费，使家庭用水系统一体化，便捷了二次利用污水。
57.实施例2在实施例1的基础上，本实施例2提供了一种污水二次利用的工作方法，所述污水二次利用的工作方法如图5所示，家用污水自动复用装置通过主控芯片判断有无用水需求后打开对应用水途径。用水途径分为三种：第一种将收集到的泡沫水用于冲马桶，第二种将收集到的油污水用于浇花，是通过手机远程控制的并且分为自动和手动两种模式，浇花的水量是根据温湿度传感器检测到的数据来控制的。第三种通过人为按动按键来控制水阀通断，从而接通清洁水到水池中等待使用。
58.实施例3在实施例1的基础上，本实施例3提供了一种自动浇花app界面，包括：按键、滑动条、温湿度显示、开关；所述自动浇花app界面如图7所示，所述自动浇花app界面使用blinker在arduino上基于wi-fi连接进行开发。由系统需要实现的功能上来定制，我们需要实现监控温度、湿度，所以需要有当前温度、湿度显示；我们需要设定手动或自动浇花工作状态，所以需要开关；在手动浇花模式下我们需要设定浇水、停止工作状态，又因为两个花盆所以需要4个开关；我们需要设定温度范围以及湿度阈值，所以需要控制温度、湿度滑动条设定。
59.综上所述，本发明的家用污水自动复用装置通过智能化方式代替二次利用家庭污水，该家用污水自动复用装置可以收集装置让用户自主分类污水，然后通过运输装置再将手机分类后的污水运输到储存装置供用户发出用水需求时使用，让用户毫不费力就能自动化的复用污水。通过这种方式让水资源的循环利用变得便利化、简单化。这种简单智能化的污水复用方式，缓解国家水资源短缺现状，以及降低用户用水需求量，以及减轻城市污水处理压力。
60.以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。