[发明专利]一种家用智能热水器系统

权利要求书

1.一种家用智能热水器系统，其特征在于，所述家用智能热水器系统设置有：

用于感知水温的温度传感器单元；

温度传感器单元包括：降压偏置模块，包括两片运算放大器，用于对输入的多普勒模拟信号进行降压与偏置；

AD采样模块，与降压偏置模块连接，由一片数模转换芯片构成，对经过降压后的模拟信号进行模数转换，得到相应的数字信号给FPGA处理；由电容电阻简单配置后，形成单端输入模式；

USB通信模块，包括USB控制芯片，屏蔽复杂的USB通信协议；

PC机接收模块，与USB通信模块连接，接收所述USB通信模块传输的数据，进行校验、储存；

LCD显示模块，与PC机接收模块连接，显示PC机接收模块接收的数据并进行输出；

FPGA控制模块，与AD采样模块和USB通信模块连接，用于组合逻辑功能和进行时序逻辑；

电源管理模块，与PC机接收模块、LCD显示模块和FPGA控制模块连接，负责对降压偏置模块、AD采样模块、USB通信模块、PC机接收模块、LCD显示模块、FPGA控制模块进行持续的电源供应；

FPGA控制模块发出采样时钟给AD采样模块，FPGA控制模块接收到AD采样的数据后，对数据进行实时处理，处理结果通过USB通信模块传输至PC机接收模块存储，同时由LCD显示模块显示；

所述家用智能热水器系统还设置有用于检测淋浴水流量的流量检测器单元；流量检测器单元包括：输入微带线、输入匹配调谐网络、谐振器、输出匹配调谐网络、输出微带线依次连接组成的上层微带结构；

通过输入微带线和输出微带线馈电给谐振器，输入匹配调谐网络和输出输入匹配调谐网络实现与谐振器的匹配，满足所需的外部Q值，在可调过程中保证绝对带宽不变、滤波特性稳定；输入匹配调谐网络和输出输入匹配调谐网络由变容二极管组成，分别连接输入输出微带线与谐振器；

所述微带谐振器、输入微带线、输出微带线印制在带通滤波器中间层的介质基板上；

所述温度传感器单元、流量检测器单元均通过有线连接嵌入热水器外壳的智能控制中心；

所述智能控制中心包括CPU及PWM模块，CPU用于接收温度传感器单元、流量检测器单元传输的信号及根据信号做出对应的控制指令，并将控制指令信号向PWM模块发送，生成PWM波，用于控制调节与温度传感器单元连接的加热器、控制淋浴水流量的电磁阀。

2.如权利要求1所述的家用智能热水器系统，其特征在于，所述输入微带线和输出微带线均为50Ω微带线；

所述谐振器由二分之一波长微带线加载T型开路枝节，其中二分之一波长微带线两端分别加载第一变容二极管和第二变容二极管；T型开路枝节的水平微带线的两端分别加载第三变容二极管和第四变容二极管；

所述输入微带线和谐振器之间设置输入匹配调谐网络，输入匹配调谐网络是由第一变容二极管和第五变容二极管组成；

所述谐振器和输出微带线之间设置输出匹配调谐网络，输出匹配调谐网络由第二变容二极管和第六变容二极管组成；

所述第一变容二极管、第二变容二极管、第三变容二极管、第四变容二极管、第五变容二极管和第六变容二极管均设置偏置电路；

所述输入微带线与谐振器之间分别加载第一隔直电容和第五变容二极管；所述谐振器与输出微带线之间分别加载第六变容二极管和第二隔直电容；五变容二极管和第一隔直电容，第六变容二极管和第二隔直电容通过边长为0.5mm的方形微带贴片级联而成；

所述谐振器的二分之一波长微带线和T型开路枝节进行一定的弯折，以减小尺寸，整体呈轴对称结构。

3.如权利要求1所述的家用智能热水器系统，其特征在于，所述降压偏置模块包括：电阻R1连接运算放大器U1的正极，电阻R2与电阻R1并联，与运算放大器U1的输出端连接，电阻R3连接放大器U1的负极，运算放大器U1的正极和负极之间并联有两个二极管，电阻R4与其中一个二极管串联；电阻R3连接运算放大器U2的输出端，电阻R5与电阻R3并联，并连接运算放大器U2的负极，运算放大器U2的的正极连接GND端；电阻R6与电阻R5并联；电阻R6与运算放大器U3的输出端和负极连接，运算放大器U3的正极加+2V电压；运算放大器U1、运算放大器U2和运算放大器U3都加载+5V的双电源电阻R1＝2K，电阻R2＝2K，电阻R3＝18K，电阻R4＝2K，电阻R5＝10K，电阻R6＝10K。