一种基于FPGA的高集成度家用防漏水装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于FPGA的高集成度家用防漏水装置，属于智能家电，本实用新型专利技术要解决的技术问题为如何实现家庭内用水器具时，智能自动关闭水闸并智能提醒用户，确保用户及时发现、及时维修，采用的技术方案为：其结构包括壳体，壳体内设置有FPGA控制模块、电磁流量模块、无线充电模块和无线通信模块，壳体下方设置有电磁水闸，FPGA控制模块包括FPGA芯片、电源管理模块和SPI FLASH芯片，FPGA芯片连接SPI FLASH芯片，FPGA芯片通过Rapid IO接口连接无线通信模块，FPGA芯片通过串口连接电磁流量模块，FPGA芯片通过继电器分别连接电磁水闸；电源管理模块分别连接无线充电模块、无线通信模块、电磁流量模块、电磁水闸、继电器和FPGA芯片供电。

A High Integration Household Leakage-proof Device Based on FPGA

The utility model discloses a highly integrated household leak-proof device based on FPGA, which belongs to intelligent household appliances. The technical problem to be solved by the utility model is how to realize the intelligent automatic closing of the sluice and intelligent reminding the user to ensure the timely discovery and maintenance of the user. The technical scheme adopted is that the structure of the device includes a shell and the shell is equipped with a FPGA control. The system module, the electromagnetic flow module, the wireless charging module and the wireless communication module are set up under the shell. The control module of the FPGA includes the FPGA chip, the power management module and the SPI FLASH chip. The FPGA chip connects the SPI FLASH chip. The FPGA chip connects the wireless communication module through the Rapid IO interface. The FPGA chip connects the electromagnetic flow module through the serial port. The FPGA chip connects the electromagnetic flow module through the relay. Electrical appliances are connected to electromagnetic sluices, and power management module is connected to wireless charging module, wireless communication module, electromagnetic flow module, electromagnetic sluice, relay and FPGA chip respectively.

【技术实现步骤摘要】
一种基于FPGA的高集成度家用防漏水装置
本技术涉及智能家电领域，具体地说是一种基于FPGA的高集成度家用防漏水装置。
技术介绍
目前，人们的生活水平大幅提高，变得更加注重生活品质。为应对这一趋势，大量的智能家居产品出现。但在最基本的水暖领域却缺乏智能控制设备，如面盆带有防溢水孔，如果水龙头发生故障，家中无人发现会浪费大量的水资源，如马桶水箱上水装置如果发生故障，会不断上水，并通过马桶下水管道排出，由于基本没有声音和溢水现象，用户很难及时发现故障并关闭水闸，故如何实现家庭内用水器具时，智能自动关闭水闸并智能提醒用户，确保用户及时发现、及时维修是目前急需解决的技术问题。
技术实现思路
本技术的技术任务是提供一种基于FPGA的高集成度家用防漏水装置，来解决如何实现家庭内用水器具时，智能自动关闭水闸并智能提醒用户，确保用户及时发现、及时维修的问题。本技术的技术任务是按以下方式实现的，一种基于FPGA的高集成度家用防漏水装置，包括壳体，壳体内设置有FPGA控制模块、电磁流量模块、无线充电模块和无线通信模块，壳体下方设置有电磁水闸，FPGA控制模块包括FPGA芯片、电源管理模块和SPIFLASH芯片，FPGA芯片连接SPIFLASH芯片，FPGA芯片通过RapidIO接口连接无线通信模块，FPGA芯片通过串口连接电磁流量模块，FPGA芯片通过继电器分别连接电磁水闸；电源管理模块分别连接无线充电模块、无线通信模块、电磁流量模块、电磁水闸、继电器和FPGA芯片供电；FPGA控制模块用于接收无线通信模块传输的用户设定被控设备用水量信息并将信息存储到SPIFLASH芯片中，根据电磁流量模块上传的实时流量统计当前时段总流量，当总流量超过设定阈值时，向电磁水闸发送关闭指令，当实时流量为零且总流量不超过设定阈值时，清零所统计的总流量，并等待统计下一次总流量；电磁流量模块用于统计管道实时流量并将信息上传到FPGA控制模块；电磁水闸用于根据FPGA控制模块发送的指令及时关闭进水管道；无线充电模块用于无线的充电；无线通信模块用于FPGA控制模块与移动端的通信，将接收的数据发送给FPGA控制模块完成数据解析，得到用户设置的被控设备用水参数信息和开关控制指令，将FPGA控制模块发送的被控设备漏水故障的信息发送给用户。作为优选，所述无线充电模块包括接收模块和发射模块，发射模块用于安装在插座上，接收模块安装在壳体上。更优地，所述接收模块包括PCB电子接收天线、充电控制芯片和接收电路板，电源管理模块连接接收电路板，接收电路板连接充电控制芯片，充电控制芯片连接PCB电子接收天线；发射模块包括依次连接的插头、发射电路板、电源控制芯片和PCB电子接收天线。其中，PCB电子接收天线、充电控制芯片、接收电路板、插头、发射电路板、电源控制芯片和PCB电子接收天线均采用现有技术常用的设备。更优地，所述发射模块和接收模块之间的距离不超过1m。作为优选，所述电磁流量模块包括电磁流量计和串口通信模块，FPGA芯片通过串口连接串口通信模块，串口通信模块连接电磁流量计。其中串口通信模块采用现有技术中常用的串口通信模块。作为优选，所述无线通信模块包括依次连接的通信天线、蓝牙通信芯片和无线通信电路板。其中，通信天线、蓝牙通信芯片和无线通信电路板均采用现有技术中常用的通信天线、蓝牙通信芯片和无线通信电路板。作为优选，所述FPGA芯片采用XilinxXC7A15T芯片，SPIFLASH芯片采用AT45DB011D。作为优选，所述电源管理模块采用TPS53319芯片。本技术的基于FPGA的高集成度家用防漏水装置具有以下优点：(一)、本技术采用模块化设计，实施方便；控制逻辑清晰，实现技术成熟，系统稳定性好；自动化程度高，全天候工作，实用性高，解决了家庭内各用水器具故障漏水不能及时发现和制止的问题，实现了经济和节水的目的。(二)、使用FPGA芯片作为主控芯片，利用FPGA高集成度的特点，将多种外围芯片电路的功能集成进FPGA，使产品可以小型化集成化，作为一个单一装置而不是一个需要多种设备互相配合的系统实现防漏水的目的；(三)、使用无线充电模块完成充电，使用射频无线充电方式，无需为装置布置重新布线，利于产品实施；(四)、使用无线通信模块，通过蓝牙通信，可以让用户使用手机方便的控制和了解装置当前状态。故本技术具有设计合理、结构简单、易于加工、体积小、使用方便、一物多用等特点，因而，具有很好的推广使用价值。附图说明下面结合附图对本技术进一步说明。附图1为基于FPGA的高集成度家用防漏水装置的结构示意图；附图2为附图1中FPGA控制模块的结构示意图；附图3为沿基于FPGA的高集成度家用防漏水装置的结构框图。图中：1、壳体，2、FPGA控制模块，3、电磁流量模块，4、无线充电模块，5、无线通信模块，6、电磁水闸，7、电源管理模块，8、SPIFLASH芯片，9、接收模块，10、发射模块，11、PCB电子接收天线，12、充电控制芯片，13、接收电路板，14、插头，15、发射电路板，16、电源控制芯片，17、PCB电子接收天线，18、电磁流量计，19、串口通信模块，20、FPGA芯片，21、进水口，22、出水口，23、插座，24、马桶，25、进水管道，26、出水管道，27、继电器，28、通信天线，29、蓝牙通信芯片，30、无线通信电路板。具体实施方式参照说明书附图和具体实施例对本技术的一种基于FPGA的高集成度家用防漏水装置作以下详细地说明。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述。而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。实施例：如附图1、2和3所示，本技术的基于FPGA的高集成度家用防漏水装置,其结构包括壳体1，壳体1内安装有FPGA控制模块2、电磁流量模块3、无线充电模块4和无线通信模块5，壳体1下方安装有电磁水闸6，电磁水闸6一端设有进水口21，另一端设置有出水口22。FPGA控制模块2包括FPGA芯片20、电源管理模块7和SPIFLASH芯片8，FPGA芯片20连接SPIFLASH芯片8，FPGA芯片20通过RapidIO接口连接无线通信模块5，可以在10米范围内与手机蓝牙模块完成通信连接，通信数据协议为自定义，每一帧数据由前导码、起始码、有效数据、结束码组成，接收数据后发送给FPGA控制模块2完成数据解析，FPGA控制模块2得到用户设置的参数信息或者开关控制指令。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于FPGA的高集成度家用防漏水装置，其特征在于，包括壳体，壳体内设置有FPGA控制模块、电磁流量模块、无线充电模块和无线通信模块，壳体下方设置有电磁水闸，FPGA控制模块包括FPGA芯片、电源管理模块和SPI FLASH芯片，FPGA芯片连接SPI FLASH芯片，FPGA芯片通过Rapid IO接口连接无线通信模块，FPGA芯片通过串口连接电磁流量模块，FPGA芯片通过继电器分别连接电磁水闸；电源管理模块分别连接无线充电模块、无线通信模块、电磁流量模块、电磁水闸、继电器和FPGA芯片供电；FPGA控制模块用于接收无线通信模块传输的用户设定被控设备用水量信息并将信息存储到SPI FLASH芯片中，根据电磁流量模块上传的实时流量统计当前时段总流量，当总流量超过设定阈值时，向电磁水闸发送关闭指令，当实时流量为零且总流量不超过设定阈值时，清零所统计的总流量，并等待统计下一次总流量；电磁流量模块用于统计管道实时流量并将信息上传到FPGA控制模块；电磁水闸用于根据FPGA控制模块发送的指令及时关闭进水管道；无线充电模块用于无线的充电；无线通信模块用于FPGA控制模块与移动端的通信，将接收的数据发送给FPGA控制模块完成数据解析，得到用户设置的被控设备用水参数信息和开关控制指令，将FPGA控制模块发送的被控设备漏水故障的信息发送给用户。...

【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA的高集成度家用防漏水装置，其特征在于，包括壳体，壳体内设置有FPGA控制模块、电磁流量模块、无线充电模块和无线通信模块，壳体下方设置有电磁水闸，FPGA控制模块包括FPGA芯片、电源管理模块和SPIFLASH芯片，FPGA芯片连接SPIFLASH芯片，FPGA芯片通过RapidIO接口连接无线通信模块，FPGA芯片通过串口连接电磁流量模块，FPGA芯片通过继电器分别连接电磁水闸；电源管理模块分别连接无线充电模块、无线通信模块、电磁流量模块、电磁水闸、继电器和FPGA芯片供电；FPGA控制模块用于接收无线通信模块传输的用户设定被控设备用水量信息并将信息存储到SPIFLASH芯片中，根据电磁流量模块上传的实时流量统计当前时段总流量，当总流量超过设定阈值时，向电磁水闸发送关闭指令，当实时流量为零且总流量不超过设定阈值时，清零所统计的总流量，并等待统计下一次总流量；电磁流量模块用于统计管道实时流量并将信息上传到FPGA控制模块；电磁水闸用于根据FPGA控制模块发送的指令及时关闭进水管道；无线充电模块用于无线的充电；无线通信模块用于FPGA控制模块与移动端的通信，将接收的数据发送给FPGA控制模块完成数据解析，得到用户设置的被控设备用水参数信息和开关控制指令，将FPGA控制模块发送的被控设备漏水故障的信息发送给用户。2.根据权利要求1所述的基于F...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵鑫鑫，姜凯，李朋，
申请(专利权)人：山东浪潮人工智能研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：山东,37