【摘要】自动售水机是一种从饮用水“终端”解决水质问题的设备，它采用科学的、先进的净化技术对饮用水进行深度净化处理，提高了饮用水的质量，实现安全用水。研究自动制水售水系统对人类解决水资源污染、提高饮用水质量具有极其重要的意义。本文论述了自动制水售水工作原理，制水的核心技术是采用了RO反渗透技术（又称逆渗透），它可以滤除净水中的细菌、病毒等有害物质和其它一些可溶物，售水部分使用非接触IC刷卡售水、投币售水两种种售水方式。
【关键词】自动售水机，安全用水，RO反渗透技术，非接触IC刷卡
一、 前言
随着经济的飞速发展，人们的生活水平和消费能力也不断上升，与此同时也造成城饮用水的严重污染，简单的氯气消毒和一般的过滤净化已经无法从根本上解决城市居民饮水污染的问题。这成为研究的热门课题，为此集自动供水、智能贩卖、循环杀菌的智能售水机便出现在了小区、学校、单位、超市等人口聚集的地方。这种设备不但降低人们饮水的成本，也提高了人们的生活质量。
二、 主体
水，是人类赖以生存的必要条件，是维持人体正常生理活动的调节机体功能的必要物质。目前我国地表水总体水质量中度污染，在国家环境监测网实际监测的地表水监测断面中，主要污染有工业污染，农业污染和生活污染[1]。我国城乡居民的生活用水大多来自江河湖泊，并且受到各种各样的二次污染，二次污染主要是因为自来水输送管的陈旧老化以及管内壁的锈蚀、淤泥堆积，高层住宅楼的蓄水池基本上是每半年或一年才清洗一次，有的根本不进行清洗，蓄水池也因管理不当造成水池内滋生一些蚊子幼虫，长有青苔和一些腐泥沉积物[2]因此饮用这样的水对人体健康不利，要解决这些问题就要解决制水终端问题，为此人们制造出集过滤、杀菌、消毒等功能于一体的自动售水机。自动售水机占地小，操作简单，水质好，经济实惠只需几平米的地方即可正常的运营，适用于社区、学校、写字楼、公寓、商场等用水量集中且较多的场合[3]。居民只需刷卡，投币即可获得健康的饮用水。由此可见，自动售水机的研究对人类解决水资源污染和提高饮用水质量具有极其重要的意义。
售水技术在欧美等发达国家已经趋于成熟，代表企业如美国的 GE、法国的威利雅水
处理等国外水处理巨头，但目前他们把更多的精力放在了中国工业工程用水方面，还没直接面向终端消费者开发市场[4]。目前国内市场出现的自动售水机，刷卡投币式相结合的自动售水机占主流市场，各家公司的售水机功能也平分秋色。这些售水机的共同点都是采用反渗透技术，除去水中各种有害物质。
自动售水机售水的工作流程：用户刷卡或投币后，将取水容器放置在取水口，机体上显示售水的金额和对应的出水量，用户按下灌装键后，售水机的主控制部分控制售水机自动售水，售水过程中机体上的显示部分显示的水量和金额逐渐减少，水量减为零的时候，售水机停止售水，用户取下取水容器。中间需要更换容器时，按下暂停键，售水机自动停止售水，待放置好新的取水容器后，再次按下灌装键，售水机继续售水，待显示部分显示的水量减为零后，售水机停止售水。自动售水机内储水箱上按有液位检测开关，可以随时检测储水箱内水量的多少，保证储水箱内的水量充足，供用户随时灌装。刷卡功能有有定值预扣模式和在线消费两种模式，人性化选择，操作简单方便。
制水机的核心器件是 RO 反渗透[5], 核心技术是 RO 反渗透膜技术[6]。制水的工作流程：当主控制中心输出进水信号后，进水电磁阀和高压泵相继打开，等待制水机制水。当源水压力达到 0.045MPA 时,低压开关的常开触点闭合[7],市政自来水经过一级微过滤，二级阳离子树脂，三级压缩活性炭，四级精密过滤，五级 RO 反渗透膜，六级 T33（活性炭滤芯）后置活性炭，过滤、杀菌、消毒后得到口感较好的纯净水，这些纯净水经水管流进储水箱内。另一部分经 RO 反渗透膜反渗透得到的废水经专用废水管排出自动售水机外。制水机的纯水和废水比例一般是1：3，水源污染比较严重的地方，纯水比例会缩小。
储水箱储水的工作流程：制水机制造出的纯净水经水管流入储水箱，储水箱内有检测水位情况的浮球液位开关，当水位处于低液位点或高低液位点之间时，储水箱传递“加水信号”至主控机，当水处于高液位点时，水箱传递“停止加水信号”至主控制机构，水箱内无水时仍然传递“加水信号”。通过液位检测开关传递高低液位值给主控单片机，制水机可以不停制水，保持水箱24h内水量充足，用户可以随时灌装。
液体检测技术主要是利用浮球液位开关监测水箱内的水位情况。浮球液位检测开关主要是利用浮球随水的浮力上下移动的原理，来监测水箱内水位的变化情况。水进入水箱后，漏洞水管同时开始进水，浮球依靠水的浮力往上漂移。当到达低液位点时，低液位开关传递“加水信号”给主控机，水箱开始加水，浮球随着水位的上升继续上移，当到达高液位点时，高液位开关传递“停止加水信号”给主控机，表示水箱注满水，水箱停止加水。随着用户灌装取水，水箱内水位下降，“加水信号”再次传递至主控机，水箱继续加水，如此循环即可保证水箱内水量充足。
低液位开关和高液位开关的核心器件是霍尔元件。内有磁铁的浮球和高低液位的霍尔元件组成霍尔开关传感器。当浮球到达低液位时，由于受磁场的影响低液位开关传递高电平信号至主控机，主控机控制制水机开始制水。当浮球到达高液位时，高液位开关由于受磁场的影响传递高电平信号至主控机，主控机控制制水机停止制水。当没有浮球通过时，液位开关传递低电平信号。
自动售水系统的工作流程：售水指示灯亮，用户可以进行刷卡或投币操作，灌装信号传至主控机，经主控机处理后给灌装电磁阀供电，灌装电磁阀打开，同时给灌装泵和紫外线杀菌器供电，灌装泵和紫外线灯管工作[8]，纯净水经紫外线杀毒后流至出水口，用户拿盛水容器灌取，待显示板上的出水量为零时，关闭灌装电磁阀、灌装泵和紫外线灯管,售水完成。
若是刷卡售水，单片机检测到非接触 IC 刷卡信息时，判断卡内余额是否大于1.0 元。卡内余额大于 1.0 元时，则单片机扣除卡内余额 1.0 元并返还余额值给射频卡，单片机配置相应出水量，出水定时器 T0 启动，调用灌装子程序，判断出水时间到否，出水时间到则停止制水，出水时间没到，则判断是否有卡再次刷下，再次检测到刷卡信息，单片机关闭灌装系统，并计算此次的交易金额，返还余额给单片机。卡内余额小于 1.0 元，单片机扣除卡内所有金额，并配置相应出水量，调用灌装子程序，等待出水时间到，出水时间到，单片机关闭灌装系统，出水期间再次检测到刷卡信息，单片机关闭灌装系统，并计算此次交易金额后返还剩余金额。
若是投币售水，单片机检测到投币信息后，单片机接收投币器传递的投币信息并储，计算出水量 Q 和出水时间，进入灌装子程序，等待出水时间到后关闭灌装系统，停止售水，返回主程序。为了确保通信的成功，投币器中的单片机和售水机中的主控单片机在软件上必须有一系列的约定，投币器的单片机甲机发送数据，售水机的主控单片机乙机接收数据。发送数据的格式中的累加校检和为算术累加和，乙机根据接收的“校验和”判断所接收的数据是否正确[9]，串行通信，可采用自动中断法或查询法[10]
三、 结论
此自动售水机功能基本完整，此设备的系统特点有能够实现现场无人值守自动制水售
水。 能够避免储水箱水质的二次污染，出水口设有紫外线灭菌器，保障出口水质的新鲜、可口。在售水方式上除非接触IC刷卡售水和投币售水两种外，可以考虑通过扫描二维码，从绑定的支付宝账号或银行卡中扣除所需支付的金额。可以在设备两侧安装上感应LED灯，通过感光传感器来感应外界环境的亮度，实现夜间照明功能。此外此设备缺少防盗报警装置，应安装刷卡防盗设备和内置摄像头，当非管理人员不用指定开锁卡开锁时，发出警报，并将监控画面发送至管理人员。还应在非操作区域添加与本设备相关广告，不但使更多的人了解并且能够安全的使用，还美化城市。
参考文献
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[10]王月爱，单片机控制的多路呼叫系统设计[J].现代电子技术,2010.
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