CN106125606A - 一种防漏水保护系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种防漏水保护系统，对各电路进行控制的微处理器，设置在室内对相应位置的漏水情况进行检测的漏水检测传感器，各个漏水检测传感器将采集的漏水信息通过无线传输方式传输至微处理器中；所述的各个漏水检测传感器内设置一无线发射模块，将实时采集的信息按照预设的编码格式进行编码，完成后将编码信息传输至微处理器中；还包括设置在水路的主管道上的电动球阀，电动球阀在微处理器的控制下，完成对主管路通断的控制。本发明防漏水保护系统，通过多点漏水监测，无线传输方式，控制自来水总阀开关，能够判定漏水位置，便于维修；更加安全可靠，防止二次漏水。

Description

一种防漏水保护系统

技术领域

本发明涉及管路防漏水领域，尤其涉及一种防漏水保护系统。

背景技术

现在纯水机、净水器、前置过滤器，已开始普遍化，因装管道不牢靠以及管道老化等问题，出现漏水、渗水等情况，给用户家里带来了不便和损失。随着人们的生活质量的不断提高，家中用水设备比较多，漏水检测点也比较多，单点有线检测已经无法满足市场需求，并且漏水保护器有220V电源供电，在实际使用中不太方便与安全。

现有漏水保护器，监测点单一，普遍安装在用水设备的进口出水口，只能保护支路上面不漏水，无法关闭自来水总阀门；并且，在对漏水判断时，经常出现误判。现有的漏水保护器，一般功耗比较大，需要外接220V电源，安装不方便。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本创作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防漏水保护系统，用以克服上述技术缺陷。

为实现上述目的，本发明提供一种防漏水保护系统，对各电路进行控制的微处理器，

设置在室内对相应位置的漏水情况进行检测的漏水检测传感器，各个漏水检测传感器将采集的漏水信息通过无线传输方式传输至微处理器中；

所述的各个漏水检测传感器内设置一无线发射模块，将实时采集的信息按照预设的编码格式进行编码，完成后将编码信息传输至微处理器中；

还包括设置在水路的主管道上的电动球阀，电动球阀在微处理器的控制下，完成对主管路通断的控制；

还包括设置在主管道上的无线接收模块，在所述的无线接收模块内设置有无线接收解码电路，所述的无线接收解码电路将解码后的漏水信息传输至微处理器中；

所述的微处理器集成在接收控制器中，所述的接收控制器安装在主管路上；

所述的接收控制器与无线接收模块连接，其通过导线连接或者通过数据通信端口连接；所述的接收控制器与电动球阀连接，其通过导线或者通过数据通信端口连接。

进一步地，在所述的微处理器上还连接有按键复位电路，对电路进行复位；

以及蜂鸣器报警电路，LED指示电路，所述的蜂鸣器报警电路与一蜂鸣器连接；

所述的LED指示电路与LED指示灯连接。

进一步地，在所述的微处理器中设置有信号采集单元和比较单元，所述的信号采集单元获取各个漏水检测传感器的检测信息；所述的比较单元，分别采集各个漏水检测传感器的电压和电流，其对所有信号处理单元内存储的电流和电压采集信号进行运算处理；

所述的比较单元按照下述公式计算第二漏水检测传感器对第一漏水检测传感器采集数值的重合度P₂₁，本实施例中，采用漏水检测传感器采集的电流和电压信号进行判定；

$P_{21}(u_1,i_1)=\frac{{\Σ}_{u_2,i_2}\left(T\right(u_2,i_2)*I^{\′}(u_1+u_2,i_1+i_2\left)\right)}{\sqrt{{\Σ}_{u_2,i_2}T{\left(u_2,i_2\right)}^2*{\Σ}_{u_2,i_2}I{\left(u_1+u_2,i_1+i_2\right)}^2}}---\left(1\right)$

式中，P₂₁(u₁，i₁)表示每组电流和电压信号的重合度，u₁和i₁分别表示第一漏水检测传感器采集的电压信号、电流信号，u₂和i₂分别表示所述第二漏水检测传感器采集的电压信号、电流信号，T表示均方差运算，I和I′表示积分运算。

进一步地，所述比较单元计算第二漏水检测传感器对第一漏水检测传感器的信号重合度P₂₁，第三传感器对第一漏水检测传感器的信号重合度P₃₁，第三漏水检测传感器对第二漏水检测传感器的信号重合度P₃₂；每次进行冗余判定时，所述的比较单元从中选择相邻标号的漏水检测传感器进行判定；

所述的处理单元从存储单元中获取重合度阈值，将每组所述计算所得的重合度值与重合度阈值进行比对，若所述重合度大于该阈值，则断定其中一组的湿度信息超标，若涉及到该组的重合度值均超标，则断定该组的湿度信息超标。

进一步地，所述的微处理器从存储单元中获取重合度阈值，将每组所述计算所得的重合度值与重合度阈值进行比对，若所述重合度大于该阈值，则断定其中一组的湿度信息超标，若涉及到该组的重合度值均超标，则断定该组的湿度信息超标。

在本发明实施例中，所述的数据存储器内存储阈值最大值为V_max，最小值为V_min，设定

T₀＝1/2(V_min+V_max) (5)

在上述公式中，根据实际使用过程中的各个漏水检测传感器实际的使用对阈值进行调整；在本发明实施例中，设定T₀为基准的阈值，通过与该值进行比较，确定各个区域内的湿度是否超标。

进一步地，在每个所述的无线发射模块设置加密模块，所述的加密模块包括一密钥产生模块、一管理模块和一变换模块；

在所述的无线接收模块设置一解密模块，包括一验证模块、一管理模块和一逆变换模块。

与现有技术相比本发明的有益效果为：本发明防漏水保护系统，通过多点漏水监测，无线传输方式，控制自来水总阀开关；当所述的微处理器根据采集的监测点的信息判定某处漏水时，所述的微控制器控制与其连接的球阀驱动电路动作，进而控制安装在主管道上的电动球阀动作，切断主水路。并且，微处理器根据监测信息情况，能够判定漏水位置，便于维修；更加安全可靠，防止二次漏水。

本发明的监测点用电池供电，待机功耗低，使用电池供电，可以用5年以上，安全方便。

本发明通在发生漏水故障后，所述的微处理器通过蜂鸣器报警电路驱动蜂鸣器发出报警；同时，所述的微处理器通过LED指示电路控制LED指示灯发亮。

在排除漏水故障后，所述的微控制器通过按键复位电路进行复位，恢复正常运行状态。

本发明采用程序控制方式，完成对各个信息的控制，尤其适合多参数、多区域的控制；控制系统结构简单，操作方便，并且，能够减少浪费。由于设置自动、精准的控制方式，还能够通过各个信息阈值的控制，实时调整漏水检测传感器至安全的状态，实现漏水保护的信息化管理。

附图说明

图1为本发明的防漏水保护系统的整体框架示意图；

图2为本发明的防漏水保护系统的整体结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

请参阅图1所示，其为本发明的防漏水保护系统的整体框架示意图，本发明实施例的防漏水保护系统包括对各电路进行控制的微处理器、设置在室内对相应位置的漏水情况进行检测的漏水检测传感器；各个漏水检测传感器将采集的漏水信息通过无线传输方式传输至微处理器中；所述的各个漏水检测传感器内设置一无线发射模块，将实时采集的信息按照预设的编码格式进行编码，完成后将编码信息传输至微处理器中。

还包括设置在水路的主管道1上的电动球阀2，电动球阀在微处理器的控制下，完成对主管路通断的控制；

以及设置在主管道上的无线接收模块3，在所述的无线接收模块3内设置有无线接收解码电路，所述的无线接收解码电路将解码后的漏水信息传输至微处理器中；

在本实施例中，所述的微处理器集成在接收控制器4中，所述的接收控制器4安装在主管路1上。

所述的接收控制器4与无线接收模块3连接，其通过导线连接或者通过数据通信端口连接；所述的接收控制器4与电动球阀2连接，其通过导线或者通过数据通信端口连接。

在所述的微处理器上还连接有按键复位电路，对电路进行复位；以及蜂鸣器报警电路，LED指示电路；蜂鸣器报警电路与一蜂鸣器连接，LED指示电路与LED指示灯连接。

本发明通过多点漏水监测，通过无线传输方式，控制自来水总阀开关；当所述的微处理器根据采集的监测点的信息判定某处漏水时，所述的微控制器控制与其连接的球阀驱动电路动作，进而控制安装在主管道上的电动球阀动作，切断主水路。并且，微处理器根据监测信息情况，能够判定漏水位置，便于维修。

在发生漏水故障后，所述的微处理器通过蜂鸣器报警电路驱动蜂鸣器发出报警；同时，所述的微处理器通过LED指示电路控制LED指示灯发亮。

在排除漏水故障后，所述的微控制器通过按键复位电路进行复位，恢复正常运行状态。

本发明实施例还包括电源模块，为各个电路元件供电；电源模块为电池，其与安装在室内的用水设备上，减少线路的布置。

在本实施例中，所述的微控制器为微功耗单片机，其与晶体振荡电路、电源稳压滤波电路、液晶驱动电路、电磁阀驱动芯片连接。

所述的微功耗单片机对接收的数据进行处理，并发出控制指令；晶体振荡电路，其为单片机的时钟来源；电源稳压滤波电路，为单片机提供稳定的电源，保证其正常工作；液晶驱动芯片连接在单片机的总线上面，另外一端连接液晶屏，单片机通过特定的指令来控制液晶驱动芯片。电磁阀驱动芯片的信号线连接单片机，驱动线连接脉冲电磁阀，电磁阀驱动芯片。

在本发明实施例中，所述的漏水检测传感器包括第一漏水检测传感器、第二漏水检测传感器，以及第N漏水检测传感器，漏水检测传感器的数量根据室内的实际使用情况确定。

为了能够提高漏水检测的准确度，在本实施例中，微处理器采取冗余判定的方式对漏水检测传感器的检测值进行检测；在所述的微处理器中设置有信号采集单元和比较单元，所述的信号采集单元获取各个漏水检测传感器的检测信息；所述的比较单元，分别采集各个漏水检测传感器的电压和电流，其对所有信号处理单元内存储的电流和电压采集信号进行运算处理。

在本实施例中，所述的比较单元按照下述公式计算第二漏水检测传感器对第一漏水检测传感器采集数值的重合度P₂₁，本实施例中，采用漏水检测传感器采集的电流和电压信号进行判定；

$P_{21}(u_1,i_1)=\frac{{\Σ}_{u_2,i_2}\left(T\right(u_2,i_2)*I^{\′}(u_1+u_2,i_1+i_2\left)\right)}{\sqrt{{\Σ}_{u_2,i_2}T{\left(u_2,i_2\right)}^2*{\Σ}_{u_2,i_2}I{\left(u_1+u_2,i_1+i_2\right)}^2}}---\left(1\right)$

式中，P₂₁(u₁，i₁)表示每组电流和电压信号的重合度，u₁和i₁分别表示第一漏水检测传感器采集的电压信号、电流信号，u₂和i₂分别表示所述第二漏水检测传感器采集的电压信号、电流信号，T表示均方差运算，I和I′表示积分运算；

所述第二传感器对第一漏水检测传感器的信号重合度P₂₁按照下述公式进行计算；

$P_{21}(u,i)=\frac{\underset{j=1}{\overset{M}{\Σ}}{P}_{1j}(u_1,i_1)}{M}---\left(2\right)$

式中，M表示取样组数，j表示序列数，P_1j(u₁，i₁)表示每组信号中所述第二漏水检测传感器对第一漏水检测传感器的信号重合度。

所述的比较单元按照下述公式计算第三漏水检测传感器对第一漏水检测传感器采集数值的重合度P₃₁，本实施例中，采用漏水检测传感器采集的电流和电压信号进行判定；

$P_{31}(u_1,i_1)=\frac{{\Σ}_{u_3,i_3}\left(T\right(u_3,i_3)*I^{\′}(u_1+u_3,i_1+i_3\left)\right)}{\sqrt{{\Σ}_{u_3,i_3}T{\left(u_3,i_3\right)}^2*{\Σ}_{u_3,i_3}I{\left(u_1+u_3,i_1+i_3\right)}^2}}---\left(3\right)$

式中，P₃₁(u₁，i₁)表示每组电流和电压信号的重合度，u₁和i₁分别表示第一漏水检测传感器采集的电压信号、电流信号，u₃和i₃分别表示所述第二漏水检测传感器采集的电压信号、电流信号，T表示均方差运算，I和I′表示积分运算；

所述的比较单元按照下述公式计算第二漏水检测传感器对第三漏水检测传感器采集数值的重合度P₂₃，本实施例中，采用漏水检测传感器采集的电流和电压信号进行判定；

$P_{23}(u_3,i_3)=\frac{{\Σ}_{u_2,i_2}\left(T\right(u_2,i_2)*I^{\′}(u_3+u_2,i_3+i_2\left)\right)}{\sqrt{{\Σ}_{u_2,i_2}T{\left(u_2,i_2\right)}^2*{\Σ}_{u_2,i_2}I{\left(u_3+u_2,i_3+i_2\right)}^2}}---\left(4\right)$

式中，P₂₃(u₃，i₃)表示每组电流和电压信号的重合度，u₃和i₃分别表示第一漏水检测传感器采集的电压信号、电流信号，u₂和i₂分别表示所述第二漏水检测传感器采集的电压信号、电流信号，T表示均方差运算，I和I′表示积分运算；

所述比较单元计算第二漏水检测传感器对第一漏水检测传感器的信号重合度P₂₁，第三传感器对第一漏水检测传感器的信号重合度P₃₁，第三漏水检测传感器对第二漏水检测传感器的信号重合度P₃₂；每次进行冗余判定时，所述的比较单元从中选择相邻标号的漏水检测传感器进行判定；每个漏水传感器的标号根据实际使用情况顺序标注即可。

所述的微处理器从存储单元中获取重合度阈值，将每组所述计算所得的重合度值与重合度阈值进行比对，若所述重合度大于该阈值，则断定其中一组的湿度信息超标，若涉及到该组的重合度值均超标，则断定该组的湿度信息超标。

在本发明实施例中，所述的数据存储器内存储阈值最大值为V_max，最小值为V_min，设定

T₀＝1/2(V_min+V_max) (5)

在上述公式中，根据实际使用过程中的各个漏水检测传感器实际的使用对阈值进行调整；在本发明实施例中，设定T₀为基准的阈值，通过与该值进行比较，确定各个区域内的湿度是否超标。

本发明采用程序控制方式，完成对各个信息的控制，尤其适合多参数、多区域的控制；控制系统结构简单，操作方便，并且，能够减少浪费。由于设置自动、精准的控制方式，还能够通过各个信息阈值的控制，实时调整漏水检测传感器至安全的状态，实现漏水保护的信息化管理。

为了避免无线信号的干扰，本发明还在每个无线发射模块设置加密模块，在初始工作时，无线接收模块与无线发射模块之间通过验证建立数据通讯。

所述的加密模块包括一密钥产生模块、一管理模块和一变换模块，其中密钥产生模块产生一随机密钥key并存储在管理模块中，所述变换模块，对消息帧中data1或data2即信息部分和密钥key分别进行移位变换，所述变换模块，对移位变换后的消息部分和密钥部分进行乘积变换，并对所述对上述步骤中乘积变换结果进行移位变换，得到加密后的消息帧中data1或data2即信息部分。

所述变换模块，对管理单元存储的初始密钥K_known和密钥key分别进行移位变换，对移位变换后的管理单元存储的初始密钥K_known和密钥部分进行乘积变换，并对所述对上述步骤中乘积变换结果进行移位变换，得到加密后的密钥key。

在所述的无线接收模块设置一解密模块，包括一验证模块、一管理模块和一逆变换模块，其中验证模块对信息进行CRC校验和配对信息验证。如果接收到的一对消息帧，有一个CRC校验结果错误，则丢弃两个消息帧，重新发送信息。若校验结果正确，则对消息帧进行配对验证，选取配对信息一致的一对消息帧传递到逆变换模块中进行解码。

所述逆变换模块，首先使用管理模块存储的初始密钥k_known对密钥key解密，所述逆变换模块，对消息帧中密钥key和管理模块存储的初始密钥k_known进行反移位变换，对移位变换后的消息帧中密钥key和管理模块存储的初始密钥k_known进行逆乘积变换，对所述对上述步骤中乘积变换结果进行反移位变换，得到密钥key。

所述逆变换模块，后用密钥key对两个存放data1、data2的消息帧分别解密，所述逆变换模块，对消息帧中密钥key和消息帧中的data1、data2进行反移位变换，对移位变换后的消息帧中密钥key和消息帧中的data1、data2进行逆乘积变换，对所述对上述步骤中乘积变换结果进行反移位变换，逆变换模块得到解密后信息，将解密后信息发送给控制模块。

在初始完成对接后，中间数据在传输过程中，无需就行数据验证。

上述详细说明是针对本发明其中之一可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种防漏水保护系统，其特征在于，包括：

对各电路进行控制的微处理器，

设置在室内对相应位置的漏水情况进行检测的漏水检测传感器，各个漏水检测传感器将采集的漏水信息通过无线传输方式传输至微处理器中；

所述的各个漏水检测传感器内设置一无线发射模块，将实时采集的信息按照预设的编码格式进行编码，完成后将编码信息传输至微处理器中；

还包括设置在水路的主管道上的电动球阀，电动球阀在微处理器的控制下，完成对主管路通断的控制；

还包括设置在主管道上的无线接收模块，在所述的无线接收模块内设置有无线接收解码电路，所述的无线接收解码电路将解码后的漏水信息传输至微处理器中；

所述的微处理器集成在接收控制器中，所述的接收控制器安装在主管路上；

所述的接收控制器与无线接收模块连接，其通过导线连接或者通过数据通信端口连接；所述的接收控制器与电动球阀连接，其通过导线或者通过数据通信端口连接。

2.根据权利要求1所述的防漏水保护系统，其特征在于，在所述的微处理器上还连接有按键复位电路，对电路进行复位；

以及蜂鸣器报警电路，LED指示电路，所述的蜂鸣器报警电路与一蜂鸣器连接；

所述的LED指示电路与LED指示灯连接。

3.根据权利要求1所述的防漏水保护系统，其特征在于，在所述的微处理器中设置有信号采集单元和比较单元，所述的信号采集单元获取各个漏水检测传感器的检测信息；所述的比较单元，分别采集各个漏水检测传感器的电压和电流，其对所有信号处理单元内存储的电流和电压采集信号进行运算处理；

所述的比较单元按照下述公式计算第二漏水检测传感器对第一漏水检测传感器采集数值的重合度P₂₁，本实施例中，采用漏水检测传感器采集的电流和电压信号进行判定；

$P_{21}(u_1,i_1)=\frac{{\Σ}_{u_2,i_2}\left(T\right(u_2,i_2)*I^{\′}(u_1+u_2,i_1+i_2\left)\right)}{\sqrt{{\Σ}_{u_2,i_2}T{\left(u_2,i_2\right)}^2*{\Σ}_{u_2,i_2}{I}^{\′}{\left(u_1+u_2,i_1+i_2\right)}^2}}---\left(1\right)$

式中，P₂₁(u₁，i₁)表示每组电流和电压信号的重合度，u₁和i₁分别表示第一漏水检测传感器采集的电压信号、电流信号，u₂和i₂分别表示所述第二漏水检测传感器采集的电压信号、电流信号，T表示均方差运算，I和I′表示积分运算。

4.根据权利要求3所述的防漏水保护系统，其特征在于，所述比较单元计算第二漏水检测传感器对第一漏水检测传感器的信号重合度P₂₁，第三传感器对第一漏水检测传感器的信号重合度P₃₁，第三漏水检测传感器对第二漏水检测传感器的信号重合度P₃₂；每次进行冗余判定时，所述的比较单元从中选择相邻标号的漏水检测传感器进行判定；

所述的处理单元从存储单元中获取重合度阈值，将每组所述计算所得的重合度值与重合度阈值进行比对，若所述重合度大于该阈值，则断定其中一组的湿度信息超标，若涉及到该组的重合度值均超标，则断定该组的湿度信息超标。

5.根据权利要求4所述的防漏水保护系统，其特征在于，所述的微处理器从存储单元中获取重合度阈值，将每组所述计算所得的重合度值与重合度阈值进行比对，若所述重合度大于该阈值，则断定其中一组的湿度信息超标，若涉及到该组的重合度值均超标，则断定该组的湿度信息超标。

在本发明实施例中，所述的数据存储器内存储阈值最大值为V_max，最小值为V_min，设定

T₀＝1/2(V_min+V_max) (5)

在上述公式中，根据实际使用过程中的各个漏水检测传感器实际的使用对阈值进行调整；在本发明实施例中，设定T₀为基准的阈值，通过与该值进行比较，确定各个区域内的湿度是否超标。

6.根据权利要求1所述的防漏水保护系统，其特征在于，在每个所述的无线发射模块设置加密模块，所述的加密模块包括一密钥产生模块、一管理模块和一变换模块；

在所述的无线接收模块设置一解密模块，包括一验证模块、一管理模块和一逆变换模块。