CN108896613B - 水浸检测装置及方法 - Google Patents

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Abstract

一种水浸检测装置及方法，能够提高浸水判断的准确性。该水浸检测装置包括电极探头和检测主机，电极探头用于检测阻抗的变化，检测主机包括模拟采样模块、数字比较器模块、微控制单元MCU和电源模块。电源模块用于提供电源电压。数字比较器模块用于把第二电压与来自于模拟采样模块的第一电压做比较处理，输出电平信号。模拟采样模块用于根据电极探头输出的阻抗检测结果，对电源模块提供的电源电压做分压和运放处理得到第三电压。MCU用于确定数字比较器模块输出的电平信号由低电平变成高电平，触发模拟采样模块对电极探头的阻抗做采样，获得模拟采样模块输出的第三电压，计算获得电极探头的电阻，判断该电阻小于预设的电阻阈值，则确定浸水。

Description

水浸检测装置及方法
技术领域
本申请涉及检测技术领域，尤其涉及水浸检测装置及方法。
背景技术
目前，在水浸检测技术方面，较为经济的方法是采用电极式水浸传感器。水浸传感器也可以称为水浸检测装置、水浸检测电路或者水浸检测系统，这些命名仅为举例，下文统一使用“水浸检测装置”。水浸检测装置包括电极探头和检测主机。其中，电极探头包括位置关系呈现相互平行的两根金属探针，两根金属探针通过线缆或连接器等方式与检测主机相连接。
由于空气和水的阻抗不一样，水浸检测装置通过两根金属探针之间的阻抗差异来判断电极探头是否浸水。当检测到阻抗较小时，则判定电极探头浸水，然后自动告警。但现有技术中，当电极探头处于较潮湿的环境、或者较多的灰尘累积在电极探头表面时，两根金属探针之间的阻抗很可能变小，水浸检测装置会发生误告警。
发明内容
本申请提供水浸检测装置和方法，能够提高浸水判断的准确性。
第一方面，提供了一种水浸检测装置，所述装置包括电极探头和检测主机，所述电极探头用于检测阻抗的变化，所述检测主机包括模拟采样模块、数字比较器模块、微控制单元MCU和电源模块。所述电源模块用于提供电源电压。所述数字比较器模块104用于把第二电压与来自于所述模拟采样模块的第一电压做比较处理，输出电平信号。所述模拟采样模块用于根据所述电极探头输出的阻抗检测结果，对所述电源模块提供的所述电源电压做分压和运放处理得到第三电压。所述MCU用于确定所述数字比较器模块输出的电平信号由低电平变成高电平，触发所述模拟采样模块对所述电极探头的阻抗做采样，获得所述模拟采样模块输出的所述第三电压，计算获得所述电极探头的电阻，判断所述电极探头的电阻小于预设的电阻阈值，则确定浸水。
有两种实现方式可以确定第二电压：一种实现方式是，数字比较器模块对输入的电源电压做分压处理获得第二电压；另一种实现方式是，数字比较器模块预先设置第二电压。
在上述方案的实现中，首先由数字比较器模块基于电极探头的检测输出电平信号，然后由模拟采样模块对电极探头的阻抗进行采样，再由MCU把计算出的电极探头的电阻与预设的电阻阈值做比较，从而确定是否发生浸水。显然，该方案可以及时地发现电极探头是否浸水，还可以提高浸水判断的准确性。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述MCU还用于确定所述电极探头的电阻大于所述预设的电阻阈值，然后判断所述数字比较器模块提供的电平信号是否由高电平变成低电平，如果不是，依次循环触发对所述电极探头的阻抗实施再次采样、对所述电极探头的电阻实施再次计算和比较，直至确定浸水。
在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述检测主机还包括无线通信模块。所述无线通信模块用于当所述MCU确定浸水，则通过无线信号通知控制台。所述无线通信模块还用于接收所述控制台发送的新的电阻阈值，所述MCU还用于对已保存的电阻阈值做更新。
在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述模拟采样模块包括第一分压电路和运算放大器。所述第一分压电路的第一端连接所述电极探头，所述第一分压电路的第二端连接所述电源模块，所述第一分压电路的第三端连接所述运算放大器的第一端，所述运算放大器的第二端连接所述MCU的AD端口。具体地，所述第一分压电路包括第一电阻器件，第一电阻器件的一端获得所述电源电压的提供，所述第一电阻器件的另一端分别与所述运算放大器的正极端和所述电极探头耦合连接，所述运算放大器的输出端连接所述MCU的AD端口。
在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述数字比较器模块包括第二分压电路和比较器电路。所述第二分压电路的第一端连接所述电源模块，所述第二分压电路的第二端连接所述比较器电路的第一端，所述比较器电路的第二端连接所述模拟采样模块，所述比较器电路的第三端连接所述MCU的IO端口。具体地，所述第二分压电路包括第二电阻器件和第三电阻器件，所述比较器电路包括比较器和第四电阻器件。所述第二电阻器件的一端获得所述电源电压的输入，所述第二电阻器件的另一端分别与所述比较器的正极端、所述第三电阻器件的一端和所述第四电阻器件的一端耦合连接，所述第三电阻器件的另一端接地，所述第四电阻器件的一端连接所述比较器的正极端，所述第四电阻器件的另一端连接所述比较器的输出端，所述比较器的负极端获得来自于所述模拟采样模块的第一电压的输入，所述比较器的输出端连接所述MCU的IO端口。
在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述数字比较器模块包括非门电路，所述非门电路的一端获得来自于所述模拟采样模块的第一电压的输入，所述非门电路的输出端连接所述MCU的IO端口，所述非门电路预先被设置电压阈值。
在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述检测主机还包括电源电压采样模块，所述电源电压采样模块的一端连接所述电源模块，所述电源电压采样模块的另一端连接所述MCU。所述电源电压采样模块用于对所述电源模块提供的电源电压进行采样。所述MCU用于当触发所述模拟采样模块对所述电极探头的阻抗进行采样时，也触发所述电源电压采样模块对所述电源电压进行采样。
第二方面基于第一方面的装置，提供了一种应用于所述水浸检测装置的方法，所述方法包括：所述数字比较器模块把第二电压与来自于所述模拟采样模块的第一电压做比较处理，向所述MCU输出电平信号；所述MCU检测到所述电平信号由低电平变成高电平，触发所述模拟采样模块对所述电极探头的阻抗进行采样；所述模拟采样模块获得所述电极探头输出的阻抗检测结果，对所述电源模块提供的所述电源电压做分压和运放处理得到第三电压，然后输出至所述MCU；所述MCU获得所述第三电压，然后计算出所述电极探头的电阻，判断所述电极探头的电阻小于预设的电阻阈值，则确定浸水。
第三方面，提供了一种应用于所述水浸检测装置的方法，所述方法包括：所述数字比较器模块把第二电压与来自于所述模拟采样模块的第一电压做比较处理，向所述MCU输出电平信号；所述MCU检测到所述电平信号由低电平变成高电平，触发所述模拟采样模块对所述电极探头的阻抗进行采样；所述模拟采样模块获得所述电极探头输出的阻抗检测结果，对所述电源模块提供的所述电源电压做分压和运放处理得到第三电压，然后输出至所述MCU；所述MCU获得所述第三电压，然后计算出所述电极探头的电阻；所述MCU确定所述电极探头的电阻大于预设的电阻阈值，进一步判断所述数字比较器模块提供的电平信号是否由高电平变成低电平，如果不是，依次循环触发对所述电极探头的阻抗实施再次采样、对所述电极探头的电阻实施再次计算和比较，直至确定浸水。
基于上述方面，一种可能的实现方式中，所述MCU判断所述数字比较器模块提供的电平信号不是由高电平变成低电平之后、在触发对所述电极探头的阻抗实施再次采样之前，所述MCU触发定时器开始计时，然后进入休眠状态，在所述定时器完成计时后，进入工作状态。
进一步地，在上述方案的实现中，MCU可以处于休眠状态，在需要工作时，再从休眠状态转入工作状态，进而降低了水浸检测装置的功耗损失。如果电源模块由一个电池或者多个电池串联/并联组成，那么MCU和模拟采样模块的协同作用可以延长电池使用寿命，为水浸检测装置提供更长的工作时间。
基于上述方面，还有一种可能的实现方式中，所述MCU检测到所述电平信号由低电平变成高电平之前，所述MCU进入休眠状态。
基于上述方面，还有一种可能的实现方式中，所述检测主机还包括无线通信模块。当所述MCU确定浸水，所述无线通信模块通过无线信号通知控制台。所述无线通信模块接收所述控制台发送的新的电阻阈值，所述MCU对已保存的电阻阈值做更新。
再进一步地，在上述方案的实现中，MCU可以触发无线通信模块通过无线信号通知控制台发生浸水，而控制台可以根据水浸检测装置所处环境等情况，通过无线信号通知MCU更改电阻阈值的数值设置，这样当水浸检测装置处于较潮湿的环境、或者较多的灰尘累积在电极探头表面，可以有效减少水浸检测装置的误判断，提高浸水检测的准确性。
附图说明
图1是本申请提供的水浸检测装置结构示意图。
图2是本申请提供的模拟采样模块与水浸检测装置内其它组成之间的连接结构示意图。
图3是基于图2的模拟采样模块的一种电路结构示意图。
图4是本申请提供的数字比较器模块与水浸检测装置内其它组成之间的连接结构示意图。
图5是基于图4的数字比较器模块的一种电路结构示意图。
图6是基于图3和图5的水浸检测装置的一种电路结构示意图。
图7是本申请提供的水浸检测装置的另一种电路结构示意图。
图8是本申请提供的微控制单元与水浸检测装置内其它组成之间的连接结构示意图。
图9是本申请提供的水浸检测方法流程示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。
图1示出了本申请提供的水浸检测装置的结构，水浸检测装置100包括电极探头101和检测主机102，电极探头101通过线缆或连接器等方式与检测主机相连接。电极探头101用于检测阻抗的变化，其包括多根金属探针，通常金属探针的数量为两根，两根金属探针之间的位置关系呈现相互平行。以上探针数量及探针之间的位置关系仅为举例，本申请对此不做限定。当两根金属探针处于空气中，被检测到的阻抗很大，当两根金属探针处于水中，被检测到的阻抗较小，一般小于1M欧姆。检测主机102用于根据电极探头101输出的阻抗检测结果来判断是否浸水。检测主机102包括模拟采样模块103、数字比较器模块104、微控制单元(microcontroller unit，MCU)105和电源模块106。进一步地，检测主机102还可以包括告警模块107、电源电压采样模块108和无线通信模块109。
需要说明的是，本申请的水浸检测装置中包含的一些组成部分采用“xx模块”表述，该表述仅仅从功能角度呈现各组成部分，并没有限制各组成部分的实现形式，例如各组成部分可以由物理器件实现，或者芯片实现，或者由电路/集成电路实现，本申请对此不做限定。
检测主机102中的模拟采样模块103用于根据电极探头101输出的阻抗检测结果，对输入的电源电压做分压和运放处理得到电压信号(也就是后续的第三电压V3)，然后输出至MCU105。图2示出了本申请提供的模拟采样模块与水浸检测装置中其它组成之间的连接结构，该模拟采样模块103包括第一分压电路201和运算放大器202。第一分压电路201的第一端连接电极探头101，第一分压电路201的第二端连接电源模块106，第一分压电路201的第三端连接运算放大器202的第一端(正极端口)，运算放大器202的第二端连接MCU105的第一端(如图2中的AD端口)。图3基于图2示出了模拟采样模块的一种电路结构，第一分压电路201包括第一电阻器件R1，其中第一电阻器件R1的一端获得电源电压VCC的输入，第一电阻器件R1的另一端分别与运算放大器U1的正极端和电极探头(如图3中的等效电阻RW)耦合连接，运算放大器U1的输出端连接MCU105的AD端口。第一电阻器件R1可以是一个电阻，也可以是由多个电阻并联或串联形成，图3所示的内容仅为举例，本申请对此不做限定。第一分压电路201获得电源输入，电源电压VCC经第一电阻器件R1和电极探头的等效电阻RW的分压得到第一电压V1，然后第一电压V1经运算放大器202的运放处理得到第三电压V3，再输出至MCU105。第一电压V1与第三电压V3的差值较小，原因在于使用了运算放大器。运算放大器起到隔离作用，使MCU105通过AD端口获得的第三电压V3不会因为电阻R1(兆欧级)太大而与第一电压V1产生较大误差。
一种实现方式是，设定电源电压VCC和第一电阻器件R1的两个数值是恒定的，预先把这两个数值存入MCU105中。另一种实现方式是，第一电阻器件R1的数值是恒定的，预先在MCU105中保存该数值，但电源电压VCC是变化的，MCU105可以从电源电压采样模块108获得准确的电源电压VCC的数值。当MCU105触发模拟采样模块103对电极探头的阻抗进行采样时，也可以触发电源电压采样模块108对电源电压VCC进行采样。MCU105根据第三电压V3、电源电压VCC和第一电阻器件R1，计算获得电极探头101的电阻值，所采用的算式是：
Figure BDA0001630247490000051
MCU105可以定时触发模拟采样模块103对电极探头的电阻RW进行采样，例如MCU105设置采样周期T为5秒。在采样状态下，MCU105的电流较大，例如10mA；采样完成后，MCU105可以被设置进入休眠状态，MCU105的电流较小，例如1μA。显然，MCU105和模拟采样模块103的协同作用可以降低水浸检测装置100的功耗损失。如果电源模块106由一个电池或者多个电池串联/并联组成，那么MCU105和模拟采样模块103的协同作用可以延长电池使用寿命，为水浸检测装置100提供更长的工作时间。
检测主机102中的数字比较器模块104用于把第二电压与来自于模拟采样模块103的第一电压做比较处理，输出电平信号。一种实现方式是，数字比较器模块104对输入的电源电压做分压处理获得第二电压；另一种实现方式是，数字比较器模块104预先设置第二电压。图4示出了本申请提供的数字比较器模块与水浸检测装置中其它组成之间的连接结构，该数字比较器模块104包括第二分压电路301和比较器电路302。第二分压电路301的第一端连接电源模块106，第二分压电路301的第二端连接比较器电路302的第一端，比较器电路302的第二端连接模拟采样模块103，比较器电路302的第三端连接MCU105的第二端(如图4中IO端口)。图5基于图4示出了数字比较器模块的一种电路结构，第二分压电路301包括第二电阻器件R2和第三电阻器件R3，比较器电路302包括比较器U2。进一步地，比较器电路302还可以包括第四电阻器件R4。其中，第二电阻器件R2的一端获得电源电压VCC的输入，第二电阻器件R2的另一端分别与比较器U2的正极端、第三电阻器件R3的一端和第四电阻器件R4的一端耦合连接，第三电阻器件R3的另一端接地，第四电阻器件R4的一端连接比较器U2的正极端，第四电阻器件R4的另一端连接比较器U2的输出端，比较器U2的负极端获得来自于模拟采样模块103的第一电压V1的输入，比较器U2的输出端连接MCU105的IO端口。第二电阻器件R2和第三电阻器件R3用于实现分压，进而获得第二电压V2。第四电阻器件R4用于防止数字比较器模块104输出的电平信号发生抖动，避免电平信号来回变化。在数字比较器模块104中的电阻器件(例如R2、R3或R4)可以是一个电阻，也可以是由多个电阻并联或串联形成，图5所示的内容仅为举例，本申请对此不做限定。
根据图5所示，当第一电压V1大于第二电压V2，数字比较器模块104输出的低电平信号，例如0，则判定结果是未浸水(即正常)。具体地，当电极探头处在空气中，电极探头的电阻RW很大，此时的电阻RW远大于电阻器件R1、R2、R3和R4，第一电压V1接近于电源电压VCC，即V1≈VCC。而数字比较器模块104输出的是低电平信号，这相当于比较器U2的输出端接地，根据第二电阻器件R2和第三电阻器件R3的连接关系，确定第二电压V2，即
Figure BDA0001630247490000061
那么
Figure BDA0001630247490000062
如果比较器电路302进一步包括第四电阻器件R4，同理,与比较器U2的输出端连接的第四电阻器件R4的一端接地，意味着第三电阻器件R3和第四电阻器件R4并联连接，则可以确定第二电压V2，即
Figure BDA0001630247490000071
那么
Figure BDA0001630247490000072
当第一电压V1小于第二电压V2，数字比较器模块104输出高电平信号，例如1，则判定结果是浸水。具体地，当电极探头处在水中，电极探头的电阻RW较小，此时的电阻RW较小于电阻器件R1、R2、R3和R4中任意一个。第一电阻器件R1和电阻RW起到分压的作用，从而确定第一电压V1小于VCC，即
Figure BDA0001630247490000073
而数字比较器模块104输出的是高电平信号，这相当于比较器的输出端连接高电压，根据第二电阻器件R2和第三电阻器件R3的连接关系，确定第二电压V2，即
Figure BDA0001630247490000074
那么
Figure BDA0001630247490000075
如果比较器电路302进一步包括第四电阻器件R4，同理，与比较器U2的输出端连接的第四电阻器件R4的一端连接高电压，意味着第二电阻器件R2和第四电阻器件R4并联连接，则可以确定第二电压V2，即
Figure BDA0001630247490000076
那么
Figure BDA0001630247490000077
前述内容中所涉及的电阻器件R1、R2、R3、和R4，其电阻大小通常可以在几百的千欧姆至十几的兆欧姆之间设定。
图6基于图3和图5示出了水浸检测装置的一种电路结构，该装置中各组成的连接关系及功能，前述中已详细说明，此处不再赘述。图7示出了本申请提供的水浸检测装置的另一种电路结构，图7和图6的区别在于数字比较器模块可以由门电路实现。具体地，非门电路U3的一端获得来自于模拟采样模块103的第一电压V1的输入，非门电路U3的输出端连接MCU105的IO端口，在非门电路U3预先设置电压阈值Vth。当电极探头处在空气中，电极探头的电阻RW很大，此时的电阻RW远大于第一电阻器件R1，第一电压V1接近于电源电压VCC，即V1≈VCC。非门电路U3获得来自于模拟采样模块103的第一电压V1的输入，非门电路U3判断第一电压V1大于所设置的电压阈值Vth，非门电路U3输出低电平信号，例如0。当电极探头处在水中，电极探头的电阻RW较小，此时的电阻RW较小于第一电阻器件R1。经过第一电阻器件R1和电阻RW分压作用后的第一电压V1输入至非门电路U3，非门电路U3判断第一电压V1小于所设置的电压阈值Vth，非门电路U3输出高电平信号，例如1。电压阈值Vth的设置，由技术人员根据经验及结合非门电路的硬件参数确定。除了上述的非门电路，数字比较器模块可以使用其它类型的门电路实现，也可以使用运算放大器实现。图7中模拟采样模块的结构及功能，前述中已详细说明，此处不再赘述。
图8示出了本申请提供的MCU与水浸检测装置中其它模块之间的连接结构，该MCU105包括处理器801和存储器802。进一步地，MCU105还可以包括定时器803。其中，处理器801分别与存储器802、模拟采样模块103、数字比较器模块104、告警模块107、电源电压采样模块108和无线通信模块109相连接。处理器801用于获得数字比较器模块104输出的电平信号，当该电平信号发生变化，由低电平信号变成高电平信号(例如由0变成1)，触发模拟采样模块103对电极探头101的阻抗做采样；然后获得模拟采样模块103输出的第三电压V3，计算获得电极探头101的电阻RW，当电阻RW小于电阻阈值Rth，则确定浸水；当电阻RW大于电阻阈值Rth，进一步判断输入的高电平信号是否变成低电平信号，如果不是，依次循环触发对电极探头101的阻抗实施再次采样、对电极探头101的电阻RW实施再次计算和比较，直至确定浸水。存储器802用于保存预先设定的电源电压VCC、第一电阻器件R1和电阻阈值Rth，为处理器801对电极探头101的电阻RW做计算和比较提供数据。处理器801还用于触发电源电压采样模块108对电源电压VCC进行采样，获得电源电压采样模块108输出的电源电压VCC，然后输出至存储器802。存储器802还用于接收电源电压采样模块108输出的信息，对已保存的电源电压VCC的数值做更新。定时器803用于对电极探头101的阻抗和电源电压VCC的采样周期进行计时。处理器801还用于确定获得的高电平信号未变成低电平信号，触发定时器803针对电极探头101的阻抗和电源电压VCC的采样周期开始计时。处理器801进入休眠状态，待该采样周期计时完毕，处理器801被定时器803唤醒，处理器801触发模拟采样模块103对电极探头101的阻抗进行采样。处理器801还用于触发无线通信模块109通知控制台发生浸水。
无线通信模块109与MCU105连接。无线通信模块109用于当处理器801确定浸水，则通过无线信号通知控制台。当水浸检测装置处于较潮湿的环境、或者较多的灰尘累积在电极探头表面，电极探头的阻抗很可能变小。为了提高水浸检测的准确度，控制台可以通过无线信号通知处理器801更改电阻阈值Rth的数值设置，例如潮湿环境下的电阻阈值Rth比干燥环境下的电阻阈值Rth小，这样可以有效减少水浸检测装置的误判断。并且，操作人员采用调节电阻阈值Rth的软件方式可远程控制水浸检测装置，不必到现场采用调节电位器、拨码开关等硬件器件方式，可降低水浸检测装置的维护成本，增大了水浸检测装置的应用范围。无线通信模块109还用于接收控制台发送的电阻阈值Rth的新数值，然后发送至存储器802。存储器802还用于对已保存的电阻阈值Rth的数值做更新。无线通信模块109所采用的无线通信方式包括但是不限于ZigBee(Z字舞蜜蜂)、LORA(Long Range，远程物联网)、NB-IOT(Narrowband Internet of Things，窄带物联网)、WIFI、蓝牙、GPRS(general packetradio service，通用分组无线业务)、LTE(Long Term Evolution，长期演进)等通信方式。无线通信模块可以是检测主机102中的某一组成，与MCU105连接；无线通信模块也可以与检测主机102中的MCU105集成在一起，即作为MCU105中的某一组成。图1所示的内容仅为举例，本申请对此不做限定。
需要说明的是，电阻阈值Rth的设置，可以根据前述的第一电压V1和第二电压V2的运算公式，结合已设定的电源电压VCC及电阻器件R1、R2、R3和R4的阻值大小，大致确定电极探头的电阻范围，即在第一电压V1大于第二电压V2时电阻RW可能的最小值和在第一电压V1小于第二电压V2时电阻RW可能的最大值，进一步地可以根据水浸检测装置所处的环境情况，然后在该电阻范围内可以选择合适的值设置电阻阈值Rth。
电源模块106用于提供电源电压VCC。该电源模块106可以是由一个电池或者多个电池串联/并联组成。该电源模块106也可以是由一个供电单元(Power Supply Unit,PSU)或者多个PSU并联组成，PSU用于把来自外部的交流电转换成供负载使用的直流电。该电源模块106还可以由一个太阳能供电单元(Solar Supply Unit,SSU)或多个SSU并联组成，SSU用于把来自于光伏板的直流电转换成供负载使用的直流电。
告警模块107与MCU105相连接。MCU105用于根据MCU105确定浸水的结果，发出告警指示。
电源电压采样模块108的一端连接电源模块106，其另一端连接MCU105。电源电压采样模块108用于对电源模块106提供的电源电压VCC进行采样，然后将采样结果输出至MCU105。
结合前面关于装置的描述，下面说明水浸检测方法。
在S901，水浸检测装置100被启动。需要说明的是，被启动可以理解为上电后被开启。
在S902，水浸检测装置100中MCU105的IO端口被初始化。
在S903，MCU105进入休眠状态。需要说明的是，该步骤是可选的，在S902之后，可以直接执行S904。
在S904，数字比较器模块104把第二电压V2与来自于模拟采样模块103的第一电压V1做比较处理，向MCU105输出电平信号。
在S905，MCU105通过IO端口检测到输入的电平信号发生变化，判断是否由低电平信号0变成高电平信号1，当判断结果为是，则执行S906或者S907，当判断结果为否，则执行S903或者S904。
在S906，MCU105进入工作状态。需要说明的是，该步骤是可选的、且与S903相配合执行。在S905之后，可以直接执行S907。
在S907，MCU105触发模拟采样模块103对电极探头101的阻抗进行采样。
在S908，模拟采样模块103获得电极探头101输出的阻抗检测结果，对电源模块106提供的电源电压VCC做分压和运放处理得到第三电压V3，然后输出至MCU105；MCU105通过AD端口获得第三电压V3，然后计算出电极探头101的电阻RW。
在S909，MCU105判断电阻RW是否小于与预设的电阻阈值Rth，当判断结果为是，则执行S910，当判断结果为否，则执行S911。
在S910，MCU105确定浸水。然后执行S903或者S904。
在S911，MCU105判断来自于所述数字比较器模块的电平信号是否由高电平变成低电平，当判断结果为是，则执行S903或者S904，当判断结果为否，则执行S912或者S907。
在S912，MCU105触发定时器开始计时，然后进入休眠状态。
在S913，在定时器完成计时后，MCU105进入工作状态，然后执行S907。需要说明的是，S912和S913的步骤是可选的，在S911之后，可以直接执行S907。
在执行S910之后且执行S903或S904之前，可以执行S914和/或S915。
在S914，MCU105触发告警模块107发出浸水的告警指示。
在S915，MCU105触发无线通信模块109通过无线信号通知控制台发生浸水。
在上述方案中，首先由数字比较器模块基于电极探头的检测输出电平信号，然后由模拟采样模块对电极探头的阻抗进行采样，再由MCU把计算出的电极探头的电阻RW与预设的电阻阈值Rth做比较，从而确定是否发生浸水。显然，该方案可以及时地发现电极探头是否浸水，还可以提高浸水判断的准确性。
进一步地，引入了S903、S906和S913的执行步骤，可以使MCU处于休眠状态，在需要工作时，再从休眠状态转入工作状态，进而降低了水浸检测装置的功耗损失。如果电源模块由一个电池或者多个电池串联/并联组成，那么MCU和模拟采样模块的协同作用可以延长电池使用寿命，为水浸检测装置提供更长的工作时间。
再进一步地，MCU可以触发无线通信模块通过无线信号通知控制台发生浸水，而控制台可以根据水浸检测装置所处环境等情况，通过无线信号通知MCU更改电阻阈值Rth的数值设置，这样当水浸检测装置处于较潮湿的环境、或者较多的灰尘累积在电极探头表面，可以有效减少水浸检测装置的误判断，提高浸水检测的准确性。
本申请的权利要求书以及说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。
应理解，在本发明实施例中，相同的模块/单元对应于类似的附图标记。此外，上文对本发明实施例的描述着重于强调各个实施例之间的不同之处，未提到的相同或相似之处可以互相参考，为了简洁，这里不再赘述。
还应理解，在本文中，A与B连接可以表示A与B直接连接，或者A与B间接连接，例如A通过一个或多个元件与B连接，本发明实施例对此不做限定。
此外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的MCU及方法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，所述模块/单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块/单元可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (19)

1.一种水浸检测装置，其特征在于，所述装置包括电极探头和检测主机，其中，所述电极探头用于检测阻抗的变化；所述检测主机包括模拟采样模块、数字比较器模块、微控制单元MCU和电源模块；
所述电源模块用于提供电源电压；
所述数字比较器模块用于把第二电压与来自于所述模拟采样模块的第一电压做比较处理，输出电平信号，所述电平信号用于表征所述电极探头处于浸水或者未浸水；
所述模拟采样模块用于根据所述电极探头输出的阻抗检测结果，对所述电源模块提供的所述电源电压做分压和运放处理得到第三电压；
所述MCU用于确定所述数字比较器模块输出的电平信号由低电平变成高电平，表征所述电极探头浸水，所述MCU从休眠状态进入工作状态并再触发所述模拟采样模块对所述电极探头的阻抗做采样，获得所述模拟采样模块输出的所述第三电压，计算获得所述电极探头的电阻，判断所述电极探头的电阻小于预设的电阻阈值，则确定浸水。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述MCU还用于确定所述电极探头的电阻大于所述预设的电阻阈值，然后判断所述数字比较器模块提供的电平信号是否由高电平变成低电平，如果不是，依次循环触发对所述电极探头的阻抗实施再次采样、对所述电极探头的电阻实施再次计算和比较，直至确定浸水。
3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述检测主机还包括无线通信模块，所述无线通信模块用于当所述MCU确定浸水，则通过无线信号通知控制台。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述无线通信模块还用于接收所述控制台发送的新的电阻阈值；所述MCU还用于对已保存的电阻阈值做更新。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述模拟采样模块包括第一分压电路和运算放大器；其中，所述第一分压电路的第一端连接所述电极探头，所述第一分压电路的第二端连接所述电源模块，所述第一分压电路的第三端连接所述运算放大器的正极端，所述运算放大器的输出端连接所述MCU的AD端口。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一分压电路包括第一电阻器件；其中，第一电阻器件的一端获得所述电源电压的输入，所述第一电阻器件的另一端分别与所述运算放大器的正极端和所述电极探头耦合连接，所述运算放大器的输出端连接所述MCU的AD端口。
7.如权利要求1或5所述的装置，其特征在于，所述数字比较器模块包括第二分压电路和比较器电路；其中，所述第二分压电路的第一端连接所述电源模块，所述第二分压电路的第二端连接所述比较器电路的第一端，所述比较器电路的第二端连接所述模拟采样模块，所述比较器电路的第三端连接所述MCU的IO端口。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第二分压电路包括第二电阻器件和第三电阻器件，所述比较器电路包括比较器和第四电阻器件；其中，所述第二电阻器件的一端获得所述电源电压的输入，所述第二电阻器件的另一端分别与所述比较器的正极端、所述第三电阻器件的一端和所述第四电阻器件的一端耦合连接，所述第三电阻器件的另一端接地，所述第四电阻器件的一端连接所述比较器的正极端，所述第四电阻器件的另一端连接所述比较器的输出端，所述比较器的负极端获得来自于所述模拟采样模块的第一电压的输入，所述比较器的输出端连接所述MCU的IO端口。
9.如权利要求1或5所述的装置，其特征在于，所述数字比较器模块包括非门电路；其中，所述非门电路的一端获得来自于所述模拟采样模块的第一电压的输入，所述非门电路的输出端连接所述MCU的IO端口，所述非门电路预先被设置电压阈值。
10.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述检测主机还包括电源电压采样模块，所述电源电压采样模块的一端连接所述电源模块，所述电源电压采样模块的另一端连接所述MCU；所述电源电压采样模块用于对所述电源模块提供的电源电压进行采样；所述MCU用于当触发所述模拟采样模块对所述电极探头的阻抗进行采样时，也触发所述电源电压采样模块对所述电源电压进行采样。
11.一种应用于水浸检测装置的方法，其特征在于，该装置包括电极探头和检测主机，其中，所述检测主机包括模拟采样模块、数字比较器模块、微控制单元MCU和电源模块；所述方法包括：
所述数字比较器模块把第二电压与来自于所述模拟采样模块的第一电压做比较处理，向所述MCU输出电平信号，所述电平信号用于表征所述电极探头处于浸水或者未浸水；
所述MCU检测到所述电平信号由低电平变成高电平，表征所述电极探头浸水，所述MCU从休眠状态进入工作状态并再触发所述模拟采样模块对所述电极探头的阻抗进行采样；
所述模拟采样模块获得所述电极探头输出的阻抗检测结果，对所述电源模块提供的电源电压做分压和运放处理得到第三电压，然后输出至所述MCU；
所述MCU获得所述第三电压，然后计算出所述电极探头的电阻，判断所述电极探头的电阻小于预设的电阻阈值，则确定浸水。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述MCU检测到所述电平信号由低电平变成高电平之前，所述方法还包括：所述MCU进入休眠状态。
13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述检测主机还包括无线通信模块；当所述MCU确定浸水，所述无线通信模块通过无线信号通知控制台。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述无线通信模块接收所述控制台发送的新的电阻阈值；所述MCU对已保存的电阻阈值做更新。
15.一种应用于水浸检测装置的方法，其特征在于，该装置包括电极探头和检测主机，其中，所述检测主机包括模拟采样模块、数字比较器模块、微控制单元MCU和电源模块；所述方法包括：
所述数字比较器模块把第二电压与来自于所述模拟采样模块的第一电压做比较处理，向所述MCU输出电平信号，所述电平信号用于表征所述电极探头处于浸水或者未浸水；
所述MCU检测到所述电平信号由低电平变成高电平，表征所述电极探头浸水，所述MCU从休眠状态进入工作状态并再触发所述模拟采样模块对所述电极探头的阻抗进行采样；
所述模拟采样模块获得所述电极探头输出的阻抗检测结果，对所述电源模块提供的电源电压做分压和运放处理得到第三电压，然后输出至所述MCU；
所述MCU获得所述第三电压，然后计算出所述电极探头的电阻，确定所述电极探头的电阻大于预设的电阻阈值，进一步判断所述数字比较器模块提供的电平信号是否由高电平变成低电平，如果不是，依次循环触发对所述电极探头的阻抗实施再次采样、对所述电极探头的电阻实施再次计算和比较，直至确定浸水。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述MCU判断所述数字比较器模块提供的电平信号不是由高电平变成低电平之后、在触发对所述电极探头的阻抗实施再次采样之前，所述方法还包括：所述MCU触发定时器开始计时，然后进入休眠状态，在所述定时器完成计时后，进入工作状态。
17.如权利要求15或16所述的方法，其特征在于，所述MCU检测到所述电平信号由低电平变成高电平之前，所述方法还包括：所述MCU进入休眠状态。
18.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述检测主机还包括无线通信模块；当所述MCU确定浸水，所述无线通信模块通过无线信号通知控制台。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述无线通信模块接收所述控制台发送的新的电阻阈值；所述MCU对已保存的电阻阈值做更新。
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