CN112326134A - 一种低功耗无线漏水保护器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及漏水保护设备技术领域，特别是一种低功耗无线漏水保护器，包括若干漏水监测无线发射端和一个设置在主管道上的控制阀门通断的漏水控制保护端，所述漏水监测无线发射端与漏水控制保护端无线通信连接。本发明的漏水监测发射端实现了待机零功耗，漏水控制保护端实现了低功耗待机，这样在不使用外接电源的情况下，仅通过电池的供电就可以维持若干年的正常使用，真正实现了低功耗；另外，本发明实现安装简单方便效率高、功能强大、自动化程度高、监测点与阀门距离远，可多个漏水监测点同时监测。

Description

一种低功耗无线漏水保护器

技术领域

本发明涉及水路保护设备技术领域，特别是一种低功耗无线漏水保护器。

背景技术

在我们日常生活中，用水的地方处处可见，家庭用水、工厂用水、酒店用水、学校用水、公共设施用水等等。只有某些专用的供水系统装有监测控制系统，一般的供水系统是不具备漏水监测和断水保护功能。一旦发生漏水，不但造成大量水资源的浪费，更容易导致损失惨重的事故。

家庭用水：自来水供水管路及家庭用水还存在水管老化爆管、忘记关龙头、接头松脱、净水器漏水、洗衣机漏水、三角阀漏水、太阳能热水器漏水等意外情况。自来水漏水导致地板家具泡水，动辄损失十几万元装修费用，给居民的日常生活带来不便，并且很多时候殃及楼下住户，引发民事纠纷。酒店用水：酒店也有可能因为水管爆裂、忘记关龙头、人员不当操作等原因导致水灾，导致酒店内的设施的破坏。工厂用水：工厂漏水，一旦影响到仓储安全、工厂设备、生产人员的安全，损失通常都是比较大的，还会涉及到人员安全等严重问题。

针对上述问题，人们设计了检测水管漏水的漏水保护设备，用于实现电器漏水时，对管路进行断流或者发出警报。实现对供水管路的漏水保护，避免住家以及楼下邻居家具、地面被水浸泡和重大经济损失。

中国发明专利CN 110131475 A公开了一种家庭漏水保护器，包括具有监控腔的主阀体，在主阀体的上部安装有控制器，靠近主阀体的出水口处设置有由控制器控制开启或关闭的电动阀，靠近主阀体的进水口处设置有由止回阀体、止回阀座、止回阀芯和弹簧组成的止回阀，监控腔内转动设置有辅助叶轮，辅助叶轮上设置有感应辅助叶轮输出脉冲信号的传感器，传感器与控制器相连接。

中国实用新型专利CN 210740000 U公开了一种种家庭用水环境漏水保护装置，包括主机和一组及一组以上的测水探头连接组成，所述主机安装在家庭用水主管线，一组及一组以上的测水探头分别安装在待测漏水处；其有益效果是：家庭各个用水点一旦发生漏水，水浸没前期预埋的测水探头或者无线探头，探头发出闭水信号给到安装于水管入户最前端的控制系统，由控制系统关闭入户水主管道。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种可长期无线工作的低功耗漏水保护器。

为解决上述技术问题，本发明的一种低功耗无线漏水保护器，包括若干漏水监测无线发射端和一个设置在主管道上控制阀门通断的漏水控制保护端，所述漏水监测无线发射端与漏水控制保护端无线通信连接，其中，

所述漏水监测无线发射端包括吸水模块、感应模块、微处理器、电源模块和信号发射模块；

吸水模块，吸水后产生形变；

感应模块，将吸水模块产生的形变转换为开关动作，使得电源模块与微处理器模块导通回路开始工作；

微处理器模块，将漏水信号控制输出给信号发射模块；

信号发射模块，将微处理器输出的控制信号无线传输给漏水控制保护端；

电源模块，给微处理器和信号发射模块供电。

优选的，所述漏水控制保护端包括阀门、连接器模块和执行器，所述执行器通过连接器模块与阀门相连接，所述执行器包括电源模块，微处理器模块，信号接收模块，电机驱动模块，执行器电机&执行模块，其中，

信号接收模块，用来接收漏水监测无线发射端中信号发射模块发出的信号；

微处理器，处理信号接收模块接收的信号并发出执行信号给电机驱动模块；

电机驱动模块，驱动执行器电机动作；

执行器电机&执行模块，通过执行器电机动作从而带动阀门动作，

电源模块，给信号接收模块、微处理器模块、电机驱动模块和执行器电机&执行模块供电。

优选的，所述漏水监测无线发射端和漏水控制保护端的电源模块都包括电池和用来监测电池电量的电量监测模块。

优选的，所述漏水控制保护端还包括电机手动执行模块，所述电机手动执行模块与微处理器模块相连接。

优选的，所述漏水监测无线发射端的信号发射模块与漏水控制保护端的信号接收模块都采用间歇性工作方式，所述信号发射模块的输出时长大于信号接收模块一个周期内工作和间歇总时长。

优选的，所述漏水监测无线发射端还包括信号匹配/测试模块，所述信号匹配/测试模块与信号发射模块相连接，所述漏水控制保护端包括信号匹配模块，所述信号匹配模块与信号接收模块组合形成信号接收/匹配模块。

优选的，所述信号接收匹配/模块与信号匹配手动执行模块相连接。

优选的，所述漏水监测无线发射端和漏水控制保护端的微处理器模块都分别与报警模块相连接。

优选的，所述报警模块的报警信号采用间歇性输出。

优选的，所述报警信号与信号发射模块的无线信号发射采用套作方式。

优选的，所述吸水模块为膨胀体。

优选的，所述感应模块采用行程开关、压力开关、按压开关、单簧管中的一种或组合。

采用上述结构后，本发明的漏水监测发射端实现了待机零功耗，漏水控制保护端实现了低功耗待机，这样在不使用外接电源的情况下，仅通过电池的供电就可以维持若干年的正常使用，真正实现了低功耗；另外，本发明实现安装简单方便效率高、功能强大、自动化程度高、监测点与阀门距离远，可多个漏水监测点同时监测。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明低功耗无线漏水保护器的系统结构框图。

图2为本发明漏水监测无线发射端的装配示意图。

图3为本发明漏水控制保护端的装配示意图。

图4为本发明报警信号和无线信号发射采用套作方式的示意图。

图5为本发明无线信号发射和无线信号接收的间歇性工作示意图。

图中：1为漏水监测无线发射端，2为漏水控制保护端，

11为固定座，12为膨胀体，13为电池盖，14为电池，15为下盖，16为PCB板，17为上盖，

23为执行器底座，24为执行器PCB板，25为执行器上盖，27为执行器电池盖，

101为微处理器，102为电源模块，103为信号匹配/测试模块，104为信号发射模块，105为吸水模块，106为感应模块，107为报警模块，

201为微处理器，202为信号接收匹配模块，203为信号匹配手动执行模块，204为电机驱动模块，205为执行器电机&执行模块，206为连接器模块，207为阀门，208为电机手动执行模块，209为报警模块，210为电源模块。

具体实施方式

如图1所示，包括若干漏水监测无线发射端1和一个设置在主管道上能控制阀门通断的漏水控制保护端2，这样可以将多个漏水监测无线发射端1分别放置在需要进行漏水保护监测的点，而将漏水控制保护端2安装在主管道上，实现多个漏水监测点同时监测。所述漏水监测无线发射端1与漏水控制保护端2无线通信连接，这样可以将漏水监测无线发射端1放置在任何不方便设置电源线和信号线的地方。

如图1和图2所示，所述漏水监测无线发射端1包括吸水模块105，感应模块106，微处理器101，电源模块102，信号发射模块104，信号匹配/测试模块103和报警模块107。其中，感应模块106，微处理器101，电源模块102，信号发射模块104，信号匹配/测试模块103和报警模块107安装在下盖15和上盖17之间的PCB板上；吸水模块105安装在固定座内，固定座11旋扣在下盖15上。本实施方式中，采用膨胀体12作为吸水模块105。当漏水监测发射端1处于待机状态时，膨胀体12处于压缩状态，整个漏水监测发射端1处于断电状态，实现待机零功耗。当膨胀体12接触到漏水时，迅速膨胀（机械方式触发，确保待机状态零功耗），触发感应模块106接通，漏水监测发射端1从断电状态变为通电状态，微处理器101开始通电工作，通过信号发射模块104向漏水控制保护端2发射信号，同时报警模块107开始报警。本实施方式中，感应模块106采用行程开关、压力开关、按压开关、单簧管中的一种或组合。漏水监测发射端1通常需要配合漏水控制保护端2使用，当漏水监测发射端1检测到漏水，信号发射模块104发送的信号，漏水控制保护端2接收到该信号并自动关闭主管道上的漏水控制保护端的阀门207。同时报警模块107发出报警信号，当用户接收到报警信号时，可以更快更方便找到漏水位置，然后对漏水处进行处理。即使用户没有发现报警信号，由于主管道的阀门已经被关闭，所以漏水的水源被切断，不会有更多的漏水，保证了因漏水导致的损失控制在最小范围。

如图1和图3所示，所述漏水控制保护端2包括阀门207、连接器模块206和执行器，所述执行器通过连接器模块206与阀门207相连接，所述漏水控制保护端包括电源模块210，微处理器201，信号接收匹配模块202，电机驱动模块204，执行器电机&执行模块205，电机手动执行模块208和报警模块209。其中，电源中的电量检测模块、微处理器201，信号接收匹配模块202，电机驱动模块204，电机手动执行模块208和报警模块209安装在执行器底座23和执行器上盖25之间的执行器PCB板24上；执行器电机&执行模块205安装在执行器底座23上，连接器模块连接阀门207、执行器底座23。阀门207安装在主管道上，关闭该阀门，主管道断水，打开该阀门主管道接通。通过电机手动执行模块208的打开和关闭按钮操作，通过微处理器201、电机驱动模块204、并通过执行器电机&执行模块205实现电机转动、实现阀门的打开和关闭。

为了方便实现一个或多个漏水监测发射端与漏水控制保护端实现无线信号连接，采用无线信号匹配方案。

具体操作：

1、按下漏水控制保护端2的信号接收匹配模块202的匹配按钮，匹配指示灯亮，

2、按下漏水监测发射端1的信号匹配/测试模块103的测试按钮，匹配指示灯亮；

3、完成匹配。

信号测试：

在信号匹配完成后，为了确保漏水监测发射端1摆放的位置和距离合适，漏水监测发射端1发出的无线信号能够被漏水控制保护端2接收到，需要进行测试操作：漏水监测发射端1的信号匹配/测试模块103设置有一个按钮，按下该按钮，漏水监测发射端1发出无线信号，漏水控制保护端2接收到该无线信号，漏水控制保护端2的阀门关闭。

如图1和图2所示，本实施方式中电源模块102包括电池14和用来监测电池14电量的电量监测模块，电量监测模块同样安装在PCB板16上，电池14安装在下盖15的电池槽内，外侧盖有电池盖13。为了使电源模块零功耗待机，采用了两个措施：第一，待机状态时电源模块102与信号匹配/测试模块103呈断路状态；第二，待机状态时电源模块102与感应模块106呈断路状态。由于电源模块零功耗待机，为了防止长时间待机导致电源模块的电池超过电池存放期寿命（电池的种类很多，不同类型的电池存放期寿命不同，通常情况下电池的存放期寿命为3~5年），而导致漏水监测发射端1和漏水控制保护端无法正常工作，在电源模块内设置了电量检测按钮和电量指示灯，长时间待机或完成一次工作（漏水监测发射端检测到漏水，并完成了报警信号和无线信号发射）之后，定期（例如，1个月）检测电量（按下电量检测按钮，电量充足电量指示灯量绿灯，电量不足电量指示灯量红灯）。

为了降低功耗，同时保证无线信号传输，设计了一套无线信号发送和接收方法，漏水监测无线发射端的信号发射模块与漏水控制保护端的信号接收模块都采用间歇性工作方式；为了降低功耗，同时保证无线信号强度，且实现更长的报警时间，漏水监测无线发射端的信号发射模块和报警模块都采用间歇性工作方式，设计了一套报警信号与信号发射模块的无线信号发射套作方式：

第一，由于发射无线信号时功耗较大，首先控制无线信号的总时长，即保证在总时长内实现足够多次的无线信号输出，确保在该总时长内漏水控制保护端2可以接收到不低于一次的有效信号，即所述信号发射模块的输出时长大于信号接收模块一个周期内工作和间歇总时长。如图5所示，本实施方式中无线信号的总时长2S，漏水控制保护端接收到两次的有效信号（接收一次信号周期时长为1S）。第二，如图4所示，无线信号采用间歇性输出；第三，报警信号间歇性输出；第四，为了使无线信号模块与报警信号不同时工作，采用了套作的方式，即发射无线信号时处在报警信号的间歇时，发射报警信号时处在无线信号的间歇时。

漏水控制保护端无线信号接收采用定周期唤醒方式，通过模拟测试漏水控制保护端3节1.5VAAA干电池，可低功率待机使用5~6年；通过以上的无线信号和报警信号工作方式，在一节23A的电池供电的情况下，确保漏水监测发射端在待机状态下保持3~5年；在监测到漏水工作状态下，可持续保持工作24小时以上，确保满足普通用户的正常方便使用。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域熟练技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对本实施方式作出多种变更或修改，而不背离本发明的原理和实质，本发明的保护范围仅由所附权利要求书限定。

Claims (12)

1.一种低功耗无线漏水保护器，其特征在于：包括若干漏水监测无线发射端和一个设置在主管路上的控制阀门通断的漏水控制保护端，所述漏水监测无线发射端与漏水控制保护端无线通信连接，其中，

所述漏水监测无线发射端包括吸水模块、感应模块、微处理器、电源模块、报警模块和信号发射模块；

吸水模块，吸水后产生形变；

感应模块，将吸水模块产生的形变转换为开关动作，使得电源模块与微处理器模块导通回路开始工作；

微处理器模块，将漏水信号控制输出给信号发射模块；

信号发射模块，将微处理器输出的控制信号无线传输给漏水控制保护端；

电源模块，给微处理器模块和信号发射模块供电。

2.按照权利要求1所述的一种低功耗无线漏水保护器，其特征在于：所述漏水控制保护端包括连接器模块和执行器，所述执行器通过连接器模块与阀门相连接，所述执行器包括电源模块，微处理器模块，信号接收模块，电机驱动模块，执行器电机&执行模块，其中，

信号接收模块，用来接收漏水监测无线发射端中信号发射模块发出的信号；

微处理器模块，处理信号接收模块接收的信号并发出执行信号给电机驱动模块；

电机驱动模块，驱动执行器电机动作；

执行器电机&执行模块，通过执行器电机动作从而带动阀门动作，

电源模块，给信号接收模块、微处理器模块、电机驱动模块和执行器电机&执行模块供电。

3.按照权利要求2所述的一种低功耗无线漏水保护器，其特征在于：所述漏水监测无线发射端和漏水控制保护端的电源模块都包括电池和用来监测电池电量的电量监测模块。

4.按照权利要求2所述的一种低功耗无线漏水保护器，其特征在于：所述漏水控制保护端还包括电机手动执行模块，所述电机手动执行模块与微处理器模块相连接。

5.按照权利要求1所述的一种低功耗无线漏水保护器，其特征在于：所述漏水监测无线发射端的信号发射模块与漏水控制保护端的信号接收模块都采用间歇性工作方式，所述信号发射模块的输出时长大于信号接收模块一个周期内工作和间歇总时长。

6.按照权利要求1所述的一种低功耗无线漏水保护器，其特征在于：所述漏水监测无线发射端还包括信号匹配/测试模块，所述信号匹配/测试模块与信号发射模块相连接，所述漏水控制保护端包括信号匹配模块，所述信号匹配模块与信号接收模块组合形成信号接收/匹配模块。

7.按照权利要求6所述的一种低功耗无线漏水保护器，其特征在于：所述信号接收/匹配模块与信号匹配手动执行模块相连接。

8.按照权利要求1所述的一种低功耗无线漏水保护器，其特征在于：所述漏水监测无线发射端和漏水控制保护端的微处理器模块都分别与报警模块相连接。

9.按照权利要求8所述的一种低功耗无线漏水保护器，其特征在于：所述报警模块的报警信号采用间歇性输出。

10.按照权利要求9所述的一种低功耗无线漏水保护器，其特征在于：所述报警信号与信号发射模块的无线信号发射采用套作方式。

11.按照权利要求1所述的一种低功耗无线漏水保护器，其特征在于：所述吸水模块为膨胀体。

12.按照权利要求1所述的一种低功耗无线漏水保护器，其特征在于：所述感应模块采用行程开关、压力开关、按压开关、单簧管中的一种或组合。

Images