CN204029141U - 一种无线水浸感应阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种无线水浸感应阀，属于自动控制领域。它解决了现有技术中发生水浸时阀门不能自动关闭的问题。本无线水浸感应阀,包括控制电路、电机以及阀门，控制电路包括无线水浸感应器、中继器、控制器以及阀门驱动单元，无线水浸感应器将信号通过中继器间接或者直接与控制器无线通信，控制器接收来自无线水浸感应器检测的水浸信号并发送控制指令控制阀门驱动单元驱动电机转动使阀门关闭。该无线水浸感应阀能够监测并在发生浸水后及时关闭阀门，避免造成大的经济损失；同时还避免水资源浪费。

Description

一种无线水浸感应阀

技术领域

本实用新型属于自动控制领域，涉及一种无线水浸感应阀。

背景技术

随着社会和经济的不断发展，人们的生活水平不断提高，人们对安全的要求也越来越高。例如近年来出现了一种家庭安全监控系统，名为：多功能家庭安全无线监控系统及方法(发明新型专利CN101739787)，该系统包括一个中心节点、若干个汇聚节点、若干个传感器节点、个人计算机以及手机组成，中心节点与汇聚节点以及传感器节点之间以无线传感器网络连接，中心节点与个人计算机之间有线连接，中心节点与手机之间GSM网络连接。该实用新型摒弃了之前家庭安全监控系统中有线连接的方式，使用无线连接方式通过传感器(防盗节点、火灾节点、可燃气体节点及紧急呼叫节点)集防盗、防火、防可燃气体、紧急呼叫等功能于一体。然而上述例举的家庭安全监控系统是针对外来入侵、火灾、可燃气体的检测，缺少针对发生水浸的情况下的安全性监控。

目前，在家庭、宾馆等房间的自来水管、暖气、暖气管等部件，由于老化或者水压过高等原因造成管道或者暖气等处破裂，而致使管道内的水流溢出来，或者由于用户忘记关闭水阀门导致水一直流出，当房间内无人值守时，水将无情的将地板淹没并造成楼下漏水，室内木地板、衣物、夹具、电器等被水浸泡而损坏，造成巨大损失，尤其当电源接口遇水容易发生漏电，造成人身伤害，因此需要研究一种自动控制的阀门以克服现存的问题是十分必要的。

发明内容

本实用新型针对现有的技术存在上述问题，提出了一种无线水浸感应阀，该无线水浸感应阀能够实时监测水浸情况，当因意外情况忘关水龙头或者水管破裂导致水浸发生时，自动关闭阀门。

本实用新型通过下列技术方案来实现：一种无线水浸感应阀,包括控制电路、电机以及阀门，其特征在于,所述控制电路包括无线水浸感应器、中继器、控制器以及阀门驱动单元，所述无线水浸感应器将信号通过中继器间接或者直接与控制器无线通信，所述控制器接收来自无线水浸感应器检测的水浸信号并发送控制指令控制阀门驱动单元驱动电机转动使阀门关闭。

本无线水浸感应阀通过无线水浸感应器实时检测水浸情况，当发生水浸时，无线水浸感应器间接通过中继器或者直接输出信号给控制器，在控制器中设置有常用的逻辑判断程序，用于对接收的信号进行分析判断，控制器根据判断结果输出控制指令给阀门驱动单元驱动电机转动关闭阀门。

在上述的一种无线水浸感应阀中，所述无线水浸感应器包括电池、中央处理器一以及均与中央处理器一连接的无线模块一、电源管理单元、指示灯、电量检测单元和水浸检测单元。无线模块一用于通信；因为一般情况下无线水浸感应器使用纽扣电池供电，所以采用电源管理单元用来降低功耗；指示灯用来指示运行状态；电量监测用于低电量判断；水浸检测用来检测水浸信号；中央处理器一用来集中控制上述各外部单元。

在上述的一种无线水浸感应阀中，所述中继器包括无线模块二、中央处理器二以及AC/DC电源模块，所述无线模块、AC/DC电源模块均与中央处理器二连接。无线模块二用于通信，转发接收到的数据；AC/DC电源模块用来从220V交流电获得所需的电压，中央处理器二用来处理通信数据。

在上述的一种无线水浸感应阀中，所述控制器包括电源、中央处理器三以及均与中央处理器三连接的无线模块三以及键盘。无线模块三用于通信，键盘用来控制执行器的运行和无线感应控制器的配对中央处理器三用来集中控制外部单元。

在上述的一种无线水浸感应阀中，所述控制器还包括LED显示器、报警单元。LED显示器用来指示运行报警状态，声音报警单元用来发出报警声音。

在上述的一种无线水浸感应阀中，所述无线模块一、无线模块二以及无线模块三均为433MHz的高性能射频收发器CC1101。CC1101用于极低功耗RF应用，特别是短距离无线通信设备(SRD)，可提供对数据包处理、数据缓冲、突发传输、接收信号强度指示(RSSI)、空闲信道评估(CCA)、链路质量指示以及无线唤醒(WOR)的广泛硬件支持。

在上述的一种无线水浸感应阀中，所述中央处理器一、中央处理器二、中央处理器三均为8位CMOS微控制器ATmega168。ATmega168是基于增强的AVR RISC结构的控制器，具有同时读写的能力，512字节EEPROM，1K字节SRAM，23个通用I/O口线，32个通用工作寄存器，用于边界扫描的DebuyWIRE接口，支持片内调试与编程，三个具有比较模式的灵活的定时器/计数器(T/C),片内/外中断，可编程串行USART，有起始条件检测器的通用串行接口，8路10位具有可选差分输入级可编程增益的ADC，具有片内振荡器的可编程看门狗定时器，一个SPI串行端口，以及五个可以通过软件进行选择的省电模式。

在上述的一种无线水浸感应阀中，所述电量检测单元包括两个电阻，两个电阻串联后并联在电池的两端。通过检测连接在电池负端的电阻电压来判断电池的电量，通过两个电阻分压避免直接测量时电压值超出测量范围。

在上述的一种无线水浸感应阀中，所述阀门驱动单元为继电器，所述控制器通过发送控制指令控制继电器的闭合或者断开来控制阀门电机的正反转。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、能够监测并在发生浸水后及时关闭阀门，避免造成大的经济损失；

2、避免水资源浪费；

3、设置了电量检测单元，能够在无线水浸感应器电量不足时提前关闭阀门，解决了因无线水浸感应器失效导致无法检测水浸信号导致水灾的隐患。

附图说明

图1是本实用新型实施例的电路框图。

图2是本实用新型无线水浸感应器的电路原理图。

图3是本实用新型中继器的电路原理图。

图4是本实用新型控制器的电路原理图。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例，并结合附图对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1所示，本无线水浸感应阀,包括控制电路、电机以及阀门，其中控制电路包括无线水浸感应器、中继器、控制器以及阀门驱动单元。无线水浸感应器作为水浸信号检测装置，可以将信号通过中继器间接与控制器无线通信，此外，如果通信距离允许，无线水浸感应器也可以直接与控制器无线通信；中继器作为信号中转站，同时能够扩展无线水浸感应器与控制器之间的通信距离；控制器用于对水浸信号进行处理以及输出控制信号，具体表现为直接或者间接接收来自无线水浸感应器检测的水浸信号后发送控制指令给阀门驱动单元驱动电机转动关闭阀门，阀门驱动单元采用继电器，控制器通过发送控制指令控制继电器的闭合或者断开来控制阀门电机的正转(当然也可以设计为反转)，电机的转动使阀门的关闭。

如图2所示，无线水浸感应器包括电池、中央处理器一、无线模块一、开关a、开关b、指示灯、定时器、比较器a、比较其b、采样电阻、1.5V基准电压和2V基准电压。电池用于给无线水浸感应器供电；无线模块一用于通信，主要是将水浸检测单元检测的水浸信号发送出去；开关a分别与无线模块、电池和定时器连接，定时器与中央处理器一连接，由于无线模块一在活动时消耗的电流较大，会大大缩短电池的使用时间，所以需要使用电源管理单元来控制无线模块一的电源，定时打开接收或发送数据，具体电路如下：控制无线模块一的开关a由定时器控制，定时器由中央处理器一控制，可以设置不同的定时时间。比较器a与中央处理器一连接，比较器a还连接2V基准电压构成电量检测单元，当电池电压比2V基准电压低时说明电池电量低，比较器输出送到中央处理器一，中央处理器一发送电池电量低数据，同时用指示灯提示；指示灯用来指示运行状态，在实际设计过程中，可以设置红色、黄色两种LED指示灯，针对不同工况下分别进行显示；中央处理器一连接开关b，开关b分别连接电池与采样电阻，使得电池的正极与采样电阻的一端接通，电池的负极与采样电阻另一端接通作为水浸检测单元，比较器b分别连接中央处理器一、采样电阻以及1.5V基准电压，其中采样电阻采用两个电阻串联构成。当接触到水后，水的电阻和采样电阻形成分压，如果分压小于1.5V基准电压，那么就说明检测到水浸，比较器b送出信号给中央处理器一，中央处理器一通过无线模块一发送数据并指示灯提示。

如图3所示，中继器包括无线模块二、中央处理器二以及AC/DC电源模块，无线模块二、AC/DC电源模块均与中央处理器二连接。无线模块二用于分别与无线水浸感应器以及控制器通信，将无线水浸感应器发送的数据转发给控制器；AC/DC电源模块用来从220V交流电获得所需的电压，中央处理器二用来处理通信数据。

如图4所示，控制器包括电源、中央处理器三以及均与中央处理器三连接的无线模块三、键盘、LED显示器以及报警单元。无线模块三用于接收来自中继器或者无线水浸感应器发送的数据；键盘用来控制执行器的运行以及无线水浸感应器与控制器的配对；中央处理器三用来集中控制外部单元，即键盘、Led显示器、报警单元；LED显示器用来指示运行报警状态；报警单元采用为蜂蜜器，用来发出报警声音。控制器中设有常规的数据比对分析程序，可对接收的数据信号与其内预设的数据信号进行比较，然后根据比较结果输出相对应的控制指令。

如图4所示，控制器可控制两种阀门，分别为控制热水阀门的继电器a和控制冷水阀门的继电器b，继电器a控制热水阀门电机a，继电器b控制冷水阀门电机b。

在本实施例中，无线模块一、无线模块二、无线模块三均为433MHz高性能射频收发器CC1101。CC1101用于极低功耗RF应用，特别是短距离无线通信设备(SRD)，可提供对数据包处理、数据缓冲、突发传输、接收信号强度指示(RSSI)、空闲信道评估(CCA)、链路质量指示以及无线唤醒(WOR)的广泛硬件支持。

中央处理器一、中央处理器二、中央处理器三均为8位CMOS微控制器ATmega168。ATmega168是基于增强的AVR RISC结构的控制器，具有同时读写的能力，512字节EEPROM，1K字节SRAM，23个通用I/O口线，32个通用工作寄存器，用于边界扫描的DebuyWIRE接口，支持片内调试与编程，三个具有比较模式的灵活的定时器/计数器(T/C),片内/外中断，可编程串行USART，有起始条件检测器的通用串行接口，8路10位具有可选差分输入级可编程增益的ADC，具有片内振荡器的可编程看门狗定时器，一个SPI串行端口，以及五个可以通过软件进行选择的省电模式。

本无线水浸感应阀中虽然涉及一些控制程序，但是该控制程序在现有技术的工业控制过程中属于常规的数据分析比较程序，并不属于本申请中所需要进行保护的改进技术方案。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (9)

1.一种无线水浸感应阀,包括控制电路、电机以及阀门，其特征在于,所述控制电路包括无线水浸感应器、中继器、控制器以及阀门驱动单元，所述无线水浸感应器将信号通过中继器间接或者直接与控制器无线通信，所述控制器接收来自无线水浸感应器检测的水浸信号并发送控制指令控制阀门驱动单元驱动电机转动使阀门关闭。

2.根据权利要求1所述的一种无线水浸感应阀，其特征在于，所述无线水浸感应器包括电池、中央处理器一以及均与中央处理器一连接的无线模块一、电源管理单元、指示灯、电量检测单元和水浸检测单元。

3.根据权利要求2所述的一种无线水浸感应阀，其特征在于，所述中继器包括无线模块二、中央处理器二以及AC/DC电源模块，所述无线模块、AC/DC电源模块均与中央处理器二连接。

4.根据权利要求3所述的一种无线水浸感应阀，其特征在于，所述控制器包括电源、中央处理器三以及均与中央处理器三连接的无线模块三以及键盘。

5.根据权利要求4所述的一种无线水浸感应阀，其特征在于，所述控制器还包括LED显示器、报警单元。

6.根据权利要求4任意一项所述的一种无线水浸感应阀，其特征在于，所述无线模块一、无线模块二以及无线模块三均为433MHz的高性能射频收发器CC1101。

7.根据权利要求4所述的一种无线水浸感应阀，其特征在于，所述中央处理器一、中央处理器二、中央处理器三均为8位CMOS微控制器ATmega168。

8.根据权利要求2所述的一种无线水浸感应阀，其特征在于，所述电量检测单元包括两个电阻，两个电阻串联后并联在电池的两端。

9.根据权利要求1-5任意一项所述的一种无线水浸感应阀，其特征在于，所述阀门驱动单元为继电器，所述控制器通过发送控制指令控制继电器的闭合或者断开来控制电机的正反转。