CN207867682U - 一种楼宇地下室漏水检测报警系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种楼宇地下室漏水检测报警系统，由支持Zigbee的MCU芯片、浸水传感器等设备组成检测端，能够迅速准确的识别漏水情况的发生；由支持Zigbee的MCU芯片、蜂鸣器、数码管等设备组成的报警端，能够及时根据检测端发送的数据发出漏水警报且指出位置。该系统能够满足针对楼宇地下室漏水的快速反应需求。本系统安装简易，能够在保持地下室不进行大规模改建的情况下，对漏水情况进行准确判断。

Description

一种楼宇地下室漏水检测报警系统

技术领域

本实用新型涉及一种自动检测报警装置，实现对无人值守的地下室的漏水检测与报警功能，属于自动控制技术。

背景技术

楼宇地下室有大量输水管道，尤其在北方，因气温降低导致的管道破裂、渗水或者大面积漏水等情况时有发生。

目前，大部分楼宇的输水管网的维护主要靠楼管人员的定期巡视，这种方法的最大缺点在于不能及时发现漏水，极易造成漫水事故，造成意想不到的损失。目前尚无针对楼宇地下室漏水检测系统的发明专利。研究文献有一些解决方案，大都是以检测管道内水流量变化、流动时间等来判断是否发生漏水。此方案判断漏水情况发生的准确度不高,而且无法判断漏水点，还需要对水管进行改造，不便大范围改造应用。

因此，在保持地下室不进行大规模改建的情况下，发明一种安装简易且及时准确判断漏水情况发生的楼宇地下室漏水检测报警系统有一定实际应用价值。

发明内容

本实用新型提出一种楼宇地下室漏水检测报警系统，通过数套水浸传感器，准确识别漏水情况的发生，并配合能够实现远距离信号传输的ZigBee通信技术，及时发出报警信号，通知相关人员进行处置。

技术方案如下：

本实用新型所述系统包括检测端和报警端，其中：

检测端由防水外壳、天线、集成无线传输功能的MCU模块、电池盒、电源模块1、浸水感应模块组成。外壳根据电池盒大小开孔，电池盒嵌入其中并卡住。电源模块1、集成无线传输功能的MCU模块焊接在一块PCB板上，PCB板则根据防水外壳的尺寸来规划，使PCB板能够恰好卡在壳内的固定点上；天线穿过防水外壳上的固定孔，固定于防水外壳外侧面；PCB板上预制有数个焊接孔，分别由PCB上的印刷电路连接到集成无线传输功能的MCU模块上。导线一端焊接在这些焊接孔上，另一端焊接到天线、浸水传感器的指定位置；浸水传感器由导线拖置防水外壳的外部，不做固定，便于根据需要调整方向；此外，电池盒和电源模块连接到集成无线传输功能的MCU模块为其供电。除浸水感应模块和天线外，其余组件都安装在防水外壳内部，防止其受水损害。其电能由电源模块1中的电池提供，电压为3.3V，通过导线连接至各组件。

报警端由蜂鸣器、数码管、指示灯、集成无线传输功能的MCU模块、电源模块2、报警模块、防水外壳、天线、按键组成。电源模块2、集成无线传输功能的MCU模块、蜂鸣器焊接在一块PCB板上，PCB板则根据防水外壳的尺寸来规划，使PCB板能够恰好卡在壳内的固定点上；天线穿过防水外壳上的固定孔，固定于防水外壳外一侧面、插座头通过防水外壳上的开孔固定于防水外壳另一侧面；按键、指示灯、数码管嵌在防水外壳的正面的开孔上；蜂鸣器、按键、指示灯、数码管通过PCB板上的印刷电路连接到集成无线传输功能的MCU模块；插座头通过导线连接到电源模块；电源模块2通过PCB板上的印刷电路连接集成无线传输功能的MCU模块、蜂鸣器、指示灯、数码管，并为这些组件供电。报警端放置于安保人员的值班室、家庭内易察觉的客厅等处。其插座头直接插在220V交流电插座上。电源模块2通过其内部的AC-DC隔离电源模块将交流220VAC转换为3.3VDC，使用导线供给其他组件使用。除天线和插座头外，其余组件均固定在防水外壳内部。

具体模块功能如下：

1)防水外壳：用于保护除天线、浸水传感器以外的部分，防止接触水而损坏。同时用于固定、集成其余组件。

2)集成无线传输功能的MCU模块(核心部件：CC2530芯片)：该模块由CC2530芯片及防水天线组成。该模块用于接收浸水传感器电平变化的信号；用于检测端和报警端之间的无线射频通讯；用于驱动、控制报警模块发出报警。每个检测端、终端报警端上均有一个。

3)报警模块：安装在报警端上，通知房主或楼管值班人员，受CC2530模块控制，使蜂鸣器鸣叫，指示灯亮起，数码管显示漏水点编号。

4)电源模块1(3.3V)：检测终端中的CC2530芯片、浸水传感器均可用3.3V供电。因此该模块用于给检测终端供电。由电池提供电能。

5)电源模块2(3.3V)：通过AC-DC隔离电源模块HLK-PM03等，将交流220VAC转换为3.3V DC，用于给报警端的CC2530芯片、报警模块供电。

6)浸水感应模块：安装在检测端上，其输出开关信号。检测到无水时为开路信号，检测到有水时为短路信号。通过外围电路实现对CC2530相关引脚的高低电平信号输入。

7)按键：安装在终端报警端上，当发现漏水报警，房主或楼管人员可以主动按下，取消报警声。

附图说明

图1为本实用新型检测端模拟示意图：1-①2.4GHz天线；1-②电池盒和电源模块；1-③防水外壳；1-④ZigBee模块；1-⑤浸水传感器。

图2为本实用新型报警端模拟示意图：2-①2.4GHz天线；2-②电源模块；2-③ZigBee模块；2-④蜂鸣器；2-⑤插座头；2-⑥防水外壳；2-⑦按键；2-⑧指示灯；2-⑨数码管。

图3为本实用新型系统框图。

有益效果

本实用新型该系统可以放置在多个易漏水点，若发生漏水可及时报警并提供漏水点位置信息。而ZigBee路由传输的方式保证了信号的可靠性。

具体实施方式

本发硬件电路包含两个大的环节：检测端和报警端。两种设备的模拟示意图如图1、图2所示，其中检测端可以根据需要设置多个，分别放置在能够第一时间检测到漏水发生的地方。

检测端由防水外壳、天线、集成无线传输功能的MCU模块、电源模块1、浸水感应模块组成。如图1所示，1-②电池盒和电源模块1、1-④集成无线传输功能的MCU模块按照如图1所示的位置安放在1-③防水外壳内部。1-①天线固定于1-③防水外壳外侧面，1-①天线、1-⑤浸水传感器由导线连接到1-④集成无线传输功能的MCU模块上。1-⑤浸水传感器由导线拖置1-③防水外壳的外部，不做固定，便于根据需要调整方向。此外，1-②电池盒和电源模块连接到1-④集成无线传输功能的MCU模块为其供电。检测端放置在易发生漏水的水管周围或低洼处。可用防水外壳上的螺丝口加装螺丝或使用泡沫胶固定于放置地点周围的墙上或地上。置于水管周围的检测端应使浸水传感器面对易漏水方向，置于低洼处的检测端应使传感器贴近地面，保证发生漏水时，水能第一时间接触浸水传感器。除浸水感应模块和天线外，其余组件都安装在防水外壳内部，防止其受水损害。其电能由电源模块1中的电池提供，电压为3.3V，通过导线连接至各组件。

报警端由集成无线传输功能的MCU模块、电源模块2、报警模块、防水外壳、天线、按键组成。如图2所示，2-②电源模块、2-③集成无线传输功能的MCU模块、2-④蜂鸣器按照图2的位置安放在2-⑥防水外壳的内部。2-①天线固定于2-⑥防水外壳外左侧面、2-⑤插座头固定于2-⑥防水外壳外右侧面。2-⑦按键、2-⑧指示灯、2-⑨数码管嵌在2-⑥防水外壳的正面，位置关系如图2所示。2-④蜂鸣器、2-⑦按键、2-⑧指示灯、2-⑨数码管通过导线连接到2-③集成无线传输功能的MCU模块。2-⑤插座头通过导线连接到2-②电源模块。2-②电源模块通过导线连接2-③集成无线传输功能的MCU模块、2-④蜂鸣器、2-⑧指示灯、2-⑨数码管并为这些组件供电。报警端放置于安保人员的值班室、家庭内易察觉的客厅等处。其插座头直接插在220V交流电插座上。电源模块2通过其内部的AC-DC隔离电源模块将交流220VAC转换为3.3V DC，使用导线供给其他组件使用。除天线和插座头外，其余组件均固定在防水外壳内部。

上电后系统开始工作。当水接触到浸水传感器，浸水传感器对外输出的信号就由开路信号变为短路信号。如图3电路所示，这种变化将使CC2530芯片的P0_5管脚检测到的电平由高变低。当CC2530芯片检测到此变化并持续一段时间之后，就判断为检测到水。此后CC2530芯片由RF模块，使用ZigBee协议，通过数个ZigBee路由节点，将漏水信号和自身的ID传到ZigBee协调器节点(即报警端下辖的模块)。该传输方式为网状网络的多通道通信，采取动态路由的方式，保证了信号传输的可靠性。

当报警端下辖的ZigBee协调器接收到检测端发出的信号之后，报警端的MCU模块改变相应管脚电平来控制报警模块，使蜂鸣器鸣叫、指示灯亮起，提醒相关人员发生了漏水事故。同时，根据ZigBee数据包内的ID信息确认发出报警的是哪一个检测端，数码管显示漏水点的编号，即可迅速知晓哪一点发生漏水事故。接收到报警信号后，相关人员可以按键一次停止报警端鸣叫、熄灭指示灯。至此完成一次报警工作。

当漏水情况解决之后，浸水传感器将自动恢复为输出开路信号，监控端则发送信号给报警端使其解除已报警的状态。系统就恢复了初始状态，准备对下一次漏水作出反应。

此设计可搭配多个检测端，对于检测点的安置可根据需求灵活增减。报警端也可以存在多个，同时通知屋主、楼管值班人员等相关人员，检测到漏水时，可在报警的同时提供漏水点信息。选用ZigBee协议使得信号传输较为稳定可靠。

Claims (3)

1.一种楼宇地下室漏水检测报警系统，其特征在于，包括检测端和报警端，其中：

检测端由防水外壳、天线、集成无线传输功能的MCU模块、电池盒、电源模块1、浸水感应模块组成；外壳根据电池盒大小开孔，电池盒嵌入其中并卡住；电源模块1、集成无线传输功能的MCU模块焊接在一块PCB板上，PCB板则根据防水外壳的尺寸来规划，使PCB板能够恰好卡在壳内的固定点上；天线穿过防水外壳上的固定孔，固定于防水外壳外侧面；PCB板上预制有数个焊接孔，分别由PCB上的印刷电路连接到集成无线传输功能的MCU模块上；导线一端焊接在这些焊接孔上，另一端焊接到天线、浸水传感器的指定位置；浸水传感器由导线拖置防水外壳的外部，不做固定，便于根据需要调整方向；此外，电池盒和电源模块连接到集成无线传输功能的MCU模块为其供电；除浸水感应模块和天线外，其余组件都安装在防水外壳内部，防止其受水损害；

报警端由蜂鸣器、数码管、指示灯、集成无线传输功能的MCU模块、电源模块2、报警模块、防水外壳、天线、按键组成；电源模块2、集成无线传输功能的MCU模块、蜂鸣器焊接在一块PCB板上，PCB板则根据防水外壳的尺寸来规划，使PCB板能够恰好卡在壳内的固定点上；天线穿过防水外壳上的固定孔，固定于防水外壳外一侧面、插座头通过防水外壳上的开孔固定于防水外壳另一侧面；按键、指示灯、数码管嵌在防水外壳的正面的开孔上；蜂鸣器、按键、指示灯、数码管通过PCB板上的印刷电路连接到集成无线传输功能的MCU模块；插座头通过导线连接到电源模块；电源模块2通过PCB板上的印刷电路连接集成无线传输功能的MCU模块、蜂鸣器、指示灯、数码管，并为这些组件供电；除天线和插座头外，其余组件均固定在防水外壳内部。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，检测端电能由电源模块1中的电池提供，电压为3.3V，通过导线连接至各组件。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，报警端的插座头直接插在220V交流电插座上；电源模块2通过其内部的AC-DC隔离电源模块将交流220VAC转换为3.3V DC，通过导线连接至各组件使用。