CN218468832U - 管路防漏水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种管路防漏水系统，它包括终端设备，安装于所需监测的管路，实时或定时上传管路的相关信息并控制管路；主控设备，通过无线/有线方式与各个终端设备连接，带有人机交互界面，用于显示各终端信息并控制各个终端；云端平台，通过无线/有线方式与主控设备连接，通过人机交互客户端显示各终端设备信息并远程操控终端设备。较之前技术而言，本实用新型的有益效果为：采用了本地监控和云端监控相结合的方式，实现多条管路的多种控制方式。终端设备采用了Lora模块或Zigbee模块，可以根据终端设备具体布设情况选择合适的无线传输模块，以达到最优秀的数据传输效果。

Description

管路防漏水系统

技术领域

本实用新型涉及物联网领域，特别是一种管路防漏水系统。

背景技术

在生活中常会发现生活中会有存在水龙头、管道漏水现象，并且无法迅速被用户发现，导致大量水的浪费。在一些大型场所下这个问题就更加显著，如校园中常常会出现漏水情况，但每次都没办法及时解决，造成大量水资源的浪费。如果是一些偏僻的地方出现漏水，那么发现只能是缴水费时。虽然现在市面上存在水流量监测系统，但是整体造价较高，功能以及数据传输方式单一，不适合在范围地区/公共场所，例如校园，工厂等区域。

发明内容

本实用新型为一种管路防漏水系统，其目的1在于，采用了本地监控和云端监控相结合的方式，实现多条管路的多种控制方式。其目的2在于，终端设备采用了Lora模块或Zigbee模块，可以根据终端设备具体布设情况选择合适的无线传输模块，以达到最优秀的数据传输效果。

本实用新型通过如下技术方案实现：管路防漏水系统，它包括

终端设备，安装于所需监测的管路，实时或定时上传管路的相关信息并控制管路；

主控设备，通过无线方式与各个终端设备连接，带有人机交互界面，用于显示各终端信息并控制各个终端；

云端平台，通过无线/有线方式与主控设备连接，通过人机交互客户端显示各终端设备信息并远程操控终端设备。

较之前技术而言，本实用新型的有益效果为：

1、采用主控设备的同时，增加了云端平台，可以通过人机交互客户端，实现远程监控。

2、上述主控设备和终端设备间通信可根据实际应用场景选配：第一种，第一无线传输模块为Lora模块。Lora通信方案—适用于各终端间距离较远(如：最近两个终端设备间距离大于1km或较多信号阻碍物)，或整体覆盖范围较大。该方案终端设备和主控设备(网关)间采用多对一的直接数据传输。第二种，所述第一无线传输模块为Zigbee模块。Zigbee通信方案—以上反之(优势：通信模块成本较低)。该方案终端设备和主控设备间采用广播的方式对数据进行接力传输。

3.可以实现水路用水情况分析；即用户在设置各水路流量时，可以通过主控设备或云端平台查看对应水路近期单次用水量图表信息，得到对应水路最大单次用水量(最接近实际正常用水情况，并参考该数据，适当提高最大单次用水量)进行精确设置。

附图说明

图1为终端设备的连接关系图；

图2为主控设备的连接关系图；

图3为第一无线传输模块为Lora模块时的连接关系图；

图4为第一无线传输模块为Zigbee模块时的连接关系图。

具体实施方式

下面结合附图说明对本实用新型做详细说明：

如图1-4所示：管路防漏水系统，它包括

终端设备，安装于所需监测的管路，实时或定时上传管路的相关信息并控制管路；

主控设备，通过无线方式与各个终端设备连接，带有人机交互界面，用于显示各终端信息并控制各个终端；

云端平台，通过无线/有线方式与主控设备连接，通过人机交互客户端显示各终端设备信息并远程操控终端设备。

与传统水路监控设备相比，增加了云端平台和主控设备；该系统采用主控设备+终端设备的方案，即一台主控设备，多台终端设备(安装在水路管道上)。主控设备与云端平台(物联网平台)连接，web端和手机端均可远程控制，同时可在主控设备可外接显示屏使用运维大屏监控实时数据。这里的云端平台可以采用例如阿里云等在内的现有云端平台，也可以执行研发相关平台；平台可以登入后进行设置，也可以通过客户端APP实现控制，例如钉钉软件等。

其中，所述终端设备包括传感器、第一主控单片机、执行器，电源、第一触摸屏以及第一无线传输模块；

所述第一主控单片机，为Arduino nano单片机；

所述传感器，与第一主控单片机连接，安装于各个分管路的始端与末端以及总管路上，用于采集管路上的数据；

所述执行器，通过继电器与第一主控单片机连接，安装于管路，用于控制管路的通断；

所述电源，与第一主控单片机和执行器连接，为主控单片机和执行器供电；

所述第一触摸屏，与第一主控单片机连接，显示采集或处理的信息并通过输出指令控制执行器；

所述第一无线传输模块，与主控单片机连接。

进一步的，所述传感器包括管道水温传感器和流量传感器；

所述管道水温传感器安装于管路上用于监测管路的水温；

所述流量传感器安装于管路上用于监测管路的水流流量。

管道中的流量传感器具体可以为水流经涡轮流量计或电子水表(可根据实际场景进行选配，电子水表可以实现高精度的监测，所述电子水表为二级及以上的水表；终端设备控制传感器固定并设有相关接口便于用户选择接入(传感器各个元件和无线传输模块可以根据实际选择接入主体)。

当采用涡轮流量计时(涡轮流量计由塑料阀体、水流转子组件和霍尔传感器组成)，当水通过水流转子组件时，磁性转子转动并且转速随着流量变化而变化，霍尔传感器输出相应脉冲信号，反馈给单片机控制器，单片机控制器通过脉冲信号将其转换为水流量(如：300个脉冲＝1升水)，从而记录流水量并通过特定算法进行调控。

当采用电子水表；可直接通过串口通信接入终端设备的第一主控单片机上，第一主控单片机通过对接受到的水流量进行解析，并将两次水流量作差即可得到实时流量(不仅限于此，根据不同电子水表可选择不同协议)，该方案能够实现高精度的流量监测及实现微漏监测。

进一步的，所述执行器包括电磁水阀以及第一声光蜂鸣器；

所述电磁水阀安装于管路上用于控制水路通断。

所述第一声光蜂鸣器安装于管路上用于实现传感器数据异常时报警。

终端设备采用第一单片机搭配第一无线传输模块进行数据传输通讯，同时配备有管道水温传感器、流量传感器、电磁水阀、第一声光蜂鸣器等元件。实现了数据的收集和管路的控制，且数据的处理均在终端设备上完成；相对的主控设备和云端仅用于传输处理好的数据和进行控制(避免由于网络因素导致设备运行出现问题)。

上述主控设备和终端设备间通信可根据实际应用场景选配：

如图3所示：第一种，第一无线传输模块为Lora模块。Lora通信方案—适用于各终端间距离较远(如：最近两个终端设备间距离大于1km或较多信号阻碍物)，或整体覆盖范围较大。该方案终端设备和主控设备(网关)间采用多对一的直接数据传输。

如图4所示：第二种，所述第一无线传输模块为Zigbee模块。Zigbee通信方案—以上反之(优势：通信模块成本较低)。该方案终端设备和主控设备间采用广播的方式对数据进行接力传输。

所述主控设备包括第二主控单片机/微型电脑、第二触摸屏、第二声光蜂鸣器第二无线传输模块以及网络传输模块；

所述第二主控单片机，为Arduino UNO单片机；微型电脑为树莓派(Raspberry Pi)微型电脑。

所述第二声光蜂鸣器，与第二主控单片机连接，实现数据异常时的报警；

所述第二声光蜂鸣器，与第二主控单片机/微型电脑连接，实现数据异常时的报警；

所述第二无线传输模块，与第二主控单片机/微型电脑连接，且与第一无线传输模块相同，用于实现与第一无线传输模块之间的数据传输。

所述第二触摸屏，与第二主控单片机/微型电脑连接，用于控制各个终端设备；

所述网络传输模块，通过有线/无线方式，用于实现与云端平台的数据传输。

主控设备采用单片机搭无线wifi模块与云端平台进行数据传输，亦可采用有线网络模块与云端平台进行数据传输。同时将会搭载触摸屏，使用相关控制程序可直接在主控设备上对终端设备控制和监测；同时其搭载有Lora网关(或zigbee)与各终端设备进行数据传输通讯。

其工作原理如下：

1、用户可以根据需要在主控设备或云端平台进行设置，设置包括单次最大用水量、单次用水时限、最低水路温度、正常用水复位判断时间间隔等。

该系统保护机制：单次最大出水量+单次用水时限+水路温度(0℃自动控制)

上述用户设置方法为半依赖技术方案(可脱离云端平台/主控设备单独使用)：

[1]云端设置：即终端设备与云端平台连接后，由云端平台设置对应终端参数；

[2]终端设置：即终端设备手动设置后，若联网则云端平台同步参数；

[3]主控设置：即由主控设备设置各终端参数，联网时云端平台同步参数；

2、当超过用户设置的单次最大用水量或单次用水时限则按预案进行处理。若单次用水量未到达指定流量或单次用水时间未到达时限，第一主控单片机会通过特定算法进行智能复位(用于判断是否为正常用水)。

上述判断正常用水及复位是通过间隔一定时间对实时流量进行收集，前后两次实时流量数据如果相同则判断无人用水，则将实时流量数据复位为0；反之，前后两次实时流量数据如果不同，则说明该水路仍在使用，则进行任何操作。

3、若出现漏水或温度异常，则第一主控单片机将执行：

①控制电磁水阀关闭该水路

②控制声光蜂鸣器进行报警

③生成报警信息发送给主控设备(主控设备收到报警信息后将触发主控设备的声光蜂鸣器，并且主控设备将会推送报警信息给物联网平台，再由物联网控制平台下达报警信息给用户(可通过短信、邮件、app等方式))

4、用户在解决漏水问题后可以将设备状态复位(方法同设置一样)，即可继续使用。

本实用新型最终可实现以下功能：

测水路是否发生漏水；

微漏监测；

漏水报警+温度监测：防止管道结冰破裂+自动关停水路；

大范围水路监控管理+数据可视化管理；

智能水路用水情况分析；

数据上云+报警推送。

◎使用步骤如下：

①启动主控设备+终端设备；

终端设备配对连接主控，主控连接云端；

②初始配置(设置各终端单次最大用水量和单次用水时限)

1.云端平台设置→主控设备同步→对应终端设备同步设置；

2.终端设备设置→主控设备同步数据→云端平台更新数据；

3.云端平台同步←主控设备设置→对应终端设备同步设置；

③开始正常工作。

尽管本实用新型采用具体实施例及其替代方式对本实用新型进行示意和说明，但应当理解，只要不背离本实用新型的精神范围内的各种变化和修改均可实施。因此，应当理解除了受随附的权利要求及其等同条件的限制外，本实用新型不受任何意义上的限制。

Claims (7)

1.管路防漏水系统，其特征在于：它包括

终端设备，安装于所需监测的管路，实时或定时上传管路的相关信息并控制管路；

主控设备，通过无线方式与各个终端设备连接，带有人机交互界面，用于显示各终端信息并控制各个终端；

云端平台，通过无线/有线方式与主控设备连接，通过人机交互客户端显示各终端设备信息并远程操控终端设备。

2.根据权利要求1所述的管路防漏水系统，其特征在于：所述终端设备包括传感器、第一主控单片机、执行器、电源、第一触摸屏以及第一无线传输模块；

所述传感器，与第一主控单片机连接，安装于各个分管路的始端与末端以及总管路上，用于采集管路上的数据；

所述执行器，通过继电器与第一主控单片机连接，安装于管路，用于控制管路的通断；

所述电源，与第一主控单片机和执行器连接，为主控单片机和执行器供电；

所述第一触摸屏，与第一主控单片机连接，显示采集或处理的信息并通过输出指令控制执行器；

所述第一无线传输模块，与主控单片机连接。

3.根据权利要求2所述的管路防漏水系统，其特征在于：所述传感器包括管道水温传感器和流量传感器；

所述管道水温传感器安装于管路上用于监测管路的水温；

所述流量传感器安装于管路上用于监测管路的水流流量。

4.根据权利要求2所述的管路防漏水系统，其特征在于：所述执行器包括电磁水阀以及第一声光蜂鸣器；

所述电磁水阀安装于管路上用于控制水路通断；

所述第一声光蜂鸣器安装于管路上用于实现传感器数据异常时报警。

5.根据权利要求2所述的管路防漏水系统，其特征在于：所述第一无线传输模块为Zigbee模块。

6.根据权利要求2所述的管路防漏水系统，其特征在于：所述第一无线传输模块为Lora模块。

7.根据权利要求1所述的管路防漏水系统，其特征在于：所述主控设备包括第二主控单片机/微型电脑、第二触摸屏、第二声光蜂鸣器第二无线传输模块以及网络传输模块；

所述第二声光蜂鸣器，与第二主控单片机/微型电脑连接，实现数据异常时的报警；

所述第二无线传输模块，与第二主控单片机/微型电脑连接，且与第一无线传输模块相同，用于实现与第一无线传输模块之间的数据传输。

所述第二触摸屏，与第二主控单片机/微型电脑连接，用于控制各个终端设备；

所述网络传输模块，通过有线/无线方式，用于实现与云端平台的数据传输。

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