基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居防漏水系統(tǒng)

王雅君　胡宇祥　張仕鏡　王鳳偉

摘 要：本系統(tǒng)基于單片機(jī)，可防止家居生活用水過(guò)程中的自來(lái)水泄漏。本系統(tǒng)硬件部分以STC89C為中央處理器，LCD1602為顯示模塊，操作按鍵、漏水檢測(cè)模塊、WIFI模塊、控制模塊等電路構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)了家居用水管泄漏問(wèn)題的檢測(cè)、報(bào)警和電磁閥門的遠(yuǎn)程自動(dòng)控制等功能。

關(guān)鍵詞：STC單機(jī)片；智能家居；防漏水系統(tǒng)；室內(nèi)裝修

中圖分類號(hào)：TP273.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.21.086

1 設(shè)計(jì)背景

隨著人們生活水平的不斷提高，對(duì)生活品質(zhì)的追求也在逐漸提高，室內(nèi)裝修、裝飾越來(lái)越精致、高檔。而在人們的日常生活中，每年因管道破裂漏水、忘記關(guān)閉水龍頭造成的長(zhǎng)時(shí)間流水，進(jìn)而浸泡房屋地面的情況時(shí)有發(fā)生。這不僅浪費(fèi)了大量的水資源，還使人們受到了經(jīng)濟(jì)損失。

目前，家庭自來(lái)水終端仍沒(méi)有較好的泄漏防護(hù)裝置?；谏鲜鲈蚩芍?，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)用的自來(lái)水終端的漏水防護(hù)裝置是很有必要的。

2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)可以通過(guò)檢測(cè)用水管道中的水是否長(zhǎng)時(shí)間流動(dòng)來(lái)判斷是否存在漏水現(xiàn)象，進(jìn)而關(guān)閉電磁閥，控制水流。當(dāng)家中用水設(shè)備一直打開(kāi)，且用水量達(dá)到上限設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)判斷為漏水，單片機(jī)向控制模塊發(fā)出關(guān)閉信號(hào)，切斷水路，此時(shí)無(wú)水流出；當(dāng)家中用水設(shè)備啟動(dòng)，用水量達(dá)到上限設(shè)定值前停止用水時(shí)，單次用水量清零，裝置重新處于待命狀態(tài)。家中用水設(shè)備再次打開(kāi)時(shí)，重復(fù)上述過(guò)程，但只要每次用水量不超過(guò)上限設(shè)定值，水路就不會(huì)切斷。該設(shè)計(jì)可以從兩方面控制家庭漏水問(wèn)題，而用水量達(dá)到上限設(shè)定值可根據(jù)需求任意設(shè)定。

3 裝置實(shí)施

系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)如圖1所示。本系統(tǒng)硬件部分以中央處理器、顯示模塊、操作按鍵、漏水檢測(cè)模塊、WiFi模塊、控制模塊等構(gòu)成。

圖1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖

STC89C作為中央處理器，能實(shí)現(xiàn)漏水智能檢測(cè)、聲光報(bào)警、控制閥門等功能。通過(guò)按鍵可以實(shí)現(xiàn)設(shè)定水流量上限值和手動(dòng)控制等功能，顯示模塊使用LCD1602顯示控制模塊狀態(tài)、WiFi模塊狀態(tài)等，流量傳感器選用渦輪傳感器，A/D轉(zhuǎn)換器采用的是AD0809，報(bào)警元件采用蜂鳴器和發(fā)光二極管，可實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警。

3.1 流量計(jì)電路

首先要對(duì)流量進(jìn)行檢測(cè)，主要由流量傳感器采集流量數(shù)據(jù)，然后經(jīng)過(guò)AD轉(zhuǎn)換器將連續(xù)的模擬信號(hào)離散化后傳給本設(shè)計(jì)的單片機(jī)，具體如圖2所示。

3.2 主控芯片接口電路

STC89C作為中央處理器，能實(shí)現(xiàn)漏水智能檢測(cè)、聲光報(bào)警、控制閥門等功能。該型號(hào)單片機(jī)軟件編程的自由度大，可通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)各種各樣的算術(shù)算法和邏輯控制，且體積小、硬件安裝簡(jiǎn)單，既可以單獨(dú)對(duì)液位傳感器進(jìn)行控制，還可以與PC機(jī)通信。主控芯片接口電路如圖3所示。

3.3 液晶顯示屏電路

單片機(jī)軟件系統(tǒng)根據(jù)事先設(shè)定好的值對(duì)采集信息進(jìn)行處理，輸出離散的數(shù)字信號(hào)。數(shù)字信號(hào)通過(guò)液晶屏顯示，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)流量信息的實(shí)時(shí)顯示；顯示模塊主要具有控制流量數(shù)據(jù)、顯示控制模塊狀態(tài)、顯示W(wǎng)iFi模塊狀態(tài)等功能。在本次設(shè)計(jì)中，顯示模塊使用LCD1602，如圖4所示。

3.4 按鍵電路

可通過(guò)按鍵設(shè)置最低和最高警戒流量值。當(dāng)流量不在正常范圍內(nèi)時(shí)，報(bào)警電路便會(huì)同時(shí)發(fā)出報(bào)警聲，提醒流量超出正常范圍，需及時(shí)采取措施。按鍵電路如圖5所示。

4 結(jié)束語(yǔ)

本裝置智能化程度高、保護(hù)可靠，能有效避免應(yīng)因意外漏

水而造成的財(cái)產(chǎn)損失，因此，具有一定的商業(yè)推廣價(jià)值。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)該會(huì)有一些欠考慮的因素需要在以后的設(shè)計(jì)過(guò)程中不斷改進(jìn)和完善。

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〔編輯：張思楠〕