CN113608472A - 一种家庭水路智能监控*** - Google Patents

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Abstract

一种家庭水路智能监控***，在家庭水路***基础上，增设每个水表的电子流量微处理器监测器件与电磁阀开关指令执行功能的器件，异常用水检测：实时接收每个水表发送的流量数据，根据接收的流量数据计算当前每个水表的瞬时流量值，并将计算的瞬时流量值与异常流量范围进行比较，若当前存在某个水表的瞬时流量值在异常流量范围内或流量值超过一定的时间则判定出现异常用水现象；异常情况分为爆管与漏水两种：若爆管漏水，则总控水用量增加。

Description

一种家庭水路智能监控***
技术领域
本发明涉及实用的(若干)家庭水路智能监控***，在原本的家庭水路***基础上，增设具有监测与开关指令执行功能的器件，采用智能监控方法与***控水或报警。
背景技术
在我们家庭生活用水中，不少人会遇到这样的一些情况：因为小区停水，忘了将原本打开的水龙头关上；洗衣机或者热水器的水阀忘记关上；或是年久失修的水管破裂······这些情况都会导致一个问题：自己家里“水漫金山”，甚至波及楼下住户，给自己和他人生活带来损失甚至造成安全隐患。
本发明来源于生活经历，致力于解决在这种因管中水流出过多而造成的漫及全屋的问题，智能化检测家中包括卫生间、厨房等所有用水场所的用水量，从而确保在异常情况下能及时发现并关断水路，有效避免因关水不及时造成的一系列问题。
虽然现有技术已经有对用水流量的监控的报导，但从用户和小区管理的综合角度，需要提出适当个数的用户(一栋楼或几栋楼、或一个单元住户)使用的家庭水路智能监控***，尤其是一种节水并防止漏水(能进行漏水报警)的方法。
发明内容
本发明解决的技术问题是，提出一种家庭水路智能监控***，是一种节水并防止漏水(能进行漏水报警)的方法与***。在原本的家庭水路***基础上，增设具有监测与开关指令执行功能的器件，实时接收每个水表发送的流量数据，根据接收的流量数据计算当前每个水表的瞬时流量值，在异常流量范围内或流量值超过一定的时间(即超过某值)则判定出现异常用水现象，能够进行漏水报警等。
本发明技术方案是，一种家庭水路智能监控***，在家庭水路***基础上，增设每个水表的电子流量微处理器监测器件(如各种转速表式或超声波式流量计)与开关指令执行功能的器件，异常用水检测：实时接收每个水表发送的流量数据，根据接收的流量数据计算当前每个水表的瞬时流量值，并将计算的瞬时流量值与异常流量范围进行比较，若当前存在某个水表的瞬时流量值在异常流量范围内或流量值超过一定的时间(即超过某值)则判定出现异常用水现象；
异常情况分为爆管与漏水(水龙头没关紧)两种：若爆管漏水，则总控水用量增加，(即流程图中“V>w1+w2+···+wn”)分控用水量为0或者很小(wi＝0，尤其是5mL/s以下)，这时候根据分控传过来的数据即可定位出现异常的用水点；若水龙头未关，则总控水用量增加，分控(本发明可以设定为单元总表与每个用户分控分表，或每个用户作为总表再分为厨卫分控分表)用水量也增加，并且水流量长时间很大(检测分控wi处于10～35mL/s的持续时间T)，这也可以进行异常点定位。此外，还对卫生间等用水量大的位置进行了区分，(该分控可处于浴室处)使得***运行更加合理。总控可以是单元水管总表或家庭总管水表，分管是家庭或家庭厨卫的分表。
爆管阈值设定为35升/min；超过35升/min的流量即报警或再加立即控制电磁阀关断止水；漏水阈值设定为，当某一稳定的流量超过10分钟即报警或再加立即控制电磁阀关断止水。
发现异常情况后，微处理器监测器件会将异常情况反馈给用户并根据用户指令进行后续关闭水阀等操作；
分控***也是通过分控芯片对每一支路智能水表传来的数据进行阈值检测，异常情况下上报给总控微处理器进行后续指令。
对家庭水路***实现的检测、报警处理一体化操作，主控与分控的有效分工以及对微处理器等微型处理器的有效利用。
具体实施方案如下：本发明***构成如下：家庭水路***由总进水管道(总控)和分路水管(厨、卫水管等分控)组成；本发明在总控和分路水管管道(家庭用户的总进水管)处增加带流量测量的智能水表、微型MSP微处理器、电控阀门，流量测量的智能水表用于检测、记录水流量数据，并把监测到的水流量数据输出给微处理器等，微处理器连接电控阀门，根据微处理器处理后的信号对阀门进行相应的开关处理；在分控水管管道上增加智能阀，与主控***的微处理器通过wifi连接，一方面，智能阀可监测当前用水量，如有水量异常，自动关断水阀，同时通过wifi向主控***发送信号，明确异常的分控位置，从而进行定位，方便故障判断。主控***根据预设指令检测问题，首先进行报警等待用户处理，报警方式有主控***蜂鸣、APP提醒和发送短信，处理方式有忽略和关闭总阀，若无人应答则自动关闭总水阀。
此外，总控处的智能水表数据通过wifi传输到主机，主机上的数据可以连接用户移动端app,也可传输给自来水厂，这样就可以实现抄表、缴费一体化，方便双方。
有益效果，本发明提出了一种家庭水路智能监控***，在原本的家庭水路***基础上，增设具有监测与开关指令执行功能的器件，并在主控管上加装分控水管智能阀，与主控***的微处理器通过wifi连接，从而可以判断并及时切断可能的分控管道的漏水障碍。本发明基于电磁阀和智能开关的原理，结合MSP432微处理器等嵌入式微处理器，通过wifi、蓝牙无线连接，实现了对家用水路***的智能检测与开关，从而避免水路故障造成的一些以及浪费用水的情况。
附图说明
图1为本发明***框图；
图2为本发明用水异常检测与报警的判断与流程图；
图3为本发明***的总控结构图；
图4为本发明***的分控结构图。
图5为用户***交互流程图。
具体实施方式
图1***图中，本发明包含水路总控与分控模块构成的①信息采集与②动作实施***，以及作为信息传输体的服务器和用户移动端构成的③信息交互***。信息采集与动作实施***包括总进水口处的总控与不同出水口处的分控；总控包括智能水表、含有MSP432微处理器等微处理器的总控台、电控阀门；分控包括电磁阀、水表、含wifi连接功能的主芯片模块。该***负责采集用户用水量信息并进行状态判断、指令处理与执行。
信息交互***包含服务器、触摸屏、扬声器、wifi模块，负责接收主控发出的用水量、警报等信息，并将相应的信息发送给用户和水厂。
图3总控模块中，水管管路1、电磁阀2、微处理器3、触摸屏4、按键5、水表表盘6、智能水表7、数据线8、电源口9。对家庭水路***实现的检测、报警处理一体化操作，主控与分控的有效分工以及对微处理器等微型处理器的有效利用。
总控模块连接在家庭总进水口，由总控台、智能水表、电控水阀三部分构成，其各自功能如下：总控台：总控台核心部件由MSP432微处理器及其外设构成。微处理器里可以存储与写入用于判断故障的代码程序，负责指令的发出，水流量信号、水流量持续时间的采集，是设计思路的核心载体；
外设主要包括串口WiFi模块和触摸屏模块。其中，串口WiFi模块连接服务器，通过互联网完成与用户、分控模块及水厂的数据和指令传输，是***实现通信的关键；用户可以使用手机app或者直接在总控台的主控板点击屏幕以及在主控板上面进行按键操作，选择家庭用水***的模式。
智能水表：智能水表的作用是测量用户的用水情况，一方面向水厂和用户反映用水数据，另一方面能够在用户连续时间内用水量超过阈值(即出现用水异常)时及时反馈给用户。
电控水阀：电控水阀连接到总控台的处理器，***的处理器经过对信号的处理后，可以通过控制电控水阀控制家庭总水阀的开关情况，一旦电控水阀关闭，用水全部关闭。
图4分控模块，分控模块连接在分水路水管上，包括分控的主芯片、智能电磁阀以及水表。主芯片：分控主芯片与主控相似，需要控制水表实时采集，并上传数据给主控芯片，可以与主控芯片之间进行信息传输，接收主控传来的关断等指令。
智能电磁阀：智能电磁阀与分控主芯片连接，设计目的是在分控支路上实现对水管通断的控制。
水表：实时采集分水路上的水流量，其数据将传输给分控主芯片。
本发明关键技术实现：家庭水路***的功能实现是基于对于家庭用水的实时监测之上的。家庭主控微处理器MSP432的ADC通道与家庭总水表相连，用户可以通过主控微处理器的屏幕或手机app设置ADC采样的周期和采样后数据检测的阈值，实时对水流量进行采样，并且统计、比对主控、分控处水流量变化情况。
设计的思路是通过智能水表实现水流量检测并和主控模块实现数据通信，主控模块接收水表数据，判断并下达指令给电磁阀，在水流量异常时使得电磁阀关闭并通过WiFi向家庭主控的MSP432发送异常信息，MSP432接收异常信号可以通知用户。(主控模块和水表、电磁阀的连接均是有线的，主控模块的WiFi模块仅用于和MSP432通信)
异常用水监测与报警，基于上述的介绍，在此对异常用水的监测与报警做一个详细的解释，以流程图的形式呈现。
进行爆管设计时：35升/min为一阈值；超过35升/min的流量即报警(或再加立即控制电磁阀关断止水开关)。注：正常家庭用水，常见的DN15水龙头水流量在35升/min左右，故此处设置阈值P为35L/min。实际应用时，用户可根据实际情况自行预设。
漏水设计时，某一稳定的流量超过10分钟即报警(或再加立即控制电磁阀关断止水开关)。
详细描述：异常用水检测：实时接收每个水表发送的流量数据，根据接收的流量数据计算当前每个水表的瞬时流量值，并将计算的瞬时流量值与异常流量范围进行比较，若当前存在某个水表的瞬时流量值在异常流量范围内，(即超过某值)则判定出现异常用水现象。
异常情况分为爆管与水龙头没关两种：
1)若爆管漏水，则总控水用量增加，(即流程图中“V>w1+w2+···+wn”)分控用水量为0或者很小(wi＝0)，这时候根据分控传过来的数据即可定位出现异常的用水点；
2)若水龙头未关，则总控水用量增加，分控用水量也增加，并且水流量长时间很大(检测分控wi处于25～35mL的持续时间T)，这也可以进行异常点定位。此外，还对卫生间等用水量大的位置进行了区分，(该分控是否处于浴室处)使得***运行更加合理。
发现异常情况后，微处理器会将异常情况反馈给用户并根据用户指令进行后续关闭水阀等操作；分控***也是通过分控芯片对每一支路智能水表传来的数据进行阈值检测，异常情况下上报给总控微处理器进行后续指令。

Claims (5)

1.一种家庭水路智能监控***，其特征是，在家庭水路***基础上，增设每个水表的电子流量微处理器监测器件与电磁阀开关指令执行功能的器件，异常用水检测：实时接收每个水表发送的流量数据，根据接收的流量数据计算当前每个水表的瞬时流量值，并将计算的瞬时流量值与异常流量范围进行比较，若当前存在某个水表的瞬时流量值在异常流量范围内或流量值超过一定的时间则判定出现异常用水现象；
异常情况分为爆管与漏水两种：
若爆管漏水，则总控水用量增加，分控用水量为0或者很小，wi＝0尤其是5mL/s以下，这时候根据分控传过来的数据即可定位出现异常的用水点；若水龙头未关，则总控水用量增加，分控(本发明可以设定为单元总表与每个用户分控分表，或每个用户作为总表再分为厨卫分控分表)用水量也增加，并且水流量长时间很大，检测分控wi处于10～35mL/s的持续时间T，这也可以进行异常点定位。
2.根据权利要求1所述的家庭水路智能监控***，其特征是，发现异常情况后，微处理器监测器件会将异常情况反馈给用户并根据用户指令进行后续关闭水阀等操作；分控***也是通过分控芯片对每一支路智能水表传来的数据进行阈值检测，异常情况下上报给总控微处理器进行后续指令。
3.根据权利要求1所述的家庭水路智能监控***，其特征是，爆管阈值设定为35升/min；超过35升/min的流量即报警或再加立即控制电磁阀关断止水；漏水阈值设定为，当某一稳定的流量超过10分钟即报警或再加立即控制电磁阀关断止水。
4.根据权利要求1所述的家庭水路智能监控***，其特征是，对家庭水路***实现的检测、报警处理一体化操作，主控与分控的分工。
5.根据权利要求1所述的家庭水路智能监控***，其特征是，***构成如下：家庭水路***由总进水管道和分路水管组成；在总控和分路水管管道处增加带流量测量的智能水表、微型MSP微处理器、电控阀门，流量测量的智能水表用于检测、记录水流量数据，并把监测到的水流量数据输出给微处理器，微处理器连接电控阀门，根据微处理器处理后的信号对阀门进行相应的开关处理；在分控水管管道上增加智能阀，与主控***的微处理器通过wifi连接，一方面，智能阀监测当前用水量，如有水量异常，自动关断水阀，同时通过wifi向主控***发送信号，明确异常的分控位置，从而进行定位，方便故障判断；主控***根据预设指令检测问题，首先进行报警等待用户处理，报警方式有主控***蜂鸣、APP提醒和发送短信，处理方式有忽略和关闭总阀，若无人应答则自动关闭总水阀。
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