[發明專利]一種基于無線協議的家庭漏水監控系統及其使用方法

在審

• 申請號: 202211246742.3
• 申請日: 2022-10-12
• 公開（公告）號: CN115793511A
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 劉芳;張靜;張玉璽;王家樂;龔靖傑;王萌;鄧哲;郭聞
• 申請（專利權）人: 北京強度環境研究所
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于無線協議的家庭漏水監控系統，其特征在于，包括至少一個中央節點和若干漏水檢測節點，還包括安裝有小程序的手機和/或電腦；各漏水檢測節點獨立運行，用于檢測特定位置是否發生漏水，并通過無線協議與中央節點進行通信；所述中央節點用于系統管理和向指定號碼手機報警，發生漏水時根據漏水嚴重程度控制水源開關，所述中央節點還具備接受外部訪問控制的功能；

所述漏水檢測節點檢測到漏水信息后，通過無線通信協議將漏水檢測信息反饋給中央節點，中央節點將漏水信息傳達給業主手機和/或電腦，業主通過手機和/或電腦實時監控漏水信息，根據漏水嚴重程度采用電磁閥控制水源的開關；漏水檢測節點在漏水檢測節點或中央節點的指令下通過電磁閥控制水源的開關。

2.根據權利要求1所述的家庭漏水監控系統，其特征在于，所述漏水檢測節點包括水滴傳感器、微處理器、無線模塊、繼電器、電池和電源管理模塊；所述水滴傳感器與微處理器之間采用通用I/O相連，所述水滴傳感器有數字開關量輸出和模擬量電壓輸出兩種輸出形式，用于檢測漏水；所述微處理器采用中斷或輪詢的方式采集雨滴傳感器的數據并上傳，控制無線模塊、繼電器和電源管理模塊有序工作；所述漏水監測節點通過無線通信模塊配置為終端節點；無線模塊終端采用輪詢或中斷方式采集水滴傳感器信號，并將信號通過無線協議方式傳送給中央節點；所述繼電器用于控制管路上電磁閥自動關閉對應位置電機的水源開關，根據漏水嚴重程度，檢測節點上的繼電器在本地節點或中央節點的指令下通過電磁閥控制水源的開關；所述電池和電源管理模塊用于為繼電器和系統供電。

3.根據權利要求2所述的家庭漏水監控系統，其特征在于，所述漏水檢測節點中微處理器還通過連接水滴傳感器的AD口檢測水滴傳感器表面的水量大小，根據水量大小評估漏水嚴重程度。

4.根據權利要求2所述的家庭漏水監控系統，其特征在于，所述漏水檢測節點中繼電器有多套，并聯設置，獨立控制。

5.根據權利要求2～4其中任意一項所述的家庭漏水監控系統，其特征在于，所述中央節點包括微處理器、無線模塊、GSM模塊、電池和電源管理模塊；所述中央節點通過配置無線通信模塊配置為協調器，接受終端節點監測到的漏水信息；終端節點根據檢測地點進行排號，中央節點的微處理器根據終端節點的編號確定漏水位置和漏水嚴重程度，將數據發送給用戶手機和/或電腦；同時根據漏水的嚴重程度，通過控制繼電器關閉水源的電磁閥；所述GSM模塊為短信發送和無線數據傳送模塊，與微處理器之間通過串口直接通信，發生漏水時，中央節點調用GSM模塊將漏水信息反饋給用戶。

6.一種基于無線協議的家庭漏水監控系統使用方法，其特征在于，采用權利要求1～5其中任意一項所述的家庭漏水監控系統，按如下步驟進行：

S101、系統上電后，首先對微控制器進行芯片引腳分配、系統時鐘選擇；

將所有漏水檢測節點初始化作為無線終端，并根據檢測地點進行排號，賦予漏水節點號；將中央節點初始化作為無線協調器；

S102、中央節點作為協調器選擇信道和網絡ID，負責啟動整個網絡，隨后檢測節點作為無線終端加入網絡；

若組網或初始化失敗，通過指示燈報警，提示用戶進行處理，排除故障后重新進行組網和初始化；

S103、初始化成功后，檢測節點中的水滴傳感器在監測到漏水事件發生后，觸發微控制器中斷，且在微控制器的控制下記錄當前事件的濕度值；

S104、通過無線通信協議將漏水節點號和漏水嚴重程度信息發送到中央節點，如果水滴傳感器采集到的水量大小超過預設值，中央節點關閉相應位置的電磁閥，并根據檢測節點上傳的位置信息和漏水嚴重程度信息以小程序通知的形式發送給用戶。

7.根據權利要求6所述的家庭漏水監控系統使用方法，其特征在于，所述家庭漏水監控系統使用方法中，無線通信協議棧的工作流程包括如下步驟：

S201、在協議棧中首先調用主函數,主函數先執行初始化工作，包括硬件、物理層、媒體介質訪問層、網絡層、應用層和任務的初始化；

S202、在媒體介質訪問層中分配64位IEEE地址，在網絡層中實現節點加入或離開網絡，路由查找及數據傳送功能，在應用層定義設備在網絡中的角色；

S203、執行操作系統初始化函數，操作系統初始化函數中包括對于用戶任務初始化，將漏水事件作為用戶任務創建加入；

S204、運行操作系統，用戶應用任務的事件處理函數將漏水事件作為分支，檢查水滴傳感器的引腳是否處于中斷狀態；

如果處于中斷狀態，檢測節點則啟用用戶應用任務的事件處理函數，通過調用發送函數將位置信息和漏水程度無線發送給中央節點；

S205、中央節點收到終端節點漏水的消息后，啟用用戶的分析接收數據函數調用小程序，發送漏水的位置和漏水嚴重程度信息到指定的用戶手機和/或電腦，并根據漏水的嚴重程度，用戶根據小程序上的漏水信息判斷是否需要關閉水源；如果需要關閉，則通過繼電器控制電磁閥關閉水源。