一种智能雨水传感器的制作方法

本发明涉及雨水检测领域，特别涉及一种智能雨水传感器。

背景技术：

随着社会发展，人们对生活质量要求不断提高，智能家居成为未来发展趋势，智能门窗应运而生，初步满足了人们对智能生活的要求。为了贴近人们的生活，智能门窗大多包含对天气变化的应时性动作，特别是对雨水的检测。针对雨水检测，大多的智能门窗是通过在门窗外固定一个雨水传感器，并将雨水传感器连接推窗机、电动遮阳蓬等驱动装置，当下雨时，将门窗关闭，以防止雨水通过门窗进入屋内。如公开号为cn205297143u的发明专利公开的一种智能窗户，其设置有天气检测模块以及超声波电机，当天气检测模块检测到外界雨水时，通过控制器控制超声波电机关闭门窗。其中，天气检测模块的作用就包含了雨水传感器的作用。

但是现有的雨水传感器，大多通过外设的梳形导电区检测雨水，当雨水滴到梳形导电区上时，由于雨水的导电性，会导致梳形导电区发生短路，从而实现对雨水天气的检测。但是，这种雨水传感器的梳形导电区必须裸露在外并与雨水接触才能够实现对雨水的检测，裸露的导电线路在长时间实用过程中，会由于环境影响发生氧化反应，从而使得导电线路包裹一层氧化层，影响到导线线路的导电性能，当雨水滴到梳形导电区时，雨水并不能使得梳形导电区短路，从而影响到雨水传感器对雨水的检测的精准性。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种智能雨水传感器，该雨水传感器能够保证长时间工作过程中对雨水的精确检测。

为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

一种智能雨水传感器，包括用于固定在门窗外的壳体以及设置在壳体上的雨水检测系统，所述雨水检测系统包括：

雨水触摸检测模块，包括设置在壳体外表面的梳形导电区，用于检测雨水变化，当有雨滴落在梳形导电区时，输出雨水触摸检测信号；

雨水隔离感应模块，内嵌于所述壳体或贴附于所述壳体内壁，通过电磁感应原理感应壳体外部的雨水变化，当有雨滴落在所述壳体与雨水隔离感应模块对应的区域时，输出雨水隔离感应信号；

感应控制模块，连接所述雨水触摸检测模块和雨水隔离感应模块，用于接收雨水触摸检测信号和雨水隔离感应信号；

代码烧录模块，连接感应控制模块，根据雨水传感器连接的外部设备向感应控制模块输入代码，所述感应控制模块接收到雨水触摸检测信号和/或雨水隔离感应信号时输出控制外部设备工作的感应控制信号；

电源模块，用于向雨水触摸检测模块、雨水隔离感应模块、感应控制模块和代码烧录模块提供电源。

通过采用上述技术方案，当下雨时，雨水溅射在梳形导电区，由于雨水自身具有导电的性能，使得梳形导电区出现短路，从而实现对雨水的检测，同时，由于雨水在降落过程中本身会携带微弱的磁场，雨水隔离感应模块可通过检测雨水所携带的磁场实现对雨水的检测，其过程与现有技术中手机的触屏类似。感应控制模块在接收到雨水触摸检测信号和/或雨水隔离感应信号时，可将感应信号生成具有控制作用的感应控制信号，从而控制外部设备——如推窗机、电动遮阳蓬等驱动装置工作，达到智能门窗对雨水的感应动作。由于采用了雨水触摸检测模块，即使在梳形导电区由于氧化或腐蚀等外界原因而影响到梳形导电区对雨水的检测灵敏度时，也可以通过电磁感应的原理实现对雨水的检测。同时由于雨水隔离感应模块自身内嵌于壳体，避免了与外界环境的直接接触，从而保证了雨水隔离感应模块工的安全性，保证了长时间工作过程中智能雨水传感器对雨水的精确检测。

作为本发明的改进，所述雨水隔离感应模块包括型号为iqs243zmsr的静电感应模块，所述静电感应模块连接所述梳形导电区，并将雨水触摸监测信号和雨水隔离感应信号传输至所述感应控制模块。

通过采用上述技术方案，型号为iqs243zmsr的静电感应模块本身具有静电感应的功能，同时通过该模块连接在梳形导电区与感应控制模块之间，即实现了感应控制模块对梳形导电区的检测控制，同时也实现了雨水触摸检测信号和雨水隔离感应信号的统一传输，在一定程度上简化了感应控制模块控制的复杂性，降低了该智能雨水传感器的生产成本。

作为本发明的改进，所述雨水检测系统还包括无线传输模块，所述无线传输模块连接所述感应控制模块，并将感应控制模块无线传输给所述外部设备。

通过采用上述技术方案，无线传输模块的设置实现了雨水传感器与外部设备之间的信号传输，相比于现有技术中通过明线或暗线的连接方式，其避免了实体导线的连接，在长时间实用过程中，避免了因为导线老化或线路连接的不稳定而影响到雨水传感器的实用。

作为本发明的改进，所述电源模块包括固定设置在所述壳体内的蓄电池以及为蓄电池充电的充电单元。

通过采用上述技术方案，蓄电池的设置实现了对雨水传感器自身的供电，相比于直接通过导线连接室内电源，其减少了雨水传感器设置在门窗上的过程连接的电源线路，方便安装和实用。

作为本发明的改进，所述充电单元包括固定设置在壳体的直充插口以及设置在壳体外部的光伏组件。

通过采用上述技术方案，直冲插口的设置实现了对蓄电池的直接充电，光伏组件的设置实现了对蓄电池的自动充电，以太阳能供电的方式对蓄电池充电，不但节约了电能资源，同时也有利于保护环境。

作为本发明的改进，所述感应控制模块包括型号为mswp430g2332ipw20r的单片机。

作为本发明的改进，所述代码烧录模块设置为固定在壳体外侧的usb插口。

作为本发明的改进，所述壳体设置为矩形，壳体其中一面作为感应面，所述梳形导电区设置在感应面上，与感应面相对的面设置为固定面，所述固定面设置有与门窗固定连接的粘附件。

作为本发明的改进，所述感应面倾斜设置，所述固定面固定粘附在竖直的门窗上时，感应面背离地面的一端朝向相应的门窗倾斜。

通过采用上述技术方案，感应面背离地面的一端朝向相应的门窗倾斜可以方便雨水溅射到感应面上。

综上所述，本发明具有以下优点：

一、通过设置雨水隔离感应模块，实现了通过静电感应的方式对雨水检测，相比于只通过梳形感应区感应雨水，其安全性以及耐久性高，不但保证了对雨水检测的精准性，同时也降低了雨水传感器实用的成本；

二、通过设置无线传输模块，实现了雨水传感器与外接设备的无线通讯，避免因导线连接出现的安装时间常、导线老化等问题；

三、通过设置光伏组件，实现了对雨水传感器的太阳能供电，具有节能环保的优点。

附图说明

图1为智能雨水传感器的轴测图；

图2为粘附件结构示意图；

图3为雨水隔离感应模块位置结构示意图；

图4为雨水检测系统的系统图；

图5为雨水触摸检测模块和雨水隔离感应模块的连接结构示意图；

图6为感应控制模块的电路图；

图7为无线传输模块的电路图；

图8为代码烧录模块的电路图；

图9为电源模块的电路图。

附图标记：1、壳体；11、感应面；111、雨水感应区；12、粘附件；2、雨水检测系统；21、雨水触摸检测模块；22、雨水隔离感应模块；23、感应控制模块；24、代码烧录模块；25、电源模块；26、无线传输模块。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

一种智能雨水传感器，如图1和图2所示，其用于安装固定在门窗上的壳体1设置为矩形，壳体1其中一面作为感应面11，与感应面11相对的面设置为固定面，固定面设置有与门窗固定连接的粘附件12。粘附件12优选为双面胶。感应面11倾斜设置，固定面固定粘附在竖直的门窗上时，感应面11背离地面的一端朝向相应的门窗倾斜，从而方便下雨天时，雨水滴落在雨水感应面11上。

再如图1和图3所述，感应面11设置有雨水感应区111，雨水感应区111所对应的壳体1内嵌有雨水检测系统2。

如图4所述，雨水检测系统2包括；

雨水触摸检测模块21，包括设置在壳体1外表面的梳形导电区，用于检测雨水变化，当有雨滴落在梳形导电区时，输出雨水触摸检测信号；

雨水隔离感应模块22，内嵌于壳体1的雨水感应区111，通过电磁感应原理感应壳体1外部的雨水变化，当有雨滴落在所述壳体1与雨水隔离感应模块22对应的区域时，输出雨水隔离感应信号；

感应控制模块23，连接雨水隔离感应模块22，用于接收雨水触摸检测信号和雨水隔离感应信号；其中，雨水隔离感应模块22连接雨水触摸检测模块21，感应控制模块23通过雨水隔离感应模块22接收雨水触摸检测信号；

代码烧录模块24，连接感应控制模块23，根据雨水传感器连接的外部设备向感应控制模块23输入代码，感应控制模块23接收到雨水触摸检测信号和/或雨水隔离感应信号时输出控制外部设备工作的感应控制信号；

电源模块25，用于向雨水触摸检测模块21、雨水隔离感应模块22、感应控制模块23和代码烧录模块24提供电源。

如图5所示，雨水隔离感应模块22包括型号为iqs243zmsr的静电感应模块u1，静电感应模块的adr0管脚、cx0管脚以及cx1管脚分别连接梳形导电区，并分别通过梳形导电区接地。当梳形导电区有雨滴时，梳形导电区出现短路，则通过将adr0管脚、cx0管脚和cx1管脚中的一个或多个的电位拉低，从而实现输出雨水触摸检测信号。静电感应模块u1接收到雨水触摸检测信号时，通过sck管脚、sda管脚以及rdy管脚将雨水触摸检测信号传输至感应控制模块23。其中，静电感应模块u1的sck管脚、sda管脚以及rdy管脚连接有上拉电阻，以稳定信号的传输。

同时静电感应模u1本身具有静电感应的作用，当雨水降落或接近雨水感应区111时，静电感应模块u1检测带有静电的雨水，从而通过sck管脚、sda管脚以及rdy管脚输出雨水隔离感应信号。

如图6所示，感应控制模块23包括型号为msp430g2332ipw20r的单片机u4，单片机u4的p2.7管脚、tdi管脚以及tclk管脚分别连接静电感应模u1的rdy管脚、sda管脚以及sck管脚，并从rdy管脚、sda管脚以及sck管脚接收上述雨水隔离感应信号以及雨水触摸检测信号，感应控制模块23接收到雨水触摸检测信号和/或雨水隔离感应信号时输出控制外部设备工作的感应控制信号。此处对感应控制模块23的工作方式不做限定，其中，以单片机u4结合雨水触摸检测信号和雨水隔离感应信号的输出时间对雨水进行判断的方式也在本实施例的说明范围内。

如图6和图7所示，单片机u4的p1.1管脚连接一个型号为micrf113的无线传输模块26u2，无线传输模块26u2的ask管脚通过保护电阻r1连接单片机u4的p1.1管脚。无线传输模块26u2的paout管脚连接有天线ant。

当单片机u4接收到雨水触摸检测信号和/或雨水隔离感应信号时，通过无线传输模块26u2连接的天线ant输出感应控制信号。外部设备以无线通讯的方式接收感应控制信号，并驱动门窗关闭。

进一步的，如图6所示，单片机u4的p1.2管脚还连接有反向控制按s1，反向控制按钮s1另一端接地，当反向控制按钮s1被触发时，方向控制按钮s1向单片机u4输出反向触发指令，单片机u4接收到反向触发指令时，控制相应的外接设备进行相应的动作，包括关闭门窗以及开启门窗等。反向控制按钮的设置实现了对外接设备的手动控制，使得该智能雨水传感器能够在实现自动感应雨水时控制门窗开启或关闭，同时也能够通过手动控制的方式实现对门窗的控制，在一定程度上增加了门窗控制的灵活性。

如图8所示，代码烧录模块24包括固定设置在壳体1外并连接单片机u4的usb插口j2，usb插口j2内置有四个接线端，再参照图6，其中两个接线端分别连接电源正极和电源负极，另外两个接线端连接单片机u4的sbwtdio管脚和sbwtck管脚，并通过sbwtdio管脚和sbwtck管脚向单片机u4烧录代码。为了保证数据传输的稳定性，单片机的sbwtdio管脚还连接有稳压电路，稳压电路包括串接于电源的固定电阻r9和稳压电容c15，电阻r9和稳压电容c15耦接的节点通过固定电阻r10连接单片机u4的sbwtdio管脚。

如图9所示，电源模块25包括固定设置在壳体1内的蓄电池bat以及为蓄电池bat充电的充电单元。充电单元包括设置在壳体1的直充插口j1以及设置在壳体1外部的光伏组件。直充插口j1以及光伏组件分别通过单向二极管d2和单向二极管d1连接一充电管理芯片ic1，充电管理芯片ic1的型号为tp4057，充电管理芯片ic1的第三管脚连接上述蓄电池bat。当需要对蓄电池进行充电时，通过光伏组件和/或直充插口向充电管理芯片ic1输出电流，充电管理芯片ic1在接收到直充插口j1和/或光伏组件输入的电流后，为蓄电池bat进行充电。进一步的，充电管理芯片ic1的第四管脚与第五管脚之间连接有上电显示发光二极管d4，充电管理芯片ic1的第四管脚与第一管脚之间连接有充电状态发光二极管d3。当光伏组件和/或直充插口j1向充电管理芯片ic1输出电流时，商店显示发光二极管d4持续发光，充电管理芯片ic1为蓄电池bat正常充电过程中，充电状态发光二极管d3闪烁。

上述蓄电池bat的输出端通过稳压芯片u1输出电压，稳压芯片u1型号为md7333。由稳压芯片u1输出的电压直接供给上述雨水触摸检测模块21、雨水隔离感应模块22、感应控制模块23和代码烧录模块24，从而保证该智能雨水传感器的正常工作。

由以上所述内容可知，当年需要使用该智能雨水传感器时，首先通过粘附件12将壳体1粘附在相应的门窗上，并以无线连接的方式将智能雨水传感器与外接设备连接。当出现雨水天气时，雨滴落在雨水感应区111上或靠近雨水感应区111，则雨水触摸检测模块21和/或雨水隔离感应模块22检测到雨水的存在，从而通过感应控制模块23输出控制外界设备工作的感应控制信号。同时，如果使用人员想要在雨水天自由控制门窗的开启或关闭时，可通过反向按钮向感应控制模块23输出相应的反向触发指令。由于采用了雨水触摸检测模块21，即使在梳形导电区由于氧化或腐蚀等外界原因而影响到梳形导电区对雨水的检测灵敏度时，也可以通过电磁感应的原理实现对雨水的检测。同时由于雨水隔离感应模块22自身内嵌于壳体1，避免了与外界环境的直接接触，从而保证了雨水隔离感应模块22工的安全性，保证了长时间工作过程中智能雨水传感器对雨水的精确检测。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。