基于开源硬件的网络水浸检测和合成语音告警系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及基于开源硬件的水浸检测告警领域，尤其涉及一种基于Arduino和树莓派的网络水浸检测和合成语音告警系统。
【背景技术】
[0002]水浸检测告警系统采用水浸检测传感器检测水浸信息并实时提供告警信息，在生产、生活中有着广泛的应用。该系统多为嵌入式系统设计，有将告警终端接入电话告警的系统设计，设计、部署较为复杂，缺乏数据分析和网络传输能力；有将告警终端接入网络的系统设计，但有的缺乏数据存储和丰富的告警提示功能。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种基于开源硬件的网络水浸检测和合成语音告警系统，简化部署方式、提供终端的网络接入功能，设计数据库服务器存储详细的告警信息，并开发基于TTS (Text To Speech)的语音合成技术在信息显示终端实时播报相关告警信息。
[0004]本发明解决上述问题所采用的技术方案为:一种基于开源硬件的网络水浸检测和合成语音告警系统，它包括水浸检测告警终端、传输网络、数据库服务器和告警信息显示终端。其中，水浸检测告警终端包括水浸检测传感器、LED告警灯、数字蜂鸣器、Arduino Uno板、Raspberry Pi板。水浸传感器、LED告警灯和数字蜂鸣器与Arduino Uno板连接，ArduinoUno板通过水浸传感器实时采集水浸信号，并根据水浸信号情况驱动LED告警灯和数字蜂鸣器产生相应动作。水浸传感器输出的信号为模拟信号，依据水浸湿的程度，水浸信号数值分部为0-1023，水浸湿程度越大，水浸信号数值越大，干燥情况下水浸信号数值为零。一般可认为水浸信号数值大于50，则发生漏水，此时Arduino Uno板载程序点亮LED告警灯，同时启动蜂鸣器发出告警音。Arduino Uno板与Raspberry Pi板连接，通过串口传递数据。Raspberry Pi板通过网络接口连接至网络，并将水浸检测告警终端采集的水浸数据实时传递至网络边缘的数据库服务器。显示终端为PC机，运行检测告警程序，定时读取数据库告警信息，若读取到产生水浸的信息PC机检测告警程序通过TTS (Text to Speech)合成语音播报告警信息，并在显示屏上弹出相应信息。
[0005]其中，水浸传感器为模拟传感器，根据水浸湿的程度产生连续变化的电压信号，传感器接入Arduino Uno板的模拟输入引脚。
[0006]其中，Arduino Uno启动告警的阈值电压可根据实际情况进行调整。
[0007]其中，水浸检测告警终端的Raspberry Pi向数据库传递的信息包括本地IP、水浸检测告警终端部署地点、水浸检测告警终端ID号、水浸传感器输出电压值等。
[0008]其中，传输网络可依赖局域以太网或互联网，接入方便。
[0009]与现有技术相比，本发明的优点在于:
本发明实现了网络化的水浸信息采集，一方面可以提供实时的本地声光告警信息，另一方面将水浸信息传输至数据库并记录漏水时间，启动网络告警的同时，有利于进一步对数据进行分析处理，如分析漏水原因等。
【附图说明】
[0010]图1是本发明实施例的基于开源硬件的网络水浸检测和合成语音告警系统部署结构示意图；
图2是本发明实施例的基于开源硬件的网络水浸检测和合成语音告警系统的水浸检测告警终端结构示意图；
图3是本发明实施例所述基于开源硬件的网络水浸检测和合成语音告警系统的系统工作流程图。
【具体实施方式】
[0011]以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
[0012]参见图1，图2所示，本实施例中的一种基于开源硬件的网络水浸检测和合成语音告警系统，包括水浸检测告警终端、传输网络、数据库服务器、告警信息显示终端。其中，所述水浸检测告警终端包括水浸检测传感器、LED告警灯、数字蜂鸣器、Arduino Uno板、Raspberry Pi板。所述水浸传感器、LED告警灯和数字蜂鸣器与Arduino Uno板连接，Arduino Uno板通过水浸传感器实时采集水浸信号，若水浸信号大于程序设定的阈值则点亮LED告警灯，同时启动数字蜂鸣器发出告警声音。Arduino Uno板与Raspberry Pi板连接，通过串口传递数据。Raspberry Pi板通过网络接口连接至网络，并将水浸检测告警终端采集的水浸数据实时传递至网络边缘的数据库服务器。显示终端为PC机，运行检测告警程序，定时读取数据库告警信息，若读取到产生水浸的信息PC机检测告警程序通过合成语音播报告警信息，并在显示屏上弹出相应信息。
[0013]其中，所述水浸传感器产生模拟传感器，根据水浸湿的程度产生连续变化的电压信号(数值分布为0-1023，水浸湿程度越大，水浸信号数值越大，干燥情况下水浸信号数值为零)，所述传感器由Arduino Uno板供电，其输出接入所述Arduino Uno板的模拟输入引脚。所述Arduino Uno板采集所述水浸传感器信号的频率可根据实际需求进行调整，比如本实例可将采集频率设为1Hz，即每秒中读取一次。
[0014]其中，所述LED告警灯由Arduino Uno板的数字输出引脚驱动，当水浸电压信号超过程序设置的阈值时，由Arduino Uno板在该引脚输出HIGH信号点亮；当水浸电压信号低于程序设置的阈值时，Arduino Uno板在该引脚输出LOW信号，LED灯熄灭。
[0015]其中，所述数字蜂鸣器由Arduino Uno板的数字输出引脚驱动，当水浸电压信号超过程序设定的阈值时，由Arduino Uno板在该引脚输出信号驱动所述数字蜂鸣器发出响声；当水浸电压信号低于程序设置的阈值时，所述数字蜂鸣器不发声。
[0016]其中，所述Arduino Uno板通过USB接口与Raspberry Pi连接，通过串口协议传输数据。
[0017]其中，所述水浸检测告警终端的Raspberry Pi拥有RJ45网络接口，可直接接入以太网，所述Raspberry Pi在接收到Arduino Uno板发送的数据后，实时向数据库服务器传递的信息包括本地IP地址信息、水浸检测告警终端部署地点、水浸检测告警终端ID号、水浸传感器输出电压值等。数据库在接收到数据时自动添加数据添加的时间。
[0018]其中，所述数据库服务器为安装MySQL数据库管理软件的服务器，MySQL数据库管理软件中的数据库为每一个所述水浸检测告警终端建立单独的表，以存储其水浸检测信息。
[0019]其中，所述显示终端上运行检测告警程序，程序定时读取数据库服务器中的最新水浸传感器输出电压值，若该电压值超过程序设定的阈值，则显示漏水地点信息并启动TTS合成语音告警，播放发生漏水的地点。TTS语音合成技术由采用科大讯飞Interphonic5.0提供，并通过Microsoft SAPI接口由程序调用。
[0020]除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于开源硬件的网络水浸检测和合成语音告警系统，其特征在于:它包括水浸检测告警终端、传输网络、数据库服务器和告警信息显示终端，其中，所述水浸检测告警终端包括水浸检测传感器、LED告警灯、数字蜂鸣器、Arduino Uno板和Raspberry Pi板，所述水浸检测传感器、LED告警灯和数字蜂鸣器与Arduino Uno板连接，Arduino Uno板通过水浸检测传感器实时采集水浸信号，若水浸信号值大于程序设定的阈值则点亮LED告警灯，同时启动数字蜂鸣器发出告警声音；Arduino Uno板与Raspberry Pi板连接，通过串口传递数据，Raspberry Pi板通过网络接口连接至网络，并将水浸检测告警终端采集的水浸数据实时传递至网络边缘的数据库服务器；显示终端为PC机，运行检测告警程序，定时读取数据库告警信息，若读取到产生水浸的信息PC机检测告警程序通过合成语音播报告警信息，并在显示屏上弹出相应信息。2.根据权利要求1所述的一种基于开源硬件的网络水浸检测和合成语音告警系统，其特征在于:所述水浸检测告警终端由开源硬件Arduino板读取水浸检测传感器信息，并驱动LED告警灯和数字蜂鸣器。3.根据权利要求1或2所述的一种基于开源硬件的网络水浸检测和合成语音告警系统，其特征在于:所述水浸检测告警终端的Arduino板与Raspberry Pi通过USB连接，并通过串口实时传递数据，Raspberry Pi板连接至网络，并实时发送检测数据至数据库服务器。4.根据权利要求1所述的一种基于开源硬件的网络水浸检测和合成语音告警系统，其特征在于:所述告警信息显示终端运行检测告警程序，定时读取数据库最新的水浸传感器输出电压值，若发现漏水则采用TTS语音合成技术播报漏水地点告警信息。
【专利摘要】本发明涉及一种基于开源硬件的网络水浸检测和合成语音告警系统，包括水浸检测告警终端、传输网络、数据库服务器、告警信息显示终端等部分。其中，水浸检测告警终端包括水浸检测传感器、LED告警灯、数字蜂鸣器、Arduino？Uno板、Raspberry？Pi板。水浸传感器、LED告警灯和数字蜂鸣器与Arduino？Uno板连接，Arduino？Uno板通过水浸传感器实时采集水浸信号。Arduino？Uno板与Raspberry？Pi板连接，通过串口协议传递数据。Raspberry？Pi板通过网络接口连接至网络，并将水浸检测告警终端采集的水浸数据实时传递至网络边缘的数据库服务器。本发明一方面可以提供实时的本地声光告警信息，另一方面将水浸信息传输至数据库并记录漏水时间。
【IPC分类】G01M3/00
【公开号】CN105333999
【申请号】CN201510841489
【发明人】吴波涛, 吕洪伟, 周阳辉, 孔金平
【申请人】中国人民解放军63680部队
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2015年11月28日