供水终端漏水监测系统及方法
【专利摘要】本发明提供一种供水终端漏水监测系统，包括主监控模块，若干现场监控节点模块；主监控模块用于接收现场监控节点模块发送的报警信息，并将该报警信息以短信或电话、显示屏显示的形式通知维修人员；现场监控节点模块用于检测供水终端是否存在漏水显现，若有，则将漏水信息发送给主监控模块。本发明提供的供水终端漏水监测系统，是一种低成本、低功耗、高可靠性和实时性的漏水自动检测与控制设备，对于减少水资源的大量浪费，减少经济损失，实现节能的目标，将具有重要意义。
【专利说明】供水终端漏水监测系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及监测设备【技术领域】，尤其涉及一种供水终端漏水监测系统及方法。
【背景技术】
[0002]无论在学校、宾馆、企业以及机关等公共场所，经常会遇到因供水终端(如自来水管、水嘴等)意外损坏，得不到及时维修，造成了大量的自来水流失的现象。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种能够减少或者避免因供水终端的意外损坏而不能得到及时维修所造成的水资源大量浪费的现象发生的供水终端漏水监测装置及方法。
[0004]一种供水终端漏水监测系统，包括主监控模块，若干现场监控节点模块；
[0005]主监控模块用于接收现场监控节点模块发送的报警信息，并将该报警信息以短信或电话、显示屏显示的形式通知维修人员；
[0006]现场监控节点模块用于检测供水终端是否存在漏水显现，若有，则将漏水信息发送给主监控模块。
[0007]进一步地，如上所述的供水终端漏水监测系统，所述主监控模块包括:at89s52控制芯片，该控制芯片与电话拨号芯片、短信收发GSM模块、LCD液晶显示模块、无线接收模块连接。
[0008]进一步地，如上所述的供水终端漏水监测系统，所述现场监控节点模块包括:单片机模块，该单片机模块与超声流量检测模块、热释电人体探测模块、无线发送模块、报警模块连接。
[0009]进一步地，如上所述的供水终端漏水监测系统，包括用于控制供水终端总闸开合的电磁阀控制模块，电磁阀控制模块与at89s52控制芯片连接。
[0010]一种供水终端漏水监测方法，包括以下步骤:
[0011]步骤101、通过超声流量检测模块检测检测供水终端是否漏水，若检测到漏水，则进入步骤102 ;若无，则进入步骤105 ；
[0012]步骤102、通过热释电人体探测模块检测供水终端是否有人，若有人，则进入步骤103 ;若无人，则进入步骤104 ；
[0013]步骤103:单片机模块控制热释电人体探测模块延时15分钟后继续监测供水终端是否有人，若无人，则进入步骤104 ;若有人，则返回步骤101 ;
[0014]步骤104:单片机模块控制报警模块报警，同时将该报警信息通过无线发送模块发送给主监控模块的无线接收模块，at89s52控制芯片将该报警信息通过话拨号芯片、短信收发GSM模块发送给维修人员，同时at89s52控制芯片将该报警信息通过IXD液晶显示模块进行显示；
[0015]步骤105:结束。
[0016]进一步地，如上所述的供水终端漏水监测方法，在步骤104中，当确认漏水时，单片机模块控制控制电磁阀控制模块将供水终端的的开关总闸关闭。
[0017]有益效果:
[0018]本发明提供的供水终端漏水监测系统，是一种低成本、低功耗、高可靠性和实时性的漏水自动检测与控制设备，对于减少水资源的大量浪费，减少经济损失，实现节能的目标，将具有重要意义。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本发明供水终端漏水监测系统结构示意图；
[0020]图2为本发明供水终端漏水监测方法流程图。
【具体实施方式】
[0021]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0022]图1为本发明供水终端漏水监测系统结构示意图，如图1所以，系统由一个主监控模块和多个现场监控节点模块组成。主监控模块完成信息的接收处理，并通过电话拨号、发送短信和声光等形式实现报警，使产生漏水的供水终端在最短时间内得到及时维修。现场监控节点模块实现供水终端漏水位置的准确检测与识别，若有终端漏水的现象，通过数据收发模块发送报警信息给主监控系统模块，再通过主监控系统发送报警信息通知维修人员。
[0023]本发明主监控模块是以at89s52为控制芯片，配以电话拨号芯片、短信收发GSM模块、声光报警电路等多种报警方式电路，实现将漏水位置报警信息发送给维修人员，以便得到及时维修。同时主监控系统配有LCD液晶显示电路和无线收发模块，前者用以显示供水管网中漏水终端的具体位置，后者用以接收现场检测节点发送过来的漏水位置信息。
[0024]所述GSM无线短信收发模块采用TC35系列模块TC35i，它的性价比很高，并且已经有国内的无线电设备入网证，是西门子推出的最新的无线模块，功能上与TC35兼容，设计紧凑。TC35i与GSM 2/2+兼容、双频(GSM900/GSM1800)、RS232数据口、符合ETSI标准GSM0707和GSM0705，且易于升级为GPRS模块。该模块集射频电路和基带于一体，向用户提供标准的AT命令接口，为数据、语音、短消息和传真提供快速、可靠、安全的传输，方便用户的应用开发及设计。
[0025]现场监控节点模块主要由单片机模块、超声流量检测模块、热释电人体探测模块、无线收发电路、声光报警电路、电磁阀控制等电路组成。
[0026]AT89S52单片机简介
[0027]AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。
[0028](2)超声流量检测模块
[0029]系统选用DTFX系列小管径超声流量传感器DN20-50，该传感器的换能器是突发至多达每组约100个脉冲，提供了近100?1000倍的信号强度，在此情况下，即使发射脉冲中断，仍能满足精确测量流量所需的足够信号，在有一定量的气泡和悬浮物存在的情况下也能可靠测量。它不受流体性质变化的影响，这样就允许单个的换能器在很宽的频率范围内发射和接收，而且这种换能器在管道上使用时可以发射不失真、稳定性好及高振幅的声波信号，单组传感器即可达到较高的测量精度。
[0030](3)热释电人体探测模块
[0031]热释电人体探测模块的作用是配合超声流量传感器的测量，实现是否是非正常用水，即是否存在漏水现象的发生。具体判断方法:若超声流量传感器检测到供水终端已经打开，再通过人体探测模块判断是否有人在该终端附近，如果有人在，则是正常用水，否则是存在漏水现象，然后延时十五分钟再判断，若仍然无人关掉水龙头，证明该终端确实存在漏水现象，再通过现场测试节点向主控系统发出漏水的指令通知维修人员及时维护。
[0032]热释电人体探测模块采用多个热释电传感器组成的探测阵列，实现相应区域的探测。每个供水终端(如:水龙头)采用一个热释电传感器，由微处理器轮流采集每个传感器的信号，在一个区域中(如一个洗刷间，或者卫生间)的所有传感器中只要有一个探测到有人存在即可。
[0033](4)无线收发模块
[0034]选用RFC-33A远距离无线通信模块，采用Nordic公司nRF905无线通信芯片，工作于433MHz，开放ISM频段免许可证使用，最大发射功率达到2W，在开阔地最大传输距离可达2000米以上。在+33dBm情况下，发送模式:平均工作电流小于300mA ;接收状态:平均工作电流为12.5mA。模块可软件设地址，只有收到本机地址时才会输出数据并提供中断指示，可直接连接各种单片机，软件编程非常方便具有超强穿透能力，灵敏度高，可达到-lOOdBm，性能稳定，可靠性高，适合超远距离或复杂情况下的无线通信、工业遥控系统等。
[0035](5)声光报警模块
[0036]选用+12V或+24V电源的声光报警模块。为了避免报警模块和继电器对嵌入式处理器工作的干扰，在和两者之间增加了光电耦合隔离集成电路TLP421，保证了系统正常工作。
[0037]图2为本发明供水终端漏水监测方法流程图，请参考图2，本发明提供的检测方法包括以下步骤:
[0038]步骤101、通过超声流量检测模块检测检测供水终端是否漏水，若检测到漏水，则进入步骤102 ;若无，则进入步骤105 ；
[0039]步骤102、通过热释电人体探测模块检测供水终端是否有人，若有人，则进入步骤103 ;若无人，则进入步骤104 ；
[0040]步骤103:单片机模块控制热释电人体探测模块延时15分钟后继续监测供水终端是否有人，若无人，则进入步骤104 ;若有人，则返回步骤101 ;
[0041]步骤104:单片机模块控制报警模块报警，同时将该报警信息通过无线发送模块发送给主监控模块的无线接收模块，at89s52控制芯片将该报警信息通过话拨号芯片、短信收发GSM模块发送给维修人员，同时at89s52控制芯片将该报警信息通过IXD液晶显示模块进行显示；
[0042]步骤105:结束。
[0043]进一步的，在步骤104中，当确认漏水时，单片机模块控制控制电磁阀控制模块将供水终端的开关总闸关闭。
[0044]本发明具有以下优势:
[0045](1)采用了超声流量测量技术，实现现场信息(流量等)的快速测量；
[0046](2)采用热释电传感器实现人员探测，实现了人员有无的准确判断，提高了报警的准确度，减少了误报警现象的发生；
[0047](3)采用了多种报警形式相结合的报警方式，尤其是电话拨号和短信收发模块的运用，提高了报警的及时性；
[0048](4)采用了多种抗干扰的方法和措施，尤其是硬件抗干扰和软件抗干扰技术的综合应用，提高了系统的可靠性和稳定性；
[0049]本发明很好的解决供水终端意外损坏造成的大量浪费水资源的重大问题，通过大量的现场调查，我们发现在管道漏水检测方面的设备和系统较多，但是终端漏水检测的设备和系统还没有采用，因此，系统的应用前景非常广阔，系统的成功研制，对于节约水资源，实现节能的目标，都将起到重要的推动作用。该系统具有较强的可移植性，部分模块可用于其他类似仪器和系统中，该系统具有非常广阔的应用前景和较高的应用价值。
[0050]最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
【权利要求】
1.一种供水终端漏水监测系统，其特征在于，包括主监控模块，若干现场监控节点模块； 主监控模块用于接收现场监控节点模块发送的报警信息，并将该报警信息以短信或电话、显示屏显示的形式通知维修人员； 现场监控节点模块用于检测供水终端是否存在漏水显现，若有，则将漏水信息发送给主监控模块。
2.根据权利要求1所述的供水终端漏水监测系统，其特征在于，所述主监控模块包括:at89s52控制芯片，该控制芯片与电话拨号芯片、短信收发GSM模块、IXD液晶显示模块、无线接收模块连接。
3.根据权利要求1所述的供水终端漏水监测系统，其特征在于，所述现场监控节点模块包括:单片机模块，该单片机模块与超声流量检测模块、热释电人体探测模块、无线发送模块、报警模块连接。
4.根据权利要求3所述的供水终端漏水监测系统，其特征在于，包括用于控制供水终端总闸开合的电磁阀控制模块，电磁阀控制模块与at89s52控制芯片连接。
5.一种供水终端漏水监测方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤101、通过超声流量检测模块检测检测供水终端是否漏水，若检测到漏水，则进入步骤102 ;若无，则进入步骤105 ； 步骤102、通过热释电人体探测模块检测供水终端是否有人，若有人，则进入步骤103 ;若无人，则进入步骤104 ； 步骤103:单片机模块控制热释电人体探测模块延时15分钟后继续监测供水终端是否有人，若无人，则进入步骤104 ;若有人，则返回步骤101 ; 步骤104:单片机模块控制报警模块报警，同时将该报警信息通过无线发送模块发送给主监控模块的无线接收模块，at89s52控制芯片将该报警信息通过话拨号芯片、短信收发GSM模块发送给维修人员，同时at89s52控制芯片将该报警信息通过IXD液晶显示模块进行显不； 步骤105:结束。
6.根据权利要求5所述的供水终端漏水监测方法，其特征在于，在步骤104中，当确认漏水时，单片机模块控制控制电磁阀控制模块将供水终端的开关总闸关闭。
【文档编号】G08B25/08GK104464225SQ201410766120
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月11日 优先权日:2014年12月11日
【发明者】吴顺伟 申请人:泰山学院