基于MCU的智能漏水檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

近年來(lái)，隨著自動(dòng)化技術(shù)及人們生活水平的提高，智能家居的概念被越來(lái)越多的人所接受。所謂智能家居，是以住宅為平臺(tái)，利用綜合布線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、安全防范技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、音視頻技術(shù)將家居生活有關(guān)的設(shè)施集成，構(gòu)建高效的住宅設(shè)施與家庭日程事務(wù)的管理系統(tǒng)，提升家居安全性、便利性、舒適性、藝術(shù)性，并實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的居住環(huán)境。在智能家居系統(tǒng)中，智能防漏水系統(tǒng)是在家居安全里具有十分重要的作用。通常由于一時(shí)疏忽，如停水時(shí)忘關(guān)水龍頭、下水不通暢、管道破損等意外原因所造成家居漏水，很多情況下事態(tài)嚴(yán)重，不僅是自家受損失，同一棟樓里的人也會(huì)同樣受害。文中設(shè)計(jì)了一種家居智能防水系統(tǒng)，能自動(dòng)檢測(cè)選定區(qū)域的意外漏水，通過(guò)電磁閥及時(shí)切斷水管，并伴隨聲光報(bào)警，提示出現(xiàn)的浸水事件，減少漏水狀況的惡化，能有效地防止各種損失進(jìn)一步擴(kuò)大。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
家居智能防水系統(tǒng)主要分為4個(gè)部分，包括檢測(cè)組件、MCU控制部分、報(bào)警及按鍵電路、電磁閥及驅(qū)動(dòng)電路。通過(guò)MCU的并口I／O檢測(cè)水傳感器狀態(tài)，并控制LED顯示電路及蜂鳴器報(bào)警電路，同時(shí)通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路控制水電磁閥的通斷，其系統(tǒng)框圖如圖1所示。

系統(tǒng)通過(guò)MCU一直監(jiān)測(cè)水傳感器狀態(tài)，若發(fā)現(xiàn)漏水，通過(guò)發(fā)光LED顯示和蜂鳴器報(bào)警，并延時(shí)一段時(shí)間，然后啟動(dòng)電磁閥關(guān)閉水管。如果家中有人，在聽(tīng)到報(bào)警后，檢查漏水情況，可手動(dòng)切斷水管，或者關(guān)閉報(bào)警系統(tǒng)(若發(fā)現(xiàn)是誤報(bào)警的情況下)。

2 硬件設(shè)計(jì)
2．1 水傳感器檢測(cè)電路
電路采用適當(dāng)?shù)碾姌O型水傳感器，布置在需要監(jiān)測(cè)的區(qū)域，可以是某一固定區(qū)域，也可以是多個(gè)區(qū)域同時(shí)監(jiān)測(cè)。主要根據(jù)電極浸水阻值變化原理，通過(guò)電壓檢測(cè)確定傳感器的狀態(tài)。通過(guò)電壓比較器，得到外部狀態(tài)電平，并送往MCU單元進(jìn)行檢測(cè)處理。水感傳器接口電路如圖2所示。

2．2 MCU控制電路
MCU單元電路主要完成整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)、判斷、報(bào)警控制以及人機(jī)交互控制等功能。本方案中選用Atmel的89C52單片機(jī)作為控制MCU，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，通用性好，內(nèi)部集成了CPU，RAM，ROM，定時(shí)器／計(jì)數(shù)器和多功能I／0，串口通信等部等基本功能部件，可靈活編程控制外部I／0接口。結(jié)合本案例，通過(guò)MCU的并口I／O檢測(cè)水水傳感器狀態(tài)，并控制LED顯示電路及蜂鳴器報(bào)警電路，同時(shí)通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路控制水電磁閥的通斷。MCU及外圍電路如圖3所示。