漏水漏電自動報警系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種漏水漏電自動報警系統(tǒng)，包括水流量傳感電路、漏電流傳感電路、現(xiàn)場報警電路、GSM短信通信模塊、無線發(fā)送器和無線接收器，水流量傳感電路和漏電流傳感電路的輸出端均連接到一個與門的輸入端，與門的輸出端同時連接到現(xiàn)場報警電路、GSM短信通信模塊和無線發(fā)送器，無線發(fā)射器無線連接到無線接收器。本實用新型通過將漏水、漏電可能發(fā)生的意外危險情況報警模塊進行集成，每種危險情況發(fā)生時相應(yīng)的報警模塊均發(fā)出低電平報警信號，任一低電平信號通過與門構(gòu)成的信號合成電路后還是低電平信號，而平時沒有情況時則發(fā)出高電平信號，減少了漏報的幾率，報警準確性和及時性大為提升，使用人的人身安全得到保證。
【專利說明】漏水漏電自動報警系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種安全報警裝置，尤其是一種當室內(nèi)出現(xiàn)漏水、漏電情況時可以實時進行報警的自動報警系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的涉及到的漏水漏電報警技術(shù)是不完全的，不完善的，由于電路設(shè)計、器件選擇和對實際工作場合的欠考慮等因素，電路工作往往不太可靠，沒有將漏水漏電報警技術(shù)集成在一起的適合家庭、單位使用的安全可靠的智能式的漏水漏電報警裝置。功能較為單一，且出現(xiàn)誤報或漏報的情況時有發(fā)生，誤報時浪費人力物力，漏報時危及使用人的人身安全。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的目的是為克服目前漏水漏電報警裝置的上述缺點。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0005]提供一種漏水漏電自動報警系統(tǒng)，包括水流量傳感電路、漏電流傳感電路、現(xiàn)場報警電路、GSM短信通信模塊、無線發(fā)送器和無線接收器，水流量傳感電路和漏電流傳感電路的輸出端均連接到一個與門的輸入端，與門的輸出端同時連接到現(xiàn)場報警電路、GSM短信通信模塊和無線發(fā)送器，無線發(fā)射器無線連接到無線接收器；所述水流量傳感電路由漏水流檢測電路、100倍頻電路、頻率/電壓轉(zhuǎn)換電路及窗口電壓比較電路順次連接而成，漏水流檢測電路安裝在進水管上；所述漏電流傳感電路由零序電流互感器、阻容電路及三極管連接而成，零序電流互感器安裝在配電盒內(nèi)進線處，相線L和中線N穿過零序電流互感器；所述室內(nèi)報警電路由喇叭及其驅(qū)動電路構(gòu)成；所述GSM短信通信模塊無線連接到用戶手機；所述無線發(fā)送器由編碼器、無線發(fā)射電路及發(fā)射天線構(gòu)成，所述無線接收器由譯碼器、無線接收電路及接收天線構(gòu)成。
[0006]所述水流量傳感電路還通過反相器連接到指示燈。
[0007]所述漏電流傳感電路還通過反相器連接到指示燈。
[0008]所述無線發(fā)射電路和無線接收電路的工作波段為長波。
[0009]本實用新型通過將漏水、漏電可能發(fā)生的意外危險情況報警模塊進行集成，每種危險情況發(fā)生時相應(yīng)的報警模塊均發(fā)出低電平報警信號，任一低電平信號通過與門構(gòu)成的信號合成電路后還是低電平信號，而平時沒有情況時則發(fā)出高電平信號。報警信號均通過三種途徑進行反饋，即:一是激發(fā)室內(nèi)聲音報警系統(tǒng)，提示室內(nèi)人員有漏水漏電情況發(fā)生；二是激發(fā)室內(nèi)GSM短信通信模塊，GSM短信通信模塊綁定主人的電話號碼，在房間有情況發(fā)出低電平報警信號時，主人的手機即收到報警短信信息；三是將該信號無線發(fā)送至保安值班室無線報警信號接收系統(tǒng)，值班員通過編號顯示(編號和家庭或某一具體地方一一對應(yīng))就知道哪一家庭或地方發(fā)出了報警需求，進而上門施救和通知主人。本實用新型減少了漏報的幾率，報警準確性和及時性大為提升，使用人的人身安全得到保證。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本實用新型原理框圖；
[0011]圖2是水流量傳感電路原理框圖；
[0012]圖3是漏水流檢測電路及100倍頻電路原理圖；
[0013]圖4是頻率/電壓轉(zhuǎn)換電路原理圖；
[0014]圖5a是窗口電壓比較電路原理圖；
[0015]圖5b是窗口電壓比較電路傳輸特性曲線；
[0016]圖6是漏電流傳感電路原理圖；
[0017]圖7是現(xiàn)場報警電路原理圖；
[0018]圖8是無線發(fā)送器電路原理圖；
[0019]圖9是無線接收器電路原理圖；
[0020]圖10是報警狀態(tài)指示電路原理圖。

【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明:
[0022]1.系統(tǒng)總體方案設(shè)計
[0023]當各部分電路有情況時，發(fā)出低電平報警信號，經(jīng)過合成電路后產(chǎn)生低電平信號，該信號分3路:一是觸發(fā)現(xiàn)場報警系統(tǒng)，現(xiàn)場就知道出現(xiàn)漏水或漏電情況；二是觸發(fā)室內(nèi)GSM短信通信模塊，發(fā)出報警信號到主人手機，通知主人；三是將該信號送至保安值班室呼叫報警系統(tǒng)，值班員通過顯示情況(顯示和報警單位一一對應(yīng))就知道什么地方發(fā)出了報警需求，進而上門施救和通知主人。見圖1
[0024]2.漏水報警:水流量傳感電路
[0025]水流量傳感電路首先要用水流量傳感器(內(nèi)含漏水流檢測電路)，它是利用霍爾元件的霍爾效應(yīng)來測量磁性物理量。在霍爾元件的正極串入負載電阻，同時通上+5V的直流電壓并使電流方向與磁場方向正交。當水通過渦輪開關(guān)殼推動磁性轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生不同磁極的旋轉(zhuǎn)磁場，切割磁感應(yīng)線，產(chǎn)生高低脈沖電平。由于霍爾元件的輸出脈沖信號頻率與磁性轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速成正比，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速又與水流量成正比，因此輸出脈沖信號頻率又與水流量成正比。
[0026]將水流量分為0—Q1—Q2—三段，在0—Q1 (Ql很小)段不報警、在Ql - Q2段作為漏水流段報警、在大于Q2水流段作為家庭或單位在正常使用水時，當然也不報警。水流量傳感電路由四部分組成:漏水流檢測電路、100倍頻電路、頻率/電壓轉(zhuǎn)換電路:最終將水流量0—Q1—Q2—三段轉(zhuǎn)化為電壓0—V1 (VI很小)一V2—三段、窗口比較電路。由于窗口比較器具有兩個轉(zhuǎn)折點，因此可做到在V1—V2范圍內(nèi)輸出低電平報警，在小于Vl和大于V2時輸出高電平不報警。
[0027]見圖3，將水流量傳感器301接到家庭進水主管302上，有水流動時，即輸出頻率信號，由于通常情況單位時間漏水量與正常用水相比較小，因此輸出頻率較低，通過100倍頻電路將頻率提高100倍(根據(jù)情況，也可提高10倍或N倍)，以保證后面的頻率電壓轉(zhuǎn)換電路工作效率。在鎖相環(huán)CD4060的反饋回路中串聯(lián)由計數(shù)器CD4518構(gòu)成的100分頻電路，如倍頻器的輸入信號頻率為IHz?150Hz，經(jīng)過100倍頻后就得到10Hz?15kHz的輸出頻率。
[0028]輸出的頻率信號fout送到由LM331構(gòu)成的頻率電壓轉(zhuǎn)換電路，見圖4，圖中LM331為精密頻率電壓(F/V)轉(zhuǎn)換器，其中R5 = R6，UU R5、R6構(gòu)成反相器，輸入頻率為fi，輸出電壓為Vo,則輸入輸出的關(guān)系為:

R R
[0029]V0=ZiX 2.09 X 11 ''

Ks
[0030]其中fi = O ?15kHz、Vo = O ?10V、非線性失真為 ±0.01%。
[0031]窗口電壓比較電路見圖5a，圖5b為其傳輸特性曲線，當輸入信號Vi (即圖4中的Vo) < Vl (可看成無法檢測到的可忽略的漏水或無漏水)或者Vi > V2 (可看成家庭正常使用水)，輸出Uout為高電平，不報警；
[0032]當Vl < Vi < V2，輸出Uout為低電平，報警。
[0033]Vl和V2通過電阻(電位器)分壓而得，通過調(diào)節(jié)RW1、RW2就可調(diào)整Vl和V2。它們分別對應(yīng)于微弱的水流量(Ql)和正常使用的水流量下限Q2。
[0034]實際調(diào)試時，先確定合理的報警流量范圍Ql?Q2，即Q1、Q2的數(shù)值，通常Ql接近于0，根據(jù)Q1、Q2的數(shù)值分別確定Vl和V2的數(shù)值，在流量略大于Ql時，調(diào)節(jié)RW1、RW2，使之正好處于臨界報警狀態(tài)(輸出剛好從“I”電平轉(zhuǎn)為“O”電平)，此時的Vl值對應(yīng)于Ql值；在流量略小于Q2時，調(diào)節(jié)RWl、RW2，使之正好處于臨界報警狀態(tài)(輸出剛好從“I”電平轉(zhuǎn)為“O”電平)，此時的V2值對應(yīng)于Q2值；要反復調(diào)RW1、RW2，使得Vl和V2的數(shù)值準確對應(yīng)Q1、Q2的數(shù)值。
[0035]小于Q1，為不能檢測的漏水流，大于Q2，為正常用水，所以不報警；
[0036]在Ql?Q2之間，為漏水報警段，報警。
[0037]將水流量傳感器接到家庭進水主管上，當水流量在Ql?Q2范圍，該電路輸出“O”電平報警。此時注意:家庭不能小流量用水，以免誤報警。
[0038]3.漏電報警:漏電流傳感電路
[0039]如圖6所示，TAN為零序電流互感器，又叫漏電電流互感器，用于檢測漏電流。在無漏電時，零序電流互感器線圈TAN內(nèi)總磁通為零，輸出電壓為0，使三極管T截止，最終輸出Uo為I電平，此時漏電流報警電路部分不報警；當有漏電流時，但是沒有超過家庭漏電保護器動作電流值時，這時漏電保護器開關(guān)未跳掉，零序電流互感器線圈TAN內(nèi)總磁通不為零，就有電壓輸出，此電壓輸出經(jīng)過處理后，使三極管T飽和導通，最終使輸出Uo為O電平，SP用來報警。漏電流報警具體數(shù)值由電路參數(shù)確定。零序電流互感器安裝在家庭配電盒內(nèi)進線處，讓相線L和中線N穿過互感器，輸出線引出來。無漏電時，電路輸出“I”電平不報警；有漏電時，電路輸出“O”電平報警。
[0040]4.室內(nèi)報警電路
[0041]見圖7，當輸入為低電平時，555輸出100Hz的脈沖信號驅(qū)動喇叭報警。
[0042]5.GSM短信通信模塊
[0043]對GSM短信通信模塊事先軟件編程好，預先輸入綁定的電話話碼和報警信息內(nèi)容，用I個“O”電平信號控制，當處于報警狀態(tài)輸入“O”電平時，GSM短信通信模塊即自動向綁定的手機發(fā)送報警信息或者直接電話報警。
[0044]6.無線報警系統(tǒng)
[0045]無線報警系統(tǒng)由無線報警發(fā)射器和無線報警接收器組成。每個家庭或需要報警的地方配一個無線報警發(fā)射器，當與成電路輸出低電平報警信號時，發(fā)射器即發(fā)出報警信號，安裝在保安值班室的無線接收器接收到信號即發(fā)出光報警信號。
[0046](I)無線發(fā)送器
[0047]每個地方配一個無線報警發(fā)射器，如圖8，當運接收到來自合成電路的低電平報警信號時，編碼器MC145026將其地址碼(Al?A5)和數(shù)據(jù)碼(D6?D9)作脈沖數(shù)碼調(diào)制，送入無線電發(fā)送專用集成電路T630(可根據(jù)距離需要選擇型號)，向外發(fā)射無線電波。地址碼用于相匹配的接收器，當接收器的地址碼和發(fā)射器的地址碼一致時，接收器接收發(fā)射器發(fā)射過來的數(shù)據(jù)碼報警，不同的地方發(fā)送不同的數(shù)據(jù)碼。每對接收器和發(fā)射器(地址碼一致)系統(tǒng)可實現(xiàn)4個地方報警。DIP1、DIP2是高、低電平選擇信號，通過DIP1、DIP2設(shè)置地址碼和數(shù)據(jù)碼。
[0048]在確定地址碼和數(shù)據(jù)碼后，元--O時，地址碼和數(shù)據(jù)碼的脈沖數(shù)碼調(diào)制信號從
DO端串行輸出。R1、R2、C為外接阻容元件，決定編碼器內(nèi)部時鐘振蕩頻率。S閉合時，發(fā)射器工作。發(fā)送的串行碼經(jīng)DO輸出送至T630的DI端，T630立即將其輸出。
[0049](2)無線接收器
[0050]報警接收器如圖9，T631在收到無線電波并解調(diào)后，經(jīng)DO端輸出串行碼給譯碼器MC145027的數(shù)據(jù)輸入端DI，MC145027和MC145026配合使用。地址碼一致時，VT端由低電平(O)變?yōu)楦唠娖?I)，發(fā)送有效。此時MC145026中的數(shù)據(jù)從MC145027中的D6?09數(shù)據(jù)端對應(yīng)輸出，并一直保持到新數(shù)據(jù)到來。MC145026和MC145027的頻率一致(1.71kHz)。⑶40174為6D觸發(fā)器，在VT上升沿來時，Q5 = 1，Tr飽和導通，接通專為蜂鳴器設(shè)計的CH1000集成電路的電源，其外接的壓電片HD發(fā)出報警聲，MC145027輸出的D6?D9數(shù)據(jù)被鎖存，鎖存的數(shù)據(jù)由Ql?Q4對應(yīng)輸出，根據(jù)4個發(fā)光二極管Dl?D4哪個發(fā)光即知道哪個家庭或地方發(fā)出了漏水或漏電報警。要消除光指示時，只需要按一下復位按鈕S即行。
[0051]T630是長波數(shù)據(jù)信號發(fā)射器，T631是長波數(shù)據(jù)信號接收器，兩者配合使用的無線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)具有如下特點:沒有方向性，抗干擾能力強，也不會對其它設(shè)備產(chǎn)生干擾；采用先進的長波技術(shù)，能夠穿透建筑物、機箱、金屬設(shè)備等阻隔；用于遠距離發(fā)送和接收串行信號。
[0052]產(chǎn)品具體實施方案為:
[0053]1.將所有報警電路設(shè)計(包括器件選擇)、安裝、焊接和調(diào)試好，確保每部分電路在出現(xiàn)狀況時處于報警狀態(tài)，即輸出為低電平(“O”電平)。為了區(qū)別哪個部分電路發(fā)出報警信號，將輸出再反相后驅(qū)動LED指示。見圖10。
[0054](I)漏水報警:水流量傳感電路(見圖3?圖5)，將水流量傳感器接到家庭或某用水地方進水主管上，當水流量在Ql?Q2范圍，該電路輸出“O”電平報警。此時注意:不能小流量用水，以免誤報警。
[0055](2)漏電報警:漏電流傳感電路(見圖6):零序電流互感器安裝在家庭配電盒內(nèi)進線處，讓相線L和中線N穿過互感器，輸出線引出來。無漏電時，電路輸出“I”電平不報警；有漏電時，電路輸出“O”電平報警。
[0056]2.與門電路:
[0057]只要前面有I個電路處于報警狀態(tài)，即I個輸入為“O”電平，輸出即為“O”電平，該“O”電平作用有3個:一是啟動現(xiàn)場報警(見圖7)，提醒人們出現(xiàn)漏水或漏電情況需要維修；二是激發(fā)GSM短信通信模塊，GSM短信通信模塊經(jīng)過軟件編程后綁定主人的電話話碼和預先輸入報警信息內(nèi)容，在室內(nèi)有情況發(fā)出低電平報警信號時，主人的手機即收到報警信息；三是將該報警信號無線送至小區(qū)值班室報警呼叫系統(tǒng)，值班員通過編號顯示(編號和報警地方一一對應(yīng))就知道哪一家庭或者地方發(fā)出了報警需求，進而通知主人檢查和維修。
[0058]3.現(xiàn)場報警電路
[0059]見圖7，設(shè)計、安裝、焊接和調(diào)試好，確保輸入“O”電平時，喇叭發(fā)聲報警。
[0060]4.GSM短信通信模塊
[0061]對GSM短信通信模塊事先軟件編程好，預先輸入綁定的電話話碼和報警信息內(nèi)容，用I個“O”電平信號控制，當處于報警狀態(tài)輸入“O”電平時，GSM短信通信模塊即自動向綁定的手機發(fā)送報警信息。
[0062]5.無線報警發(fā)射器
[0063]見圖8，將這部分電路設(shè)計、安裝、焊接和調(diào)試好，確保在輸入“O”電平報警狀態(tài)時，向地址碼一致的接收器發(fā)出報警信號。
[0064]以上線路做在一起，裝在一個產(chǎn)品盒內(nèi)，安裝到家庭或單位某個合適的位置。
[0065]6.無線報警接收器
[0066]見圖9，這部分電路裝在保安值班室，當室內(nèi)有報警信號通過無線報警發(fā)射器發(fā)出時，無線報警接收器接收到信號，值班員根據(jù)發(fā)光二極管指示情況即可知道哪個家庭發(fā)出了求救信號。
[0067]7.聯(lián)調(diào)
[0068]整個系統(tǒng)分兩大塊，一塊是安裝在每個需要檢測漏水漏電地方部分電路，另一塊是安裝在值班室的無線接收報警系統(tǒng)。先保證每塊各部分功能實現(xiàn)，再將兩大塊連在一起，綜合測試結(jié)果符合要求。
[0069]該系統(tǒng)在實施時，應(yīng)將除圖9以外的電路做在廣品盒內(nèi)，發(fā)射天線要引出來，廣品盒裝在墻內(nèi)某位置，各傳感器位置布置好，無線接收報警系統(tǒng)裝在值班室，接收天線要引出來，組合測試結(jié)果符合要求。
[0070]作為產(chǎn)品擴展，一套系統(tǒng)不僅可以檢測某地方的一處漏水和漏電情況，而且可以同時檢測某地方的若干處獨立使用的用水用電處的漏水漏電情況，這時只要將與門設(shè)置成若干輸入端，每個輸入端分別接漏水或漏電報警電路即可。實際依據(jù)需求而定。
【權(quán)利要求】
1.一種漏水漏電自動報警系統(tǒng)，其特征在于:包括水流量傳感電路、漏電流傳感電路、現(xiàn)場報警電路、GSM短信通信模塊、無線發(fā)送器和無線接收器，水流量傳感電路和漏電流傳感電路的輸出端均連接到一個與門的輸入端，與門的輸出端同時連接到現(xiàn)場報警電路、GSM短信通信模塊和無線發(fā)送器，無線發(fā)射器無線連接到無線接收器；所述水流量傳感電路由漏水流檢測電路、100倍頻電路、頻率/電壓轉(zhuǎn)換電路及窗口電壓比較電路順次連接而成，漏水流檢測電路安裝在進水管上；所述漏電流傳感電路由零序電流互感器、阻容電路及三極管連接而成，零序電流互感器安裝在配電盒內(nèi)進線處，相線L和中線N穿過零序電流互感器；室內(nèi)報警電路由喇叭及其驅(qū)動電路構(gòu)成；所述GSM短信通信模塊無線連接到用戶手機；所述無線發(fā)送器由編碼器、無線發(fā)射電路及發(fā)射天線構(gòu)成，所述無線接收器由譯碼器、無線接收電路及接收天線構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漏水漏電自動報警系統(tǒng)，其特征在于:所述水流量傳感電路還通過反相器連接到指示燈。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的漏水漏電自動報警系統(tǒng)，其特征在于:所述漏電流傳感電路還通過反相器連接到指示燈。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漏水漏電自動報警系統(tǒng)，其特征在于:所述無線發(fā)射電路和無線接收電路的工作波段為長波。
【文檔編號】G08B25/10GK203982529SQ201420407507
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月22日
【發(fā)明者】于衛(wèi), 李斌, 李云, 張正華, 江麗莉 申請人:揚州大學