基于MCU的智能漏水檢測系統設計

近年來，隨著自動化技術及人們生活水平的提高，智能家居的概念被越來越多的人所接受。所謂智能家居，是以住宅為平臺，利用綜合布線技術、網絡通信技術、安全防范技術、自動控制技術、音視頻技術將家居生活有關的設施集成，構建高效的住宅設施與家庭日程事務的管理系統，提升家居安全性、便利性、舒適性、藝術性，并實現環保節能的居住環境。在智能家居系統中，智能防漏水系統是在家居安全里具有十分重要的作用。通常由于一時疏忽，如停水時忘關水龍頭、下水不通暢、管道破損等意外原因所造成家居漏水，很多情況下事態嚴重，不僅是自家受損失，同一棟樓里的人也會同樣受害。文中設計了一種家居智能防水系統，能自動檢測選定區域的意外漏水，通過電磁閥及時切斷水管，并伴隨聲光報警，提示出現的浸水事件，減少漏水狀況的惡化，能有效地防止各種損失進一步擴大。

1 系統設計
家居智能防水系統主要分為4個部分，包括檢測組件、MCU控制部分、報警及按鍵電路、電磁閥及驅動電路。通過MCU的并口I／O檢測水傳感器狀態，并控制LED顯示電路及蜂鳴器報警電路，同時通過驅動電路控制水電磁閥的通斷，其系統框圖如圖1所示。

系統通過MCU一直監測水傳感器狀態，若發現漏水，通過發光LED顯示和蜂鳴器報警，并延時一段時間，然后啟動電磁閥關閉水管。如果家中有人，在聽到報警后，檢查漏水情況，可手動切斷水管，或者關閉報警系統(若發現是誤報警的情況下)。

2 硬件設計
2．1 水傳感器檢測電路
電路采用適當的電極型水傳感器，布置在需要監測的區域，可以是某一固定區域，也可以是多個區域同時監測。主要根據電極浸水阻值變化原理，通過電壓檢測確定傳感器的狀態。通過電壓比較器，得到外部狀態電平，并送往MCU單元進行檢測處理。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系統的監測、判斷、報警控制以及人機交互控制等功能。本方案中選用Atmel的89C52單片機作為控制MCU，其結構簡單，價格低廉，通用性好，內部集成了CPU，RAM，ROM，定時器／計數器和多功能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。結合本案例，通過MCU的并口I／O檢測水水傳感器狀態，并控制LED顯示電路及蜂鳴器報警電路，同時通過驅動電路控制水電磁閥的通斷。MCU及外圍電路如圖3所示。