基于MCU的智能漏水检测系统设计

　　近年来，随着自动化技术及人们生活水平的提高，智能家居的概念被越来越多的人所接受。所谓智能家居，是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。在智能家居系统中，智能防漏水系统是在家居安全里具有十分重要的作用。通常由于一时疏忽，如停水时忘关水龙头、下水不通畅、管道破损等意外原因所造成家居漏水，很多情况下事态严重，不仅是自家受损失，同一栋楼里的人也会同样受害。文中设计了一种家居智能防水系统，能自动检测选定区域的意外漏水，通过电磁阀及时切断水管，并伴随声光报警，提示出现的浸水事件，减少漏水状况的恶化，能有效地防止各种损失进一步扩大。

　　1 系统设计

　　家居智能防水系统主要分为4个部分，包括检测组件、MCU控制部分、报警及按键电路、电磁阀及驱动电路。通过MCU的并口I/O检测水传感器状态，并控制LED显示电路及蜂鸣器报警电路，同时通过驱动电路控制水电磁阀的通断，其系统框图如图1所示。

　　系统通过MCU一直监测水传感器状态，若发现漏水，通过发光LED显示和蜂鸣器报警，并延时一段时间，然后启动电磁阀关闭水管。如果家中有人，在听到报警后，检查漏水情况，可手动切断水管，或者关闭报警系统(若发现是误报警的情况下)。

　　2 硬件设计

　　2.1 水传感器检测电路

　　电路采用适当的电极型水传感器，布置在需要监测的区域，可以是某一固定区域，也可以是多个区域同时监测。主要根据电极浸水阻值变化原理，通过电压检测确定传感器的状态。通过电压比较器，得到外部状态电平，并送往MCU单元进行检测处理。水感传器接口电路如图2所示。

　　2.2 MCU控制电路

　　MCU单元电路主要完成整个系统的监测、判断、报警控制以及人机交互控制等功能。本方案中选用Atmel的89C52单片机作为控制MCU，其结构简单，价格低廉，通用性好，内部集成了CPU，RAM，ROM，定时器/计数器和多功能I/0，串口通信等部等基本功能部件，可灵活编程控制外部I/0接口。结合本案例，通过MCU的并口I/O检测水水传感器状态，并控制LED显示电路及蜂鸣器报警电路，同时通过驱动电路控制水电磁阀的通断。MCU及外围电路如图3所示。

　　2.3 显示及报警电路

　　蜂鸣器选择有源蜂鸣器，其内部集成了多谐振荡器，只需要在外部施加必要的直流电平即可发生，其驱动及控制电路简单。同时驱动发光二极管，在检测到漏水时点亮二极管。蜂鸣器及驱动电路如图4所示，LED及驱动电路如图5所示。