基于水傳感器檢測、MCU的家居智能防水系統(tǒng)

　　2.2 MCU控制電路

　　MCU單元電路主要完成整個系統(tǒng)的監(jiān)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(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，通用性好，內(nèi)部集成了CPU，RAM，ROM，定時器/計數(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MCU的并口I/O檢測水水傳感器狀態(tài)，并控制LED顯示電路及蜂鳴器報警電路，同時通過驅(qū)動電路控制水電磁閥的通斷。MCU及外圍電路如圖3所示。

　　2.3 顯示及報警電路

　　蜂鳴器選擇有源蜂鳴器，其內(nèi)部集成了多諧振蕩器，只需要在外部施加必要的直流電平即可發(fā)生，其驅(qū)動及控制電路簡單。同時驅(qū)動發(fā)光二極管，在檢測到漏水時點亮二極管。蜂鳴器及驅(qū)動電路如圖4所示，LED及驅(qū)動電路如圖5所示。

　　2.4 電磁閥驅(qū)動電路

　　電磁閥是用來控制流體方向的自動化基礎(chǔ)元件，通常用于機械控制和工業(yè)閥門，對介質(zhì)方向進行控制，從而達到對閥門開關(guān)的控制。本方案中水管在一般狀態(tài)下是暢通的，所以選擇常開型的電磁閥，先導(dǎo)閥接受電控制信號開關(guān)后帶動主閥動作，切斷水管，從而避免漏水狀況的進一步惡化。由于單片機輸出控制信號為TTL電平，不能直接控制電磁閥動作，需要增加驅(qū)動電路，如圖6所示。

　　圖6所示電路采用光電耦合器將控制信號輸出電路與電磁閥驅(qū)動電路隔離，從而抑制驅(qū)動電路的高頻干擾進入控制電路部分，以保證其正常工作。電阻R6和二極管D在噴油器關(guān)閉時構(gòu)成放電通路，以防止功率三極管損壞，它們和電磁閥線圈組成消弧電路。

　　3 軟件設(shè)計

　　3.1 系統(tǒng)軟件流程

　　系統(tǒng)控制軟件采用循環(huán)掃描時，實時監(jiān)測水傳感器狀態(tài)。如果檢測到傳感器異常，啟動聲光報警電路。如果周圍有人，確認是否發(fā)生了漏水，則可以手動關(guān)閉進水閥門;如果周圍沒有人，系統(tǒng)在報警后5s內(nèi)啟動電磁閥控制電路，自動切斷進水閥門，等待人員前來解決問題。其中單片機的軟件流程圖如圖7所示。