[发明专利]基于Arduino的农村自来水管防冻系统

说明书

本发明公开了一种基于Arduino的农村自来水管防冻系统，属于农业灌溉技术领域。本发明通过多方位检测、自动加热、数据反馈和获取数据这四个步骤来实现农村自来水管的防冻。本发明通过树莓派开发平台和Arduino开发平台以及各种传感器，对在低温下易冻裂的自来水管所处的环境进行实时监测，当温度低于设置温度时，系统自动控制继电器启动加热装置，使缠绕在自来水管的电伴热带进行加热，防止温度过低冻裂水管。本发明将传感器采集到的数据通过esp8266无线模块传输到OneNet端，对采集的数据进行处理，在进行数据分析之后反馈给水务管理部门，以便做好相关措施。另一发面，用户也可以登录OneNet手机设备云APP端，获知实时数据。

技术领域

本发明属于农业灌溉技术领域，具体涉及一种基于Arduino的农村自来水管防冻系统。

背景技术

在国家大力发展水利水电这个大的战略前提之下，各个省份也都进行了水利建设，例如甘肃省为解决甘肃中部缺水的状况建设的引洮工程。随着水利工程的建设，水资源的管理问题也凸显出来，在一些恶劣的环境中对水利设施就有了很大的问题。

当前，以南水北调的工程中东线、中线和西线三条调水线路通过三条调水线路与长江、黄河、淮河和海河四大江河的联系，构成以“四横三纵”为主体的总体布局，以利于实现中国水资源南北调配、东西互济的合理配置格局。在这个大的战略前提之下，甘肃省为解决甘肃中部缺水的状况建设的引洮工程。随着水利工程的建设，水资源的管理问题也凸显出来，在一些恶劣的环境中对水利设施就有了很大的问题。其中自来水管的防冻工作一直都是一个棘手问题，特别是在一些将水龙头安装在户外的情况，在冬季寒冷的环境中，一旦水管冻破裂，就会导致水资源的浪费，和经济损失。

经现有文献检索发现，中国专利公开号CN209420573U，公开日2019年09月24日的专利申请公开了一种基于Arduino单片机的自动灌溉装置，该专利文献中指出将温湿度传感器暴露在空气中，将土壤湿度传感器插在土壤中采集土壤湿度信息，该专利文献中并不能获取实时数据，且检测范围较窄。

发明内容

本发明的目的在于提供一种检测范围广，能够获取实时数据地的基于Arduino的农村自来水管防冻系统。

为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

基于Arduino的农村自来水管防冻系统，包括Arduino开发平台、搭载温湿度传感器和压力传感器，通过如下步骤来实现：

1)多方位检测：利用Arduino开发板，搭载温湿度传感器、人体红外传感器、压力传感器等采集相关数据，通过树莓派开发板进行组网传输，实现对户外自来水管的多方位监测控制；

2)自动加热：通过温湿度传感器和arduino板采集自来水管所处环境的温湿度，将采集到的数结合水结冰的零界点设置加热温度的界点，当温度低于设定温度时，arduino板连接继电器控制外部电路导通，加热装置中电伴热带通电开始加热，防止自来水管冻裂，当温度高于所设温度时，外部加热电路断开，加热停止；

3)数据反馈：将步骤1)中传感器采集到的数据通过树莓派组网传输到OneNet云平台，对采集的数据进行处理，在进行数据分析之后反馈给水务管理部门；

4)获取数据：用户登录OneNet端，获取实时数据。

进一步地，所述步骤1)中温湿度传感器检测时，使用DHT11温湿度传感器检测自来水管所处环境的温湿度，并使其在数码管上显示。

进一步地，所述步骤2)中在OneNet开发平台建立基于Arduino的自来水管防冻系统项目，在手机端下载OneNet设备云手机端APP，创建项目后通过树莓派将检测到的温湿度上传到OneNet，脑端和手机端会同步显示项目内容和检测到的实时数据。

进一步地，所述自来水管防冻系统的供电主要采用以下两种方式来实现：