运用于智能家居的漏电、漏气、漏水监测系统

冯博

前言

与居民生活相关的用电、用气、用水不当是引起家庭灾害的罪魁祸首，如何在物联网快速发展的时代，利用智能家居理念，搭建漏电、漏气、漏水监控系统，构建更加安全稳定的生活环境是本文研究的重心。

一、背景

智能家居越来越贴近人们的生活，给我们带来了更好的体验和满足。在追求舒适、人性化的基础上，更要加深安全意识。

市场上围绕智能家居兴起的如智能LED灯、智能音箱、智能门禁等，因市场监管力度不够及生产工艺等因素导致产品投入市场后存在一定的漏电隐患。

家用天然气、液化气发生泄漏带来损失的现象层出不穷，大都因为阀门、开关、管道老化引起。普通的燃气探测器成本高，安装不方便，并未得到广泛推广和使用。

虽然在家居生活中水的泄漏带来的影响不明显，但一旦水浸泡木质地板，淹没地排插座便会导致不可逆转的危害。

本文对家居中最具有安全隐患的泄漏（漏电、漏气、漏水）现象进行分析，并依托智能家居系统，设计并构建既安全又有科技体验的家居环境。

二、设计方案

智能家居系统建设中普遍遵循的一个设计理念是：简单和高效。即安装简单、操作简单、维护简单;监控实时、报警及时、传输准时。故选用的传感器为低功耗产品，须为电池供电和无线传输，体积小而美观。

1、漏电检测

针对家居环境下的漏电检测，除使用智能配电箱外，还可使用带空气漏电开关功能的智能插座。

智能配电箱有防雷、漏电、过流、短路、过压、过温功能，由埋墙箱、电源模组、防雷器、带漏电保护的总开关、双分路开关、主控盒、连接电源与各开关之间的排线，通信线、天线。可实现对整个房间内的电器、插座进行监控，报警时通过手机APP或语音电话告知业主、物业或急救中心处理。

智能插座具有实时能耗监测，儿童安全，故障设备报告，内置网络传输固件，可短信/电邮/推送至手机APP端。

系统化的智能家居系统建设中，都会采用一个智能管理主机，实现对所有智能设备运行状况的统计、分析，报警、传输功能。智能配电箱和智能插座也可接入管理主机，由其统一支配。

2、漏气检测

家居漏气主要分天然气和液化气泄漏两种，采用气体探测报警器可满足要求。

根据监测气体种类选择报警器安装位置，距离气源15米以内，通风良好处。

1、液化气比空气重，安装在高于地面0.3米处。

2、天然气、城市煤气等比空气轻，安装在低于天花板0.3米处。

探测器一般装在厨房和燃气管道入户总阀处，一般有以下安装位置可选。其报警信号通过无线传输至管理主机，由其统一支配。

3、漏水检测

家居漏水主要用于监测洗手间、厨房。防止因水泄漏浸泡木质地板或者插座、电器等。

设计时选用水浸探测器来达到目的，主要用电极作为探头，当水接触探头时引起检测回路的电信号变化而触发报警。可参看下面的大体结构图。一般安装在洗手间门口内侧墙壁，厨房门口内侧墙壁，洗衣机排水管的地漏旁边，部分用户还可以选择安装在窗户旁边，提醒下雨时及时关窗。

三、实施过程

在给居民设计智能家居防漏水、漏气、漏电系统时，需从泄漏隐患、被寻找性、非反人类设计着手，既能最快速度的监测到泄漏，又能方便用户寻找泄漏源，还要不影响居民正常生活习惯。报警器的安装位置可在以下列表中对应选择。

位置 说明

漏电 入户花园或进门口 取代传统配电箱

房间内各地排地插 取代传统插座

漏气 管道阀门 监测是否因管道老化或阀门问题引起的漏气

厨房吊顶 监测天然气是否泄漏

壁橱或门内侧 监测液化气是否泄漏

漏水 洗手间门口内侧墙壁 监测洗手间水是否流出门口（未关水阀，地漏堵塞等）

厨房门口内侧墙壁 监测厨房内水是否流出门口（未关水阀，地漏堵塞等）

洗衣机排水口处地漏 防止因堵塞等原因使得洗衣机排水污染地面

饮水机或净水器底部 防止因水阀未关引起的泄漏

窗户下沿 监测未关窗户时雨水影响

地下车库地漏口 监测室内是否有积水

另無线传输的方式有多种，在产品选用时需考虑以下因素。

1、兼容性

智能家居建设方案多样，各品牌均有自己的通信接口，行业内无统一标准，在兼容性方面难免产生冲突。传感器和智能主控系统之间有射频、蓝牙、红外、WIFI模式，主控系统与用户之间的通信方式有WIFI、3G/4G模式。在构建整个智能家居系统时需充分考虑到系统和产品之间的兼容性，一般选择可解析多种模式的智能主控系统来达到最佳兼容性。而主控系统和用户之间的通信在现在高速发展的移动互联网时代可基本不存在兼容性问题。

2、性价比

不同厂家的传感器价格和质量有所不同。如何判断产品性能是否达标，用户只能从外观和在产品初步测试过程中区分。在购买之前充分利用互联网平台，了解厂家的各方面信息，重点关注售后服务体系，选择最佳产品。

3、可靠性

智能家居产品里面，考验系统可靠性的最重要参数是数据传输的可靠性，报警数据需准时无误的传输至终端。随着通信技术不断更新升级，生产厂家并未实现产品的最优配置就开始新一代的通信研究，数据中断、连接超时是面临的最大问题之一。理论数据和实际数据有差异，致使用户必须按说明书进行设置和安装，规避干扰以达到最优配置。一般家庭都有宽带接入，无线WIFI技术也很成熟，成为构建智能家居系统的首选方式。

四、市场前景

安全是构建和谐社会的根本，也是营造健康家庭的关键。我们在生活中时刻都要与电、水、气打交道，更需要引起关注。与灯光、音箱、视频等其他智能家居相比，笔者认为前者更加重要。在安全的环境下享受科技带来的愉悦，其广阔的市场前景或许比其他智能家居来得更快、更明朗。