洪水探测器及方法与流程

本发明涉及一种洪水探测器，尤其涉及一种家用洪水探测器，包括用于探测低湿度等级的警报，用于探测中湿度等级的警报以及用于探测高湿度等级的警报。
背景技术：
：洪水探测系统是用于为大型社区和小型社区提供洪水警报的已知现有技术。这种警报型的警报系统包括基站，其具有应用洪水预报软件的微型计算器，其中基站通过无线电连接到远离该基站的雨量计。远处的雨量计记录降雨量，该降雨量在达到预设阈值时会被传输。通常，这种洪水警报系统对于能够供养一批合格技术人员来维持设备运行的大型社区而言效果良好。然而，对于那些无法在洪水警报系统中选择技术人员和工程团队的小型社区而言，在实践中是没有任何警报系统的。专利文献us5283569描述了一种低成本，易于维护且易于操作的洪水警报系统，用于向社区提供即将发生的洪水的事前预警，其在社区的上流流域发出高水位到来的信号。具体地，该发明包括一个阻尼缸，其中具有三个以一定距离垂直间隔的浮动开关，用于检测洪水的水位。在水位达到并关闭最低等级水位浮动开关时，启动电话警报拨号器，以便通过电话线将第一低等级洪水警报信息发送至远处。在水位达到并关闭第二级或中等级浮动开关时，禁用最低等级浮动开关并激活高等级浮动开关。在水位达到并关闭高等级浮动开关时，电话报警拨号器被激活并将高等级洪水警报信息传输至远处。当水位减退时，水位下降并启动中等级浮动开关，激活最低等级浮动开关并禁用高等级浮动开关，从而激活电话警报拨号器将第二低等级洪水报警信息输出至远处。该第二低等级洪水警告信息表明洪水已经结束。这些系统并不直接适用于家庭应用。通常，家用洪水探测器是基于电子系统的两个探针之间的电导率的变化。这种系统的一个例子被专利文献us2015091723所描述，其涉及用于洪水和湿度传感器的不同方法和系统，可以包括通过测量洪水传感器中的至少一对金属探针之间的电阻来检测房屋中水的存在，检测湿度，并使用一个或多个水平传感器来检测传感器相遇于重力的方向。金属探针或许可以延伸。金属探针或许镀金。水的存在可以被远程探针检测。传感器可以使用无线收发器与一个或多个外部设备进行无线通讯。然而，该文献并未描述如何检测从低水位洪水至高水位洪水的不同水位的洪水。技术实现要素：本发明的目的在于能够探测待保护的干燥面上的不同洪水等级。如上所述，当前的现有技术没有描述任何被定为三个不同等级来探测水泄露的系统：地板上的水分(低洪水等级)，水池(中洪水等级)，以及水位超过地板以上2厘米。为此，本发明主要包括依靠三个探针测量水分，该三个探针通过位于它们之间的电阻仪内部地彼此连接，包括一个相对于探针末端确定的水平面的高度为“h”的附加探测器或探针。此外，容纳探测器的壳体具有正浮力的特性。本发明的范围由权利要求限定，这些权利要求通过引用被包含在此部分中。在整个说明书和权利要求书中，词语“包含”及其变体并不试图排除其他技术特征，配件，组件或步骤。对于本领域技术人员来说，本发明的其他目的，优点和特征将部分地从说明书和本发明的实践中推导出，以下实施例和附图仅当做例证，而并不试图限制本发明。此外，本发明涵盖本文所述的特定和优选实施方案的所有组合。附图说明下面将非常简要地描述一系列附图，这些附图有助于更好地理解本发明并且与作为其非限制性示例呈现的所述发明的实施例明确相关。图1示出了集成于自动化网络中的本发明洪水探测器100的应用例的示意图；图2示出了根据本发明优选实施例的洪水探测器100的框图；图3示出了根据本发明优选实施例的洪水探测器的操作步骤流程图。具体实施方式本发明的不同方面包括能够探测三个或更多洪水等级的洪水探测器，以及在该探测器中实施的洪水探测方法。当在本文中使用时，术语“回路”和“电路”指的是物理电子组件(即，硬件组件)和可配置或易于配置硬件和/或存在的任何软件和/或固件(代码)。以不同的方式与硬件相关联。在说明书的某些部分中，硬件和软件可以分别缩写为hw和sw。参考图1，其示出了一个使用作为本发明目的的洪水探测器100的示例。洪水探测器100将被布置在水平面上，例如洪水探测器100位于住宅2的地板1上。洪水探测器100与管理系统3无线连接，管理系统3优选地是自动化管理系统，被配置为计算机或中央处理单元，其可以集成在单个设备中或者可以是分布式系统。集成系统可以包括例如单个计算机或中央处理单元(cpu)，服务器，电子机器或设备，其中集成系统可以被配置为执行如本文所述的管理系统3的任何或所有功能、特征和/或操作。分布式系统可以利用彼此连接的多个组件来实现，优选地是无线的，并且其中每个组件被配置用于执行管理系统3的任何或所有功能、特征和/或操作。在一个实施例中，管理系统3执行一个或多个节点，这些节点以一个或多个主控制器的形式控制一个或多个洪水探测器100。主控制器还可以包括例如遥控器。尽管图1涉及一个单一的管理系统3，但逻辑上描述不限于单一实施例。例如，若干个自动化的管理系统可以通过数据网络4彼此连接，使得可以覆盖比单一管理系统3更大的空间2。洪水探测器100和管理系统3之间的通信基本上是无线的，并且可以包括不同的链路和/或协议，例如蓝牙、zigbee、蓝牙le、智能蓝牙、ibeacon、近场通信(nfc)协议或wlanwifi(协议802.11)或适用于管理系统3和洪水探测器100之间的数据交换的任何其他类型的无线链路或协议。此外，管理系统3通过数据网络4与至少一个用户终端5通信。该通信可以是直接的或通过报警服务的服务器，在任何情况下都具有相同的结果，其不过是将洪水探测器100测量的事件传递给拥有用户终端5的用户。该用户终端5是移动电话、平板电脑或个人计算机，并且通常是能够通过数据网络4或移动电话网络或两者的组合来接收和诠释来自管理系统3的数据的任何电子设备。洪水探测器100还可以通过例如gps、ips和/或微映射定位和/或基于管理系统3中定义的位置参考来定义其自身位置。例如，如果洪水探测器100从其期望位置移动，则通知将通过数据网络4发送到管理系统3并且从所述管理系统3发送到用户终端5。类似地，在洪水探测器100中探测到任何等级的警报可以导致管理系统3或用户终端5的命令远程切断或关闭警报源，即切断水的通道。探测器100所在的位置2，逻辑上是产生警报的地方。图2示出了本发明的洪水探测器100的框图。由图可知，在本发明的特定实施例中，探测器100具有湿度传感器101、陀螺仪102、加速度计103、控制传感器104(即，篡改传感器)、处理器105、存储器106、电池107、无线范围检查传感器108、无线收发器109、光指示器110、声音指示器111、3个第一检测探针112a，112b，112c、第二检测探针113，以及可选的被探测的水位等级传感器115。组合件包含上述的被封装在密封壳114中的元件，在存在水位等级(位于地点2的地板1)时具有大于高度“h”的正浮力。高度“h”被定义为由3个第一检测探针112a，112b，112c的下端与由第二检测探针113的中间水平轴限定平面所限定的水平面之间存在的距离。在优选实施例中，距离“h”介于1cm至2cm之间。湿度传感器101包括适合于测量3个第一检测探针112a，112b，112c之间阻抗的电路和逻辑或代码，以便确定位置2的地板1上的湿度的存在。必须注意的是，洪水探测器100的组件布置在由3个第一检测探针112a，112b，112c支撑的地板1上。因此，在位置2的地板或结构上存在来自管道或湿度的漏水的情况下，3个第一检测探针112a，112b，112c之间的电阻可能显着下降。尽管特定实施例描述了由地板1以固定或可缩回的方式支撑的3个探针，但是探针的数量可以变化，从不小于2并且仅受到洪水探测器100的尺寸的限制。洪水探测器100包括陀螺仪102和/或加速度计103，尽管在该特定实施例中指示了两者的存在。这些元件的存在具有双重目的：一方面用于检测探测器100浮动时的移动，如下所述，另一方面，用于检测洪水探测器100的位置是否被不适当地移动，例如，由儿童、宠物等操作。在任何情况下，处理器105包括用于辨别正在进行的移动类型的指令。因此，如果3个第一检测探针112a，112b，112c，第二检测探针113和陀螺仪102或加速度计103是活动的，则显然洪水是大规模洪水。相反，如果探针未激活并且如果加速度计103和/或陀螺仪102是活动的，则洪水探测器100的位置2的变化是明显的。洪水探测器100另外具有控制传感器104或篡改探测器，其包括适于检测密封壳114何时被操纵或强制打开的电路和逻辑，在这种情况下探测器100通过管理系统3向用户终端5发送报警信号。控制传感器104可包括密封壳114中的一个或多个开关，该开关可以在密封壳114打开或关闭时分别打开或关闭。换句话说，该控制传感器104被配置为确保探测器100的组件的密封性。探测器100包括一个或多个程序，这些程序存储在存储器106中并且被配置为通过一个或多个处理器105运行。程序包括用于运行关于图3所描述的方法的指令。存储器106可以存储例如配置数据，该配置数据可以包括参数和/或代码，包括软件和/或固件。存储器可以包括不同的存储器技术，包括例如只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、随机存取存储器(ram)、低延迟非易失性存储器、闪存、固态盘(ssd)、现场可编程门阵列(fpga)和/或能够存储数据、代码和/或其他信息的其他合适的电子数据存储介质。存储器106可用于存储由湿度传感器101、陀螺仪102、加速度计103、控制传感器104和/或处理器105生成的处理数据。存储器106还可以用于存储信息，例如配置信息，其可以用于控制洪水探测器100的操作。例如，存储器106可以包括配置无线收发器109以允许接收合适频带中的rf信号和期望的通信协议所需的信息。在一个实施例中，探测器100可用于接收可以存储在存储器(例如，存储器106)中的软件和/或固件更新。例如，探测器100可以从网络管理器(例如，管理系统3)接收软件和/或固件更新。在本公开的一个实施例中，可以自动和/或手动地接收、处理和/或安装软件和/或硬件更新。例如，该过程可以是全自动的(例如，网络管理员可以向探测器100发送更新)和/或半自动(例如，更新可以由用户通过例如用户终端5来发起)。电池107可以包括设置于洪水探测器100之内的可更换电池，用于提供能量或在使用cc输入电压时作为备用电源。洪水探测器100可以在用电池107供电时对传感器进行测量和/或与其他设备进行较少的通信，并且当使用外部cc电源时它只能执行连续探测/通信，节能因此得以实现。无线范围传感器108可以包括适合于例如确定探测器100是否在管理系统3的范围内的逻辑或电路。在这个意义上，当洪水探测器100不在管理系统3的范围内时，无线范围传感器108可操作以产生警报状况。在一个实施例中，如果探测器100超出范围，则可以在光指示器110中生成光信号或者在声音指示器111中生成声音信号。探测器100包括无线收发器109，其可以包括适合于通过一个或多个无线通信协议(例如z-wave、ieee802.11x、蓝牙以及zigbee)进行通信的电路和逻辑。因此，无线收发器109可以包括rf传输装置、放大装置、解调/调制装置以及用于信号传输和接收的其他电路。此外，无线收发器109可用于向洪水探测器100提供软件/固件更新。如上所述，洪水探测器100包括一个或多个程序，这些程序存储在存储器106中并且被配置为通过一个或多个处理器105运行。程序包括用于运行关于图3描述的方法的指令。更具体地，该方法开始于探测器100的初始化301，当洪水探测器100位于位置2的地板1上时建立302通信并进行激活303。一旦初始化，探测器100就处于待机状态，以此激活三个警报等级304a，304b，304c中的一个。具体地，第一警报等级304a对应于低水位的探测。当湿度传感器101有效时发生探测。这发生在当3个第一检测探针112a，112b，112c检测到3个第一检测探针112a，112b，112c中的至少两个之间的电阻率(电导率)的变化时。实际上，如果检测探针112a，112b，112c中的至少两个之间的电导率发生变化，则表明在洪水探测器100所在的位置2的地板1上存在水分。在第二检测探针113激活时激活第二警报等级304b。必须注意的是，为了发出警报，第一探针112a，112b，112c和第二探针113都必须探测水分，即它们之间的电导率必须已经改变。第二检测探针113位于相对于由第一探针112a，112b，112c下端所限定的水平的高度“h”处。在这个意义上，如果位置2的地板1上的水达到高度等级“h”，则第二探针113将仅变为激活状态。该指标意味着有一个水池或一个预定的水位等级。在优选实施例中，高度等级“h”相对于指示水平面将在1cm和2cm之间，且指示水平面与位置2的地板1的水平面重合。最后，通过激活检测探针112a，112b，112c，113以及陀螺仪102和/或加速度计103来定义第三警报等级304c。这种激活简易地意味着探测器100漂浮在水上并且洪水也是最大的，超过由第二探针113限定的高度等级“h”，因为密封壳114从所述阈值达到其正浮力。最后，在任何这些情况下，警报305被激活并通过管理系统3被发送306到用户终端5，警报305的状态被保持到警报的状态304a，304b，304c中任何一个停止，因为不再有水分，或因为探测器100被远程重置。总之，本发明的目的之一是有效地探测可能由不同湿度状态引起的不同警报状态。在现有技术中的已知传感器中(例如在专利文献us2015/091723中)，仅存在一个探测和警报等级，而不能确定位置2存在的洪水等级。然而，本发明可以区分多达8种关于位置2存在水分的警报状态，如下表1所示。状况第一探测针第二探测针加速度计/陀螺仪10002001301040115100610171108111表1在上表中，“1”表示处于激活状态(探测)，“0”表示处于非激活状态(未探测)。上述状态的含义如表2所示。表2在适当的情况下，本公开中提供的若干实施例可以使用硬件、软件或硬件和软件的组合来实现。在适当的情况下，在不脱离权利要求中限定的本发明的目的的情况下，可以将包括软件、硬件和/或两者的组合组件组合在本文档中建立的各种硬件组件和/或软件组件中。此外，在适当的情况下，预期软件组件可以实现为硬件组件，反之亦然。根据本说明书的软件，例如非暂时性指令、数据和/或程序代码，可以存储在一个或多个非暂时性机器的可读介质中。还预期本文中标识的软件可以使用一个或多个通用或专用网络计算机和/或计算系统和/或其他类型来实现。在适当的情况下，可以将此处描述的各种步骤的顺序改变和/或分成子步骤，以提供这里描述的特征。上述实施例说明但不限制本发明。必须理解的是，根据本发明的目的，许多修改和变化都是可能的。因此，本发明的范围仅由权利要求限定。当前第1页12