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中学生研制暖气漏水卫士 可自动报警短信提醒(图)

字体: 放大字体  缩小字体 发布日期:2014-07-29  浏览次数:229

2014
年7月29日,暖气漏水是每到冬季都会让人担心的问题,不少人都曾经有过被意外的漏水搞得措手不及的惨痛经历。如果有一个检测仪,可以随时检测暖气是否有滴漏,并把漏水情况以短信方式发到手机上,你是否会期待这样的研发成功!我决定试试设备诞生呢?北京市第二中学的张洋鸣用自己学习的计算机知识设计出了这样的装置,可以实现实时监测和报警,同时还能够准确地显示是那间屋子的哪段暖气漏水。
我的发现:暖气漏水检查方式落后
记得有一年的冬天,我来到学校走进教室,发现屋子里面全是水,工人们忙着排水和检修,全班都无法上课。后来我们才知道是因为我们班的暖气漏水了,又没有被及时发现,结果导致了这场“水漫金山”事件。事后,我想这个问题应该不仅仅在学校里面存在。我国北方大部分地区冬天都会使用暖气进行取暖,是不是大家都会遇到意外的暖气漏水问题呢?
经过调查我发现,目前大家采取的暖气检测滴漏方式还是比较落后的方法,就是在试水的时候需要有人值班,不断的巡视,尽早发现漏水的地点,然后采取措施。这是一项非常麻烦的工作,巡查员需要逐个房间检查,有时候还要检查好几遍才能确认是否真的没问题。有时即使发现暖气漏水了也不能够很快确定具体是哪组暖气漏水,给检修带来困难。能不能有一种更加智能,更加方便的方法解决这个问题呢?这个想法一直存在我心里。我从初中就开始在东城区青少年科技馆参加计算机小组活动,我觉得肯定能用电脑技术解决这个问题,直到高中时高凯老师教了我们ZigBee无线传输技术,我觉得暖气漏水问题“有解”了。经过和老师的讨论以及上网查阅资料,我发现这个课题还是一个比较新的课题,我认为也是十分有意义的研究课题。于是,我着手研发“校园暖器漏水自动提醒装置”。
我的努力:历时一学期编写程序
我设计的暖气漏水提醒装置由两部分组成——核心和信号显示仪。看似很简单,但主要的技术含量在于编写程序使这两部分产生关联:我用单片机作为整个系统的控制部分,利用ZigBee无线网络传感器作为漏水的检测和数据传输端。当是感受到湿度变化时,显示仪必须有明确的报警显示。
控制部分的编程花费了我整整一个学期的时间,因为确定开始做项目的时候正是高二,功课繁忙,我只能用周末的时间编程。复杂的程序总是让人莫名其妙地犯错,每次编完整个程序心里都期盼“一定要有效!一定要有效!”但是结果总是让人失望,显示器一直没有呈现我想象的效果,多数时候甚至根本没反应。但失望中还是有希望,每次犯了错误之后,我都越来越明白自己的问题在哪里。最终,在高凯老师的指点下,我终于迎来了成功的时刻。那次程序编完后,我到实验室测试效果,虽然心里有期待,经过之前的多次挫折,我也做好了接受失败的心理准备。但是激动人心的时刻来了,当我把水滴在湿度传感器上时,信号显示器的屏幕上立即出现了变化,显示正常状态的绿色瞬间变成了报警状态的红色,当时我兴奋得差点跳起来。
我的试验:传输距离可达1.5千米
研发成功!我决定试试设备的灵敏度和稳定性。我先在实验室里做了几次试验,发现设备每次都能准确报警。之后我把设备拿回家,把湿度传感器放在我家的暖气片下,报警显示器放在客厅里。妈妈用眼药水瓶装上水,模拟暖气漏水的情况,刚有一滴水碰到湿度传感器,信号显示仪上立即就变红了。
最后我想测试一下信号传输的最远距离,这直接关系到设备的实用性。此项设计的核心技术ZigBee是一个无线数传网络平台,十分类似现有的移动通信的CDMA网或GSM网,每个网络节点间的距离可以从标准的75米,扩展到几百米,甚至几公里。我从网上购买的设备标注的是传输距离两千米,但是由于距离产生的信号损失以及建筑物遮挡等问题,我不确定具体能传播多远。
一个周末,我和妈妈来到家附近的一所小学进行测试,我把湿度传感器放在一间教室里,把信号显示仪放在了学校的传达室,两者距离约1.5千米。妈妈照例拿眼药水瓶在湿度传感器上滴水,传达室里的显示仪立即有了红色的报警显示。我高兴极了,看来信号穿过墙壁毫无压力,这个设备完全可以用于校园暖气漏水报警。而且只要给不同教室里的湿度传感器编号,显示仪就可以准确显示具体是哪间教室漏水。值班人员只需要在值班室看显示器就能够知道目前是否有暖气漏水,不用再到教学楼里逐个教室查看了。
我的计划:增加短信提醒功能
老师提醒我还可以对装置进行完善,我想,值班人员不可能24小时都盯着报警器看,如果能把消息实时用短信的方式发到手机上显示。我的发明就更加实用了,而实现这一功能只需要增加一个gsm模块。所以下一步我要继续完善我的作品,增加新的短信提醒功能,把漏水的信息发送到指定人的手机上。事实上,因为显示仪可以准确显示各个不同房间的漏水信息,所以短信也可以精确地提醒漏水发生的地点。
我觉得这项小发明很有市场推广价值。我粗略算了一下,这套设备的生产成本并不高。十元钱能买十几个,而且体积很小,只有一张门禁卡大小,放在暖气边也不占地方。不要以为只有水滴落到传感器上才会报警,只要环境中的湿度有变化,传感器就会有反应。信号显示仪价格稍贵一些,但单价也不会超过500元,如果要在校园内安装这样的设施,即使在每个教室都放上,总价也只在千元左右。
同时我认为,除了暖气问题,这套仪器也可以用来监测水管漏水问题,对于写字楼、宾馆,甚至家庭来说,都有推广价值。
今年我升入高三,学习会更紧张,我准备高三毕业之后,把这套设备完善成更加成熟的产品。
 
 
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