基于声振检测原理的地下给水检漏系统

申请理由：本人系湖北某高校的一名本科生，在校期间参加过全国大学生电子设计大赛，全国大学生飞思卡尔智能杯，全国大学生节能减排大赛等一系列赛事，并取得一定成绩。主要运用过stm32系类芯片，mc9sxs12X系类单片机，在比赛过程中积累了一定的项目开发经验，此次希望通过AM335x制作一基于声振检测原理的地下给水检漏系统以参加今年的全国大学生节能减排大赛，以此来锻炼自己的能力。

项目描述：基于声振检测原理的地下给水检漏系统
一、        项目背景及研究意义
城市生活用水和工农业生产用水都要求有稳定、可靠的供水。我国水资源人均占有量只有2300立方米，约为世界人均水平的1/4，是世界上13个贫水国家之一。据建设部提供的对408个城市的统计资料表明，我国城市供水管网的漏损率平均达21.5%北方某些城市的供水管网漏损率甚至高达40%左右。由于供水管网严重损漏，造成宝贵的自来水白白流失，给供水企业带来巨大的经济损失。另外，供水管网漏损也增加了水的二次污染的机会，影响了供水的连续性，安全性，并且也会给环境带来一定的影响。
供水管道发生漏水时，喷出管道的水与漏口摩擦，以及与周围介质等撞击，会产生不同频率的振动，由此产生漏水声。将本装置安装于埋藏于地下的一段管道上，通过装置上的震动加速度传感器测量震动频率，从而判断管道是否有漏水现象。若检测到管道漏水，则通过装置上的无线通信模块将该管道漏水的信息传递给控制主机，及时提醒维修。与传统管道检测方法相比，本系统的检测方法操作简单，具有较高的测量精度，可及时发现管道漏水问题，从而及时对管道进行修补，以防止水资源的不必要浪费。
二、        项目的创新之处
通过检测管道的振动频率确定管道是否有漏水现象，并通过无线通信模块进行网络化管理，可方便观测管道的完好状况，及时发现管道漏水现象，减少水源浪费。
三、        项目的研究内容和研究目标
1.        研究内容
本项目面向节能减排的倡导与要求，基于漏水声法检漏原理开发研制出管道检漏系统。
1.1振动加速度传感器的选用
由于本项目设计的管道检漏装置通过振动加速度传感器检测漏水与管道和周边的振动频率判断管道的漏水情况，在选用振动传感器模块时应考虑该模块振动频率的检测范围，选择合适的振动加速度模块。
1.2无线同行模块的选择
振动加速度模块检测到管道漏水后，为将此信息传递至总控制器需要无线通信模块与总控制器进行通信，而通信的距离及通信模块的抗干扰能力成为通信成功的首要决定因素，故需要选择合适的无线通信模块。
1.3电路连接模块的设计
为将不同模块集成在一起，需要设计主板电路，实现各个模块的兼容集成。
1.4水管检漏装置的控制芯片的选择
检漏装置的模块控制较为简单，可选用价格相对较为便宜，使用简单方便的单片机。总控制器需要接收多个通信模块，需要较强的处理能力，可选用功能强大的单片机芯片，以实现预期的相应功能。
1.5装置保护外壳的设计与选材
本装置用于检测铺设于地底的管道漏水情况，因此该检测装置安装于管道上，埋于具有一定腐蚀性和潮湿度的地下，需要设计合理的外部结构与管道充分接触，并选择具备一定支撑强度和抗腐蚀能力的材料。
2.        研究目的
本项目采用漏水声法检漏原理，通过采集管道的振动的频率，判断管道是否有漏水现象，并通过通信将信息传递给主控器，做出相应提醒警示，通知维修人员及时进行维修，达到缩减发现管漏现象及相应维修的时间，减少水资源浪费的目的。