[作品提交] 基于声波的管道漏水监测仪

基于声波的管道漏水监测仪

作者：JasonYoo        

• 作品简介

城市供水管道泄露，每年给国家带来了很大的损失。本产品是基于声发射（acoustic emission）原理的水管泄漏监测系统。当管道出现漏水时，振动声音会区别于平常的声音，使用STM32L496G-DISCO评估板，连接压电陶瓷传感器，采集管道上由于水流带来的震动声音。通过与正常噪音对比，可监测管道泄漏。并通过ESP8266模块连接阿里云，上传服务器，告知检修人员查看。

• 系统框图

系统硬件在开发板基础上，通过ADC采样端子连接前端传感器，通过串口连接WIFI上传模块，原理比较简单。

由于目前产品只处于演示状态，软件也做的相对简单，没有做太多的逻辑和保护，只是顺序执行验证功能。

• 各部分功能说明

1. 传感器前端

压电陶瓷传感器在系统中起着重要的作用，起设计好坏，直接影响系统性能。我们直接采用外购的PZT-5型号压电陶瓷传感器。传感器前端集成了低噪声放大器，这样，就可以使用较长的接线连接传感器和后端信号处理板。本作品直接采用的杜邦线连接，2根线，一根是GND，另一根是开发板的ADC端口A0.

2. 开发板开发环境

先在STM32CubeMX里面配置ADC和UART口输出。

配置好输入输出后，生成初始化代码。

3. UI的设计

本作品其实不需要UI，在网页端看结果即可。为了尝试一下TouchGFX，简单做了点工作，简单验证。

设计了简单的界面，显示作品名称和数据采集时间。

竟然不支持汉字。这个以后有机会再想办法解决，或者用图片替代，暂时还是都用英文吧。

设计好后，可仿真看效果，图中黑底小窗口，就是屏幕最终的显示效果，方便快捷。

4. 物联网界面

比较可惜，疫情原因，ESP8266没来得及调通，没法演示实时上传。只能在网页端制造了假数据，演示效果。网页端可播放wave音频文件，可以分析文件的频谱功率图。

• 作品源码

https://download.eeworld.com.cn/detail/JasonYoo/625243

• 作品功能演示视频

     暂无

• 项目总结

由于疫情原因，楼主在外地出差，没赶上把作品最终做完。ESP8266模块没有调通，甚至连最后的视频也没拍上。只是用平时调试记录简单写了个作品总结，希望后面有机会把作品做完。

但本作品最核心部分其实已经完成，就是用STM32L496开发板采集和处理信号。首先需要把信号调整到合适的幅值范围，能最大的发挥出ADC采样精度，尽量保证数据不失真。然后要对数据进行处理和存储，存储是为了预防WIFI信号不好时，传输失败，后期可以重复上传。我把采集到的信号，组成wave标准格式，这样有利于传输和标准处理。

帖子链接如下：

1、开箱分享：

https://bbs.eeworld.com.cn/thread-1211828-1-1.html

基于声波的管道漏水监测仪.doc (4.07 MB)
(下载次数: 1, 2022-10-23 23:34 上传)

 

作品非常不错也有很多实际意义，不过这个作品的预计使用环境是什么样的？固定位置检测还是手动安装排查？

谢谢支持，使用场景是固定位置监测，根据实际测试，在实际供水管线上，大概每隔100米左右放置一个传感器探头，可以起到监测漏水效果。这样的话，要监测一个区域，数量就很大，所以需要把产品成本做的特别低，才会有推广的空间。

感谢版主支持。