樓層排水管網智能云服務系統

一、創作背景

在經歷幾次排水管堵塞之苦后，我們決定解決這一問題。

我們先后到兩個老小區和三個高層電梯房小區進行問詢和調查，發現排水管堵塞現象存在，住戶深受其害。調查結果還顯示，高頻易堵場所包括正在裝修的樓房和已裝修好樓房的一樓廚房以及馬桶、洗衣機放置處等。

通過查找資料，我們發現有一種地面溢水報警裝置，又聯想到醫院的床頭呼叫系統，決定開發一套樓層排水管網智能云服務系統，以實現樓層排水管堵塞準確預警并及時消除堵塞的目的。

二、作品結構

樓層排水管網智能云服務系統由室內和室外兩大部分構成。

三、設計過程

一樓排水管堵塞頻發，我們想到把一樓排水管與二樓及以上排水管分開，在每個單元自來水管安裝電磁總水閥。

我們購買缺水滿水云報警器，對其進行改裝，不用其缺水報警功能，把缺水接口和公共端短接，準備將這種缺水滿水云報警器用作溢水報警裝置。

在醫院床頭呼叫系統的啟發下，我們買來樓層呼叫器，拆除呼叫器分機按鍵開關，在原開關兩接點焊上帶探頭的兩根電線，先多次測試得出當水浸沒探頭時能讓樓層呼叫器主機報警，再多次測試得出其發出的無線電信號能穿越多層樓房墻壁，在兩百米以內被接收到。改裝后的呼叫器分機用作系統中的水位監測裝置。

我們將改裝后的缺水滿水云報警器（室內主機）裝在每層樓的配水房或各個樓層住戶的櫥柜內，在廚房、主衛、次衛離排水管口2厘米至10厘米處的墻內裝上水位監測裝置。

接著，我們在一、二樓廚房和主衛、次衛、生活陽臺伸到室外的所有管道和管網彎道等易堵點都裝上水位監測裝置和檢修口，將水位監測裝置編上序號，組成排水管網室外系統，建立一個水位監測網絡。再把樓層呼叫器（室外主機）裝在物業辦公室。

四、預警原理

二樓有公共排水返流風險，預警后溢水的時間可大大延遲。早晨排水高峰時延遲約12分鐘，其他時段延遲38分鐘以上，為預警后疏通排水管贏得充足時間。

室外公共排水管一堵塞，水位上升，電子探頭工作，水位監測裝置就會發送無線電信號，室外主機收到無線電信號，報警且對應序號燈亮起。物業值班人員通過報警燈的序號第一時間知道幾棟幾戶室外具體的排水管堵塞位置，及時通知對應住戶停用此房間排水，再從預警處旁邊的檢修口用疏通器疏通排水管，以免發生排水管溢水的情況。

遇上排水高峰期或者物業失責，第二道預警防線啟動：二樓主衛、次衛、廚房都裝有水位監測裝置，水位上升就會觸發室內主機報警，即使住戶遠在千里之外，手機也能收到電話、短信、微信三重報警，可用手機控制住房對應單元供水總閥，切斷用水，停止排水，確保一、二樓不會出現堵塞返流的情況，同時給疏通堵點提供充足的時間。

室內室外智能云報警系統組成的兩道防線，能確保排水管不會造成堵塞溢水的后果，并方便住戶第一時間準確找到堵塞管道，在安全時間內從檢修口及時疏通排水管，高效解決堵塞難題。

五、效果測試

我們將室外主機放在物業辦公室，關上門窗，把水位監測裝置放在1至12樓任意一層的室外不同位置（幾十米至一百多米），測試室外系統無線信號的傳輸。再測試室內系統的無線信號傳輸和手機信息能否發送成功。

測試結果顯示，無線信號都能順利傳輸和接收，樓層排水管網智能云服務系統能很好地完成相應任務。

我們又進行了對比實驗。模擬放水閥打開后，系統通電工作，我們第一時間收到了報警信息并進行了相應的處理，水沒有滲出來污染地板。接著，我們模擬未裝系統狀態，模擬放水閥打開后，系統未通電，水滲出來污染了地板。

樓層排水管網智能云服務系統可有效解決小區樓層排水管網易發生堵塞的難題。

建立排水管堵塞智能監測和預警網絡系統，第一道防線預警室外管網，第二道防線預警室內管網，兩道防線全方位監控，確保及時預警、及時疏通排水管，節省大量人力、物力、財力。

（指導老師：尤堯生" "李忠良" "吳再爐）

專家點評

李拜一、王志誠、秦帝軒等同學的樓層排水管網智能云服務系統這個作品，令人感覺后生可畏。作為初中生，他們能有這種想法與做法，充分體現了：其一，具有創新意識與創新熱情，能從家中發生的小事情中發現創新課題，并努力把它完成。其二，具有新知識、新技術的學習能力和應用能力。這個項目要完成好，涉及的知識、技術等都超出了現階段一般初中生的知識與能力范圍，幾位同學能夠將其完成實屬不易。其三，具有協作能力，能在項目實施過程中發揮各自的優勢或特長，值得點贊。

應該注意的是：我們在觀察事物、選定課題時，一定要多方考察和分析，不要把局部的甚至是個別極端的現象，當成整個領域要解決的問題，那樣有可能出現以偏概全、小題大做的錯誤決策。在解決問題上，一定要遵循“簡單是發明的真諦、進步是創新的唯一”原則，用最經濟、最實惠的方式創造性地解決問題。

（欄目編輯" 陽丹彥）