### WIFI断路器浸水时序电路设计：触发与延时的精准控制方案

#### **一、核心设计目标**
1. **实时触发**：浸水事件发生时，电路需在毫秒级时间内响应，切断电源并触发报警。
2. **精准延时**：避免误触发（如湿度波动），同时确保延时时间可调（如1-10秒），适应不同场景需求。
3. **低功耗与稳定性**：电路需长期运行，功耗低且抗干扰能力强。
4. **WIFI通信同步**：触发后通过WIFI模块上报状态，实现远程监控。

#### **二、电路设计框架**
##### **1. 浸水检测模块**
- **传感器选择**：
- **电极式传感器**：低成本，通过水导电触发信号，适合简单场景。
- **电容式湿度传感器**（如FHSR系列）：检测浸水引起的介电常数变化，响应快（<10ms），抗腐蚀性强。
- **红外反射式传感器**：非接触检测，适用于透明液体，但成本较高。
- **推荐方案**：电容式传感器+比较器电路（如LM393），设置阈值电压，浸水时输出高电平信号。

##### **2. 触发控制模块**
- **单稳态触发器**（如NE555）：
- **功能**：接收传感器信号后，输出固定宽度脉冲（延时时间由RC电路决定）。
- **延时计算**：\( T = 1.1 \times R \times C \)，通过调整R（电阻）和C（电容）值实现1-10秒延时。
- **优势**：电路简单，成本低，适合低功耗场景。
- **微控制器（MCU）方案**（如STM32F0系列）：
- **功能**：通过ADC采集传感器模拟信号，软件设定阈值和延时时间，灵活性高。
- **优势**：可集成WIFI模块，实现复杂逻辑控制（如多次触发报警、远程配置延时）。

##### **3. 延时精准控制技术**
- **硬件方案**：
- **高精度RC电路**：选用低温度系数电阻（如0.1%精度）和NP0电容，减少环境影响。
- **晶振定时**：在MCU中启用内部高精度晶振（如32.768kHz），通过定时器中断实现毫秒级延时。
- **软件方案**：
- **PID算法**：动态调整延时时间，补偿传感器漂移（适用于高精度场景）。
- **看门狗机制**：防止MCU死机导致延时失控。

##### **4. WIFI通信模块**
- **模块选择**：
- **ESP8266/ESP32**：低成本，集成WIFI和MCU功能，支持TCP/IP协议栈。
- **CC3200**：TI低功耗WIFI模块，适合电池供电场景。
- **通信协议**：
- **MQTT**：轻量级发布/订阅协议，适合物联网设备。
- **HTTP RESTful**：兼容性强，易于与云平台集成。
- **上报逻辑**：
- 触发后立即发送报警消息（含时间戳、传感器数据）。
- 定期发送心跳包，确认设备在线状态。

##### **5. 电源管理模块**
- **低功耗设计**：
- **传感器供电控制**：通过MCU GPIO控制传感器电源，仅在检测时供电。
- **WIFI模块休眠**：非通信时段进入休眠模式，功耗可降至μA级。
- **备用电源**：
- **超级电容**：短时断电时维持WIFI上报功能（如维持10秒通信）。
- **锂电池**：适用于无市电场景，需集成充电电路。

#### **三、关键时序流程**
1. **浸水检测**：传感器输出信号超过阈值，触发单稳态触发器或MCU中断。
2. **延时启动**：根据预设时间（如5秒）开始计时，期间持续检测传感器状态（避免短暂溅水误触发）。
3. **切断电源**：延时结束后，MCU控制继电器/MOSFET断开主电路。
4. **报警上报**：通过WIFI模块发送报警消息至服务器或手机APP。
5. **状态反馈**：接收服务器确认指令，更新设备状态（如“已处理”）。

#### **四、抗干扰与优化设计**
1. **传感器去噪**：
- **硬件滤波**：在传感器输出端添加RC低通滤波器（截止频率<1Hz）。
- **软件滤波**：MCU中实现滑动平均滤波，消除脉冲干扰。
2. **WIFI重连机制**：
- 检测到断网时，自动切换至备用AP或重启模块。
- 记录未上报数据，网络恢复后补发。
3. **环境适应性**：
- 传感器封装采用IP67等级，防止水汽侵入。
- 电路板涂覆三防漆，适应高湿度环境。

#### **五、推荐方案对比**
| **方案** | **成本** | **延时精度** | **灵活性** | **适用场景** |
|------------------|----------|--------------|------------|----------------------------|
| 555定时器+电极传感器 | 低 | ±10% | 低 | 简单浸水检测，低成本需求 |
| STM32+电容传感器 | 中 | ±1% | 高 | 工业环境，需远程配置延时 |
| ESP32集成方案 | 中高 | ±2% | 中 | 智能家居，快速开发需求 |

#### **六、测试与验证要点**
1. **触发测试**：模拟浸水事件，验证响应时间是否<50ms。
2. **延时校准**：使用示波器测量脉冲宽度，调整RC值至目标延时。
3. **WIFI稳定性**：在弱信号环境下（如-80dBm），测试消息上报成功率。
4. **功耗测试**：连续运行24小时，记录平均电流（应<50mA）。