全自动泳池注水与监控系统：树莓派+低功耗Arduino传感器网络
项目背景
一位 DIY 工程师将故障频发的家庭泳池系统替换为全自动、传感器驱动的解决方案。使用树莓派、低功耗 Arduino 与开源软件，持续监测水位、温度、pH、ORP、过滤器压力、用电量与水泵运行状态，仅在必要时自动补水。
核心理念
2015 年夏，家庭泳池接连出现水管故障、阀门漏水、过滤器不佳、维护公司不靠谱等问题。重建整套系统成为使命：清洁池体、更换组件、赋予智能自动化能力。
核心目标：用传感器网络+控制中枢替代老旧机械装置，实现自主运行。采用 Autopilot 管理系统处理海水氯化与基础投药，其余自动化由自制硬件完成。
自动化起步
需检测水位并驱动注水阀。初选 Milone 液体电阻传感器，因进水失效改用低成本浮子开关。低功耗 Moteino-R5 读取浮子状态，经 RFM69 射频模块传回树莓派。
注水逻辑
利用现有灌溉系统供水。24V AC 喷灌电磁阀，经 240V 转 24V 变压器与光隔离固态继电器控制。仅当水位低于目标且喷灌系统空闲时通电。每分钟查询 Rachio API 确认无草坪分区用水。
电源管理
Brultech GEM 电力监测水泵功率。水泵功率超 5kW 时暂停注水防止背压损失。MightyHat UPS 为树莓派提供 2 小时备用，手动“Stop Fill”按钮可切断变压器电源。
监测传感器套件
- 水位（浮子开关）
- 池水温度（RTD 探针）
- 过滤器压力（100 PSI 传感器）
- pH 与 ORP（Atlas Scientific 流通池传感器）
- 用电负载（GEM，上限 5kW）
- 喷灌状态（Rachio API）
- 酸液罐液位（DFRobot 液位传感器）
水位传感器新方案
双 1/4″ 浮子开关安装于密封盒内。上下浮子开合组合判断：低/中/满三态。传感器节点每分钟向树莓派上报 0/1/2。
温度传感器：浮式外壳
温度探针置于氯片漂浮器中，随水面漂浮，读数可靠且避免意外损坏。
酸液液位监测
DFRobot 液位传感器监测酸罐，液位过低触发通知，便于人工补酸，防止 Autopilot 因无酸而无法投药。
Web 仪表盘
基于 Flask 的仪表盘展示实时仪表、系统状态 LED、电池健康、手动注水/水泵程序/通知设置控制。集成 Flask-Alexa 技能，支持语音查询池状态、启停注水。
历史趋势图表
传感器数据记入 MySQL 并转发 InfluxDB，Grafana 可视化温度、pH、ORP、用水趋势，辅助异常排查与水质优化。
通知渠道
支持日志文件、控制台调试、Pushbullet、邮件、Twilio 短信。用户可在 Web 面板自定义事件与渠道映射。
Alexa 语音集成
基于 Flask-Ask 的自定义 Alexa Skill，提供温度、pH、水泵状态语音播报，并可声控启停注水。
总结
代码库 v3.5.0 将逻辑模块化为可复用 Python 函数，显著提升可维护性与可靠性。项目证明房主可用低成本开源栈替代传统泳池系统，实现实时洞察与免操心自动化。
来源： Pool Fill Control
制造工艺