專利名稱：用于公廁的自動(dòng)沖洗系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及公共衛(wèi)生領(lǐng)域，特別是公共廁所自動(dòng)沖洗設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前，公知的廁所蹲位自動(dòng)沖洗器均采取單體式設(shè)計(jì)、獨(dú)立工作，由主動(dòng)式紅外感 應(yīng)控制裝置和電磁閥構(gòu)成，由于是單體式設(shè)計(jì)、獨(dú)立工作，該類產(chǎn)品在人流量較多的場所使 用時(shí)，使用人數(shù)較多，造成很多蹲位同時(shí)沖水造成水壓下降，沖洗力度不夠，對公共衛(wèi)生環(huán) 境造成不利影響還導(dǎo)致水資源的浪費(fèi)；申請?zhí)枮?00510049867. 7的專利文件公開了一種 采用一個(gè)單片機(jī)控制多個(gè)包括傳感器、電磁閥的沖洗器的一拖多群控的方案，并指出其方 案節(jié)省了單片機(jī)，但是該方案擴(kuò)展性差，如果需要控制的沖洗器數(shù)量增加，必須重新設(shè)計(jì)電 路甚至由于單片機(jī)資源不足不得不更換單片機(jī)；而且該方案穩(wěn)定性差，如果控制電路或單 片機(jī)故障，則所有沖洗器都不能工作；最后，傳感器采用主動(dòng)式紅外感應(yīng)方式，由于其特性 易受光的影響，當(dāng)較強(qiáng)光線(如燈光、太陽光)照射時(shí)會(huì)產(chǎn)生誤報(bào)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是一種用于公廁的自動(dòng)沖洗系統(tǒng)，用以解決上述獨(dú)立自動(dòng)沖洗 器在同時(shí)沖水造成的水壓下降和群控方案造成的擴(kuò)展性和穩(wěn)定性問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的方案是一種采用聯(lián)網(wǎng)控制方法的自動(dòng)沖洗 系統(tǒng)，包括一組分別與每個(gè)蹲位對應(yīng)設(shè)置的帶有傳感器、單片機(jī)和電磁閥的沖洗器，所述自 動(dòng)沖洗系統(tǒng)還包括一條總線，各單片機(jī)通過端口電路與總線相連。該自動(dòng)沖洗系統(tǒng)，由于對各個(gè)沖洗器統(tǒng)一控制，實(shí)現(xiàn)了各沖洗器有獨(dú)自的沖洗時(shí) 間，避免了同時(shí)沖水造成的水壓下降，從而保障了公共衛(wèi)生、節(jié)約了水資源；同時(shí)，由于采用 一對一的模塊化設(shè)計(jì)，使得該方案對于各種系統(tǒng)有極強(qiáng)的適應(yīng)性、擴(kuò)展性，單個(gè)控制器故障 也不會(huì)影響其他沖洗器的正常工作，穩(wěn)定性很強(qiáng)。


圖1是實(shí)施例1的系統(tǒng)構(gòu)成圖； 圖2是編碼電路圖； 圖3是驅(qū)動(dòng)電路圖； 圖4是實(shí)施例2的系統(tǒng)構(gòu)成圖； 圖5是實(shí)施例3的系統(tǒng)構(gòu)成圖； 圖6是編碼電路、通訊端口的一種改進(jìn)的電路原理圖； 圖7是實(shí)施例1的流程圖； 圖8是實(shí)施例2、3的流程圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1如圖1所示為本實(shí)用新型的采用聯(lián)網(wǎng)控制方法的自動(dòng)沖洗系統(tǒng)，包括一組分別與 每個(gè)蹲位對應(yīng)設(shè)置的帶有傳感器、單片機(jī)1和電磁閥的沖洗器，各單片機(jī)1通過控制電路10 與一條總線相連，該總線包括電源線(VCC和信號(hào)地)和一條控制線CTR?？刂齐娐?0由三 極管Q和限流電阻(Rl，R2)組成。NPN三極管Q基極通過限流電阻R2接單片機(jī)1的一個(gè) I/O 口 2，集電極3接控制線CTR，并通過另一限流電阻Rl接電源VCC，射極接地；單片機(jī)1 的另一個(gè)I/O 口 4直接接在控制線CTR上。為了減少感應(yīng)潔具的誤動(dòng)作，我們選擇超聲波傳感器作為感應(yīng)裝置，超聲波傳感 器是利用傳感器頭部的壓振陶瓷的振動(dòng)，產(chǎn)生高頻聲波來進(jìn)行感應(yīng)的，傳感器根據(jù)聲波波 長和發(fā)射及接收回波的時(shí)間差來確定傳感器探頭與物體之間的距離，超聲波傳感器非常堅(jiān) 固耐用并有著精確檢測性能，它適用潮濕環(huán)境，不受光、溫度、塵埃的影響。采用的單片機(jī)為 EM78P156E。檢測時(shí)，單片機(jī)輸出一系列40Khz的方波脈沖，經(jīng)超聲波發(fā)射電路發(fā)射出去 ’然后 接受超聲波，經(jīng)過檢波，放大，比較和濾波后產(chǎn)生可供單片機(jī)識(shí)別的脈沖信號(hào)，送往單片機(jī) 進(jìn)行檢測。這種系統(tǒng)沒有主機(jī)，各個(gè)沖洗器地位平等，通過本身的單片機(jī)獨(dú)立檢測和判斷。流 程如圖7所示，首先是檢測階段當(dāng)探測到有人時(shí)，另指示燈閃一下，然后再次檢測，直到檢 測到無人，此時(shí)經(jīng)過一定的延時(shí)(如圖，我們選擇2s延時(shí))仍然是無人狀態(tài)，就進(jìn)入沖水就緒 階段，并且記錄從燈亮到延時(shí)前時(shí)刻的時(shí)間。然后是沖水就緒階段先設(shè)定控制線CTR的狀 態(tài)表征有無沖洗器沖水，高電平表示無，低電平表示有；通過I/O 口 4探測控制線CTR的狀 態(tài)，如果是高電平，就通過I/O 口 3輸出高電平，驅(qū)動(dòng)控制電路10，這時(shí)由于三極管Q導(dǎo)通， 集電極3由初始的高電平狀態(tài)轉(zhuǎn)換為低電平狀態(tài)，同時(shí)拉低控制線CTR，并進(jìn)行沖水，沖洗 完畢時(shí)，通過I/O 口 3輸出低電平，使總線恢復(fù)高電平，這樣就能夠使在沖水的沖洗器獨(dú)占 總線；如果是低電平，說明其他沖洗器正在沖水，就等待正在沖水的沖洗器沖洗完畢，放棄 控制總線，使控制線CTR恢復(fù)到高電平狀態(tài)，然后再獨(dú)占總線，并進(jìn)行沖水。需要說明的是， 為了解決兩個(gè)沖洗器同時(shí)進(jìn)入沖水就緒狀態(tài)而造成沖突的問題，可以在占據(jù)總線前隨機(jī)延 時(shí)一小段時(shí)間，并再次檢總線狀態(tài)，直到?jīng)]有沖突為止。最后是沖水狀態(tài)先判斷檢測階段 中“從燈亮到延時(shí)前時(shí)刻的時(shí)間”，如果超過沒超過兩分鐘，則按設(shè)定的時(shí)間沖水，如果超過 兩分鐘，則按設(shè)定時(shí)間的兩倍沖水，這里的時(shí)間是指控制電磁閥開通的時(shí)間，從而該時(shí)間 正比于沖水的水量。上述的“設(shè)定時(shí)間”是編碼電路(如圖2所示的撥碼開關(guān)S2部分，具體 描述在實(shí)施例2中)設(shè)定的，驅(qū)動(dòng)電路如圖3所示。圖3所示為電磁閥驅(qū)動(dòng)電路，PNP三極管Ql集電極與NPN三極管Q3集電極相連， 三極管Ql射極接電源VCC，三極管Q3射極接地；對稱地，PNP三極管Q2集電極與NPN三極管 Q4集電極相連，三極管Q2射極接電源VCC，三極管Q4射極接地；四個(gè)三極管基極上都接有 限流電阻(R10，R12, R13, R14)，三極管Q3與三極管Q4基極通過限流電阻分別接單片機(jī)I/ 0 口(DR1，DR2)，三極管Ql與三極管Q2基極通過限流電阻分別接另外一個(gè)三極管的集電極 (0UT2，0UT1)。采用這種電路，單片機(jī)I/O 口(DR1，DR2)為輸入端，三極管的集電極(0UT1， 0UT2 )為輸出控制端，當(dāng)輸入端輸出為(0，1)，輸出控制端(OUT 1，0UT2 )為(0，1)，輸入端輸
4出為(1，0)，輸出控制端(0UT1，0UT2)為(1，0)。實(shí)施例2實(shí)施例2中，仍然是一個(gè)沖洗器對應(yīng)每個(gè)沖洗器都帶一個(gè)傳感器、電磁閥和單片 機(jī)1，并通過端口電路20與總線相連，但是總線與實(shí)施例1中不同，包括電源線(VCC，GND) 和通訊線(S0，Si)，端口電路20是在單片機(jī)1與輸出線SO間設(shè)置電阻R21，與輸入線SI間 設(shè)置反向二級(jí)管D21 ；并且，還帶有編碼電路，如圖2所示。采用這種電路結(jié)構(gòu)，可以使任一 單片機(jī)為主機(jī)管理其他單片機(jī)，從而控制整個(gè)沖洗系統(tǒng)，所以需要為各個(gè)單片機(jī)地址編碼， 便于它們與主機(jī)的交流。流程如圖8所示，系統(tǒng)初始化階段掃描撥碼開關(guān)Sl的狀態(tài)，然 后與主機(jī)通信，告知該分機(jī)的存在(即向主機(jī)發(fā)送自己地址信息)，掃描撥碼開關(guān)S2確定沖 水時(shí)間并儲(chǔ)存，初始化完畢。檢測階段當(dāng)檢測到有人時(shí)燈閃一下，當(dāng)檢測到人走后，判斷 其狀態(tài)如果從檢測到有人到人離開未超過兩秒，則視為無用信號(hào)，舍棄本次操作；否則與 主機(jī)通信，查看是否有其他分機(jī)沖水，如果有則等待，沒有則沖水。沖水階段從檢測到有 人到人離開超過2秒但未超過兩分鐘則視為小便，按設(shè)定的電磁閥開啟時(shí)間沖水，從檢測 到有人到人離開超過2分鐘，視為大便，按設(shè)定電磁閥開啟時(shí)間的2倍沖水。其中作為主 機(jī)的單片機(jī)統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制所有沖洗器，總線起到了通訊作用。編碼電路如圖2所示，撥碼 開關(guān)Sl有三組撥碼，一端分別接單片機(jī)I/O 口(CO，Cl, C2)，另一端短接起來接單片機(jī)I/O 口 A，并通過串聯(lián)電阻電容(R3，C5)接地；撥碼開關(guān)S2有四組撥碼，一端分別接單片機(jī)I/O 口 (PL, CO, Cl, C2)，另一端短接起來接單片機(jī)I/O 口 B,并通過串聯(lián)電阻電容(R4，C4)接地。 掃描地址時(shí)，使端口 B為低電平，端口 A為高電平，掃描到的端口狀態(tài)(⑶，Cl，C2)只跟撥碼 開關(guān)Sl有關(guān)，即為各沖洗器地址；使端口 B為高電平，端口 A為低電平，掃描到的端口狀態(tài) (PL, CO, Cl, C2)只跟撥碼開關(guān)S2有關(guān)，用來表示掃描沖水時(shí)間信息。實(shí)施例3實(shí)施例3的系統(tǒng)如圖5所示，與實(shí)施例2的不同僅在于，增設(shè)了一個(gè)專門作為控制 主機(jī)的單片機(jī)30，每個(gè)沖洗器的信息通過總線傳給該主機(jī)，并由該主機(jī)發(fā)送控制信號(hào)給各 個(gè)沖洗器的單片機(jī)，控制它們的沖水操作。實(shí)施例4為了增加了數(shù)據(jù)的傳輸距離，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，本實(shí)施例采用通訊芯片 U4，TJA1040，取代實(shí)施例2中的通訊端口電路20，如圖6所示，通訊芯片U4的引腳(RXD， TXD)接相當(dāng)于實(shí)施例2中端口電路單片機(jī)一側(cè)的輸入輸出引腳，通訊芯片U4的引腳(CANH， CANL)接輸入輸出總線。為了解決因撥碼開關(guān)編碼限制分機(jī)數(shù)量、以及沖水時(shí)間不能任意可調(diào)的缺陷，采 用一個(gè)用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的非易失性存儲(chǔ)器U3，AT89C46取代撥碼開關(guān)。如圖6所示，非易失性 存儲(chǔ)器U3的端口(VCC，DC, ORG)接高電平，端口 GND接地，片選CS、時(shí)鐘SK、數(shù)據(jù)接收發(fā)送 端口 (DI,D0)接相應(yīng)的單片機(jī)端口(A0，A1，A2，A2)。超聲波檢波，放大，比較和濾波部分的運(yùn)放芯片、單片機(jī)以及驅(qū)動(dòng)電路分別設(shè)立了 穩(wěn)壓芯片，從而避免了它們之間的干擾。上述運(yùn)放芯片采用TL084C，同時(shí)將該芯片供電電壓 提高到8V，提高了穩(wěn)定性。
權(quán)利要求一種采用聯(lián)網(wǎng)控制方法的自動(dòng)沖洗系統(tǒng)，包括一組分別與每個(gè)蹲位對應(yīng)設(shè)置的帶有傳感器、單片機(jī)和電磁閥的沖洗器，其特征在于，所述自動(dòng)沖洗系統(tǒng)還包括一條總線，各單片機(jī)通過端口電路與總線相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用聯(lián)網(wǎng)控制方法的自動(dòng)沖洗系統(tǒng)，其特征在于，所述 總線為控制總線，包括電源線和一條控制線，對應(yīng)端口電路為單片機(jī)的控制端口接一個(gè)三 級(jí)管的基極，該三極管集電極接控制線，并通過電阻接電源，射極接地，并設(shè)置另一個(gè)單片 機(jī)端口接控制線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用聯(lián)網(wǎng)控制方法的自動(dòng)沖洗系統(tǒng)，其特征在于，所述 總線為通訊總線，包括電源線和用于通訊的輸入線與輸出線，對應(yīng)的端口電路為單片機(jī)的 輸出端口通過電阻接輸出線，輸入端口接反向二極管接輸入線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所示的一種采用聯(lián)網(wǎng)控制方法的自動(dòng)沖洗系統(tǒng)，其特征在于，所述 總線為通訊總線，包括電源線和用于通訊的輸入線與輸出線，對應(yīng)的端口電路采用通訊芯 片，通訊總線的輸入線與輸出線以及單片機(jī)的輸入輸出端口連接通訊芯片的相對應(yīng)的端
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用聯(lián)網(wǎng)控制方法的自動(dòng)沖洗系統(tǒng)，其特征在于，所述 傳感器為超聲波傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種采用聯(lián)網(wǎng)控制方法的自動(dòng)沖洗系統(tǒng)，其特征在于，所 述自動(dòng)沖洗系統(tǒng)還包括一個(gè)用于對所有沖洗器集中控制的單片機(jī)，該單片機(jī)通過所述端口 電路與所述通訊總線連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用聯(lián)網(wǎng)控制方法的自動(dòng)沖洗系統(tǒng)，其特征在于，所述 沖洗器還包括用于儲(chǔ)存該沖洗器地址和沖水時(shí)間信息的電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種采用聯(lián)網(wǎng)控制方法的自動(dòng)沖洗系統(tǒng)，其特征在于，所述 用于儲(chǔ)存該沖洗器地址和沖水時(shí)間信息的電路包括撥碼開關(guān)，撥碼開關(guān)一端各端子分別 獨(dú)立接單片機(jī)I/O 口，另一端各端子短接起來接另外的單片機(jī)I/O 口，并通過串聯(lián)電阻電容 接地。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種采用聯(lián)網(wǎng)控制方法的自動(dòng)沖洗系統(tǒng)，其特征在于，所述 用于儲(chǔ)存該沖洗器地址和沖水時(shí)間信息的電路為一個(gè)用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的非易失性存儲(chǔ)器，該 存儲(chǔ)器與單片機(jī)相應(yīng)I/O 口連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于公廁的自動(dòng)沖洗系統(tǒng)，包括一組分別與每個(gè)蹲位對應(yīng)設(shè)置的帶有傳感器、單片機(jī)和電磁閥的沖洗器，所述自動(dòng)沖洗系統(tǒng)還包括一條總線，各單片機(jī)通過端口電路與總線相連。該自動(dòng)沖洗系統(tǒng)，對各個(gè)沖洗器統(tǒng)一控制，避免了同時(shí)沖水造成的水壓下降，從而保障了公共衛(wèi)生、節(jié)約了水資源；同時(shí)，由于采用一對一的模塊化設(shè)計(jì)，使得該方案對于各種系統(tǒng)有極強(qiáng)的適應(yīng)性、擴(kuò)展性，單個(gè)控制器故障也不會(huì)影響其他沖洗器的正常工作，穩(wěn)定性很強(qiáng)。
文檔編號(hào)E03D5/10GK201746909SQ20102023810
公開日2011年2月16日 申請日期2010年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月25日
發(fā)明者耿會(huì)超 申請人:耿會(huì)超