專利名稱：一種智能公共淋浴系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種操作方便、出水量可隨意調(diào)節(jié)，并根據(jù)不同的出水量計算收費的淋浴系統(tǒng)， 屬控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的公共; 系統(tǒng)大多為插卡式按時計費系統(tǒng)，無法對噴頭的出水量進行調(diào)節(jié)，難以滿足
不同洗浴者對出水量的不同需求，更不能根據(jù)洗浴者用7jC量的不同而實現(xiàn)精確、合理的費用計取。 另外，在現(xiàn)有插卡式i條器的1頓過程中，若需暫停出7jC (如涂抹香皂時)，大多需要通ffl卡來 實現(xiàn)，給洗浴者帶來了很大的不便，為了避免麻煩，有的洗浴者便干脆讓水一直流淌，造成了水 煤資源不必要的浪費。因此，公共洗浴場所的洗浴者和經(jīng)營者都迫切希望有一種操作方便、出水 量可調(diào)、并能根據(jù)不同的出水量自動計取不同費用的智能公共^m系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足、Mf共一種操作方便、出7夂量可調(diào)、并能根據(jù)不同的 出水量自動計取不同費用的智能公共;條系統(tǒng)。
本發(fā)明的問題是以下述技術(shù)方案實現(xiàn)的
一種智能公共鵬系統(tǒng)，由噴頭、電磁閥、光電閥門以及計量與控制電路組成，所述電磁閥 和光電閥門安裝于噴頭的供水管路中，所述光電閥門輸出的流量信號接計量與控制電路的信號輸 入端，所述電磁閥的控制線圈接計量與控制電路的控制信號輸出端。
上述智能公共 系統(tǒng)，所述計量與控制電路由單片機、信號采集與處理電路、讀卡器電路、 電磁閥驅(qū)動電路和顯示電路組成，所述信號釆集與處理電路由兩個8—3優(yōu)先編碼器和一個二輸入四與 門芯片組成，它們接成1"編碼器，光電閥門的16個流量信號輸出端分別經(jīng)反相器接1"編碼器
的16 M俞入端，16~4編碼器的4錦出端分別接單片機的PI, 0 P1. 3端,所述讀卡器電路由IC卡專 用讀寫芯片及與其相連的選頻網(wǎng)絡(luò)組成，所述IC卡專用讀寫芯片接單片機的PO端口，所述電磁 剛區(qū)動電路由場效應(yīng)管和光電耦合器組成，所述場效應(yīng)管的漏極負載為電磁閥，所述光電耦合器 的發(fā)光二極管正極經(jīng)限流電阻接電源，負極接單片機的P1.6端，光電耦合器的光電管集電極接電 源，ait極經(jīng)耦合電阻接場效應(yīng)管的柵極；所述顯示電路由LED顯示驅(qū)動器和數(shù)碼管組成，所述 LED顯示驅(qū)動器的CLK、 DA、 ■端分別接單片機的P2. 0、 P2.1和P2. 2端，其信號輸出端接數(shù) 碼管。
上述智能公共淋浴系統(tǒng)，所述光電閥門由閥體、閥芯、閥桿、手柄和流量傳感器組成，所述 流量傳感器由發(fā)光二極管、光電管和防護罩構(gòu)成，其中，發(fā)光二極管固定于閥桿頂部，其照射方 向與閥桿垂直，所述防護罩固定在閥體頂部，所述光電管的數(shù)量為16個，各光電管固定于防護罩 的內(nèi)壁上，且均布于發(fā)光二極管旋轉(zhuǎn)照射的等徑軌跡上，光電管的組合電平信號輸出即為流量傳 感器的輸出信號。
上述智能公共淋浴系統(tǒng)，在所述發(fā)光二極管與閥體之間增設(shè)環(huán)形防水片，所述防水片套裝于 閥桿上，其外緣與防護罩的內(nèi)徑相匹配。
上述智能公共^^谷系統(tǒng)，在計量與控制電路中增設(shè)CAN總線控制器和CAN收發(fā)器，戶，CAN總 線控制器接于單片機的P0端口 ，并通過CAN收發(fā)器與上位機連接。
本發(fā)明利用光電閥門對水管的7K流量進行調(diào)節(jié)，保證噴頭所噴出的水的流量能滿足洗浴者的 要求，并可方便地關(guān)閉閥門，防止浪費i腺的發(fā)生。計量與控制電路通過采集光電闊門所輸出的 流量信號，計算出單位時間內(nèi)洗浴所用水的費用，并從IC卡余額中自動扣除。本發(fā)明操作方便、 出7K量可隨意調(diào)節(jié)、并能根據(jù)不同的出水量實施精確、公平計費。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖2是計量與控制電路的電原理圖；圖3是光電閥門的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是光電閥門A-A剖視圖； 圖5是本發(fā)明的程序流程圖。
圖中各標號為L閥沐2、閥芯；3、手稱4、防護罩；5、光電管；6、發(fā)光二極管；7、 閥桿；8、定位銷；9、防水片；10、閥桿護管；Ul、單片機；U2、 LED顯示驅(qū)動器；U3、 IC卡專 用讀寫芯片；U4、總線控制器；U5、光電耦合器；U6、數(shù)碼管；U7、 CAN收發(fā)器；U8、 U9、 8-3
優(yōu)先編碼器；UIO、 二輸入四與門芯片；V、光電閥門；FM、蜂鳴器；T、三極管；Q、場效應(yīng)管；DF、 電磁閥；F、選頻網(wǎng)絡(luò)。
具體實施例方式
本發(fā)明是針對現(xiàn)有公共皿系統(tǒng)無法滿足洗浴者對出水量的調(diào)節(jié)需求、無法根據(jù)不同的出水 量計取不同的費用、需暫停出水時必須撤卡而給洗浴者帶來不便和造成水煤資源浪費這些問題而 專門設(shè)計的。
本發(fā)明實現(xiàn)需要解決四個問題 一是如何3131設(shè)置某種硬件結(jié)構(gòu)來實5郷寸噴頭出7乂量的調(diào)節(jié)； 二是采取何種方式對用戶進行收費；三是如何通過智能電子設(shè)備根據(jù)洗、浴者所調(diào)定的不同出7k量 計取不同的費用；四是如何實現(xiàn)在不撤卡的情況下使噴頭暫停出水，且在暫停出水時不計取任何費用。
參看圖l，針對第一個問題，本發(fā)明在供水管路上設(shè)置有一個光電閥門v，只要扳動光電閥門 v的扳手即可實mx寸噴頭出水量的調(diào)節(jié)，其中，逆時針扳動扳手是使出水量增大，順時針扳動扳手
是使出水量減小。將扳手逆時針扳到底為最大出7K，將扳手順時針扳到底則為無出水。
參看圖2，針X寸第二個問題，本發(fā)明采用以下方式來實現(xiàn)采用非接觸式IC射頻卡進行計費，
圖中單片機Ul采用89C52,單片機Ul的P0 口接MMM微感應(yīng)模塊和CAN總線控制器SJA1000。 MMM 模土央是系統(tǒng)IC卡專用的讀寫處理芯片，它會發(fā)送一組固定頻率的電磁波，當(dāng)有IC卡靠近該芯片 時，由于卡片內(nèi)有一個LC串聯(lián)電路，其頻率與讀寫器鄉(xiāng)的頻率相同，這樣在電磁波激勵下，LC 電路產(chǎn)生諧振，使卡內(nèi)的電容有了電荷，從而掛共能量將卡內(nèi)數(shù)據(jù)鄉(xiāng)出去或接受讀寫器的數(shù)據(jù)。
單片機的P1.6連接系統(tǒng)的電磁閥驅(qū)動模塊，？2.5則連接一個蜂鳴器報警模塊?？ㄆ拷鼤r，系統(tǒng) 將首先對所靠近IC卡的合法性進行判別，若為非法卡(如外單位的卡)，則單片機將對引腳P2.5 輸出一個低電平，從而使蜂鳴器報警電路報警，提示用戶該卡無效。只有當(dāng)系統(tǒng)確定所靠近的IC 卡為有效卡且讀寫器讀出IC卡內(nèi)的余額數(shù)據(jù)不為零時，單片機將給引腳Pl. 6 ^j共一個低電平， 從而使光電耦合器TLP521-2工作、場效應(yīng)管Q導(dǎo)通，驅(qū)動直流電磁閥DF的閥門打開，接下來用 戶只需扳動附圖1中的光電閥門V的扳手即可對出7jC量進行調(diào)節(jié)并開始洗浴。而當(dāng)讀寫器讀出IC 卡內(nèi)的余額數(shù)據(jù)為零時，單片機也將對引腳P2.5輸出一個低電平，從而使蜂鳴器報警電鋭艮警， 提示用戶余額為零，同時單片機將保持引腳P1.6為高電平，{趙流電磁閥的閥門關(guān)閉，噴頭將不 再出水。IC卡的扣費數(shù)據(jù)將通,于控制器SJA1000上82C50的CAN總線傳送到上位機。82C250 是CAN收發(fā)器，用于提供對總線差動發(fā)送和接收的驅(qū)動能力。系統(tǒng)CAN總線采用一種串行數(shù)據(jù)通 信助、議，是一種多組總線，其數(shù)據(jù)長度為8字節(jié)，可以保證通信的實時性。系統(tǒng)的顯示模i減用 串行方式進行通信，如附圖2，單片機的P2. 0、 P2.1與P2. 2三個弓胸連接一個LED顯示驅(qū)動器 MC14499，這樣通過譯碼JI^T將IC卡內(nèi)的余額數(shù)據(jù)以十進制形式顯示在數(shù)碼顯示器上。
參看圖3，針對第三個問題，本發(fā)明通過以下方式來實現(xiàn)在水流輸送管的進水管處所安裝的 光電閥門V具有以下特殊結(jié)構(gòu)，圖3中球閥的閥體1兩端有外螺紋，用于與流體傳輸管,接。 閥體1內(nèi)安裝有一個球形閥芯2，球形閥芯2 fflil下方的支撐軸與上方的閥桿7安裝在閥體1上， 閥桿7上部的截面為方形，下部的截面為圓形；閥桿7圓形截面與方形截面交接處安裝著手柄3， 扳動手柄3即可使閥桿7帶著閥芯2繞著娥軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動范圍為1/4圓周，兩個極限位置對應(yīng) 于閥門關(guān)閉位置及閥門開啟的最大位置。球形閥芯2起通斷作用的主體為一個中部有一通孔的鋼 球，隨著手柄3扳動閥芯2轉(zhuǎn)過的角度的不同使得鋼球通 L正對管道的面積不同，控制流過管道 的流體量，圖1中所示為閥門完^^寸閉的狀態(tài)。為了與防護罩4連接，閥體l的上方設(shè)置了一橫 截面約為3/4圓周的閥桿護管10，這是由于手柄3的轉(zhuǎn)動范圍為1/4圓周，將閥桿護管10銑去約 1/4圓周而留下約3/4圓周可使手柄3在扳動過程中不受阻礙。閥桿護管10的上方有外螺紋，用 于與防護罩4的內(nèi)螺,fi^接配合。防護罩4內(nèi)壁的1/4圓周上裝有光電管5。在閥桿7的頂面
上安裝有一個發(fā)光二極管6，光電管5均布于發(fā)光二極管6隨閥桿7旋轉(zhuǎn)時所照射的防護罩內(nèi)表面 的軌跡上，在扳動手柄3并帶動閥桿7轉(zhuǎn)動的過程中，發(fā)光二極管6發(fā)出的激光照射在不同的光 電管5上，使被照射的光電管5感應(yīng)出高電平。如附圖2左部所示，采用兩個8-3線編碼器74LS148 與一個二輸入四與門芯片74LS08 G頓了其中的三個與門)構(gòu)成一個16位輸入、四位二進制碼輸 出的編碼器，用此編碼器對各光電管5的輸出電平的反相信號進行編碼，然后輸送到單片機m的 pl.0 pl.3口中。結(jié)合附圖l，洗浴者在洗浴過程中扳動光電閥門的扳手時將會使16個光電管的 輸出電平有所不同，這將導(dǎo)致單片機PI. 0 P1. 3四個引腳所感應(yīng)的組合電平狀態(tài)與不同，根據(jù) P1.0 P1.3四個弓胸的不同組合電平狀態(tài)，便可ffi3i編程設(shè)定扣除單位金額的計時器計時時間a (閥門開度越大扣除單位金額的計時器時間a便越小，即錢扣得越快)，這樣，便實現(xiàn)了根據(jù)閥門 開啟大小的不同對單位時間內(nèi)流過管道的水流收取不同的費用，從而達到了根據(jù)不同出水量對用 戶計取不同費用的目的。為防止閥體1中的流體從球形閥芯2的閥桿7與閥體1的配合間隙中溢 出而對光電管5及發(fā)光二極管6的絕緣度造成影響，在閥桿護管10的上方安裝一個環(huán)形防水片9， 防水片的底面與閥桿護管10的頂面相接觸，在防水片的上方有一個定位銷8對防水片進行軸向固 定。
針對第四個問題，需要暫停出水時，只需將光電閥門的扳手順時針扳到底即可，此時，雖然 電磁閥DF的閥門是打開的，但此時對應(yīng)于光電閥門V關(guān)閉的狀態(tài)，單片機的PI. 0 P1. 3四個引 腳所感應(yīng)的電平狀態(tài)下計時器將被程序設(shè)定停止計時工作，單片機也將因計數(shù)器不計數(shù)而不會進 行扣費操作。這樣，即使不撤卡也不會對用戶扣取任何的費用。
結(jié)合附圖1與附圖2，根據(jù)上述的四個問題的解決方式，可給出本發(fā)明的單片機內(nèi)部勒字的系 統(tǒng)流程圖如附圖5所示。圖中有一個判斷環(huán)節(jié)"計時器剛好計時a秒？"是在用戶撤卡時所進行 的，a為單片機對附圖1中根據(jù)光電閥門的不同開度而編程設(shè)定的計時器扣除單位費用的計時時 間，即單片機的計時器每計滿a秒進行一次扣費。那么在用戶撤卡時存在兩種情況 一織卡時 計時器剛好計時到a秒，在這種情況下，只需按照正常的扣費禾將進行扣費即可，另一種情況是 計時器所計時間不及a秒，此況下將采用取整法(不滿a秒按a秒計)，以中斷扣費禾辨進行扣費。
圖中主要集成塊的型號是U1為89C521， U2為MC14499， U3為匪，U4為SJA1000， U7為 82C250, U8、 U9為74LS04， U10為74LS08。
權(quán)利要求
1、一種智能公共淋浴系統(tǒng)，其特征是，它由噴頭、電磁閥(DF)、光電閥門(V)以及計量與控制電路組成，所述電磁閥(DF)和光電閥門(V)安裝于噴頭的供水管路中，所述光電閥門(V)輸出的流量信號接計量與控制電路的信號輸入端，所述電磁閥(DF)的控制線圈接計量與控制電路的控制信號輸出端。
2、 根據(jù)權(quán)利要求i所述智能公共纟條系統(tǒng)，其特征是，所述計量與控制電路由單片機(m)、讀卡器電路、電磁閥驅(qū)動電路和顯示電路組成，所述信號采集與處理電路由兩個8—3優(yōu)先編碼器 和一個二輸入四與門芯片(U10)組成，它們接成16—4編碼器，光電闊門(V)的16個流量信號 輸出端分別經(jīng)反相器接164編碼器的16個輸入端，164編碼器的4錯出端分別接單片機(U1) 的PI. 0 P1. 3端；所述讀卡器電路由IC卡專用讀寫芯片(U3)及與其相連的選頻網(wǎng)絡(luò)(F)組成， 所述IC卡專用讀寫芯片(U3)接單片機(m)的P0端口，所述電磁閥驅(qū)動電路由場效應(yīng)管(Q) 和光電耦合器(U5)組成，所述場效應(yīng)管(Q)的漏極負載為電磁閥(DF)，所述光電耦合器(U5) 的發(fā)光二極管正極經(jīng)限流電阻(R2)接電源，負極接單片機(m)的P1.6端，光電耦合器(U5) 的光電管集電極接電源，皿極經(jīng)耦合電阻(R3)接場效應(yīng)管(Q)的柵極；所述顯示電路由LED 顯示驅(qū)動器(U2)和數(shù)碼管(U6)組成，所述LED顯示驅(qū)動器(U2)的CLK、 DA、 ！^端分別接單 片機(Ul)的P2.0、 P2,l和P2,2端，其信號輸出端接數(shù)碼管(U6)。
3、 根據(jù)權(quán)禾腰求1或2所述的智能公共纟鵬系統(tǒng)，其特征是，所述光電閥門(V)由閥體(l)、 閥芯(2)、閥桿(7)、手柄(3)和流量傳自組成，所述流量傳^ll由發(fā)光二極管(6)、光電管 (5)和防護罩(4)構(gòu)成，其中，發(fā)光二極管固定于閥桿(7)頂部，其照射方向與閥桿(7)垂直，所述防護罩固定在閥體頂部，所述光電管的數(shù)量為16個，各光電管固定于防護罩的內(nèi)壁上， 且均布于發(fā)光二極管旋轉(zhuǎn)照射的等徑軌i匕光電管的組合電平信號即為流量傳感器的輸出信號。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述智能公共纟鵬系統(tǒng)，其特征是，在發(fā)光二極管(6)與閥體(1) 之間增設(shè)環(huán)形防水片(9)，所述防ZK片(9)套裝于閥桿(7)上，其外緣與防護罩(4)的內(nèi)徑相 匹配。
5、根據(jù)權(quán)禾腰求l或2所述智能公共f鵬系統(tǒng)，其特征是，在計量與控制電路中增設(shè)CAN總 線控制器(U4)和CAN收發(fā)器(U7),所述CAN總線控制器(U4)接于單片機(Ul)的P0端口， 并3I31CAN收發(fā)器(U7)與上位機連接。
全文摘要
一種智能公共淋浴系統(tǒng)，屬控制技術(shù)領(lǐng)域，用于解決淋浴設(shè)施的調(diào)節(jié)及計費問題。其技術(shù)方案是它由噴頭、電磁閥、光電閥門以及計量與控制電路組成，所述電磁閥和光電閥門安裝于噴頭的供水管路中，所述光電閥門輸出的流量信號接計量與控制電路的信號輸入端，所述電磁閥的控制線圈接計量與控制電路的控制信號輸出端。本發(fā)明操作方便、出水量可隨意調(diào)節(jié)、并能根據(jù)不同的出水量實施精確、公平計費。
文檔編號G05D7/06GK101375776SQ20081007954
公開日2009年3月4日 申請日期2008年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月10日
發(fā)明者萬書亭, 何玉靈 申請人:華北電力大學(xué)(保定)