專利名稱：用于公廁的沖洗器聯(lián)網(wǎng)控制方法及自動沖洗系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及公共衛(wèi)生領(lǐng)域，特別是公共廁所自動沖洗設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前，公知的廁所蹲位自動沖洗器均采取單體式設(shè)計、獨立工作，由主動式紅外感 應(yīng)控制裝置和電磁閥構(gòu)成，由于是單體式設(shè)計、獨立工作，該類產(chǎn)品在人流量較多的場所使 用時，使用人數(shù)較多，造成很多蹲位同時沖水造成水壓下降，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；申請?zhí)枮?00510049867. 7的專利文件公開了一種 采用一個單片機控制多個包括傳感器、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，但是該方案擴展性差，如果需要控制的沖洗器數(shù)量增加，必須重新設(shè)計電 路甚至由于單片機資源不足不得不更換單片機；而且該方案穩(wěn)定性差，如果控制電路或單 片機故障，則所有沖洗器都不能工作；最后，傳感器采用主動式紅外感應(yīng)方式，由于其特性 易受光的影響，當較強光線(如燈光、太陽光)照射時會產(chǎn)生誤報。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于公廁的沖洗器聯(lián)網(wǎng)控制方法及自動沖洗系統(tǒng)，用以 解決上述獨立自動沖洗器在同時沖水造成的水壓下降和群控方案造成的擴展性和穩(wěn)定性 問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一種方案是一種用于公廁的沖洗器聯(lián)網(wǎng)控制方法，每 個蹲位都設(shè)置一個帶傳感器、單片機和電磁閥的沖洗器，控制方法包括如下步驟
a)將各沖洗器的單片機通過總線連接；
b)傳感器探測蹲位，從探測到有人至人離開，記錄人停留蹲位的時間；
c)探測到人離開時，查看此時是否有其他沖洗器正在沖水，若有，則 等待，若無， 則沖水。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的另一種方案是一種自動沖洗系統(tǒng)，包括一組分別與每 個蹲位對應(yīng)設(shè)置的帶有傳感器、單片機和電磁閥的沖洗器，所述自動沖洗系統(tǒng)還包括一條 總線，各單片機通過端口電路與總線相連。上述的沖洗器聯(lián)網(wǎng)控制方法和采用該方法的自動沖洗系統(tǒng)，由于對各個沖洗器統(tǒng) 一控制，實現(xiàn)了各沖洗器有獨自的沖洗時間，避免了同時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，由于采用一對一的模塊化設(shè)計，使得該方案對于各種系統(tǒng) 有極強的適應(yīng)性、擴展性，單個控制器故障也不會影響其他沖洗器的正常工作，穩(wěn)定性很 強。


圖1是實施例1的系統(tǒng)構(gòu)成圖； 圖2是編碼電路圖；圖3是驅(qū)動電路圖4是實施例2的系統(tǒng)構(gòu)成圖5是實施例3的系統(tǒng)構(gòu)成圖6是編碼電路、通訊端口的一種改進的電路原理圖7是實施例1的流程圖8是實施例2、3的流程圖。
具體實施例方式本發(fā)明提出的方法是將在每個蹲位都設(shè)置一個帶傳感器、單片機和電磁閥的沖洗 器，控制方法包括如下步驟
a)將各沖洗器的單片機通過總線連接；
b)傳感器探測蹲位，從探測到有人至人離開，記錄人停留蹲位的時間；
c)探測到人離開時，查看此時是否有其他沖洗器正在沖水，若有，則等待，若無，則沖水。下面提出幾種實現(xiàn)該方法的實施例。實施例1
如圖1所示為本發(fā)明的采用聯(lián)網(wǎng)控制方法的自動沖洗系統(tǒng)，包括一組分別與每個蹲位 對應(yīng)設(shè)置的帶有傳感器、單片機1和電磁閥的沖洗器，各單片機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1的一個I/O 口 2，集電極3接控制線CTR，并通過另一限流電阻R1接電源VCC，射極接地；單片機1的另一 個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，產(chǎn)生高頻聲波來進行感應(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 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。采用的單片機為 EM78P156E。檢測時，單片機輸出一系列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)生可供單片機識別的脈沖信號，送往單片機 進行檢測。這種系統(tǒng)沒有主機，各個沖洗器地位平等，通過本身的單片機獨立檢測和判斷。流 程如圖7所示，首先是檢測階段當探測到有人時，另指示燈閃一下，然后再次檢測，直到檢 測到無人，此時經(jīng)過一定的延時(如圖，我們選擇2s延時)仍然是無人狀態(tài)，就進入沖水就緒 階段，并且記錄從燈亮到延時前時刻的時間。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)動控制電路10，這時由于三極管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)，同時拉低控制線CTR，并進行沖水，沖洗 完畢時，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)，然后再獨占總線，并進行沖水。需要說明的是， 為了解決兩個沖洗器同時進入沖水就緒狀態(tài)而造成沖突的問題，可以在占據(jù)總線前隨機延 時一小段時間，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“從燈亮到延時前時刻的時間”，如果超過沒超過兩分鐘，則按設(shè)定的時間沖水，如果超過 兩分鐘，則按設(shè)定時間的兩倍沖水，這里的時間是指控制電磁閥開通的時間，從而該時間 正比于沖水的水量。上述的“設(shè)定時間”是編碼電路(如圖2所示的撥碼開關(guān)S1部分，具體 描述在實施例2中)設(shè)定的，驅(qū)動電路如圖3所示。圖3所示為電磁閥驅(qū)動電路，PNP三極管Q1集電極與NPN三極管Q3集電極相連， 三極管Q1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1/ 0 口(DR1，DR2)，三極管Q1與三極管Q2基極通過限流電阻分別接另外一個三極管的集電極 (0UT2，0UT1)。采用這種電路，單片機I/O 口(DR1，DR2)為輸入端，三極管的集電極(0UT1， 0UT2)為輸出控制端，當輸入端輸出為(0，1)，輸出控制端(0UT1，0UT2)為(0，1)，輸入端輸 出為(1，0)，輸出控制端(0UT1，0UT2)為(1，0)。實施例2
實施例2中，仍然是一個沖洗器對應(yīng)每個沖洗器都帶一個傳感器、電磁閥和單片機1， 并通過端口電路20與總線相連，但是總線與實施例1中不同，包括電源線(VCC，GND)和通 訊線(SO，SI)，端口電路20是在單片機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 機為主機管理其他單片機，從而控制整個沖洗系統(tǒng)，所以需要為各單片機地址編碼，便于它 們與主機的通訊。流程如圖8所示，系統(tǒng)初始化階段掃描撥碼開關(guān)S1的狀態(tài)，然后與主機 通信，告知該分機的存在，掃描撥碼開關(guān)S2確定沖水時間并儲存，初始化完畢。檢測階段 當檢測到有人時燈閃一下，當檢測到人走后，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，舍棄本次操作；否則與主機通信，查看是否有其他分機沖水，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) 定電磁閥開啟時間的2倍沖水。其中作為主機的單片機統(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)S1有三組撥碼，一端分別接單片機I/O 口 (CO, CI, C2)，另一端短接起來接單片機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I/O 口(PL，0)，(1乂2)，另一端短接起來接單片機1/ 0 口 B，并通過串聯(lián)電阻電容(R4，C4)接地。掃描地址時，使端口 B為低電平，端口 A為高電 平，掃描到的端口狀態(tài)(CO，CI, C2)只跟撥碼開關(guān)S1有關(guān)，即為各沖洗器地址，掃描沖水時 間信息時，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，C0，C1，C2)只跟撥 碼開關(guān)S2有關(guān)。實施例3
實施例3的系統(tǒng)如圖5所示，與實施例2的不同僅在于，增設(shè)了一個專門作為控制主機 的單片機30，每個沖洗器的信息通過總線傳給該主機，并由該主機發(fā)送控制信號給各個沖 洗器的單片機，控制它們的沖水操作。
實施例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，本實施例采用通訊芯片U4， TJA1040，取代實施例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 相當于實施例2中端口電路單片機一側(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)編碼限制分機數(shù)量、以及沖水時間不能任意可調(diào)的缺陷，采 用一個用于存儲數(shù)據(jù)的非易失性存儲器U3，AT89C46取代撥碼開關(guān)。如圖6所示，非易失性 存儲器U3的端口(VCC，DC, ORG)接高電平，端口 GND接地，片選CS、時鐘SK、數(shù)據(jù)接收發(fā)送 端口 (DI，D0)接相應(yīng)的單片機端口(AO，A1，A2，A2)。超聲波檢波，放大，比較和濾波部分的運放芯片、單片機以及驅(qū)動電路分別設(shè)立了 穩(wěn)壓芯片，從而避免了它們之間的干擾。上述運放芯片采用TL084C，同時將該芯片供電電壓 提高到8V，提高了穩(wěn)定性。
權(quán)利要求
一種用于公廁的沖洗器聯(lián)網(wǎng)控制方法，每個蹲位都設(shè)置一個帶傳感器、單片機和電磁閥的沖洗器，其特征在于，控制方法包括如下步驟a) 將各沖洗器的單片機通過總線連接；b) 傳感器探測蹲位，從探測到有人至人離開，記錄人停留蹲位的時間；c) 探測到人離開時，查看此時是否有其他沖洗器正在沖水，若有，則等待，若無，則沖水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于公廁的沖洗器聯(lián)網(wǎng)控制方法，其特征在于，所述總 線為控制總線有沖洗器需要沖水時，其對應(yīng)單片機就試圖改變總線狀態(tài)；改變總線狀態(tài) 之前需要檢測總線狀態(tài)，如果總線狀態(tài)不是初始狀態(tài)，就等待總線恢復(fù)到初始狀態(tài)之后，再 次試圖改變總線狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于公廁的沖洗器聯(lián)網(wǎng)控制方法，其特征在于，所述總 線為通訊總線各沖水器通過總線訪問某個具備集中控制功能的沖洗器，由該沖洗器單片 機判斷并發(fā)送控制指令給其他沖洗器，控制它們的沖水操作。
4.一種采用聯(lián)網(wǎng)控制方法的自動沖洗系統(tǒng)，包括一組分別與每個蹲位對應(yīng)設(shè)置的帶有 傳感器、單片機和電磁閥的沖洗器，其特征在于，所述自動沖洗系統(tǒng)還包括一條總線，各單 片機通過端口電路與總線相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種采用聯(lián)網(wǎng)控制方法的自動沖洗系統(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)端口電路為單片機的控制端口接一個三 級管的基極，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)置另一個單片 機端口接控制線。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種采用聯(lián)網(wǎng)控制方法的自動沖洗系統(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的 輸出端口通過電阻接輸出線，通過輸入端口接反向二極管接輸入線。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種采用聯(lián)網(wǎng)控制方法的自動沖洗系統(tǒng)，其特征在于，所述 自動沖洗系統(tǒng)還包括一個用于對所有沖洗器集中控制的單片機，該單片機通過所述端口電 路與所述通訊總線連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種采用聯(lián)網(wǎng)控制方法的自動沖洗系統(tǒng)，其特征在于，所述 沖洗器還包括用于儲存該沖洗器地址和沖水時間信息的編碼電路。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種采用聯(lián)網(wǎng)控制方法的自動沖洗系統(tǒng)，其特征在于，所述 編碼電路包括撥碼開關(guān)，撥碼開關(guān)一端分別獨立接單片機I/O 口，另一端短接起來接另外 的單片機I/O 口，并通過串聯(lián)電阻電容接地。
10.根據(jù)權(quán)利要求4-9任一項所述的一種采用聯(lián)網(wǎng)控制方法的自動沖洗系統(tǒng)，其特征 在于，所述傳感器為超聲波傳感器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于公廁的沖洗器聯(lián)網(wǎng)控制方法及自動沖洗系統(tǒng)，每個蹲位都設(shè)置一個帶傳感器、單片機和電磁閥的沖洗器，控制方法包括如下步驟a)將各沖洗器的單片機通過總線連接；b)傳感器探測蹲位，從探測到有人至人離開，記錄人停留蹲位的時間；c)探測到人離開時，查看此時是否有其他沖洗器正在沖水，若有，則等待，若無，則沖水。采用該方法的自動沖洗系統(tǒng)，對各個沖洗器統(tǒng)一控制，避免了同時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，由于采用一對一的模塊化設(shè)計，使得該方案對于各種系統(tǒng)有極強的適應(yīng)性、擴展性，單個控制器故障也不會影響其他沖洗器的正常工作，穩(wěn)定性很強。
文檔編號G05B19/418GK101853024SQ20101020991
公開日2010年10月6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)明者耿會超 申請人:耿會超