專利名稱：用于公廁的自動沖洗系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及公共衛(wèi)生領域，特別是公共廁所自動沖洗設備。
背景技術：
目前，公知的廁所蹲位自動沖洗器均采取單體式設計、獨立工作，由主動式紅外感 應控制裝置和電磁閥構成，由于是單體式設計、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。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是一種用于公廁的自動沖洗系統(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，本實用新型采用的方案是一種采用聯(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設置的帶有傳感器、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。該自動沖洗系統(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 一對一的模塊化設計，使得該方案對于各種系統(tǒng)有極強的適應性、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)構成圖； 圖2是編碼電路圖； 圖3是驅動電路圖； 圖4是實施例2的系統(tǒng)構成圖； 圖5是實施例3的系統(tǒng)構成圖； 圖6是編碼電路、通訊端口的一種改進的電路原理圖； 圖7是實施例1的流程圖； 圖8是實施例2、3的流程圖。
具體實施方式
實施例1如圖1所示為本實用新型的采用聯(lián)網(wǎng)控制方法的自動沖洗系統(tǒng)，包括一組分別與 每個蹲位對應設置的帶有傳感器、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Rl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。為了減少感應潔具的誤動作，我們選擇超聲波傳感器作為感應裝置，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，驅動控制電路10，這時由于三極管Q導通， 集電極3由初始的高電平狀態(tài)轉換為低電平狀態(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，則按設定的時間沖水，如果超過 兩分鐘，則按設定時間的兩倍沖水，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“設定時間”是編碼電路(如圖2所示的撥碼開關S2部分，具體 描述在實施例2中)設定的，驅動電路如圖3所示。圖3所示為電磁閥驅動電路，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(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)。實施例2實施例2中，仍然是一個沖洗器對應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(S0，Si)，端口電路20是在單片機1與輸出線SO間設置電阻R21，與輸入線SI間 設置反向二級管D21 ；并且，還帶有編碼電路，如圖2所示。采用這種電路結構，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)，所以需要為各個單片機地址編碼， 便于它們與主機的交流。流程如圖8所示，系統(tǒng)初始化階段掃描撥碼開關Sl的狀態(tài)，然 后與主機通信，告知該分機的存在(即向主機發(fā)送自己地址信息)，掃描撥碼開關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Sl有三組撥碼，一端分別接單片機I/O 口(CO，Cl, 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S2有四組撥碼，一端分別接單片機I/O 口 (PL, CO, Cl, C2)，另一端短接起來接單片機I/O 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)(⑶，Cl，C2)只跟撥碼 開關Sl有關，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S2有關，用來表示掃描沖水時間信息。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。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)接相應的單片機端口(A0，A1，A2，A2)。超聲波檢波，放大，比較和濾波部分的運放芯片、單片機以及驅動電路分別設立了 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。
權利要求一種采用聯(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設置的帶有傳感器、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。
2.根據(jù)權利要求1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，并設置另一個單片 機端口接控制線。
3.根據(jù)權利要求1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，對應的端口電路為單片機的 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)權利要求1所示的一種采用聯(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的輸入輸出端口連接通訊芯片的相對應的端
5.根據(jù)權利要求1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。
6.根據(jù)權利要求3或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。
7.根據(jù)權利要求1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電路。
8.根據(jù)權利要求7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 用于儲存該沖洗器地址和沖水時間信息的電路包括撥碼開關，撥碼開關一端各端子分別 獨立接單片機I/O 口，另一端各端子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。
9.根據(jù)權利要求7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 用于儲存該沖洗器地址和沖水時間信息的電路為一個用于存儲數(shù)據(jù)的非易失性存儲器，該 存儲器與單片機相應I/O 口連接。
專利摘要本實用新型涉及一種用于公廁的自動沖洗系統(tǒng)，包括一組分別與每個蹲位對應設置的帶有傳感器、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。該自動沖洗系統(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計，使得該方案對于各種系統(tǒng)有極強的適應性、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)先權日2010年6月25日
發(fā)明者耿會超 申請人:耿會超