專利名稱：便廁智能沖水控制器及觸發(fā)信號處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于便廁設(shè)備自動(dòng)化控制技術(shù)領(lǐng)域，特別屬于座便器、蹲便池自動(dòng)沖水控制系統(tǒng)設(shè)備。
目前應(yīng)用在便廁領(lǐng)域的自動(dòng)沖水控制系統(tǒng)，只有男廁小便池的自動(dòng)沖水控制系統(tǒng)。它的工作方式為當(dāng)站立在小便池前時(shí)，即觸發(fā)紅外傳感器，紅外傳感器不斷發(fā)出脈沖信號給后端控制系統(tǒng)。當(dāng)小便結(jié)束離開后，紅外傳感器停止發(fā)出脈沖信號，恢復(fù)到待機(jī)探測狀態(tài)，后端控制系統(tǒng)發(fā)出脈沖信號，吸合電磁閥并維持一定時(shí)間進(jìn)行沖水操作。而應(yīng)用在座便器、蹲便池方面(男廁、女廁都包括)的自動(dòng)沖水控制系統(tǒng)，迄今為止尚未實(shí)現(xiàn)。其技術(shù)難度在于沒有合適的方法就男、女大小便行為時(shí)觸發(fā)的信號進(jìn)行識別，并以相應(yīng)的控制方式執(zhí)行不同水量的沖水操作。如果按照男廁小便池的自動(dòng)沖水控制系統(tǒng)的工作方式處理座便器、蹲便池上的大小便行為，必然存在如下問題1、當(dāng)人觸發(fā)傳感器后，后端控制系統(tǒng)發(fā)出脈沖吸合電磁閥或電磁銜鐵維持較長時(shí)間，以較多的水量進(jìn)行沖水操作，這樣的處理方法必然造成小便時(shí)水的浪費(fèi)；2、當(dāng)人觸發(fā)傳感器后，后端控制系統(tǒng)發(fā)出脈沖吸合電磁閥或電磁銜鐵維持較短時(shí)間，以較少的水量進(jìn)行沖水操作，這樣的處理方法必然造成大便時(shí)沖水量的不足，無法徹底沖凈便池。
本發(fā)明的目的是提供一種觸發(fā)信號處理方法及沖水控制設(shè)備，使人們在座便器蹲便池上大小便行為能實(shí)現(xiàn)不同水量的沖水自動(dòng)控制，這樣，既保持環(huán)境衛(wèi)生，又能節(jié)省用水。
本發(fā)明所提出的便廁沖水控制系統(tǒng)觸發(fā)信號處理方法參見圖1。紅外傳感器(包括熱釋電、遮斷式、反射式等)在接收到人體在一定距離內(nèi)發(fā)出的紅外信號或經(jīng)人體反射、遮斷的信號后，向單片機(jī)發(fā)出脈沖信號，單片機(jī)的中央處理器啟動(dòng)時(shí)間計(jì)數(shù)器，當(dāng)觸發(fā)信號消失后，中央處理器將時(shí)間計(jì)數(shù)器所記錄的時(shí)間與預(yù)先設(shè)定的觸發(fā)信號時(shí)間數(shù)據(jù)分類參數(shù)作比較，例如預(yù)先設(shè)置三個(gè)時(shí)間①人體只是在便廁周圍走過，并沒有大小便行為，該時(shí)間t1可設(shè)置很短，例如小于15秒。②人體進(jìn)行小便行為，該時(shí)間t2可設(shè)置較長，例如15秒至80秒。③人體進(jìn)行大便行為，該時(shí)間t3設(shè)置更長一些，例如大于80秒。以上所述的時(shí)間設(shè)定可以根據(jù)實(shí)際情況任意劃分，例如公共場所的男廁、女廁可以設(shè)定不同的時(shí)間來區(qū)別大小便，家庭的習(xí)慣不同，也可以存在不同的設(shè)定。總之，在一般情況下都設(shè)定這三種時(shí)間。中央處理器將時(shí)間計(jì)數(shù)器所記錄的時(shí)間同預(yù)先設(shè)定的觸發(fā)信號時(shí)間數(shù)據(jù)分類參數(shù)進(jìn)行比較后，發(fā)出信號到?jīng)_水控制端口，啟動(dòng)定時(shí)器，實(shí)施沖水控制操作，當(dāng)中央處理器接收到第1種情況(例如小于15秒)的信號時(shí)沖水t1為0；接收到第2種情況(例如15秒-80秒)的信號時(shí)沖水t2可設(shè)定短一些(例如3秒)；接收到第3種情況(例如80秒以上)的信號時(shí)，沖水時(shí)間t3可設(shè)定長一些(例如6秒)。另外，沖水時(shí)間也應(yīng)該根據(jù)水壓大小、水箱貯水量多少、沖水方式等多種因素設(shè)定。
本發(fā)明所提供的便廁智能沖水控制設(shè)備如圖2所示，以座便器為例進(jìn)行敘述。將智能沖水控制器箱體1放置在座便器水箱2的頂蓋上面靠近墻壁處，智能沖水控制器主要由紅外傳感器3、單片機(jī)4、變壓器5、時(shí)間設(shè)置調(diào)節(jié)鍵6、時(shí)間顯示7、電磁閥(或電磁銜鐵)8組成。電源插頭9將市電接入智能沖水控制器，經(jīng)變壓器5降壓及整流、濾波等處理后，輸送給紅外傳感器3、單片機(jī)4、時(shí)間顯示7及電磁閥8等器件使用。紅外傳感器3安裝在沖水控制器箱體1的正前面位置上，以便接收人體動(dòng)作的信號；單片機(jī)4安裝在控制器箱體內(nèi)的電路板10上，單片機(jī)主要包括定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器中央處理器及可編程I/O等結(jié)構(gòu)單元，單片機(jī)與紅外傳感器3、時(shí)間設(shè)置調(diào)節(jié)鍵6、時(shí)間顯示7、電磁閥8均安裝在控制器箱體1內(nèi)的適當(dāng)位置；電磁閥8與水箱2中的拉桿11相連接。該沖水控制器的工作原理是單片機(jī)4上的程序存儲器中觸發(fā)信號時(shí)間數(shù)據(jù)分類參數(shù)t1(例如小于15秒)、t2(例如15秒-80秒)、t3(例如大于80秒)三種狀態(tài)時(shí)間(人體從便廁前走過的時(shí)間t1，人體在便廁上小便的時(shí)間t2及人體在便廁上大便的時(shí)間t3)均設(shè)置好，同時(shí)對應(yīng)于t1、t2、t3的沖水時(shí)間T1(T1＝0)、T2(例如T2＝3秒)、T3(例如T3＝6秒)也在單片機(jī)程序存儲器中設(shè)置好。當(dāng)人體進(jìn)行大小便行為時(shí)，人體本身發(fā)出的紅外信號或經(jīng)人體反射、遮斷的信號被安置在水箱上的紅外傳感器接收，并發(fā)出脈沖信號傳送給單片機(jī)，單片機(jī)的中央處理器啟動(dòng)時(shí)間計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器開始記數(shù)，人體離開便廁后信號消失、中央處理器將計(jì)數(shù)器記錄下的接收信號的時(shí)間與預(yù)先設(shè)置的t1、t2、t3進(jìn)行比較，假如比較結(jié)果認(rèn)定人體排便時(shí)間為t2范圍內(nèi)，然后發(fā)出信號沖水控制I/O端口，同時(shí)啟動(dòng)沖水時(shí)間定時(shí)器對應(yīng)設(shè)定的T2(例如T2＝3秒)，向電磁閥8發(fā)出吸合信號，指令電磁閥啟動(dòng)拉桿11，使水箱2內(nèi)的水沖入便池12中，3秒鐘后，電磁閥不再拉動(dòng)拉桿，拉桿恢復(fù)原狀，于是完成了沖水動(dòng)作。如果比較結(jié)果認(rèn)定人體行為時(shí)間在t1范圍內(nèi)，對應(yīng)的沖水時(shí)間T1＝0，于是不進(jìn)行沖水動(dòng)作，這時(shí)認(rèn)為人體在座便器前只是走動(dòng)一下，并沒有大小便行為。如果比較結(jié)果認(rèn)定人體排便行為時(shí)間為t3范圍內(nèi)，對應(yīng)的沖水時(shí)間為T3(例如T3＝6秒)，于是沖水時(shí)間會(huì)長一些。上述工作過程經(jīng)過一段時(shí)間實(shí)踐后，如果認(rèn)為t1、t2、t3或T1、T2、T3設(shè)置得不夠合理，使沖水時(shí)間過多或過少，還可以通過時(shí)間設(shè)置調(diào)節(jié)鍵6進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)的數(shù)據(jù)在時(shí)間顯示7上可以顯示出來。此外，有時(shí)沖水效果不夠理想，還可以按動(dòng)手動(dòng)沖水鈕13進(jìn)行沖水。
對于蹲便池或公共廁所，可將本智能沖水控制器固定在排水管道適當(dāng)?shù)奈恢蒙?要能接收到人體的紅外信號)，控制器的結(jié)構(gòu)完全與上述結(jié)構(gòu)相同，只是電磁閥與沖水動(dòng)作器件相聯(lián)接即可實(shí)現(xiàn)。


。圖1為便廁智能沖水控制器觸發(fā)信號處理方法工作原理方框圖。圖2為便廁智能沖水控制器結(jié)構(gòu)示意圖，圖中1-沖水控制器箱體，2-便廁水箱，3-紅外傳感器，4-單片機(jī)，5-變壓器，6-時(shí)間設(shè)置調(diào)節(jié)鍵，7-時(shí)間顯示，8-電磁閥，9-電源插頭，10-電路板，11-拉桿，12-便池，13-手動(dòng)沖水鈕。
實(shí)施例。如圖2所示的座便器智能沖水控制器，控制器箱體1放置在水箱2的頂蓋正中間位置靠近墻壁處，紅外傳感器3放置在控制器箱體的前面居中位置，以容易接收人體反射的紅外信號為準(zhǔn)。單片機(jī)(包括定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、程序存儲器、中央處理器、數(shù)據(jù)存儲器、可編程I/O等)4安裝在電路板10上，放置在控制器箱體后廁，變壓器5放置在箱體內(nèi)靠左側(cè)居中位置，時(shí)間設(shè)置調(diào)節(jié)鍵6和時(shí)間顯示7放置在箱體左側(cè)靠前位置上，電磁閥8放置在箱體內(nèi)右側(cè)靠后位置，以便于與水箱2內(nèi)的拉桿11想聯(lián)接。電源插頭9在箱體外，由導(dǎo)線從箱體后側(cè)進(jìn)入箱體與變壓器5相聯(lián)接。變壓后的電流經(jīng)導(dǎo)線與紅外傳感器3、單片機(jī)4、時(shí)間顯示7、電磁閥8相聯(lián)接。單片機(jī)4與紅外傳感器3、電磁閥8、時(shí)間設(shè)置調(diào)節(jié)鍵7相接，電磁閥8與拉桿11相聯(lián)接。單片機(jī)4內(nèi)的程序存儲器中觸發(fā)信號時(shí)間數(shù)據(jù)分類參數(shù)預(yù)先設(shè)置t1小于15秒，t2為15-80秒，t3大于秒。沖水時(shí)間定時(shí)器設(shè)置T1＝0，T2＝3秒，T3＝6秒。當(dāng)人體進(jìn)行大便行為時(shí)，紅外傳感器接收人體反射的紅外信號，單片機(jī)內(nèi)時(shí)間計(jì)數(shù)器開始工作，行為完畢，信號中斷，計(jì)數(shù)器記錄時(shí)間為90秒，單片機(jī)比較并進(jìn)行識別為t3大于80秒，輸出信號至沖水時(shí)間定時(shí)器T3＝6秒，輸出信號給電磁閥8，電磁閥8開始拉動(dòng)拉桿11，水箱打開進(jìn)行沖水6秒鐘，然后電磁閥8停止工作，拉桿11恢復(fù)原狀，沖水動(dòng)作結(jié)束。
本發(fā)明提供的便廁智能沖水控制器對座便器、蹲便池上人們的大小便行為，采用人體本身發(fā)出的紅外信號或經(jīng)人體反射的紅外信號，以時(shí)間為參數(shù)進(jìn)行分類，用不同的沖水時(shí)間自動(dòng)沖洗便池，解決了以往沒有解決的問題，使用本沖水控制器不僅能改善環(huán)境衛(wèi)生(特別是賓館、飯店、商廈等公共場所的便池)，而且大大節(jié)約用水，特別適應(yīng)當(dāng)前用水緊張的狀況。
權(quán)利要求
1.一種便廁智能沖水控制觸發(fā)信號處理方法，其特征在于紅外傳感器將接收到的觸發(fā)信號輸入到單片機(jī)中，中央處理器啟動(dòng)時(shí)間計(jì)數(shù)器，并將記錄結(jié)果與程序存儲器中預(yù)先設(shè)定的三個(gè)觸發(fā)信號時(shí)間參數(shù)t1、t2、t3進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果向預(yù)先設(shè)定的三個(gè)不同沖水時(shí)間參數(shù)T1、T2、T3中相對應(yīng)的一個(gè)，然后向沖水控制I/O端口發(fā)出信號，吸合電磁閥。
2.一種便廁智能沖水控制器，包括紅外傳感器、電磁閥、變壓器，其特征在于還包括沖水控制器箱體(1)、時(shí)間設(shè)置調(diào)節(jié)鍵(6)、時(shí)間顯示(7)，沖水控制器箱體(1)安裝在水箱(2)的箱蓋上或者沖水管道上，紅外傳感器(3)設(shè)置在控制器箱體的正前面居中位置，單片機(jī)(4)安裝在控制器箱體內(nèi)的電路板(10)上，變壓器(5)、時(shí)間設(shè)置調(diào)節(jié)鍵(6)、時(shí)間顯示(7)、電磁閥(8)均安置在控制器箱體內(nèi)的適當(dāng)位置上，電磁閥(8)與水箱(2)內(nèi)的拉桿11相聯(lián)接，電源插頭(9)設(shè)置在控制器箱體外，通過導(dǎo)線與變壓器(5)聯(lián)接，再與紅外傳感器(3)、單片機(jī)(4)、時(shí)間顯示(7)、電磁閥(8)相聯(lián)接，單片機(jī)(4)通過導(dǎo)線與紅外傳感器(3)、時(shí)間設(shè)置調(diào)節(jié)鍵(6)以及電磁閥(8)相聯(lián)接。
全文摘要
一種便廁智能沖水控制器及觸發(fā)信號處理方法,采用單片機(jī)處理人體本身發(fā)出的紅外信號或經(jīng)人體反射的紅外信號,以時(shí)間為參數(shù)對人們大小便行為進(jìn)行分類,用不同的沖水時(shí)間自動(dòng)沖洗便池,該沖水控制器適用于座便器、蹲便池等家庭衛(wèi)生間,特別適用于賓館、飯店、商廈等公共場所,使用便廁智能沖水控制器不僅能改善環(huán)境衛(wèi)生,而且能大量節(jié)約用水。
文檔編號E03D5/00GK1327114SQ0010902
公開日2001年12月19日 申請日期2000年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月2日
發(fā)明者付文軍 申請人:付文軍