本發(fā)明涉及一種自動控制的方法及裝置，尤其是一種小便槽自動沖洗的方法及裝置，屬于自動化技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前公共場所常見的小便槽沖洗裝置有以下兩種：

1、生活中應(yīng)用最廣泛的是紅外感應(yīng)自動沖廁裝置，紅外傳感沖廁裝置采用紅外傳感器進(jìn)行感應(yīng)，該裝置具有可靠性較高、抗干擾性較強(qiáng)、易安裝調(diào)試的特點(diǎn)，這種紅外傳感自動沖廁裝置雖然智能化程度比較高，但它設(shè)計(jì)復(fù)雜、不夠節(jié)水且成本較高。紅外感應(yīng)自動沖廁裝置易產(chǎn)生誤判，即在一定距離內(nèi)有物體移動就自動沖廁，紅外感應(yīng)不能判斷是有人經(jīng)過時(shí)或是有人使用，沒有人使用時(shí)自動沖廁會對水資源造成浪費(fèi)。

2、基于單片機(jī)的壓力感應(yīng)自動沖廁系統(tǒng)很好地克服了紅外傳感自動沖廁裝置的有人經(jīng)過會誤判的不足，在成本、環(huán)保和人性化等方面具有一定優(yōu)勢；壓力感應(yīng)自動沖廁系統(tǒng)也比較節(jié)水，但設(shè)計(jì)復(fù)雜、偶有誤判、成本較高且安裝不便，所以生活中應(yīng)用不多。

Total dissolved solids，縮寫TDS，又稱溶解性固體總量，測量單位為毫克/升(mg/L),它表明1升水中溶有多少毫克溶解性固體。TDS值越高，表示水中含有的溶解物越多?？?cè)芙夤腆w指水中全部溶質(zhì)的總量，包括無機(jī)物和有機(jī)物兩者的含量。一般可用電導(dǎo)率值大概了解溶液中的鹽份，一般情況下，電導(dǎo)率越高，鹽份越高，TDS越高。在無機(jī)物中，除溶解成離子狀的成分外，還可能有呈分子狀的無機(jī)物。由于天然水中所含的有機(jī)物以及呈分子狀的無機(jī)物一般可以不考慮，所以一般也把含鹽量稱為總?cè)芙夤腆w。本文中TDS的含義為電導(dǎo)率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種簡單、高效、便捷，節(jié)約水資源基于TDS檢測技術(shù)的小便槽自動沖洗的方法及裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種小便槽自動沖洗的方法，具體步驟為：

(1)將TDS探針安裝在便槽的積水處，對便槽積水處進(jìn)行電導(dǎo)率測量。

(2)如果電導(dǎo)率增大，并且不斷的增大，此時(shí)表明便槽正在使用當(dāng)中，系統(tǒng)不做響應(yīng)；當(dāng)電導(dǎo)率不再變化時(shí)，表明便槽以使用完畢，此時(shí)系統(tǒng)控制水閥進(jìn)行放水，直到電導(dǎo)率恢復(fù)至設(shè)定值時(shí)，關(guān)閉水閥。

優(yōu)選的，在便槽中還設(shè)有溫度傳感器進(jìn)行溫度測量，通過溫度補(bǔ)償減小溫度對電導(dǎo)率的影響。

優(yōu)選的，所述的設(shè)定值為100us/cm。

一種小便槽自動沖洗的裝置，包括單片機(jī)和與單片機(jī)連接的TDS測量電路、溫度測量電路、電源電路、按鍵電路和水泵控制電路。電源電路給其他電路提供電能，TDS測量電路測量便槽積水的電導(dǎo)率并將數(shù)據(jù)傳送給單片機(jī)。當(dāng)TDS測量電路出現(xiàn)故障或使用者認(rèn)為需要沖廁時(shí)，手工操作按鍵電路來實(shí)現(xiàn)沖水。溫度測量電路檢測便槽集水的溫度并將數(shù)據(jù)傳送給單片機(jī)。水泵控制電路控制便槽的沖水操作。

優(yōu)選的，本裝置還包括與單片機(jī)連接的報(bào)警電路。

優(yōu)選的，所述的單片機(jī)為ATS89C52。

優(yōu)選的，所述的TDS測量電路包括第一探針和第二探針，且兩探針與R2、R4構(gòu)成并聯(lián)關(guān)系，第一探針、第二探針分別與ADCO802芯片的CH0、GND連結(jié)，檢測電極的電壓被ADCO802直接測得；ADCO802的CS非與單片機(jī)P14口連接、CLK與單片機(jī)P11口連接、DI與單片機(jī)P13口連接、DO與單片機(jī)P13口連接；ADCO802的作用是將采集的到模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，傳送到單片機(jī)。

優(yōu)選的，所述溫度測量電路中溫度傳感器的三個(gè)引腳VCC、GND、DQ分別與電源、地、單片機(jī)P1.7口連接。在該電路中，VCC引腳DQ引腳間接一個(gè)4.7KΩ上拉電阻，電路不會在高位運(yùn)行。通過溫度傳感器收集到相應(yīng)的溫度數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，然后將相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理發(fā)送到單片機(jī)處理以獲得溫度值。再通過單片機(jī)的溫度補(bǔ)償程序?qū)﹄妼?dǎo)率進(jìn)行補(bǔ)償。

優(yōu)選的，所述的報(bào)警電路由蜂鳴器、三極管、電阻等構(gòu)成，蜂鳴器一端接地、另一端與三極管的集電極鏈接，三極管的發(fā)射極接電源正極，電阻一端接三極管的基極、另一端與單片機(jī)P15口連接；當(dāng)單片機(jī)執(zhí)行沖水操作時(shí)，PNP導(dǎo)通時(shí)、蜂鳴器響起。此電路為提示正在沖水的過程，在實(shí)際生產(chǎn)中本電路可以去掉。

優(yōu)選的，所述水泵控制電路的水泵一端連接繼電器常閉觸點(diǎn)端子、水泵一端連接電源正極，電源負(fù)極的一端與繼電器控制接入點(diǎn)連接，繼電器控制的兩個(gè)線圈端子與二極管并聯(lián)，且二極管正極段接地、負(fù)極端鏈接三極管的集電極，三極管的基極與10kΩ電阻一端連接、10k電阻另一端與單片機(jī)P37口和LED負(fù)極分別連接，LED正極連接100Ω電阻的一端，另一端與電源正極和三極管發(fā)射極連接。

本發(fā)明能克服傳統(tǒng)自動沖廁易誤判導(dǎo)致水資源浪費(fèi)的問題，而且其成本比市場上沖廁裝置成本低，本發(fā)明可以讓人們生活更加高效、便捷，節(jié)約水資源。

附圖說明

圖1是一種小便槽自動沖洗方法的工作流程圖。

圖2是一種小便槽自動沖洗裝置的結(jié)構(gòu)框圖。

圖3單片機(jī)最小系統(tǒng)的電路圖。

圖4是TDS測量電路的電路圖。

圖5是溫度測量電路的電路圖。

圖6是按鍵電路的電路圖。

圖7是報(bào)警電路的電路圖。

圖8是水泵控制電路的電路圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清晰、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1所示：一種小便槽自動沖洗的方法，具體步驟為：

1、圖1中N代表不滿足條件，Y代表滿足條件，X的值為100us/cm。

2、自制TDS檢測電路，將TDS探針安在便槽積水處，對便槽積水處進(jìn)行電導(dǎo)率測量。通過電導(dǎo)率測量電路中的探頭實(shí)現(xiàn)電導(dǎo)率信號的采集，并采用溫度傳感器進(jìn)行溫度測量，通過溫度補(bǔ)償方法減小溫度對電導(dǎo)率測量值的影響；選擇單片機(jī)作為系統(tǒng)的控制核心，單片機(jī)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并通過數(shù)據(jù)處理作出響應(yīng)。

3、在25攝氏度時(shí)，一般水的電導(dǎo)率：1-10us/cm，尿液的電導(dǎo)率:3000-39000us/cm。小便槽積水處的初始電導(dǎo)率為10us/cm，在使用小便槽時(shí)，小便槽積水處的電導(dǎo)率就會發(fā)生變化，上升為＞100us/cm，最終達(dá)到2000us/cm。在這個(gè)過程中電導(dǎo)率傳感器采集電導(dǎo)率不斷發(fā)生變化的信號，變化過程中單片機(jī)不作響應(yīng)，檢測周期：0.04秒，數(shù)值取樣：10次檢測取平均值作為一個(gè)取樣值，前后兩次取樣值對比，波動范圍10us/cm以內(nèi)、即認(rèn)為穩(wěn)定。使用小便槽完畢后，其積水的電導(dǎo)率穩(wěn)定。電導(dǎo)率傳感器采集電導(dǎo)率不再變化的信號，此時(shí)單片機(jī)控制電子水閥打開管道，直到電導(dǎo)率傳感器采集的數(shù)據(jù)恢復(fù)到水的電導(dǎo)率單片機(jī)控制電子水閥關(guān)閉管道。

一種小便槽自動沖洗的裝置，用單片機(jī)C語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，使用單片機(jī)加硬件執(zhí)行功能。

設(shè)計(jì)指標(biāo)：

(1)工作溫度范圍0℃-60℃。

(2)TDS測量范圍為0-9999us/cm，測量誤差±2％。

(3)溫度測量范圍0℃-99℃；溫度精度誤差小于0.1℃。

(4)沖廁功能實(shí)現(xiàn)手動沖廁和全自動沖廁。

如圖2所示，一種小便槽自動沖洗的裝置，包括單片機(jī)和與單片機(jī)連接的TDS測量電路、溫度測量電路、電源電路、按鍵電路和水泵控制電路。電源電路給其他電路提供電能，TDS測量電路測量便槽積水的電導(dǎo)率并將數(shù)據(jù)傳送給單片機(jī)。當(dāng)TDS測量電路出現(xiàn)故障時(shí)，手工操作按鍵電路來實(shí)現(xiàn)沖水。溫度測量電路檢測便槽集水的溫度并將數(shù)據(jù)傳送給單片機(jī)。水泵控制電路控制便槽的沖水操作。

如圖3所示：時(shí)鐘電路，復(fù)位電路和單片等組成單片機(jī)最小系統(tǒng)。

如圖4所示：第一探針、第二探針構(gòu)成檢測電極，且與R2、R4構(gòu)成并聯(lián)關(guān)系，第一探針、第二探針分別與ADCO802的CH0、GND連結(jié)，檢測電極的電壓被ADCO802直接測得；ADCO802的CS非與單片機(jī)P14口連接、CLK與單片機(jī)P11口連接、DI與單片機(jī)P13口連接、DO與單片機(jī)P13口連接；ADCO802的作用是將采集的到模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，傳送到單片機(jī)。

如圖5所示：溫度傳感器DS18B20的三個(gè)引腳VCC、GND、DQ分別與電源、地、單片機(jī)P1.7口連接。在該電路中，VCC引腳DQ引腳間接一個(gè)4.7KΩ上拉電阻，電路不會在高位運(yùn)行。通過傳感器收集到相應(yīng)的溫度數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，然后將相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理發(fā)送到單片機(jī)處理以獲得溫度值。再通過單片機(jī)的溫度補(bǔ)償程序?qū)﹄妼?dǎo)率進(jìn)行補(bǔ)償。

如圖6所示：按鍵電路由按鍵接地與連接單片機(jī)P3.0口構(gòu)成，有鍵按下時(shí)發(fā)出低電平到單片機(jī)P3.0口，單片機(jī)接收信號后作沖水處理。

如圖7所示：報(bào)警電路由蜂鳴器、三極管、電阻等構(gòu)成，蜂鳴器一端接地、另一端與三極管的集電極鏈接，三極管的發(fā)射極接電源正極，電阻一端接三極管的基極、另一端與單片機(jī)P15口連接；當(dāng)單片機(jī)執(zhí)行沖水操作時(shí)，PNP導(dǎo)通時(shí)、蜂鳴器響起。此電路為提示正在沖水的過程，在實(shí)際生產(chǎn)中本電路可以去掉。

如圖8所示：水泵一端連接繼電器常閉觸點(diǎn)端子、水泵一端連接電源正極，電源負(fù)極的一端與繼電器控制接入點(diǎn)連接，繼電器控制的兩個(gè)線圈端子與二極管并聯(lián)，且二極管正極段接地、負(fù)極端鏈接三極管的集電極，三極管的基極與10kΩ電阻一端連接、10k電阻另一端與單片機(jī)P37口和LED負(fù)極分別連接，LED正極連接100Ω電阻的一端，另一端與電源正極和三極管發(fā)射極連接。

工作中，在不沖水時(shí)，三級管的基級處于高電位，整個(gè)電路不作相應(yīng)；在沖水時(shí)，三級管的基級處于低電位、三極管導(dǎo)通，LED恒亮，繼電器控制RL1單刀雙擲開關(guān)向常閉觸點(diǎn)端子偏離，水泵M通電，水泵開始工作。