CN104631569A - 一种自动排水洗手水池系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自动排水洗手水池系统，在水池底部排水口处安装压力传感器，通过控制器模块进行参数检测并转换成对应的水位高度值，与设定的参数值进行对比，当超过设定值，控制器模块控制水池底部排水口处的电机正反转来带动排水口的打开与闭合。本发明在水池正对人体的地方安装红外传感器，当人来到水池边时开始工作；当人离开时，红外传感器停止工作，在设定的时间范围内如果红外传感器没再次检测到红外辐射时，水池排水口将打开，直至检测到水压基本为零时，排水口闭合，此时单片机进入低功耗待机状态。该系统结构简单、相比于传统的在水池上面打孔来设定排水高度更加灵活，节约水资源，同时不用人手动去给水池排水，更加干净，卫生。

Description

一种自动排水洗手水池系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种智能洗手水池，具体涉及一种自动排水水池系统及其控制方法，更具体地说，本发明涉及一种自动检测判断水位高度和自动排水的洗手水池系统及其控制方法。

背景技术

卫生间内的洗手水池的排水口处通常安装有排水器，用以方便洗手水池储水和排水。目前常见的排水器多为手动操作方式，如按压或者拔起突出于水池上的拉杆，进而连动位于水池排水口处的排杆机上下运动，从而封堵或者开启排水口，达到储水或排水的目的。人们可能经常碰到这样的情况，在公共场所洗完手之后，发现洗手水池的排水口未打开，刚刚洗干净的手又需要再次伸进水池的脏水中打开排水器将使用后的污水排掉，这样一来手会被再次弄脏，需要再次洗净；如若任由脏水放置在水池中，下一位需要洗手的人同样面临将水池中脏水排水的问题，因此，手动操作排的方式存在手与脏水再次接触的问题，不方便卫生。

随着科技的发展，现代化的卫生间已经成为发展趋势，各种可自动控制的产品由此诞生，因此便出现了采用按键的电动式下水器及电子感应式下水器。例如，授权公告号为CN102677748B的专利公开了一种电子感应排水器，包括安装于盛水器排水口处的下水器壳体、活动配合于下水器壳体顶端的止水塞；还包括位于下水器壳体中的液压缸、与液压缸接通的连接管、连接连接管与供水管的电磁阀，该电磁阀通过控制电路板与电子感应器或触按开关及电源装置电连接，但是此类发明申请的结构是由电子控制加复杂的机械控制，并且因为水池排水口底部空间有限，因此实际操作起来有困难。另外，申请号为201310130075.7的专利公开了一种水龙头，该水龙头包括水龙头本体、电子阀、微处理器以及红外传感器，所述水龙头本体通过电子阀连接进水管道，所述红外传感器安装于水池前端，用于感应水池前的人体，红外传感器通过微处理器与电子阀相连；但该篇专利只考虑水龙头在放水时的情况而未考虑自动排水的问题，此种情况下当人使用完水后还需用手去打开排水口将使用后的污水排掉，不卫生。

由此可见，亟需开发出一种结构简单且能全方位智能控制、彻底实现全程无须手动操作、干净卫生的洗手水池。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明提出了一种智能洗手水池系统及其控制方法，完全实现水位高度自动检测判断且能自动排水功能，方便卫生。

为了实现本发明的目的，本发明采用如下的技术方案：

本发明公开的一种自动排水洗手水池系统，由水池装置（a）和控制系统(b)两部分组成，所述水池装置（a）包括池体1、水龙头2、所述池体1与供水管相连，池体1由水泥板支撑，池体1底部设有排水口3，所述排水口3处设有活动开关4，所述排水口3与下水管连接；

所述控制系统（b）包括控制器模块5、红外传感器模块6、水位压力传感器模块7、电控开关阀8、电机9、液晶显示模块10、电源模块11、电磁继电器12，其中，所述控制器模块5安装在水池池体1的正前方，主要用于对整个系统中的数据进行分析处理；所述控制器模块5分别与红外传感器6、水位压力传感器模块7、电控开关阀8、电磁继电器12、液晶显示模块10连接起来；所述红外传感器模块6安装在所述水池池体1的正前方，检测人体辐射并将采集到的信号传送到控制器模块5来关闭排水口3以及打开水龙头2；所述水位压力传感器7安装在池体1底部，主要用于采集水池水压信号，并将获得的水压信号传递给所述控制器模块5，在控制器模块5中进行水位高度的比较；所述电控开关阀8安装在水龙头2的出水口处，主要用于控制水龙头2的开关；电机9和继电器模块12设置在水池池体1的底部，电机9通过齿轮与水池底部排水口3处的活动开关4相连，主要用于控制洗手水池的排水；所述液晶显示模块10安装在水池池体1的正前方，用于显示水位高度、人离开的时间，同时还可以与控制器模块5共同来对高度值及离开的时间值进行设定；所述电源模块11安装在水池池体1的正前方，分别给红外传感器6、水位压力传感器模块7、电控开关阀8、电机模块9、液晶显示模块10供电。

进一步地，所述控制器模块采用单片机，优选地，所采用的控制器为51系列单片机。

进一步地，所述红外传感器模块为热释放红外传感器。

进一步地，所述电源转换模块采用蓄电池或市电电源适配器。

进一步地，所述液晶显示模块为可触控式液晶模块。

本发明的另一目的在于提供一种上述所述自动排水洗手水池系统的控制方法，包含如下步骤：

步骤1：当人开始靠近洗手水池时，所述红外传感器模块6接收来自人体的红外辐射信号，并将该信号传递给所述控制器模块5；

步骤2：所述控制器模块5接收信号后被唤醒开始工作，输出低电平控制电磁继电器12驱动电机9反转带动所述排水口齿轮转动，使得排水处的活动开关4闭合，同时所述控制器模块5控制水龙头2出口处的电磁阀7打开，水龙头开始放水，此时池体1开始储水，水位慢慢增加；

步骤3：所述水位压力传感器模块7开始采集水位压力信号，并将其转换成电压信号传递给控制器模块5，控制器模块5将采集到的压力值实时转化为对应的高度值，将转换后的高度值参数显示在液晶显示模块10上；当所述控制器模块5检测到水位高度超过设定高度值时，所述控制器模块5通过所述控制电磁继电器12驱动电机9正转带动与排水口3相连的齿轮转动，由齿轮的转动来带动排水口3处的活动开关4打开排水，降低池体1中的水位至设定高度值以下；当检测到水压低于设定值时，控制器模块5控制电磁继电器12驱动电机9反转带动与排水口相连的齿轮，使得排水口3处的活动开关4闭合，停止排水；当所述控制器模块5再次检测到水位高度超过设定高度值时，上述过程重复进行；

步骤4：当人离开时，红外传感器6由于接收不到人体发射的红外辐射，停止工作，此时所述控制器模块5的定时器开始计时，当人离开的时间超过控制器模块5设定的时间后，所述控制器模块5通过所述控制电磁继电器12驱动电机9正转带动与排水口3相连的齿轮转动，由齿轮的转动来带动排水口3处的活动开关4打开，直至检测到水压基本为零时，活动开关4闭合，此时控制器模块5进入低功耗待机状态。

本发明的有益效果是：

1、本发明的一种自动排水洗手水池系统不同于传统手动排水方式，它主要通过结合红外传感器以及水池底部安装的水位压力传感器来自动识别水池内的水位高度和自动排水的功能，彻底实现全程无须手动操作，干净卫生；

2、本发明的一种自动排水洗手水池系统，结构简单，人机界面友好，相对于在水池壁上面打孔来设定排水高度、排水口按压式排水的传统的排水方式来说，设计更加人性化，且更加灵活，符合人们日常洗手的需求；

3、本发明的一种自动排水洗手水池系统，当人离开感应区域后，系统会在几秒钟内自动控制电控开关阀关闭，水龙头进水管水流自动切断，避免了人洗完手离开后忘关水龙头造成水资源浪费的问题，节约水资源。

附图说明

图1为本发明的一种自动排水洗手水池系统的整体结构示意图。

图2为本发明的一种自动排水洗手水池系统中水池装置a的结构示意图。

图3为本发明的一种自动排水洗手水池系统中控制系统b的结构框图；

其中，1-水池装置包括池体、2-水龙头、3-排水口、4-活动开关、5-控制器模块、6-红外传感器、7-水位压力传感器、8-电控开关阀、9-电机模块、10-液晶显示模块、11-电源转换模块，12-电磁继电器。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明进行详细说明。但应理解，以下实施例仅是对本发明实施方式的举例说明，而非对本发明的范围限定。

实施例1

       图1是本发明一种自动排水洗手水池系统的整体示意图。

本发明公开的一种自动排水洗手水池系统，由水池装置a和控制系统b两部分组成，所述水池装置a包括池体1、水龙头2、所述池体1与供水管相连，池体1由水泥板支撑，池体1底部设有排水口3，所述排水口3处设有活动开关4，所述排水口3与下水管连接；

所述控制系统b包括控制器模块5、红外传感器模块6、水位压力传感器模块7、电控开关阀8、电机9、液晶显示模块10、电源模块11、电磁继电器12，其中，所述控制器模块5采用的控制器为51系列单片机，安装在水池池体1的正前方，主要用于对整个系统中的数据进行分析处理；所述控制器模块5分别与红外传感器6、水位压力传感器模块7、电控开关阀8、电磁继电器12、液晶显示模块10连接起来；所述红外传感器模块6为热释放红外传感器，安装在所述水池池体1的正前方，检测人体辐射并将采集到的信号传送到控制器模块5来关闭排水口3以及打开水龙头2；所述水位压力传感器7安装在池体1底部，主要用于采集水池水压信号，并将获得的水压信号传递给所述控制器模块5，在控制器模块5中进行水位高度的比较；所述电控开关阀8安装在水龙头2的出水口处，主要用于控制水龙头2的开关；电机9和继电器模块12设置在水池池体1的底部，电机9通过齿轮与水池底部排水口3处的活动开关4相连，主要用于控制洗手水池的排水；所述液晶显示模块10为可触控式液晶模块，安装在水池池体1的正前方，用于显示水位高度、人离开的时间，同时还可以与控制器模块5共同来对高度值及离开的时间值进行设定；所述电源模块11采用蓄电池或市电电源适配器，安装在水池池体1的正前方，分别给红外传感器6、水位压力传感器模块7、电控开关阀8、电机模块9、液晶显示模块10供电。

本发明的一种自动排水洗手水池系统在使用时，其具体工作过程如下：

当人开始靠近洗手水池时，热释电红外传感器以非接触形式检测出人体辐射的红外线，并将其转变为电压信号，同时，它还能鉴别出运动的生物与其它非生物，转换后的电压信号通过信号放大，调理电路后将电信号输送到控制器模块，使得控制器模块被唤醒开始工作，输出低电平控制电磁继电器驱动电机反转，带动排水口齿轮转动使得排水口活动开关闭合，同时控制出水口的电磁阀打开，水龙头开始放水；然后底部水位压力传感器模块便开始采集此时转换成对应的电压信号的水压值，转换成1~5V的电压信号，此电压信号由于外部水流，杂质或温度等信号的干扰，需要经过滤波电路滤去这些干扰信号，然后送到控制器模块的数据采集A/D通道，使得控制器模块采集到此时的电压信号；通过查表法获得与电压信号对应的水压信号，由帕斯卡定律H=P/ρg，可得到此时的水位高度，将其参数显示在液晶显示模块上；此时在控制器模块中与开始的设定值进行比对，当检测到的水压超过设定值时，控制器模块控制电磁继电器驱动电机正转带动与排水口相连的齿轮，使得与排水口处的活动开关打开，开始放水；当检测到水压低于设定值时，控制器模块控制电磁继电器驱动电机反转带动与排水口相连的齿轮，使得与排水口处的活动开关闭合；当人离开时，红外传感器停止工作，控制器模块控制电磁阀关闭，同时控制器模块的定时器开始计数，控制器模块的定时器实际上是一个计数器，只要程序设定后，它会反复的按给定的数值计数，而计数的时间由单片机的时钟决定，时钟有晶振决定，这样计数就相当于计时了，在程序里面设定好时间T，当超过时间T时，控制器模块控制电磁继电器12驱动电机正转带动与排水口相连的齿轮使得排水口处的活动开关打开，直至检测到水压基本为零时，活动开关闭合，此时控制器模块进入低功耗待机状态。

整个过程中供电由市电经过电源转换模块转换成系统所需要用到的电压。

整个过程中单片机检测到的水压及高度值，水压的设定值，人离开的时间设定值都将显示在液晶屏上面。

Claims (6)

1.一种自动排水洗手水池系统，由水池装置（a）和控制系统(b)两部分组成，所述水池装置（a）包括池体（1）、水龙头（2）、所述池体（1）与供水管相连，池体（1）由水泥板支撑，池体（1）底部设有排水口（3），所述排水口（3）处设有活动开关（4），所述排水口（3）与下水管连接；所述控制系统（b）包括控制器模块（5）、红外传感器模块（6）、水位压力传感器模块（7）、电控开关阀（8）、电机（9）、液晶显示模块（10）、电源模块（11）、电磁继电器（12），其中，所述控制器模块（5）安装在水池池体（1）的正前方，主要用于对整个系统中的数据进行分析处理；所述控制器模块（5）分别与红外传感器（6）、水位压力传感器模块（7）、电控开关阀（8）、电磁继电器（12）、液晶显示模块（10）连接起来；所述红外传感器模块（6）安装在所述水池池体（1）的正前方，检测人体辐射并将采集到的信号传送到控制器模块（5）来关闭排水口（3）以及打开水龙头（2）；所述水位压力传感器（7）安装在池体（1）底部，主要用于采集水池水压信号，并将获得的水压信号传递给所述控制器模块（5），在控制器模块（5）中进行水位高度的比较；所述电控开关阀（8）安装在水龙头（2）的出水口处，主要用于控制水龙头（2）的开关；电机（9）和继电器模块（12）设置在水池池体（1）的底部，电机（9）通过齿轮与水池底部排水口（3）处的活动开关（4）相连，主要用于控制洗手水池的排水；所述液晶显示模块（10）安装在水池池体（1）的正前方，用于显示水位高度、人离开的时间，同时还可以与控制器模块（5）共同来对高度值及离开的时间值进行设定；所述电源模块（11）安装在水池池体（1）的正前方，分别给红外传感器（6）、水位压力传感器模块（7）、电控开关阀（8）、电机模块（9）、液晶显示模块（10）供电。

2.根据权利要求1所述的一种自动排水洗手水池系统，其特征在于，所述控制器模块（5）采用51系列单片机。

3.根据权利要求1或2所述的一种自动排水洗手水池系统，其特征在于，所述红外传感器模块（6）为热释放红外传感器。

4.根据权利要求1或2所述的一种自动排水洗手水池系统，其特征在于，所述电源转换模块（11）采用蓄电池或市电电源适配器。

5.根据权利要求1或2所述的一种自动排水洗手水池系统，其特征在于，所述液晶显示模块（10）为可触控式液晶模块。

6.一种自动排水洗手水池系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：当人开始靠近洗手水池时，所述红外传感器模块（6）接收来自人体的红外辐射信号，并将该信号传递给所述控制器模块（5）；

步骤2：所述控制器模块（5）接收信号后被唤醒开始工作，输出低电平控制电磁继电器（12）驱动电机（9）反转带动所述排水口齿轮转动，使得排水处的活动开关（4）闭合，同时所述控制器模块（5）控制水龙头（2）出口处的电磁阀（7）打开，水龙头开始放水，此时池体（1）开始储水，水位慢慢增加；

步骤3：所述水位压力传感器模块（7）开始采集水位压力信号，并将其转换成电压信号传递给控制器模块（5），控制器模块（5）将采集到的压力值实时转化为对应的高度值，将转换后的高度值参数显示在液晶显示模块（10）上；当所述控制器模块（5）检测到水位高度超过设定高度值时，所述控制器模块（5）通过所述控制电磁继电器（12）驱动电机（9）正转带动与排水口（3）相连的齿轮转动，由齿轮的转动来带动排水口（3）处的活动开关（4）打开排水，降低池体（1）中的水位至设定高度值以下；当检测到水压低于设定值时，控制器模块（5）控制电磁继电器（12）驱动电机（9）反转带动与排水口相连的齿轮，使得排水口（3）处的活动开关（4）闭合，停止排水；当所述控制器模块（5）再次检测到水位高度超过设定高度值时，上述过程重复进行；

步骤4：当人离开时，红外传感器（6）由于接收不到人体发射的红外辐射，停止工作，此时所述控制器模块（5）的定时器开始计时，当人离开的时间超过控制器模块（5）设定的时间后，所述控制器模块（5）通过所述控制电磁继电器（12）驱动电机（9）正转带动与排水口（3）相连的齿轮转动，由齿轮的转动来带动排水口（3）处的活动开关（4）打开，直至检测到水压基本为零时，活动开关（4）闭合，此时控制器模块（5）进入低功耗待机状态。