CN104947765B - 一种无水箱非接触式马桶冲水装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无水箱非接触式马桶冲水装置，包括电源管理模块、触发模块、信号采集模块、信号调理模块、定时控制模块、超声波传感器A、超声波传感器B、液体电磁阀、注水管和冲水管，其中，所述电源管理模块与触发模块、信号采集模块、信号调理模块、定时控制模块均连接；所述超声波传感器A和超声波传感器B均与触发模块连接；所述超声波传感器A的和超声波传感器B均与信号采集模块连接；所述信号采集模块连接信号调理模块和定时控制模块，所述信号调理模块连接定时控制模块，所述定时控制模块与液体电磁阀连接；所述液体电磁阀与注水管和冲水管均连接。本发明生产成本低，操作方便快捷，可靠性高，且能切断细菌等微生物的交叉传播途径。

Description

一种无水箱非接触式马桶冲水装置

技术领域

本发明属于智能家居领域，涉及一种无水箱非接触式马桶冲水装置。

背景技术

目前，卫浴市场主要存在三种类型的马桶冲水系统：第一，通用型冲水系统。该系统主要由水箱、注水器、冲水器、冲水按钮组成，利用水箱高度产生的水压完成对马桶的清洗，在此过程中需要通过手指按下水箱上方的冲水器按钮。这种冲水系统冲水器容易损坏，造成按钮按下后不能自动弹起，大量自来水白白浪费掉。另外，冲水按钮被长时间多人按压后，容易传播细菌病毒，极其不卫生；第二，智能型冲水系统。该系统主要由水箱、注水器、冲水器、电控冲水阀、智能键盘、系统控制器组成，利用键控制系统控制器并调节冲水量大小。但是，该系统对于儿童和老人不太容易操作，且价格昂贵，一般家庭目前无法承受其市场价格。因此，一种针对各类人群操作简单、成本低廉、美观大方的冲水系统显得尤为重要。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题和缺陷，本发明的目的在于，提供一种操作简单、成本低廉的无水箱非接触式马桶冲水装置。

为了实现上述任务，本发明采用如下技术方案：

一种无水箱非接触式马桶冲水装置，包括电源管理模块、触发模块、信号采集模块、信号调理模块、定时控制模块、超声波传感器A、超声波传感器B、液体电磁阀、注水管和冲水管，其中，

所述电源管理模块与触发模块、信号采集模块、信号调理模块、定时控制模块均连接；

所述超声波传感器A和超声波传感器B均与触发模块连接；

所述超声波传感器A的和超声波传感器B均与信号采集模块连接；

所述信号采集模块连接信号调理模块和定时控制模块，所述信号调理模块连接定时控制模块，所述定时控制模块与液体电磁阀连接；

所述液体电磁阀与注水管和冲水管均连接。

具体地，所述触发模块包括有源晶振D41,其VCC端通过滤波电容C5接地，其OUT端连接超声波传感器A的触发信号端和超声波传感器B的触发信号端。

具体地，所述信号采集模块包括加法计数器D3、有源晶振G1、单稳态触发器D1、单稳态触发器D2、与非门D4、与非门D5、与门D6、与门D7、与门D8、与门D9、与门D10、与门D11、与门D12、与门D13、或门D14、或门D15、非门U1、非门U2，其中，

所述加法计数器D3的CLK_A端和CLK_B端均连接有源晶振G1的OUT端；

所述加法计数器D3的VSS端接地，并通过电阻R4连接单稳态触发器D1的Y端，并通过电阻R3连接单稳态触发器D2的Y端；

所述单稳态触发器D1的/OE端通过电阻R2接地，单稳态触发器D2的/OE端通过电阻R1接地；所述单稳态触发器D1的A端连接超声波传感器A的测距信号端，所述单稳态触发器D2的A端连接超声波传感器B的测距信号端；

所述与非门D4的4个输入端A、B、C、D分别连接加法计数器D3的A通道输出端Q1A、Q2A、Q3A、Q4A，与非门D4的输出端Y连接与门D6的A端，与门D6的B端连接所述单稳态触发器D1的Y端，与门D6的Y端连接所述加法计数器D3的EN_A端；

所述与非门D5的4个输入端A、B、C、D分别连接加法计数器D3的B通道输出端Q1B、Q2B、Q3B、Q4B，与非门D5的输出端Y连接与门D7的A端，与门D7的B端连接所述单稳态触发器D2的Y端，与门D7的Y端连接所述加法计数器D3的EN_B端；

所述与门D8输入端A、B、C、D分别连接加法计数器D3的A通道输出端Q1A、Q2A、Q3A、Q4A，与门D8的输出端Y与与门D10的输入端A相连，D10的输入端B与非门U1的输出端相连，非门U1的输入端连接所述单稳态触发器D1的Y端；与门D10的输出端Y连接或门D14的输入端A，或门D14的输入端B连接与门D11的输出端Y,或门D14的输出端Y连接所述加法计数器D3的RET_A端；

所述与门D9的输入端A、B、C、D分别连接加法计数器D3的B通道输出端Q1B、Q2B、Q3B、Q4B，与门D9的输出端Y与与门D12的输入端A相连，D12的输入端B与非门U2的输出端相连，非门U2的输入端连接所述单稳态触发器D2的Y端；与门D12的输出端Y连接或门D15的输入端A，或门D15的输入端B连接与门D13的输出端Y,或门D15的输出端Y连接所述加法计数器D3的RET_B端。

具体地，所述信号调理模块包括与门D24、与门D25、与门D20、与门D21、与门D22、与门D23、与门D42、与门D44、与门D30、与门D32、或门D45、或门D46、或门D16、或门D18、或门D29、或门D31、与非门D17、与非门D19、或非门D43、有源晶振G2、加法计数器D26、数字比较器D27、非门U3、非门U4、其中，

所述加法计数器D26的CLK_A端和CLK_B端均连接有源晶振G2的OUT端，加法计数器D26的VSS端接地，加法计数器D26的A通道输出端Q1A、Q2A、Q3A、Q4A分别连接数字比较器D27的A通道输入端A0、A1、A2、A3，加法计数器D26的B通道输出端Q1B、Q2B、Q3B、Q4B分别连接数字比较器D27的B通道输入端B0、B1、B2、B3；

所述或门D31的输入端A、B、C、D分别连接加法计数器D3的B通道输出端Q1B、Q2B、Q3B、Q4B，或门D31的输出端Y连接与门D32的输入端A，与门D32的输入端B连接数字比较器D27的输出端OUT1；

所述或门D29的输入端A、B、C、D分别连接加法计数器D3的A通道输出端Q1A、Q2A、Q3A、Q4A，或门D29的输出端Y连接与门D30的输入端A，与门D30的输入端B连接数字比较器D27的输出端OUT3；

所述或非门D43的输入端A连接与门D30输出端Y,所述或非门D43的输入端B连接与门D32输出端Y；或非门D43的输出端Y连接与门D42的输入端A和与门D44的输入端A；与门D42的输出端Y连接加法计数器D26的EN_A端，与门D44的输出端Y连接加法计数器D26的EN_B端；

所述或门D16的输入端A、B、C、D分别连接加法计数器D3的A通道输出端Q1A、Q2A、Q3A、Q4A，所述与非门D17的输入端A、B、C、D分别连接加法计数器D3的A通道输出端Q1A、Q2A、Q3A、Q4A,所述或门D18的输入端A、B、C、D分别连接加法计数器D3的B通道输出端Q1B、Q2B、Q3B、Q4B，所述与非门D19的输入端A、B、C、D分别连接加法计数器D3的B通道输出端Q1B、Q2B、Q3B、Q4B；所述或门D16的输出端Y连接与门D20的输入端B，与非门D17的输出端Y连接与门D20的输入端A；所述或门D18的输出端Y连接与门D21的输入端B，与非门D19的输出端Y连接与门D21的输入端A；所述与门D20的输出端Y连接与门D22的输入端A，与门D22的输入端B连接非门U3输出端，非门U3的输入端连接所述单稳态触发器D1的Y端，与门D22的输出端Y连接所述与门D42的输入端B；所述与门D21的输出端Y连接与门D23的输入端A，与门D22的输入端B连接非门U4输出端，非门U3的输入端连接所述单稳态触发器D2的Y端，与门D23的输出端Y连接所述与门D44的输入端B；

所述与门D24的输入端A、B、C、D分别连接所述与门D11的输入端A、B、C、D，所述与门D25的输入端A、B、C、D分别连接所述与门D13的输入端A、B、C、D；所述与门D24的输出端Y连接或门D45的输入端C，所述与门D25的输出端Y连接或门D46的输入端C；所述或门D45的输出端Y连接加法计数器D26的RET_A端，所述或门D46的输出端Y连接加法计数器D26的RET_B端；所述或门D45的输入端A和B分别连接或门D14的输入端C和D,所述或门D46的输入端A和B分别连接或门D15的输入端C和D。

具体地，所述定时控制模块包括与门D34、与门D36、与门D38、与门D39，或门D40，与非门D33、与非门D35，有源晶振G3，加法计数器D37，电阻R5，P沟道MOS管Q1，N沟道MOS管Q2，其中，

所述加法计数器D37的输入端CLK_A、CLK_B均与有源晶振G3的输出端OUT相连，加法计数器D37的输入端EN_A与与门D30的输出端Y相连，加法计数器D37的输入端EN_B与与门D32的输出端Y相连，加法计数器D37的输入端RET_A与与门D38的输出端Y相连，加法计数器D37的输入端RET_B与与门D39的输出端Y相连；

所述D33的输入端A、B分别与加法计数器D37的输出端Q4A、Q2A相连；所述与非门D35的输入端A、B分别与加法计数器D37的输出端Q3B、Q1B相连；所述D33的输出端Y与连接与门D34的输入端A，与门D34的输入端B连接与门D30的输出端Y，与门D34的输出端Y连接或门D40的输入端A；所述D35的输出端Y与连接与门D36的输入端A，与门D36的输入端B连接与门D32的输出端Y，与门D36的输出端Y连接或门D40的输入端B；所述或门D40的输出端Y连接N沟道MOS管Q2的栅极，N沟道MOS管Q2的漏极与P沟道MOS管Q1的栅极相连，P沟道MOS管Q1的源极与+12V电源相连，P沟道MOS管Q1的源极与N沟道MOS管Q2的漏极之间串联电阻R5，P沟道MOS管Q1的漏极与液体电磁阀电源正极相连，N沟道MOS管Q2的源极与液体电磁阀电源负极相连；

所述与门D38的输出端Y连接信号采集模块中或门D14的C端，以及或门D15的D端，且连接信号采集模块中或门D45的输入端A，以及或门D46的输入端A；所述与门D39的输出端Y连接信号采集模块中或门D14的D端，以及或门D15的C端，且连接信号采集模块中或门D45的输入端B，以及或门D46的输入端B。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：

本发明设置超声波传感器，并依靠硬件电路检测人手或其他物体的运动趋势，采用双档位冲水，实现非接触、双档位马桶冲水系统控制，生产成本低，操作方便快捷，可靠性高，且能因非接触方式切断细菌等微生物的交叉传播途径。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是触发模块电路示意图；

图3(a)是信号采集模块电路示意图；

图3(b)是加法计数器D3使能信号产生电路图；

图3(c)是加法计数器D3的A通道清零信号产生电路图；

图3(d)是加法计数器D3的B通道清零信号产生电路图；

图4(a)是加法计数器D26清零信号产生电路图；

图4(b)是EN_A和EN_B信号产生电路图；

图4(c)是信号调理模块电路图；

图4(d)是加法计数器D26的使能信号产生电路图；

图5(a)是定时控制模块电路图；

图5(b)是液体电磁阀控制信号产生电路图；

下面结合附图和实施例对本发明的方案作进一步详细地解释和说明。

具体实施方式

实施例

遵从上述技术方案，本实施例的无水箱非接触式马桶冲水装置，包括电源管理模块、触发模块、信号采集模块、信号调理模块、定时控制模块、超声波传感器A、超声波传感器B、液体电磁阀、注水管和冲水管，其中，

所述电源管理模块与触发模块、信号采集模块、信号调理模块、定时控制模块均连接；

所述超声波传感器A和超声波传感器B均与触发模块连接；

所述超声波传感器A和超声波传感器B均与信号采集模块连接；

所述信号采集模块连接信号调理模块和定时控制模块，所述信号调理模块连接定时控制模块，所述定时控制模块与液体电磁阀连接；

所述液体电磁阀与注水管和冲水管均连接。

本实施例的装置中的电源管理模块的输入端与市电插座连接，用于为触发模块、信号采集模块、信号调理模块、定时控制模块供电。

所述注水管通过注水口与自来水相连，另一端与液体电磁阀输入端相连，所述的液体电磁阀采用常闭式液体电磁阀；所述冲水管一端与液体电磁阀输出端相连，另一端与马桶内腔注水口相连。

所述的触发模块用于定时发出高电平，触发超声波传感器A和超声波传感器B发出超声波信号。

所述信号采集模块分为A和B两个通道，所述的A通道采集超声波传感器模块A的测距信号，B通道采集超声波传感器模块B的测距信号，并检测A、B两通道测距信号是否为有效障碍反射信号，若某通道为有效障碍反射信号则使能相对应的信号调理电路。

所述的信号调理模块用于检测A、B两个通道产生有效障碍反射信号的时间差值。如本发明的装置结合实际情况，设置两个通道有效障碍反射信号的最大时差为N秒钟，则当A、B两通道有效障碍信号时差小于N秒时，系统产生低档位或高档位冲水信号；当A、B两通道有效障碍信号时差大于N秒时，系统复位，清除信号采集模块计数结果，重新采集超声波传感器A与超声波传感器B输出的测距信号。

所述的定时控制模块用于控制液体电磁阀的关闭和打开。当信号调理模块产生高档位冲水控制信号时，定时控制模块接通液体电磁阀电源的时间长；当信号调理模块产生低档位冲水控制信号时，定时控制模块接通液体电磁阀电源的时间短。当液体电磁阀电源被接通时，保持打开状态，开始冲水；电磁阀打开时间长，冲水量大，视为高档位；液体电磁阀打开时间短，冲水量小，视为低档位。无论高档位还是低档位，当冲水操作完成后，系统复位，信号采集模块重新采集测距信号。

本实施例的装置采用无水箱，非触摸的工作方式，设置超声波传感器正上方一米以内为有效障碍物检测范围，左侧安装超声波传感器A，右侧安装超声波传感器B，高档位冲水时长为10s，低档位冲水时长为5s。超声波传感器A和B发现障碍物的最大时间间隔为2s。发现顺序先A后B，启动低档位冲水；发现顺序先B后A，启动高档位冲水。当马桶需要冲水时，只需用手在原水箱上方1m高度内，由左至右或者由右至左水平滑动，本发明的装置通过探测人手的运动趋势，识别冲水的档位，由左至右或者由右至左水平滑动分别对应一种冲水档位。本冲水系统采用双档位冲水，高档位冲水时间长，低档位冲水时间短，水压都来自于水压力。本发明完全依靠硬件电路检测人手或其他物体的运动趋势，实现非接触、双档位马桶冲水系统控制，生产成本低，操作方便快捷，可靠性高，且能因非接触方式切断细菌等微生物的交叉传播途径。

具体地，所述的超声波传感器A和超声波传感器B均具有4个有效信号接口，分别为电源正、电源负、触发信号端和测距信号端。

具体地，参见图2，所述触发模块包括有源晶振D41,其VCC端通过滤波电容C5接地，其OUT端连接超声波传感器A的触发信号端和超声波传感器B的触发信号端。所述的有源晶振D41采用1KHz的有源晶振，则每秒有效触发超声波传感器1000次，SIGNAL即为有源晶振D41输出的触发信号，用于触发超声波传感器A和超声波传感器B产生超声波。

所述的超声波传感器A和超声波传感器B安装在马桶水箱盖内，且竖直分布在马桶水箱盖的左右两端，两个超声波传感器发出超声波，其在空气中的传播速度约为340m/s，超声波传感器通过实际长度可以计算出超声波传感器正上方障碍物的距离，并通过测距信号端发出测距信号。

具体地，所述信号采集模块包括加法计数器D3、有源晶振G1、单稳态触发器D1、单稳态触发器D2、与非门D4、与非门D5、与门D6、与门D7、与门D8、与门D9、与门D10、与门D11、与门D12、与门D13、或门D14、或门D15、非门U1、非门U2，其中，

参见图3(a),所述加法计数器D3的CLK_A端和CLK_B端均连接有源晶振G1的OUT端；所述加法计数器D3的VSS端接地，并通过电阻R4连接单稳态触发器D1的Y端，并通过电阻R3连接单稳态触发器D2的Y端；所述单稳态触发器D1的/OE端通过电阻R2接地，单稳态触发器D2的/OE端通过电阻R1接地；所述单稳态触发器D1的A端连接超声波传感器A的测距信号端，所述单稳态触发器D2的A端连接超声波传感器B的测距信号端；

参见图3(b),此图为加法计数器D3的A通道和B通道使能信号产生模块，所述与非门D4的4个输入端A、B、C、D分别连接加法计数器D3的A通道输出端Q1A、Q2A、Q3A、Q4A，与非门D4的输出端Y连接与门D6的A端，与门D6的B端连接所述单稳态触发器D1的Y端，与门D6的Y端连接所述加法计数器D3的EN_A端；

所述与非门D5的4个输入端A、B、C、D分别连接加法计数器D3的B通道输出端Q1B、Q2B、Q3B、Q4B，与非门D5的输出端Y连接与门D7的A端，与门D7的B端连接所述单稳态触发器D2的Y端，与门D7的Y端连接所述加法计数器D3的EN_B端；

参见图3(c),此图为加法计数器D3的A通道复位信号产生电路，所述与门D8输入端A、B、C、D分别连接加法计数器D3的A通道输出端Q1A、Q2A、Q3A、Q4A，与门D8的输出端Y与与门D10的输入端A相连，D10的输入端B与非门U1的输出端相连，非门U1的输入端连接所述单稳态触发器D1的Y端；与门D10的输出端Y连接或门D14的输入端A，或门D14的输入端B连接与门D11的输出端Y,或门D14的输出端Y连接所述加法计数器D3的RET_A端；

参见图3(d),此图为加法计数器D3的B通道复位信号产生电路，所述与门D9的输入端A、B、C、D分别连接加法计数器D3的B通道输出端Q1B、Q2B、Q3B、Q4B，与门D9的输出端Y与与门D12的输入端A相连，D12的输入端B与非门U2的输出端相连，非门U2的输入端连接所述单稳态触发器D2的Y端；与门D12的输出端Y连接或门D15的输入端A，或门D15的输入端B连接与门D13的输出端Y,或门D15的输出端Y连接所述加法计数器D3的RET_B端。或门D14的C端连接定时控制电路中与门D38的输出端Y，或门D14的D端连接定时控制电路中与门D39的输出端Y；或门D15的C端连接定时控制电路中与门D39的输出端Y，或门D15的D端连接定时控制电路中与门D38的输出端Y。

本实施例中，超声波传感器上方1m以内为检测范围，因此，超声波双程长度为2米，由超声波在空气中的传播速度得其传播时间为5.88m，所以有源晶振G1选用2.551KHz的有源晶振；当加法计数器D3的四位输出(a1、a2、a3、a4)或(b1、b2、b3、b4)全为高电平时，超声波传输时间刚好为5.88ms，测距为1m。

超声波传感器A和超声波传感器B输出测距信号A_IN和测距信号B_IN，分别输入到单稳态触发器D1和单稳态触发器D2，初始状态下，EN_A、EN_B信号为低电平，单稳态触发器D1、D2导通，输出A通道测距信号a_in和B通道测距信号b_in，二者高电平有效。

当超声波传感器上方有效测距范围之内有障碍物存在时，A通道测距信号a_in和B通道测距信号b_in为高电平，高电平的宽度代表超声波由发射到反射的历时时长。由超声波在空气中的传输速度，计算得到障碍物距超声波模块的实际距离。如果测到的实际距离为有效检测距离，则通过EN_A、EN_B信号关闭单稳态触发器，切断测距信号A_IN、B_IN输入，启动信号调理电路相应通道。

当测距信号a_in或b_in为高电平时，加法计数器D3的计数结果(a1、a2、a3、a4)或者(b1、b2、b3、b4)不全为1时，则A通道使能信号a_en或者B通道使能信号b_en为高电平，那么加法计数器D3的A通道或B通道计数使能，开始对有源晶振G1产生的脉冲信号进行计数，脉冲信号的周期是固定的，因此，该过程即为计时过程。

当测距信号a_in或b_in为低电平时，且加法计数器D3的计数结果(a1、a2、a3、a4)或者(b1、b2、b3、b4)不全为1时，如果a_ret或者b_ret为低电平，则不对D3相应通道的计数结果进行清零，并使能信号调理电路相应通道；若加法计数器D3的计数结果(a1、a2、a3、a4)或者(b1、b2、b3、b4)全为1时，则a_ret或者b_ret为高电平，对D3相应通道的计数结果进行清零，重新计数。

当低档或高档冲水操作完成后，D3计数结果清零，重新计数。

当信号调理模块中加法计数器D26的A通道或B通道计数值达到最大时，则D3的A通道或B通道计数结果清零，重新对有效测距信号进行计数。

具体地，所述信号调理模块包括与门D24、与门D25、与门D20、与门D21、与门D22、与门D23、与门D42、与门D44、与门D30、与门D32、或门D45、或门D46、或门D16、或门D18、或门D29、或门D31、与非门D17、与非门D19、或非门D43、有源晶振G2、加法计数器D26、数字比较器D27、非门U3、非门U4、其中，

参见图4(d),所述加法计数器D26的CLK_A端和CLK_B端均连接有源晶振G2的OUT端，加法计数器D26的VSS端接地，加法计数器D26的A通道输出端Q1A、Q2A、Q3A、Q4A分别连接数字比较器D27的A通道输入端A0、A1、A2、A3，加法计数器D26的B通道输出端Q1B、Q2B、Q3B、Q4B分别连接数字比较器D27的B通道输入端B0、B1、B2、B3；

所述或门D31的输入端A、B、C、D分别连接信号采集模块中加法计数器D3的B通道输出端Q1B、Q2B、Q3B、Q4B，或门D31的输出端Y连接与门D32的输入端A，与门D32的输入端B连接数字比较器D27的输出端OUT1；

所述或门D29的输入端A、B、C、D分别连接信号采集模块中加法计数器D3的A通道输出端Q1A、Q2A、Q3A、Q4A，或门D29的输出端Y连接与门D30的输入端A，与门D30的输入端B连接数字比较器D27的输出端OUT3；

参见图4(d)和图4(b),此图为加法计数器D26的A通道和B通道使能信号产生电路，所述或非门D43的输入端A连接与门D30输出端Y,所述或非门D43的输入端B连接与门D32输出端Y；或非门D43的输出端Y连接与门D42的输入端A和与门D44的输入端A；与门D42的输出端Y连接加法计数器D26的EN_A端，与门D44的输出端Y连接加法计数器D26的EN_B端；

所述或门D16的输入端A、B、C、D分别连接信号采集模块中的加法计数器D3的A通道输出端Q1A、Q2A、Q3A、Q4A，所述与非门D17的输入端A、B、C、D分别连接信号采集模块中的加法计数器D3的A通道输出端Q1A、Q2A、Q3A、Q4A,所述或门D18的输入端A、B、C、D分别连接信号采集模块中的加法计数器D3的B通道输出端Q1B、Q2B、Q3B、Q4B，所述与非门D19的输入端A、B、C、D分别连接信号采集模块中的加法计数器D3的B通道输出端Q1B、Q2B、Q3B、Q4B；所述或门D16的输出端Y连接与门D20的输入端B，与非门D17的输出端Y连接与门D20的输入端A；所述或门D18的输出端Y连接与门D21的输入端B，与非门D19的输出端Y连接与门D21的输入端A；所述与门D20的输出端Y连接与门D22的输入端A，与门D22的输入端B连接非门U3输出端，非门U3的输入端连接所述单稳态触发器D1的Y端，与门D22的输出端Y连接所述与门D42的输入端B；所述与门D21的输出端Y连接与门D23的输入端A，与门D22的输入端B连接非门U4输出端，非门U3的输入端连接所述单稳态触发器D2的Y端，与门D23的输出端Y连接所述与门D44的输入端B；

参见图4(a),此图为加法计数器A通道和B通道清零信号产生电路，所述与门D24的输入端A、B、C、D分别连接所述信号采集模块中的与门D11的输入端A、B、C、D，所述与门D25的输入端A、B、C、D分别连接所述信号采集模块中的与门D13的输入端A、B、C、D；所述与门D24的输出端Y连接或门D45的输入端C，所述与门D25的输出端Y连接或门D46的输入端C；所述或门D45的输出端Y连接加法计数器D26的RET_A端，所述或门D46的输出端Y连接加法计数器D26的RET_B端；所述或门D45的输入端A和B分别连接定时控制模块中与门D38的Y端和与门D39的Y端,所述或门D46的输入端A和B分别连接定时控制模块中与门D38的Y端和D39的Y端。

当信号采集模块的A通道或B通道输出有效障碍物反射信号，则信号调理模块相应的A通道或B通道被使能，并开始计时。当两个通道都被使能且启动时间相差小于2秒钟，则视为有效的马桶冲水信号。当信号调理电路A、B两个通道启动时间间隔小于2秒，若通道启动顺序为A先B后，则通过定时控制模块完成5秒钟低档位自动冲水操作；若通道启动顺序为A后B先，则通过定时控制电路完成10秒钟高档位自动冲水操作。本例中，通道A早于通道B启动低档位冲水，通道B早于通道A启动高档位冲水；当一个通道被使能，另一个通道一直未启动，那么加法计数器D26的计数结果一个通道会达到最大值，另一个通道会一直是零，其中达到最大值的通道会自动清零D3及D26的计数结果。

当低档位LOW控制信号或高档位HIGH控制信号有一个变为高电平有效信号，则信号EN_I、EN_II都会变为低电平进而禁止D26双通道计数功能。此时，通过定时控制电路启动液体电磁阀，完成相应档位冲水操作后，通过信号TIMEA、TIMEB对整个系统进行复位。

具体地，所述定时控制电路包括与门D34、与门D36、与门D38、与门D39，或门D40，与非门D33、与非门D35，有源晶振G3，加法计数器D37，电阻R5，P沟道MOS管Q1，N沟道MOS管Q2，其中，

参见图5(a)和图5(b),所述加法计数器D37的输入端CLK_A、CLK_B均与有源晶振G3的输出端OUT相连，加法计数器D37的输入端EN_A与信号调理模块中的与门D30的输出端Y相连，加法计数器D37的输入端EN_B与信号调理模块中的与门D32的输出端Y相连，加法计数器D37的输入端RET_A与与门D38的输出端Y相连，加法计数器D37的输入端RET_B和与门D39的输出端Y相连；

所述D33的输入端A、B分别与加法计数器D37的输出端Q4A、Q2A相连；所述与非门D35的输入端A、B分别与加法计数器D37的输出端Q3B、Q1B相连；所述D33的输出端Y与连接与门D34的输入端A，与门D34的输入端B连接信号调理模块中的与门D30的输出端Y，与门D34的输出端Y连接或门D40的输入端A；

所述D35的输出端Y与连接与门D36的输入端A，与门D36的输入端B连接信号调理模块中的与门D32的输出端Y，与门D36的输出端Y连接或门D40的输入端B；所述或门D40的输出端Y连接N沟道MOS管Q2的栅极，N沟道MOS管Q2的漏极与P沟道MOS管Q1的栅极相连，P沟道MOS管Q1的源极与+12V电源相连，P沟道MOS管Q1的源极与N沟道MOS管Q2的漏极之间串联电阻R5，P沟道MOS管Q1的漏极与液体电磁阀电源正极相连，N沟道MOS管Q2的源极与液体电磁阀电源负极相连；

所述与门D38的输入端B和A分别连接加法计数器D37的输出端Q4A、Q2A，所述与门D39的输入端B和A分别连接加法计数器D37的输出端Q3B、Q1B。

所述与门D38的输出端Y连接信号采集模块中或门D14的C端，以及或门D15的D端，且连接信号采集模块中或门D45的输入端A，以及或门D46的输入端A；所述与门D39的输出端Y连接信号采集模块中或门D14的D端，以及或门D15的C端，且连接信号采集模块中或门D45的输入端B，以及或门D46的输入端B。

当信号调理模块中，高档位冲水信号HIGH或低档位冲水信号LOW变为高电平有效信号时，加法计数器D37启动相应通道开始计数。

有源晶振G3的频率为1Hz，则加法计数器D37每计数一个脉冲相当于计时1秒。

对于加法计数器D37的A通道，使能信号为高档位冲水信号HIGH，当t_a2和t_a4信号不全为1时，与门D34输出信号CTR_H为高电平。当CTR_L和CTR_H有一个为高电平，或门D40输出高电平，MOS管Q1和Q2导通，gate+、gate-闭合，液体电磁阀因正负极闭合而导通，进行冲水操作。

对于加法计数器D37的B通道，使能信号为高档位冲水信号LOW，当t_b1和t_b3信号不全为1时，与门D36输出信号CTR_L为高电平。当CTR_L和CTR_H有一个为高电平，或门D40输出高电平，MOS管Q1和Q2导通，gate+、gate-闭合，液体电磁阀因正负极闭合而导通，进行冲水操作。

CTR_H保持高电平的时间由t_a2和t_a4决定，当t_a4、t_a3、t_a2、t_a1的值由“0000”到“1010”的过程CTR_H始终为高电平，每个计数值代表1秒，因此CTR_H高电平保持时间段为10秒，所以高档位冲水时长为10秒钟，当t_a2和t_a4都为高时，CTR_H信号变为低电平停止冲水，且与门D38输出高电平信号TIMEA，TIMEA信号会对整个系统进行复位，结束本次冲水，开始下一次有效信号的捕捉。

CTR_L保持高电平的时间由t_b1和t_b3决定，当t_b4、t_b3、t_b2、t_b1的值由“0000”到“0101”的过程CTR_L始终为高电平，每个计数值代表1秒，因此CTR_L高电平保持时间段为5秒，所以低档位冲水时长为5秒钟，当t_b1和t_b3都为高时，CTR_L信号变为低电平停止冲水，且与门D39输出高电平信号TIMEB，TIMEB信号会对整个系统进行复位，结束本次冲水，开始下一次有效信号的捕捉。

Claims (5)

1.一种无水箱非接触式马桶冲水装置，其特征在于，包括电源管理模块、触发模块、信号采集模块、信号调理模块、定时控制模块、超声波传感器A、超声波传感器B、液体电磁阀、注水管和冲水管，其中，

所述电源管理模块与触发模块、信号采集模块、信号调理模块、定时控制模块均连接；

所述超声波传感器A和超声波传感器B均与触发模块连接；

所述超声波传感器A的和超声波传感器B均与信号采集模块连接；

所述信号采集模块连接信号调理模块和定时控制模块，所述信号调理模块连接定时控制模块，所述定时控制模块与液体电磁阀连接；

所述液体电磁阀与注水管和冲水管均连接。

2.如权利要求1所述的无水箱非接触式马桶冲水装置，其特征在于，所述触发模块包括有源晶振D41,其VCC端通过滤波电容C5接地，其OUT端连接超声波传感器A的触发信号端和超声波传感器B的触发信号端。

3.如权利要求1所述的无水箱非接触式马桶冲水装置，其特征在于，所述信号采集模块包括加法计数器D3、有源晶振G1、单稳态触发器D1、单稳态触发器D2、与非门D4、与非门D5、与门D6、与门D7、与门D8、与门D9、与门D10、与门D11、与门D12、与门D13、或门D14、或门D15、非门U1、非门U2，其中，

所述加法计数器D3的CLK_A端和CLK_B端均连接有源晶振G1的OUT端；

所述加法计数器D3的VSS端接地，并通过电阻R4连接单稳态触发器D1的Y端，并通过电阻R3连接单稳态触发器D2的Y端；

所述单稳态触发器D1的/OE端通过电阻R2接地，单稳态触发器D2的/OE端通过电阻R1接地；所述单稳态触发器D1的A端连接超声波传感器A的测距信号端，所述单稳态触发器D2的A端连接超声波传感器B的测距信号端；

所述与非门D4的4个输入端A、B、C、D分别连接加法计数器D3的A 通道输出端Q1A、Q2A、Q3A、Q4A，与非门D4的输出端Y连接与门D6的A端，与门D6的B端连接所述单稳态触发器D1的Y端，与门D6的Y端连接所述加法计数器D3的EN_A端；

所述与非门D5的4个输入端A、B、C、D分别连接加法计数器D3的B通道输出端Q1B、Q2B、Q3B、Q4B，与非门D5的输出端Y连接与门D7的A端，与门D7的B端连接所述单稳态触发器D2的Y端，与门D7的Y端连接所述加法计数器D3的EN_B端；

所述与门D8输入端A、B、C、D分别连接加法计数器D3的A通道输出端Q1A、Q2A、Q3A、Q4A，与门D8的输出端Y与与门D10的输入端A相连，与门D10的输入端B与非门U1的输出端相连，非门U1的输入端连接所述单稳态触发器D1的Y端；与门D10的输出端Y连接或门D14的输入端A，或门D14的输入端B连接与门D11的输出端Y，或门D14的输出端Y连接所述加法计数器D3的RET_A端；

所述与门D9的输入端A、B、C、D分别连接加法计数器D3的B通道输出端Q1B、Q2B、Q3B、Q4B，与门D9的输出端Y与与门D12的输入端A相连，与门D12的输入端B与非门U2的输出端相连，非门U2的输入端连接所述单稳态触发器D2的Y端；与门D12的输出端Y连接或门D15的输入端A，或门D15的输入端B连接与门D13的输出端Y，或门D15的输出端Y连接所述加法计数器D3的RET_B端。

4.如权利要求3所述的无水箱非接触式马桶冲水装置，其特征在于，所述信号调理模块包括与门D24、与门D25、与门D20、与门D21、与门D22、与门D23、与门D42、与门D44、与门D30、与门D32、或门D45、或门D46、或门D16、或门D18、或门D29、或门D31、与非门D17、与非门D19、或非门D43、有源晶振G2、加法计数器D26、数字比较器D27、非门U3、非门U4、其中，

所述加法计数器D26的CLK_A端和CLK_B端均连接有源晶振G2的OUT端，加法计数器D26的VSS端接地，加法计数器D26的A通道输出端Q1A、Q2A、Q3A、Q4A分别连接数字比较器D27的A通道输入端A0、A1、A2、A3，加法计数器D26的B通道输出端Q1B、Q2B、Q3B、Q4B分别连接数字比较器 D27的B通道输入端B0、B1、B2、B3；

所述或门D31的输入端A、B、C、D分别连接加法计数器D3的B通道输出端Q1B、Q2B、Q3B、Q4B，或门D31的输出端Y连接与门D32的输入端A，与门D32的输入端B连接数字比较器D27的输出端OUT1；

所述或门D29的输入端A、B、C、D分别连接加法计数器D3的A通道输出端Q1A、Q2A、Q3A、Q4A，或门D29的输出端Y连接与门D30的输入端A，与门D30的输入端B连接数字比较器D27的输出端OUT3；

所述或非门D43的输入端A连接与门D30输出端Y,所述或非门D43的输入端B连接与门D32输出端Y；或非门D43的输出端Y连接与门D42的输入端A和与门D44的输入端A；与门D42的输出端Y连接加法计数器D26的EN_A端，与门D44的输出端Y连接加法计数器D26的EN_B端；

所述或门D16的输入端A、B、C、D分别连接加法计数器D3的A通道输出端Q1A、Q2A、Q3A、Q4A，所述与非门D17的输入端A、B、C、D分别连接加法计数器D3的A通道输出端Q1A、Q2A、Q3A、Q4A,所述或门D18的输入端A、B、C、D分别连接加法计数器D3的B通道输出端Q1B、Q2B、Q3B、Q4B，所述与非门D19的输入端A、B、C、D分别连接加法计数器D3的B通道输出端Q1B、Q2B、Q3B、Q4B；所述或门D16的输出端Y连接与门D20的输入端B，与非门D17的输出端Y连接与门D20的输入端A；所述或门D18的输出端Y连接与门D21的输入端B，与非门D19的输出端Y连接与门D21的输入端A；所述与门D20的输出端Y连接与门D22的输入端A，与门D22的输入端B连接非门U3输出端，非门U3的输入端连接所述单稳态触发器D1的Y端，与门D22的输出端Y连接所述与门D42的输入端B；所述与门D21的输出端Y连接与门D23的输入端A，与门D22的输入端B连接非门U4输出端，非门U3的输入端连接所述单稳态触发器D2的Y端，与门D23的输出端Y连接所述与门D44的输入端B；

所述与门D24的输入端A、B、C、D分别连接所述与门D11的输入端A、B、C、D，所述与门D25的输入端A、B、C、D分别连接所述与门D13的输入端A、B、C、D；所述与门D24的输出端Y连接或门D45的输入端C，所述与门D25的输出端Y连接或门D46的输入端C；所述或门D45的输出端Y 连接加法计数器D26的RET_A端，所述或门D46的输出端Y连接加法计数器D26的RET_B端；所述或门D45的输入端A和B分别连接或门D14的输入端C和D，所述或门D46的输入端A和B分别连接或门D15的输入端C和D。

5.如权利要求4所述的无水箱非接触式马桶冲水装置，其特征在于，所述定时控制模块包括与门D34、与门D36、与门D38、与门D39，或门D40，与非门D33、与非门D35，有源晶振G3，加法计数器D37，电阻R5，P沟道MOS管Q1，N沟道MOS管Q2，其中，

所述加法计数器D37的输入端CLK_A、CLK_B均与有源晶振G3的输出端OUT相连，加法计数器D37的输入端EN_A与与门D30的输出端Y相连，加法计数器D37的输入端EN_B与与门D32的输出端Y相连，加法计数器D37的输入端RET_A与与门D38的输出端Y相连，加法计数器D37的输入端RET_B与与门D39的输出端Y相连；

所述与非门D33的输入端A、B分别与加法计数器D37的输出端Q4A、Q2A相连；所述与非门D35的输入端A、B分别与加法计数器D37的输出端Q3B、Q1B相连；所述与非门D33的输出端Y连接与门D34的输入端A，与门D34的输入端B连接与门D30的输出端Y，与门D34的输出端Y连接或门D40的输入端A；所述与非门D35的输出端Y连接与门D36的输入端A，与门D36的输入端B连接与门D32的输出端Y，与门D36的输出端Y连接或门D40的输入端B；所述或门D40的输出端Y连接N沟道MOS管Q2的栅极，N沟道MOS管Q2的漏极与P沟道MOS管Q1的栅极相连，P沟道MOS管Q1的源极与+12V电源相连，P沟道MOS管Q1的源极与N沟道MOS管Q2的漏极之间串联电阻R5，P沟道MOS管Q1的漏极与液体电磁阀电源正极相连，N沟道MOS管Q2的源极与液体电磁阀电源负极相连；

所述与门D38的输出端Y连接信号采集模块中或门D14的C端，以及或门D15的D端，且连接信号调理模块中或门D45的输入端A，以及或门D46的输入端A；所述与门D39的输出端Y连接信号采集模块中或门D14的D端，以及或门D15的C端，且连接信号调理模块中或门D45的输入端B，以及或门D46的输入端B。