CN105484338A - 一种男士小便池的自动控制装置及其控制方法 - Google Patents

一种男士小便池的自动控制装置及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种男士小便池的自动控制装置，包括微控制器，均与微控制器相连的红外线传感器、继电器、显示屏、蜂鸣器、AD转换模块、供电电源和时钟及复位电路，以及分别通过AD转换模块和继电器与微控制器相连的尿液落点检测传感器和电磁阀；还提供的控制方法为，红外线传感器检测到有人信号后传给微控制器，微控制器控制显示屏亮并显示标语和图片，尿液落点检测传感器检测到尿液的落点位置信息后传给微控制器，微控制器控制显示屏显示本次尿液打中的环数、获得的总分数和排名，并通过蜂鸣器播报鼓励用语，当红外线传感器检测到人离开信号后、微控制器控制电磁阀打开进行自动冲洗。能有效地促使男士主观上主动把尿液尿到小便池指定位置处。

Description

一种男士小便池的自动控制装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种自动控制装置及其控制方法，特别是涉及一种男士小便池的自动控制装置及其控制方法，属于自动化仪表与测量装置技术领域。
背景技术
长期以来，公共场所的男士卫生间中大多采用立式或悬挂式的小便池。上厕所时男士都是正面面对着墙体，站的位置太远或者尿液直接打到小便池的垂直面，都会使尿液溅出，使厕所环境变得脏乱有异味。
为了使男士站在正确的位置并把尿液尿到指定位置，防止尿液溅出，目前采取的办法主要有：
1、用一些小故事，小标语贴在小便池上方的墙面上进行提示。
2、在小便池的内底部设置防溅装置或改变小便池的构造。现有申请号为201310181489.2的专利申请公开了“一种男士小便池防溅装置”，该发明专利提供了一种置于男士小便池底部的防溅装置，包括一个底座，底座上密布设有防溅齿结构。现有申请号为201410335192.1的专利申请公开了“防溅男士小便池”，该发明专利提供了一种带有凸起台阶结构的防溅小便池。
以上方法在一定程度上能防止尿液溅出，但都不能很好的使男士主动的将尿液尿到指定位置处，依然存在站位太远或者主观上不注意而使尿液溅出的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于，克服现有技术中的不足，提供一种男士小便池的自动控制装置及其控制方法，能有效地促使男士将尿液尿到小便池指定位置处。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种男士小便池的自动控制装置，包括微控制器，均与微控制器相连的红外线传感器、继电器、显示屏、蜂鸣器、AD转换模块、供电电源和时钟及复位电路，以及分别通过AD转换模块和继电器与微控制器相连的尿液落点检测传感器和电磁阀。
其中，所述红外线传感器设置于小便池壳体的朝外立面上，用于检测人体靠近小便池壳体的有人信号、在有人信号采集到后检测人体离开小便池壳体的离开信号，并将有人信号和离开信号均传输给微控制器；所述尿液落点检测传感器设置于小便池壳体内接尿槽的槽面，用于检测尿液落到接尿槽的槽面所在落点位置信息，并将落点位置信息经AD转换模块传输给微控制器。
而且，所述微控制器用于接收有人信号后进行工作模式自启动，对接收的落点位置信息进行数据处理获得落点位置结果并将落点位置结果与设定位置阈值进行比较获得比较结果，后将落点位置结果和比较结果均显示于显示屏，以及在接收离开信号后发出自动冲水信号控制继电器和电磁阀进行自动冲水；所述显示屏和蜂鸣器均设置于小便池壳体的顶部上方，分别用于显示落点位置结果、比较结果和对满足设定位置阈值的落点位置结果给予播报鼓励用语；所述电磁阀设置于小便池壳体的顶部进水管上，用于根据微控制器发出的自动冲水信号打开进水管执行对小便池壳体内接尿槽的自动冲洗。
本发明的自动控制装置进一步设置为：所述尿液落点检测传感器为电阻式压力传感器，包括两层平行分布的基板、分别附着在两层基板的工作面上的两层ITO导电膜、以及分布在两层ITO导电膜间的透明格点；两层ITO导电膜分别为X电极和Y电极，即包括均由导电条引出的正负端X+、X-、Y+、Y-；两层ITO导电膜间由均匀排列的透明格点分开绝缘。
本发明的自动控制装置进一步设置为：所述基板采用TPE材料制成。
本发明的自动控制装置进一步设置为：所述尿液落点检测传感器设置于小便池壳体内接尿槽的垂直面和底面的交接处槽面上。
本发明的自动控制装置进一步设置为：所述尿液落点检测传感器的面板绘制有同心圆环图案。
本发明的自动控制装置进一步设置为：所述显示屏和蜂鸣器均设置于小便池壳体的顶部正上方。
本发明的自动控制装置进一步设置为：所述显示屏和蜂鸣器均设置于小便池壳体的顶部上方所对应的墙面上。
本发明还提供一种男士小便池的自动控制装置的控制方法，包括以下步骤：
1）通过红外线传感器检测到人体靠近小便池壳体的有人信号，将有人信号传输给微控制器，微控制器接收到有人信号后进行工作模式自启动，并控制显示屏亮屏后显示出设定的标语和图案；
2）通过尿液落点检测传感器检测到尿液的落点位置信息，尿液落点检测传感器的面板所绘制的同心圆环图案用以表示尿液落点打中的环数作为落点位置信息；
3）尿液落点检测传感器将落点位置信息经AD转换模块由模拟信号转换成数字信号后传输给微控制器；
4）微控制器对接收的落点位置信息进行数据处理获得落点位置结果并将落点位置结果与设定位置阈值进行比较获得比较结果，后将落点位置结果和比较结果均显示于显示屏；
5）通过蜂鸣器对满足设定位置阈值的落点位置结果给予播报鼓励用语；
6）通过红外线传感器检测到人体离开小便池壳体的离开信号，将离开信号传输给微控制器；微控制器在接收到离开信号后发出自动冲水信号控制继电器和电磁阀进行自动冲水。
本发明的控制方法进一步设置为：所述落点位置结果包括本次尿液落点打中的环数和总得分；所述比较结果为当日历次尿液落点总得分的排名。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：
1、本发明提供的一种男士小便池的自动控制装置及其控制方法，设计成一种带有娱乐性质，利用人们喜欢玩游戏的心理，能有效地促使男士主观上主动把尿液尿到小便池指定位置处。
2、通过尿液落点检测传感器来检测尿液的落点位置信息，具体采用电阻式压力传感器，相比于传统的检测传感器，本发明采用的电阻式压力传感器使用弹性更好的TPE材料作为基板，可提高检测精度的同时，还可采用垫密封技术，通过控制橡胶的变形量达到密封防水的效果。
3、本发明提供的一种男士小便池的自动控制装置还具备装置小便池自动冲水功能，功能完善，有利于保持环境的清洁卫生。
上述内容仅是本发明技术方案的概述，为了更清楚的了解本发明的技术手段，下面结合附图对本发明作进一步的描述。
附图说明
图1为本发明一种男士小便池的自动控制装置的结构示意图；
图2为本发明一种男士小便池的自动控制装置的结构原理图；
图3为本发明一种男士小便池的自动控制装置中显示屏所显示的内容示意图；
图4为本发明一种男士小便池的自动控制装置中尿液落点检测传感器的结构示意图；
图5为本发明一种男士小便池的自动控制装置中尿液落点检测传感器的连接端示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。
如图1及图2所示，一种男士小便池的自动控制装置，包括微控制器，均与微控制器相连的红外线传感器1、继电器、显示屏2、蜂鸣器3、AD转换模块、供电电源和时钟及复位电路，以及分别通过AD转换模块和继电器与微控制器相连的尿液落点检测传感器4和电磁阀5。
其中，所述尿液落点检测传感器4为电阻式压力传感器，其制作采用电阻式触摸屏的原理和方法，如图4和图5所示，具体包括两层平行分布的基板41、分别附着在两层基板41的工作面上的两层ITO导电膜42、以及分布在两层ITO导电膜42间的透明格点43；两层ITO导电膜42分别作为X电极和Y电极，从而均由导电条44引出正负端X+、X-、Y+、Y-；两层ITO导电膜间由均匀排列的透明格点分开绝缘。所述尿液落点检测传感器4的面板绘制有同心圆环图案，其基板优选采用TPE材料制成。
当有物体对尿液落点检测传感器4的基板某处施以一定的压力时，该处上层ITO导电膜和下层ITO导电膜发生接触，由等效电路可计算出该处的坐标从而判断物体（即尿液）与基板的接触位置。与电阻式触摸屏不同，本发明的尿液落点检测传感器4对基板的透明度没有要求，而采用弹性更好的TPE材料制作基板，可提高检测精度；又考虑到尿液落点检测传感器4的布置位置，其防水性能一定要好，可采用垫密封技术，通过控制橡胶的变形量达到良好的防水效果。
所述红外线传感器1设置于小便池壳体6的朝外立面上，用于检测人体靠近小便池壳体6的有人信号、在有人信号采集到后检测人体离开小便池壳体6的离开信号，并将有人信号和离开信号均传输给微控制器。
所述尿液落点检测传感器4设置于小便池壳体6内接尿槽的槽面，优选设置在小便池壳体6内接尿槽的垂直面和底面的交接处槽面上；尿液落点检测传感器4用于检测尿液落到接尿槽的槽面所在落点位置信息，并将落点位置信息经AD转换模块传输给微控制器。
所述微控制器用于接收有人信号后进行工作模式自启动，对接收的落点位置信息进行数据处理获得落点位置结果并将落点位置结果与设定位置阈值进行比较获得比较结果，后将落点位置结果和比较结果均显示于显示屏2，以及在接收离开信号后发出自动冲水信号控制继电器和电磁阀5进行自动冲水。
所述显示屏2和蜂鸣器3均设置于小便池壳体的顶部上方所对应的墙面上，分别用于显示落点位置结果、比较结果和对满足设定位置阈值的落点位置结果给予播报鼓励用语。
所述电磁阀5设置于小便池壳体6的顶部进水管上，用于根据微控制器发出的自动冲水信号打开进水管执行对小便池壳体6内接尿槽的自动冲洗。
本发明提供一种男士小便池的自动控制装置，其中的微控制器可采用STC公司生产的STC89C52芯片，低功耗、高性能。其中的AD转换模块可采用ads7843芯片，它是4线电阻触摸屏转换接口芯片，是一款连续近似记录的AD转换器，可通过连接尿液落点检测传感器4的X+端将触摸信号输入到转换器中，同时打开Y+和Y-的驱动，然后数字化X+的电压，从而得到Y位置的测量结果；同理，也可得到X方向的坐标。其中的红外线传感器1控制端直接和微控制器的某一信号输入口相连。其中的电磁阀5工作电压为12V，通过继电器控制其阀门的打开和闭合，当人离开后，继电器吸合使电磁阀5阀门打开进行自动冲水。
本发明还提供一种男士小便池的自动控制装置的控制方法，包括以下步骤：
1）通过红外线传感器检测到人体靠近小便池壳体的有人信号，将有人信号传输给微控制器，微控制器接收到有人信号后进行工作模式自启动，并控制显示屏亮屏后显示出设定的标语和图案；从而，当有人靠近小便池需要使用时，微控制器进入工作模式，控制显示屏亮并显示相应的图片和标语。
2）通过尿液落点检测传感器检测到尿液的落点位置信息，尿液落点检测传感器的面板所绘制的同心圆环图案用以表示尿液落点打中的环数作为落点位置信息。
3）尿液落点检测传感器将落点位置信息经AD转换模块由模拟信号转换成数字信号后传输给微控制器；从而，当有尿液打到尿液落点检测传感器的面板上时，尿液落点检测传感器将尿液的落点位置信息经过AD转换器传到微控制器。
4）微控制器对接收的落点位置信息进行数据处理获得落点位置结果并将落点位置结果与设定位置阈值进行比较获得比较结果，后将落点位置结果和比较结果均显示于显示屏；其中落点位置结果包括本次尿液落点打中的环数和总得分，比较结果为当日历次尿液落点总得分的排名，即在显示屏上显示出本次小便打中的环数、所获得的总分数以及排名情况；显示屏可选用分辨率为480*320的液晶显示屏，可以显示图片和文字，其显示的内容主要有标语、图片、打中环数、得分以及排名情况，如图3所示。
5）通过蜂鸣器对满足设定位置阈值的落点位置结果给予播报鼓励用语。
6）通过红外线传感器检测到人体离开小便池壳体的离开信号，将离开信号传输给微控制器；微控制器在接收到离开信号后发出自动冲水信号控制继电器和电磁阀进行自动冲水；从而，当人使用完离开后，微控制器控制电磁阀打开一段时间，对小便池进行自动冲洗。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种男士小便池的自动控制装置，其特征在于：包括微控制器，均与微控制器相连的红外线传感器、继电器、显示屏、蜂鸣器、AD转换模块、供电电源和时钟及复位电路，以及分别通过AD转换模块和继电器与微控制器相连的尿液落点检测传感器和电磁阀；
所述红外线传感器设置于小便池壳体的朝外立面上，用于检测人体靠近小便池壳体的有人信号、在有人信号采集到后检测人体离开小便池壳体的离开信号，并将有人信号和离开信号均传输给微控制器；
所述尿液落点检测传感器设置于小便池壳体内接尿槽的槽面，用于检测尿液落到接尿槽的槽面所在落点位置信息，并将落点位置信息经AD转换模块传输给微控制器；
所述微控制器用于接收有人信号后进行工作模式自启动，对接收的落点位置信息进行数据处理获得落点位置结果并将落点位置结果与设定位置阈值进行比较获得比较结果，后将落点位置结果和比较结果均显示于显示屏，以及在接收离开信号后发出自动冲水信号控制继电器和电磁阀进行自动冲水；
所述显示屏和蜂鸣器均设置于小便池壳体的顶部上方，分别用于显示落点位置结果、比较结果和对满足设定位置阈值的落点位置结果给予播报鼓励用语；
所述电磁阀设置于小便池壳体的顶部进水管上，用于根据微控制器发出的自动冲水信号打开进水管执行对小便池壳体内接尿槽的自动冲洗。
2.根据权利要求1所述的一种男士小便池的自动控制装置，其特征在于：所述尿液落点检测传感器为电阻式压力传感器，包括两层平行分布的基板、分别附着在两层基板的工作面上的两层ITO导电膜、以及分布在两层ITO导电膜间的透明格点；两层ITO导电膜分别为X电极和Y电极，即包括均由导电条引出的正负端X+、X-、Y+、Y-；两层ITO导电膜间由均匀排列的透明格点分开绝缘。
3.根据权利要求2所述的一种男士小便池的自动控制装置，其特征在于：所述基板采用TPE材料制成。
4.根据权利要求1所述的一种男士小便池的自动控制装置，其特征在于：所述尿液落点检测传感器设置于小便池壳体内接尿槽的垂直面和底面的交接处槽面上。
5.根据权利要求1所述的一种男士小便池的自动控制装置，其特征在于：所述尿液落点检测传感器的面板绘制有同心圆环图案。
6.根据权利要求1所述的一种男士小便池的自动控制装置，其特征在于：所述显示屏和蜂鸣器均设置于小便池壳体的顶部正上方。
7.根据权利要求1所述的一种男士小便池的自动控制装置，其特征在于：所述显示屏和蜂鸣器均设置于小便池壳体的顶部上方所对应的墙面上。
8.根据权利要求1所述的一种男士小便池的自动控制装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）通过红外线传感器检测到人体靠近小便池壳体的有人信号，将有人信号传输给微控制器，微控制器接收到有人信号后进行工作模式自启动，并控制显示屏亮屏后显示出设定的标语和图案；
2）通过尿液落点检测传感器检测到尿液的落点位置信息，尿液落点检测传感器的面板所绘制的同心圆环图案用以表示尿液落点打中的环数作为落点位置信息；
3）尿液落点检测传感器将落点位置信息经AD转换模块由模拟信号转换成数字信号后传输给微控制器；
4）微控制器对接收的落点位置信息进行数据处理获得落点位置结果并将落点位置结果与设定位置阈值进行比较获得比较结果，后将落点位置结果和比较结果均显示于显示屏；
5）通过蜂鸣器对满足设定位置阈值的落点位置结果给予播报鼓励用语；
6）通过红外线传感器检测到人体离开小便池壳体的离开信号，将离开信号传输给微控制器；微控制器在接收到离开信号后发出自动冲水信号控制继电器和电磁阀进行自动冲水。
9.根据权利要求8所述的一种男士小便池的自动控制装置的控制方法，其特征在于：所述落点位置结果包括本次尿液落点打中的环数和总得分；所述比较结果为当日历次尿液落点总得分的排名。
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