CN106054743A - 具有物联功能适老人智能坐便器的控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有物联功能适老人智能坐便器的控制系统，特点是包括单片机MCU、输入按键、传感器、执行机构、Wifi物联模块及电源；其中输入按键通过数据总线将输入的按键信号输入至单片机MCU，传感器通过数据总线将信号输入至单片机MCU，执行机构通过数据总线接收单片机MCU输入的信号；单片机MCU分别接收输入按键及传感器的信号后分别控制执行机构，执行机构收到单片机MCU输入信号后启动坐便器工作；Wifi物联模块通过数据总线接收或发送信号给单片机MCU。其优点为：适合老年人，使用方便，具有报警，通讯功能，在紧急情况下能与家人联系。

Description

具有物联功能适老人智能坐便器的控制系统

技术领域

本发明涉及一种坐便器，尤其涉及一种具有物联功能适老人智能坐便器的控制系统。

背景技术

“十三五”时期是我国经济发展阶段从工业化中期向后期过渡的关键时期，这些新形势与新变化为服务机器人产业提供了基本背景，通过分析，与服务机器人产业发展密切相关的方面表现为：( 1) 由于世界市场萎缩，“十三五”时期中国经济增长将主要依靠内需来实现，作为朝阳产业的服务机器人的市场主要在国内；( 2) 信息化、重工业化与新型工业化道路融合发展，工业机器人产业得到进一步发展，推进机器人技术的研发；( 3) 信息产业的发展对服务机器人相关技术的带动；( 4)服务业不断发展，为服务机器人产业的发展提供了市场需求；( 5) “十三五”时期将迎来“刘易斯转折点”，劳动力供给开始紧张，同时，中国人口老龄化问题突出，需要大力发展服务机器人产业；( 6) 中国居民收入水平整体提高，尤其是城市居民的收入水平。消费观念追求新鲜事物，会推动对服务机器人的需求。总之，从我国“十二五”期间的宏观经济形势看，为服务机器人技术研发与产业化发展提供了良好的环境与发展机遇。

由于关节疾病以及心脑血管疾病，如厕通常会成为老年人的“杀手”，由于厕所环境比较湿滑，老人在坐便器上起立和坐下至某个角度时，腰腿受力非常严重，非常容易触发腰腿疾病甚至心脑血管疾病，近年来，很多老年人就在如厕过程中发病，或者在厕所里摔倒导致意外甚至死亡。另一方面，某些在如厕过程中发病的老人由于独居或子女在上班，亲人因不能及时施救而延误治疗时间，导致老人发生甚至当场死亡，使亲友痛心疾首。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种适合老年人，使用方便，具有报警及通讯功能的具有物联功能适老人智能坐便器的控制系统。

为了达到上述目的，本发明是这样实现的，其是一种具有物联功能适老人智能坐便器的控制系统，其特征在于包括单片机MCU、输入按键、传感器、执行机构、Wifi物联模块及电源；其中所述电源为单片机MCU、输入按键、传感器及执行机构提供工作电压，所述输入按键通过数据总线将输入的按键信号输入至单片机MCU，所述传感器通过数据总线将信号输入至单片机MCU，所述执行机构通过数据总线接收单片机MCU输入的信号；所述单片机MCU分别接收输入按键及传感器的信号后分别控制执行机构，所述执行机构收到单片机MCU输入信号后启动坐便器工作；所述Wifi物联模块通过数据总线接收或发送信号给单片机MCU；

所述输入按键包括设置键、紧急键、第一记忆键、高度升键、高度降键、第二记忆键、角度加键、角度减键、第三记忆键、手/自动键及完成键；

所述传感器包括上下限位传感器、角度限位传感器、重力传感器及红外传感器；

所述执行机构包括控制升/降电机的升降执行电路、控制角度电机的角度执行电路、控制水阀开关闭的水阀执行电路、控制风机开关的风机执行电路、声音报警电路及LED灯显示电路。

在本技术方案中，所述单片机MCU为宏晶公司的STC12C5A60S2单片机。

在本技术方案中，所述输入按键为TELESKY 6*6*5MM 微动开关。

在本技术方案中，所述上下限位传感器的型号为NJK-5002C；所述角度限位传感器的型号为NJK-5002C；所述重力传感器为艾动接触式薄膜压力传感器fsr 150kg；所述红外传感器的型号为EJ-D100N1。

在本技术方案中，所述升降执行电路的型号为9013；所述控制角度电机的角度执行电路的型号为L298及其外围电路；所述控制水阀开关闭的水阀执行电路的型号为MILE小便池感应冲洗阀；所述控制风机开关的风机执行电路为American Standard 158U000180。

在本技术方案中，所述Wifi物联模块的型号为XLW-210x 。

本发明与现有技术相比的优点为：适合老年人，使用方便，具有报警，通讯功能，在紧急情况下能与家人联系。

附图说明

图1是本发明的电路方框图；

图2是本发明的MCU软件流程图；

图3是本发明的Wifi物联模块报警示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。

在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”及“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示，其是一种具有物联功能适老人智能坐便器的控制系统，包括单片机MCU1、输入按键2、传感器3、执行机构4、Wifi物联模块5及电源6；其中所述电源6为单片机MCU1、输入按键2、传感器3及执行机构4提供工作电压，所述输入按键2通过数据总线将输入的按键信号输入至单片机MCU1，所述传感器3通过数据总线将信号输入至单片机MCU1，所述执行机构4通过数据总线接收单片机MCU1输入的信号；所述单片机MCU1分别接收输入按键2及传感器3的信号后分别控制执行机构4，所述执行机构4收到单片机MCU1输入信号后启动坐便器工作；所述Wifi物联模块5通过数据总线接收或发送信号给单片机MCU1，从而方便坐便器使用者与家人联系；

所述输入按键2包括设置键20、紧急键21、第一记忆键22、高度升键23、高度降键24、第二记忆键25、角度加键26、角度减键27、第三记忆键28及手/自动键29，所述设置键20、紧急键21、第一记忆键22、高度升键23、高度降键24、第二记忆键25、角度加键26、角度减键27、第三记忆键28、手/自动键29及完成键210分别数据总线与单片机MCU1电连接，从而将每个键的信息输入到单片机MCU1；

所述传感器3包括上下限位传感器30、角度限位传感器31、重力传感器32及红外传感器33；所述上下限位传感器30、上下限位传感器30、角度限位传感器31、重力传感器32及红外传感器33分别将感应到的信号输入到单片机MCU1；

所述执行机构4包括控制升/降电机的升降执行电路40、控制角度电机的角度执行电路41、控制水阀开关闭的水阀执行电路42、控制风机开关的风机执行电路43、声音报警电路44及LED灯显示电路45；所述单片机MCU1将接收到的上下限位传感器30所感应的信号并处理后输入到升降执行电路40，所述升降执行电路40控制升降电机M1使坐便器上升或下降；所述单片机MCU1将接收到的角度限位传感器31所感应的信号并处理后输入到角度执行电路41，所述角度执行电路41控制角度电机M2从而使坐便器调整角度；所述单片机MCU1将分别接收到的重力传感器32及红外传感器33所感应的信号并处理后输入到水阀执行电路42及风机执行电路43，所述水阀执行电路42控制水阀M3的打开或关闭，风机执行电路43控制风机M4的开或关。

如图1及图2所示，工作时， 系统上电后将进行初始化，升降电机M1及角度电机M2回到限位器所在位置。

当使用者开始使用时，自动模式下，坐便器通过红外传感器检测是否有人站在坐便器前，如果红外传感器连续3秒检测到有人，则确定有人站在坐便器前。升降电机M1上升到预设高度，角度电机M2驱动相应结构倾斜10度。重力传感器32检测是否有人坐在坐便器上，如果重力传感器32连续检测到信号2s，则确定使用者已坐好，单片机MCU1接收到重力传感器32的信号并将其输入到升降执行电路40及角度执行电路41，升降电机M1及角度电机M2恢复到初始位置。如果重力传感器32连续20s没检测到信号，则确认之前的红外传感器33信号可能为误报，升降电机M1及角度电机M2恢复到初始位置，且重置检测程序。

当使用者如厕完毕，按下“完成”键，风机M4启动60s，然后升降电机M1上升到预设高度，角度电机M2驱动相应结构倾斜10度，重力传感器32信号消失3s，确认使用者已离开，升降电机M1及角度电机M2恢复到初始位置，自动冲水，且重置检测程序。

坐便器的上升高度有3组记忆功能，使用者可先通过手动高度升键23及高度降键24调整坐便器的上升及下降高度，或长按第一记忆键1或第二记忆键2或第三记忆键3长达3秒钟，该高度就记录在单片机MCU的FLASH里；在自动模式下，长按第一记忆键1或第二记忆键2或第三记忆键3长达3秒，则启用相应的记忆。

当使用者按下任何按钮，声音报警电路44的蜂鸣器短鸣，LED灯显示电路45的四个LED灯分别代表第一记忆键1、第二记忆键2、第三记忆键3及自动功能。

如果使用者在使用过程中超过20分钟没有按下完成键210，且重力传感器32一直有信号，则单片机MCU认为使用者有可能在如厕过程中晕倒，声音报警电路44的蜂鸣器将每2秒发出1次的蜂鸣，此过程维持1分钟，如果1分钟内使用者不按完成键解除警报，则单片机MCU通过wifi物联模块5向使用者的家属发出微信警报。

如果使用者在使用过程中重力传感器失去信号，超过2分钟没有按下完成键210，声音报警电路44的蜂鸣器将每2秒发出1次的蜂鸣，此过程维持2分钟，如果2分钟内使用者不按完成键210解除警报，则单片机MCU认为使用者有可能在如厕过程中摔倒，单片机MCU通过wifi物联模块5向使用者的家属发出微信警报。

如图3所示，使用者或家属可关注坐便器相应品牌官方微信，输入坐便器唯一ID，都可收到相关警报，且与坐便器相关运行参数和报警参数可以调整。

在本实施例中，如图1所示，有11个按键与单片机相连，为了节省IO口，采用按键扫描芯片CH452进行按键扫描，按键结果通过I2C协议结合DOUT引脚通知单片机MCU。通过按键，可实现手动的坐厕升降、角度调节、冲水、烘干等功能，还有一个手/自动切换功能，可把智能坐便器的功能切换到自动模式。

在本实施例中，所述单片机MCU为宏晶公司的STC12C5A60S2单片机。所述输入按键2为TELESKY 6*6*5MM 微动开关。所述上下限位传感器30的型号为NJK-5002C；所述角度限位传感器31的型号为NJK-5002C；所述重力传感器32为艾动接触式薄膜压力传感器fsr150kg；所述红外传感器33的型号为EJ-D100N1。所述升降执行电路40的型号为9013；所述控制角度电机的角度执行电路41的型号为L298及其外围电路；所述控制水阀开关闭的水阀执行电路42的型号为MILE小便池感应冲洗阀；所述控制风机开关的风机执行电路43为American Standard 158U000180。所述Wifi物联模块5的型号为XLW-210x 。

以上结合附图对本发明的实施方式作出详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下对这些实施方式进行多种变化、修改、替换及变形仍落入在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种具有物联功能适老人智能坐便器的控制系统，其特征在于包括单片机MCU（1）、输入按键（2）、传感器（3）、执行机构（4）、Wifi物联模块（5）及电源（6）；其中所述电源（6）为单片机MCU（1）、输入按键（2）、传感器（3）及执行机构（4）提供工作电压，所述输入按键（2）通过数据总线将输入的按键信号输入至单片机MCU（1），所述传感器（3）通过数据总线将信号输入至单片机MCU（1），所述执行机构（4）通过数据总线接收单片机MCU（1）输入的信号；所述单片机MCU（1）分别接收输入按键（2）及传感器（3）的信号后分别控制执行机构（4），所述执行机构（4）收到单片机MCU（1）输入信号后启动坐便器工作；所述Wifi物联模块（5）通过数据总线接收或发送信号给单片机MCU（1）；

所述输入按键（2）包括设置键（20）、紧急键（21）、第一记忆键（22）、高度升键（23）、高度降键（24）、第二记忆键（25）、角度加键（26）、角度减键（27）、第三记忆键（28）、手/自动键（29）及完成键（210）；

所述传感器（3）包括上下限位传感器（30）、角度限位传感器（31）、重力传感器（32）及红外传感器（33）；

所述执行机构（4）包括控制升/降电机的升降执行电路（40）、控制角度电机的角度执行电路（41）、控制水阀开关闭的水阀执行电路（42）、控制风机开关的风机执行电路（43）、声音报警电路（44）及LED灯显示电路（45）。

2.根据权利要求1所述的具有物联功能适老人智能坐便器的控制系统，其特征在于所述单片机MCU（1）为宏晶公司的STC12C5A60S2单片机。

3.根据权利要求1所述的具有物联功能适老人智能坐便器的控制系统，其特征在于所述输入按键（2）为TELESKY 6*6*5MM 微动开关。

4.根据权利要求1所述的具有物联功能适老人智能坐便器的控制系统，其特征在于所述上下限位传感器（30）的型号为NJK-5002C；所述角度限位传感器（31）的型号为NJK-5002C；所述重力传感器（32）为艾动接触式薄膜压力传感器fsr 150kg；所述红外传感器（33）的型号为EJ-D100N1。

5.根据权利要求1所述的具有物联功能适老人智能坐便器的控制系统，其特征在于所述升降执行电路（40）的型号为9013；所述控制角度电机的角度执行电路（41）的型号为L298及其外围电路；所述控制水阀开关闭的水阀执行电路（42）的型号为MILE小便池感应冲洗阀；所述控制风机开关的风机执行电路（43）为American Standard 158U000180。

6.根据权利要求1所述的具有物联功能适老人智能坐便器的控制系统，其特征在于所述Wifi物联模块（5）的型号为XLW-210x 。