CN107862839A - 一种基于重力感应和红外感应的智能蹲便器报警系统 - Google Patents

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CN107862839A CN201711388057.3A CN201711388057A CN107862839A CN 107862839 A CN107862839 A CN 107862839A CN 201711388057 A CN201711388057 A CN 201711388057A CN 107862839 A CN107862839 A CN 107862839A
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董守田
程涛
公滨南
李鹏飞
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Northeast Agricultural University
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Abstract

一种基于重力感应和红外感应的智能蹲便器报警系统。本发明涉及一种基于重力感应和红外感应的智能蹲便器报警系统。所述的重力传感器与红外传感器分别将信号传递给信号放大器Ⅰ与信号放大器Ⅱ，所述的信号放大器Ⅰ与信号放大器Ⅱ均将信号传递给A/D转换模块，所述的A/D转换模块将信号传递给中央控制器，所述的中央控制器将信号传递给驱动电路，所述的中央控制器接收电源的电信号，所述的驱动电路同时驱动闪光报警与语音报警。本发明用于基于重力感应和红外感应的智能蹲便器。

Description

一种基于重力感应和红外感应的智能蹲便器报警系统
技术领域
本发明涉及一种基于重力感应和红外感应的智能蹲便器报警系统。
背景技术
今蹲便器厕所使用的十分广泛，并且使用起来也比较方便，然而部分使用者会由于赶时间而忘记在如厕之后忘记冲水，造成卫生间的空气污浊。为此，本发明公开一种基于重力感应和红外感应的智能蹲便器报警系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于重力感应和红外感应的智能蹲便器报警系统，可根据重力的变化来判断是否有人在使用，可根据红外感应来判断蹲便器本体的凹槽内是否有污物。
上述的目的通过以下的技术方案实现：
一种基于重力感应和红外感应的智能蹲便器报警系统，其组成包括：蹲便器本体1，所述的蹲便器本体1的上平面脚踩处设有重力传感器2，所述的重力传感器2连接控制盒3，所述的控制盒3还连接红外传感器5与警报器4，所述的红外传感器5设置在蹲便器本体1的凹槽内部；
所述的重力传感器2与红外传感器5分别将信号传递给信号放大器Ⅰ与信号放大器Ⅱ，所述的信号放大器Ⅰ与信号放大器Ⅱ均将信号传递给A/D转换模块，所述的A/D转换模块将信号传递给中央控制器，所述的中央控制器将信号传递给驱动电路，所述的中央控制器接收电源的电信号，所述的驱动电路同时驱动闪光报警与语音报警。
所述的一种基于重力感应和红外感应的智能蹲便器报警系统，所述的中央控制器U2的1号端连接语音芯片U5的1号端，
所述的中央控制器U2的1号端连接语音芯片U5的1号端，
所述的中央控制器U2的2号端连接语音芯片U5的2号端，
所述的中央控制器U2的3号端连接语音芯片U5的3号端，
所述的中央控制器U2的4号端连接语音芯片U5的4号端，
所述的中央控制器U2的5号端连接语音芯片U5的5号端，
所述的中央控制器U2的6号端连接语音芯片U5的6号端，
所述的中央控制器U2的7号端连接语音芯片U5的7号端，
所述的中央控制器U2的8号端连接语音芯片U5的1号端，
所述的中央控制器U2的10号端连接A/D转换芯片U4的11号端，
所述的中央控制器U2的11号端连接A/D转换芯片U4的12号端，
所述的中央控制器U2的14号端连接语音芯片U5的8号端，
所述的中央控制器U2的15号端连接语音芯片U5的9号端，
所述的中央控制器U2的40号端连接电容C5的一端与工作电压VCC端，所述的中央控制器U2的40号端连接电容C5的另一端与接地端，
所述的中央控制器U2的19号端连接晶振Y1的1号端与电容C7的一端，所述的中央控制器U2的18号端连接晶振Y1的2号端与电容C6的一端，所述的电容C6的另一端与电容C7的另一端连接后接地，
所述的中央控制器U2的39号端连接二极管D1的一端，所述的二极管D1的另一端连接电阻R12的一端，所述的电阻R12的另一端连接工作电压VCC端，
所述的中央控制器U2的38号端连接电阻R27的一端，所述的电阻R27的另一端连接红外热释电处理芯片U3的2号端；
所述的语音芯片U5的14号端连接喇叭BL的一端，所述的语音芯片U5的15号端连接喇叭BL的另一端，
所述的语音芯片U5的20号端与语音芯片U5的21号端之间连接电容C8，所述的语音芯片U5的26号端接地；
所述的A/D转换芯片U4的1号端连接电容C4的一端与工作电压VCC端，所述的电容C4的另一端接地，
所述的A/D转换芯片U4的3号端连接电容C5的一端与电阻R8的一端，所述的电阻R8的另一端连接电阻R9的一端与A/D转换芯片U4的4号端，所述的A/D转换芯片U4的5号端连接电容C5的另一端、电容C2的一端、电阻R9的另一端与接地端，
所述的电容C2的另一端连接A/D转换芯片U4的6号端，
所述的A/D转换芯片U4的9号端连接电容C1的一端、滑变器R4的一端与滑变器R6的一端，
所述的A/D转换芯片U4的10号端连接电容C1的另一端与电阻R7的一端，
所述的电阻R7的另一端连接滑变器R3的一端、滑变器R5的一端与电阻R2的一端，
所述的电阻R2的另一端连接滑动变阻器R1的第三端，所述的滑动变阻器R1的一端连接工作电压VCC端、滑变器R3的另一端与滑变器R4的另一端，
所述的滑动变阻器R1的另一端连接接地端、滑变器R5的另一端与滑变器R6的另一端；
所述的红外热释电处理芯片U3的1号端连接红外热释电处理芯片U3的7号端、电容C18的一端、电容C19的一端、电容C16的一端、电阻R18的一端、电阻R17的一端、电阻R20的一端、电容C15的一端与PIR的G端，
所述的电容C18的另一端连接红外热释电处理芯片U3的4号端与电阻R26的一端，所述的电阻R26的另一端连接红外热释电处理芯片U3的3号端，所述的电容C18的另一端连接电阻R25的一端，所述的电阻R25的另一端连接红外热释电处理芯片U3的6号端，
所述的连接红外热释电处理芯片U3的8号端连接连接红外热释电处理芯片U3的11号端、工作电压VCC端、电阻R19的一端与PIR的D端，
所述的红外热释电处理芯片U3的9号端连接电阻R19的另一端、电阻R20的另一端，
所述的红外热释电处理芯片U3的10号端连接电阻R18的另一端，
所述的红外热释电处理芯片U3的12号端连接电阻R22的一端与电容C17的一端，所述的电容C17的另一端连接红外热释电处理芯片U3的13号端，所述的电阻R22的另一端连接电阻R21的一端，所述的电阻R21的另一端连接电容C14的一端，所述的电容C14的另一端连接电阻R23的一端、电容C15的一端与红外热释电处理芯片U3的16号端，
所述的红外热释电处理芯片U3的15号端连接电阻R23的另一端、电容C15的另一端与电阻R24的一端，所述的电阻R24的另一端连接电容C16的另一端，
所述的红外热释电处理芯片U3的14号端连接电阻R17的另一端、电容C13的另一端与PIR的S端。
有益效果：
1.本发明的中央控制器设置在水箱内，有很好的密闭效果，不易损坏。
2.本发明通过中央控制器系统进行控制警报器的动作，可实时的提醒使用者如厕后冲水。
3.本发明采用了以美国ISD公司研发的语音合成芯片ISD2560为核心元件，该芯片采用的是EEPROM存储方法将模拟的语音信号直接写入到半导体存储单元中，无需另加A/D或D/A变换电路来存储或重放语音信号。
4.本发明语音合成芯片ISD2560具有使用方便、音色自然、单片存放、低功耗等诸多优点。
5.本发明采用了热释电红外传感器和BISS0001芯片组合来实现红外感应装置的功能，BIS0001集成电路内置独立的高输入阻抗运算放大器，可以与多种传感器匹配，进行红外信号预处理，芯片内含有电压比较器、状态控制器、延迟电路定时器、封锁时间定时器以及基准参考电压源等单元电路。
6.本发明通过提醒使用者冲水，可改善厕所的空气环境。
7.本发明的红外感应装置采用透明材料密封，提高红外该应的灵敏度。
附图说明：
附图1是本发明的结构示意图。
附图2是本发明的结构原理图。
附图3是本发明的红外感应装置电路图。
附图4是本发明的重力感应装置电路图。
附图5是本发明的语音报警部分的电路图。
附图6是本发明的单片机电路图。
具体实施方式：
实施例1
一种基于重力感应和红外感应的智能蹲便器报警系统，其组成包括：蹲便器本体1，所述的蹲便器本体1的上平面脚踩处设有重力传感器2，所述的重力传感器2连接控制盒3，所述的控制盒3还连接红外传感器5与警报器4，所述的红外传感器5设置在蹲便器本体1的凹槽内部；
所述重力传感器设于蹲便器本体脚踩处的任意一侧，所述红外传感器设于蹲便器本体的凹槽内壁靠近水箱一侧；
所述重力传感器镶嵌在蹲便器本体内，其表面由陶瓷密闭，所述红外传感器镶嵌在蹲便器本体凹槽内，其表面由透明材料密封；
所述重力传感器是采用电阻应变式压力传感器；
控制盒3为密封盒，所述的控制盒3内的个部件通过导线连接，所述的控制盒3装在水箱6内；
所述的控制盒3内的信号放大器Ⅰ通过防水导线连接重力传感器2，所述的信号放大器Ⅱ通过防水导线连接红外传感器5；
所述的重力传感器2与红外传感器5分别将信号传递给信号放大器Ⅰ与信号放大器Ⅱ，所述的信号放大器Ⅰ与信号放大器Ⅱ均将信号传递给A/D转换模块，所述的A/D转换模块将信号传递给中央控制器，所述的中央控制器将信号传递给驱动电路，所述的中央控制器接收电源的电信号，所述的驱动电路同时驱动闪光报警与语音报警。
实施例2
实施例1所述的一种基于重力感应和红外感应的智能蹲便器报警系统，所述的中央控制器U2的1号端连接语音芯片U5的1号端，
所述的中央控制器U2的1号端连接语音芯片U5的1号端，
所述的中央控制器U2的2号端连接语音芯片U5的2号端，
所述的中央控制器U2的3号端连接语音芯片U5的3号端，
所述的中央控制器U2的4号端连接语音芯片U5的4号端，
所述的中央控制器U2的5号端连接语音芯片U5的5号端，
所述的中央控制器U2的6号端连接语音芯片U5的6号端，
所述的中央控制器U2的7号端连接语音芯片U5的7号端，
所述的中央控制器U2的8号端连接语音芯片U5的1号端，
所述的中央控制器U2的10号端连接A/D转换芯片U4的11号端，
所述的中央控制器U2的11号端连接A/D转换芯片U4的12号端，
所述的中央控制器U2的14号端连接语音芯片U5的8号端，
所述的中央控制器U2的15号端连接语音芯片U5的9号端，
所述的中央控制器U2的40号端连接电容C5的一端与工作电压VCC端，所述的中央控制器U2的40号端连接电容C5的另一端与接地端，
所述的中央控制器U2的19号端连接晶振Y1的1号端与电容C7的一端，所述的中央控制器U2的18号端连接晶振Y1的2号端与电容C6的一端，所述的电容C6的另一端与电容C7的另一端连接后接地，
所述的中央控制器U2的39号端连接二极管D1的一端，所述的二极管D1的另一端连接电阻R12的一端，所述的电阻R12的另一端连接工作电压VCC端，
所述的中央控制器U2的38号端连接电阻R27的一端，所述的电阻R27的另一端连接红外热释电处理芯片U3的2号端；
所述的语音芯片U5的14号端连接喇叭BL的一端，所述的语音芯片U5的15号端连接喇叭BL的另一端，
所述的语音芯片U5的20号端与语音芯片U5的21号端之间连接电容C8，所述的语音芯片U5的26号端接地；
所述的A/D转换芯片U4的1号端连接电容C4的一端与工作电压VCC端，所述的电容C4的另一端接地，
所述的A/D转换芯片U4的3号端连接电容C5的一端与电阻R8的一端，所述的电阻R8的另一端连接电阻R9的一端与A/D转换芯片U4的4号端，所述的A/D转换芯片U4的5号端连接电容C5的另一端、电容C2的一端、电阻R9的另一端与接地端，
所述的电容C2的另一端连接A/D转换芯片U4的6号端，
所述的A/D转换芯片U4的9号端连接电容C1的一端、滑变器R4的一端与滑变器R6的一端，
所述的A/D转换芯片U4的10号端连接电容C1的另一端与电阻R7的一端，
所述的电阻R7的另一端连接滑变器R3的一端、滑变器R5的一端与电阻R2的一端，
所述的电阻R2的另一端连接滑动变阻器R1的第三端，所述的滑动变阻器R1的一端连接工作电压VCC端、滑变器R3的另一端与滑变器R4的另一端，
所述的滑动变阻器R1的另一端连接接地端、滑变器R5的另一端与滑变器R6的另一端；
所述的红外热释电处理芯片U3的1号端连接红外热释电处理芯片U3的7号端、电容C18的一端、电容C19的一端、电容C16的一端、电阻R18的一端、电阻R17的一端、电阻R20的一端、电容C15的一端与PIR的G端，
所述的电容C18的另一端连接红外热释电处理芯片U3的4号端与电阻R26的一端，所述的电阻R26的另一端连接红外热释电处理芯片U3的3号端，所述的电容C18的另一端连接电阻R25的一端，所述的电阻R25的另一端连接红外热释电处理芯片U3的6号端，
所述的连接红外热释电处理芯片U3的8号端连接连接红外热释电处理芯片U3的11号端、工作电压VCC端、电阻R19的一端与PIR的D端，
所述的红外热释电处理芯片U3的9号端连接电阻R19的另一端、电阻R20的另一端，
所述的红外热释电处理芯片U3的10号端连接电阻R18的另一端，
所述的红外热释电处理芯片U3的12号端连接电阻R22的一端与电容C17的一端，所述的电容C17的另一端连接红外热释电处理芯片U3的13号端，所述的电阻R22的另一端连接电阻R21的一端，所述的电阻R21的另一端连接电容C14的一端，所述的电容C14的另一端连接电阻R23的一端、电容C15的一端与红外热释电处理芯片U3的16号端，
所述的红外热释电处理芯片U3的15号端连接电阻R23的另一端、电容C15的另一端与电阻R24的一端，所述的电阻R24的另一端连接电容C16的另一端，
所述的红外热释电处理芯片U3的14号端连接电阻R17的另一端、电容C13的另一端与PIR的S端。
实施例3
实施例2所述的一种基于重力感应和红外感应的智能蹲便器报警系统，所述的中央控制器U2的型号为STC12C5A60S2。
实施例4
实施例2所述的一种基于重力感应和红外感应的智能蹲便器报警系统，所述的红外热释电处理芯片U3的型号为BISS0001。
实施例5
实施例2所述的一种基于重力感应和红外感应的智能蹲便器报警系统，所述的A/D转换芯片U4的型号为HX700-BF。
实施例6
实施例2所述的一种基于重力感应和红外感应的智能蹲便器报警系统，所述的语音芯片U5的型号为ISD2560。
可使用一个经220V转换成12V/2A的电源，并在电路中加入一个可恢复保险保护电源；设定重力传感器2最低重力接受值为10kg，当人站在蹲便器本体1上只要达到该最低值时，电阻应变式压力传感器中的电阻值则开始减小，并将数值转化为电信号经信号放大器和A/D转换器传递给中央控制器，通过对中央控制器进行设定，当脚离开设有重力感应装置2的蹲便器本体1脚踏处时，中央控制器将在等待1s的延迟之后发出指令给红外传感器5，红外传感器5开始工作，进而扫描蹲便器本体1的凹槽内是否有污物，如果使用者忘记冲水，红外传感器5会将扫描到的污物没有处理的信号通过信号放大器以及A/D转换器发送给中央控制器，中央控制器接收到信号以后再向警报器发出指令，接着警报器的闪光报警部分和语音报警部分报警，从而来提醒使用者冲水。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于重力感应和红外感应的智能蹲便器报警系统，其组成包括：蹲便器本体（1），其特征是：所述的蹲便器本体（1）的上平面脚踩处设有重力传感器（2），所述的重力传感器（2）连接控制盒（3），所述的控制盒（3）还连接红外传感器（5）与警报器（4），所述的红外传感器（5）设置在蹲便器本体（1）的凹槽内部；
所述的重力传感器（2）与红外传感器（5）分别将信号传递给信号放大器Ⅰ与信号放大器Ⅱ，所述的信号放大器Ⅰ与信号放大器Ⅱ均将信号传递给A/D转换模块，所述的A/D转换模块将信号传递给中央控制器，所述的中央控制器将信号传递给驱动电路，所述的中央控制器接收电源的电信号，所述的驱动电路同时驱动闪光报警与语音报警。
2.根据权利要求1所述的一种基于重力感应和红外感应的智能蹲便器报警系统，其特征是：所述的中央控制器U2的1号端连接语音芯片U5的1号端，
所述的中央控制器U2的1号端连接语音芯片U5的1号端，
所述的中央控制器U2的2号端连接语音芯片U5的2号端，
所述的中央控制器U2的3号端连接语音芯片U5的3号端，
所述的中央控制器U2的4号端连接语音芯片U5的4号端，
所述的中央控制器U2的5号端连接语音芯片U5的5号端，
所述的中央控制器U2的6号端连接语音芯片U5的6号端，
所述的中央控制器U2的7号端连接语音芯片U5的7号端，
所述的中央控制器U2的8号端连接语音芯片U5的1号端，
所述的中央控制器U2的10号端连接A/D转换芯片U4的11号端，
所述的中央控制器U2的11号端连接A/D转换芯片U4的12号端，
所述的中央控制器U2的14号端连接语音芯片U5的8号端，
所述的中央控制器U2的15号端连接语音芯片U5的9号端，
所述的中央控制器U2的40号端连接电容C5的一端与工作电压VCC端，所述的中央控制器U2的40号端连接电容C5的另一端与接地端，
所述的中央控制器U2的19号端连接晶振Y1的1号端与电容C7的一端，所述的中央控制器U2的18号端连接晶振Y1的2号端与电容C6的一端，所述的电容C6的另一端与电容C7的另一端连接后接地，
所述的中央控制器U2的39号端连接二极管D1的一端，所述的二极管D1的另一端连接电阻R12的一端，所述的电阻R12的另一端连接工作电压VCC端，
所述的中央控制器U2的38号端连接电阻R27的一端，所述的电阻R27的另一端连接红外热释电处理芯片U3的2号端；
所述的语音芯片U5的14号端连接喇叭BL的一端，所述的语音芯片U5的15号端连接喇叭BL的另一端，
所述的语音芯片U5的20号端与语音芯片U5的21号端之间连接电容C8，所述的语音芯片U5的26号端接地；
所述的A/D转换芯片U4的1号端连接电容C4的一端与工作电压VCC端，所述的电容C4的另一端接地，
所述的A/D转换芯片U4的3号端连接电容C5的一端与电阻R8的一端，所述的电阻R8的另一端连接电阻R9的一端与A/D转换芯片U4的4号端，所述的A/D转换芯片U4的5号端连接电容C5的另一端、电容C2的一端、电阻R9的另一端与接地端，
所述的电容C2的另一端连接A/D转换芯片U4的6号端，
所述的A/D转换芯片U4的9号端连接电容C1的一端、滑变器R4的一端与滑变器R6的一端，
所述的A/D转换芯片U4的10号端连接电容C1的另一端与电阻R7的一端，
所述的电阻R7的另一端连接滑变器R3的一端、滑变器R5的一端与电阻R2的一端，
所述的电阻R2的另一端连接滑动变阻器R1的第三端，所述的滑动变阻器R1的一端连接工作电压VCC端、滑变器R3的另一端与滑变器R4的另一端，
所述的滑动变阻器R1的另一端连接接地端、滑变器R5的另一端与滑变器R6的另一端；
所述的红外热释电处理芯片U3的1号端连接红外热释电处理芯片U3的7号端、电容C18的一端、电容C19的一端、电容C16的一端、电阻R18的一端、电阻R17的一端、电阻R20的一端、电容C15的一端与PIR的G端，
所述的电容C18的另一端连接红外热释电处理芯片U3的4号端与电阻R26的一端，所述的电阻R26的另一端连接红外热释电处理芯片U3的3号端，所述的电容C18的另一端连接电阻R25的一端，所述的电阻R25的另一端连接红外热释电处理芯片U3的6号端，
所述的连接红外热释电处理芯片U3的8号端连接连接红外热释电处理芯片U3的11号端、工作电压VCC端、电阻R19的一端与PIR的D端，
所述的红外热释电处理芯片U3的9号端连接电阻R19的另一端、电阻R20的另一端，
所述的红外热释电处理芯片U3的10号端连接电阻R18的另一端，
所述的红外热释电处理芯片U3的12号端连接电阻R22的一端与电容C17的一端，所述的电容C17的另一端连接红外热释电处理芯片U3的13号端，所述的电阻R22的另一端连接电阻R21的一端，所述的电阻R21的另一端连接电容C14的一端，所述的电容C14的另一端连接电阻R23的一端、电容C15的一端与红外热释电处理芯片U3的16号端，
所述的红外热释电处理芯片U3的15号端连接电阻R23的另一端、电容C15的另一端与电阻R24的一端，所述的电阻R24的另一端连接电容C16的另一端，
所述的红外热释电处理芯片U3的14号端连接电阻R17的另一端、电容C13的另一端与PIR的S端。
3.根据权利要求2所述的一种基于重力感应和红外感应的智能蹲便器报警系统，其特征是：所述的中央控制器U2的型号为STC12C5A60S2。
4.根据权利要求2所述的一种基于重力感应和红外感应的智能蹲便器报警系统，其特征是：所述的红外热释电处理芯片U3的型号为BISS0001。
5.根据权利要求2所述的一种基于重力感应和红外感应的智能蹲便器报警系统，其特征是：所述的A/D转换芯片U4的型号为HX700-BF。
6.根据权利要求2所述的一种基于重力感应和红外感应的智能蹲便器报警系统，其特征是：所述的语音芯片U5的型号为ISD2560。
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