CN108309049A - 基于pwm脉冲控制的红外检测饮水设备的工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种基于PWM脉冲控制的红外检测饮水设备的工作方法，包括如下步骤：S1，用户通过智能终端获取待使用的饮水设备信息，根据定位系统获取饮水设备的寻找轨迹，根据寻找轨迹到达饮水设备，饮水设备的工作状态实时传送到智能终端；S2，用户到达饮水设备时，红外传感器感知到用户接近的信息后，在饮水设备处安装摄像装置；S3，确定用户到达信息之后，摆杆到达预设位置，启动饮水泵向上蓄水，根据判断的用户身高信息，使用流量调节阀对水流和水量进行预设调节，如果在没有预约的状态下，用户到达饮水设备会触发报警雷达进行报警，防止他人触碰。

Description

基于PWM脉冲控制的红外检测饮水设备的工作方法

技术领域

本发明涉及自动化控制领域，尤其涉及一种基于PWM脉冲控制的红外检测饮水设备的工作方法。

背景技术

目前的户外饮水装置主要包括一个接水台盆，在接水盆的上方安装口朝上的水龙头，需要饮水时，人们打开水龙头，让水向上喷，然后用嘴凑过去喝水，这样的饮水装置存在的问题是，一方面台盆有一定的高度，不方便小孩饮水。另一方面，水向上喷，会造成大量的水的浪费。目前，全球水资源紧缺，设计一款不浪费水的户外直饮水装置，而且不需要人为干预就能够实现饮水的装置，这就亟需本领域技术人员解决相应的技术问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种基于PWM脉冲控制的红外检测饮水设备的工作方法。

为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种基于PWM脉冲控制的红外检测饮水设备的工作方法，包括如下步骤：

S1，用户通过智能终端获取待使用的饮水设备信息，根据定位系统获取饮水设备的寻找轨迹，根据寻找轨迹到达饮水设备，饮水设备的工作状态实时传送到智能终端，用户选择其中一台饮水设备进行预约操作，如果全部饮水设备都被占用，显示每一台饮水设备的排队序列状态供用户进行选择；

S2，用户到达饮水设备时，红外传感器感知到用户接近的信息后，在饮水设备处安装摄像装置，通过摄像装置判断用户的身高，从而控制单片机调节电动推杆的高度，电动推杆通过推杆驱动电机控制移动，滑块驱动电机控制滑块移动，从而协助推杆驱动电机进行上下移动，在转轴处安装摆杆驱动电机，通过摆杆驱动电机使摆杆上下移动，当电动推杆收缩时带动齿轮和齿条，为了满足更多不同身高的需求，通过提高摆杆的高度，让饮水者达到更好的使用体验；

S3，确定用户到达信息之后，摆杆到达预设位置，启动饮水泵向上蓄水，根据判断的用户身高信息，使用流量调节阀对水流和水量进行预设调节，接近开关感知到触发信号之后，通过烧瓶状饮用水暂存瓶将水体倒出，为了防止误触发饮水设备，判断当红外传感器获取持续的触发信号达到一定阈值，然后启动饮水泵，如果没有达到一定阈值，则不启动饮水泵，根据用户的需求，通过旋转底盘驱动电机控制旋转底盘改变方向，用户通过预约相应的饮水设备，对该饮水设备进行使用，报警雷达不工作，如果在没有预约的状态下，用户到达饮水设备会触发报警雷达进行报警，防止他人触碰。

所述的基于PWM脉冲控制的红外检测饮水设备的工作方法，所述S2用户的身高包括：设置儿童、成人两种身高条件，对每一种身高条件设置出水量和出水速度。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明设计的户外直饮水装置，能自动感应人的方向和身高，便于大人好小孩取水，更好的为人们服务。同时，该装置像水壶一样倒水，不会造成水的浪费。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明细节示意图；

图3是本发明电路原理图；

图4是本发明电机驱动电路示意图；

图5是本发明流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1和2所示：本发明的能自动倒水的节水户外直饮水装置由位于地下的饮用水储存装置1、旋转底盘2、安装箱3、竖向滑轨4、条齿5、滑块6、电动推杆7、轴承座8、转轴9、摆杆10、烧瓶状饮用水暂存瓶11、齿轮12、引水管13、饮水泵14、管道15、流量调节阀16、固定环17、瓶盖18、过滤装置19、接近开关20、红外传感器21、弹性金属片22、矿物质加入装置23和报警雷达24组成。

位于地下的饮用水储存装置1为地下水井，也可以为单纯用来存储饮用水的一个装置。在饮用水储存装置1旁或者直接在其上方的地面上设置有旋转底盘2，旋转底盘2通过电机带动旋转，

在旋转底盘2上安装安装箱3，安装箱3上还设置有放杯子的小柜(图中未示出)。在小柜中放置杯子。安装箱3上还设置有散热孔等，图中也未示出。安装箱3的其中一个侧壁的内侧安装有竖向滑轨4，竖向安装的条齿5的上部通过滑块6滑动连接在竖向滑轨4上，条齿5的下端与安装在安装箱2底面的电动推杆7相连。安装箱3与竖向滑轨4相对的侧面设置有两轴承座8，水平的转轴9的两端与两轴承座8枢接，齿轮12固接于转轴9上，齿轮12与条齿5啮合，齿轮12部分从安装箱3的侧壁上的通孔伸出。摆杆10的尾端固接于转轴9上，前端伸到安装箱3外，摆杆10为空心管，摆杆10的前端与烧瓶状饮用水暂存瓶11的底端固接，烧瓶状饮用水暂存瓶11的中轴线与摆杆10的中轴线之间的夹角a为5-30°，烧瓶状饮用水暂存瓶11的瓶口朝摆杆10上前方，这样相当于瓶口略向上倾斜，倒水时水流不会过急。

烧瓶状饮用水暂存瓶11的底部进水口与引水管13相连，引水管13穿过摆杆10最终进入安装箱3内与安装在安装箱3的底面的饮水泵14的出水口相连，引水管13的长度稍长以便于能适应摆杆10的上下运动时的牵扯。饮水泵14的进水口通过管道15与位于地下的饮用水储存装置1相连，管道15从旋转底盘2的旋转中心穿过与饮用水储存装置1相连，引水管13上设置有流量调节阀16。当采用地下水井时，引水管13上还连接有过滤装置19。为了提高饮用水质量，引水管13上还可以安装矿物质加入装置23，矿物质加入装置包括盒体，盒体的相对两侧分别设置有进水口和出水口与引水管13相连，盒体内填充有矿物原料。水从饮用水储存装置1出来的水，先经过过滤装置19过滤后，进入矿物质加入装置23，再到流量调节阀16。

烧瓶状饮用水暂存瓶11的瓶颈上套有固定环17，固定环17的上端通过弹性金属片22固定在摆杆10上，烧瓶状饮用水暂存瓶11的瓶口上设置有当有水流出时在水流作用下能单向自动打开的瓶盖18。瓶盖18跟许多水壶上的瓶盖类似，上端铰接在烧瓶状饮用水暂存瓶11瓶口的上端，下端自然搭在瓶口上。

摆杆10及烧瓶状饮用水暂存瓶11下侧安装有靠近就报警的报警雷达24。当有人或其他物体在下方时，报警雷达24报警，且控制器控制旋转底盘2及电动推杆7和饮水泵14关闭。

在安装箱3上安装有红外传感器21，该红外传感器能感应来人的方向，然后旋转底盘2转动，让摆杆转动到朝向该人的方向，在固定环17上安装有接近开关20，该接近开关能感应来人的高度，然后让摆杆下来，。摆杆没得人的时候位于最上方，只有检测到来人手上有盛水容器的时候才倒水。

如图3所示，流量调节阀控制信号端连接单片机流量控制输出端，饮水泵工作信号端连接水泵工作电路信号发送端，水泵工作电路信号接收端连接单片机水泵工作信号端，红外传感器信号发送端连接单片机红外信号接收端，接近开关信号发送端连接单片机接近信号接收端，摆杆驱动电路信号接收端连接单片机摆杆信号发送端，摆杆驱动电路信号输出端连接摆杆驱动电机工作端，滑块驱动电路信号接收端连接单片机滑块信号发送端，滑块驱动电路信号发送端连接滑块驱动电机工作端，推杆驱动电路信号接收端连接单片机推杆信号发送端，推杆驱动电路信号发送端连接推杆步进电机工作端，旋转底盘驱动电路信号接收端连接单片机旋转底盘信号发送端，旋转底盘驱动电路信号发送端连接旋转底盘驱动电机工作端，单片机无线信号发送端连接智能终端无线信号接收端，摄像装置图像发送端连接单片机图像接收端。通过红外传感器获取用户是否到位的判断依据，然后根据在接近开关是否触发，判断能否出水，通过智能终端操控饮水设备，通过无线传输模块将数据发送到智能终端，通过摄像头采集用户的特征信息，通过智能终端进行比对和分析，最终确认用户的体貌特征。

如图4所示，旋转底盘驱动电路包括：直流电源正极分别连接第一电阻一端和第一晶体管集电极，第一电阻另一端连接第二电阻一端，第二电阻另一端连接第四晶体管集电极，第一晶体管发射极分别连接第一二极管正极和第六电阻一端，第六电阻另一端连接第五发光二极管正极，第五发光二极管负极分别连接旋转底盘驱动电机正极端和第三二极管正极，第三二极管正极还分别连接第三晶体管集电极和第四晶体管发射极，第三晶体管基极连接第三电阻一端，第三电阻另一端连接第一电容一端，第一电容另一端分别连接第四电阻一端和直流电源负极，第四电阻另一端连接第二晶体管基极，第二晶体管集电极连接第一晶体管发射极，第四晶体管基极连接第五电阻一端，第五电阻另一端连接第一晶体管基极，第二二极管负极分别连接第一二极管正极和旋转底盘驱动电机负极端，第二二极管负极还连接第六发光二极管正极，第六发光二极管负极连接第七电阻一端，第七电阻另一端分别连接第五发光二极管负极和第四二极管负极，第四发光二极管正极分别连接第四晶体管集电极和第二二极管正极。通过桥式电路控制电机能够更好地进行步进操作，使旋转底盘运行更加平稳和准确。

如图5所示，本发明的结构结合该工作方法能够实现更好的使用体验，根据上述装置需要如下工作步骤：

S1，用户通过智能终端获取待使用的饮水设备信息，根据定位系统获取饮水设备的寻找轨迹，根据寻找轨迹到达饮水设备，饮水设备的工作状态实时传送到智能终端，用户选择其中一台饮水设备进行预约操作，如果全部饮水设备都被占用，显示每一台饮水设备的排队序列状态供用户进行选择；

S2，用户到达饮水设备时，红外传感器感知到用户接近的信息后，在饮水设备处安装摄像装置，通过摄像装置判断用户的身高，从而控制单片机调节电动推杆的高度，电动推杆通过推杆驱动电机控制移动，滑块驱动电机控制滑块移动，从而协助推杆驱动电机进行上下移动，在转轴处安装摆杆驱动电机，通过摆杆驱动电机使摆杆上下移动，当电动推杆收缩时带动齿轮和齿条，由于产品为了稳固耐用均采用金属材质，这样就会对电动推杆造成很大的工作负荷，影响使用寿命，所以才滑块和摆杆处都安装有工作电机，使其能够匀速而且长久的进行饮水工作，为了满足更多不同身高的需求，通过提高摆杆的高度，让饮水者达到更好的使用体验；

S3，确定用户到达信息之后，摆杆到达预设位置，启动饮水泵向上蓄水，根据判断的用户身高信息，使用流量调节阀对水流和水量进行预设调节，接近开关感知到触发信号之后，通过烧瓶状饮用水暂存瓶将水体倒出，为了防止误触发饮水设备，判断当红外传感器获取持续的触发信号达到一定阈值，然后启动饮水泵，如果没有达到一定阈值，则不启动饮水泵，根据用户的需求，通过旋转底盘驱动电机控制旋转底盘改变方向，通过PWM脉冲信号对旋转电机进行控制，能够根据PWM的脉冲信号更准确的调节位置和方向，用户通过预约相应的饮水设备，对该饮水设备进行使用，报警雷达不工作，如果在没有预约的状态下，用户到达饮水设备会触发报警雷达进行报警，防止他人触碰。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (2)

1.一种基于PWM脉冲控制的红外检测饮水设备的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，用户通过智能终端获取待使用的饮水设备信息，根据定位系统获取饮水设备的寻找轨迹，根据寻找轨迹到达饮水设备，饮水设备的工作状态实时传送到智能终端，用户选择其中一台饮水设备进行预约操作，如果全部饮水设备都被占用，显示每一台饮水设备的排队序列状态供用户进行选择；

S2，用户到达饮水设备时，红外传感器感知到用户接近的信息后，在饮水设备处安装摄像装置，通过摄像装置判断用户的身高，从而控制单片机调节电动推杆的高度，电动推杆通过推杆驱动电机控制移动，滑块驱动电机控制滑块移动，从而协助推杆驱动电机进行上下移动，在转轴处安装摆杆驱动电机，通过摆杆驱动电机使摆杆上下移动，当电动推杆收缩时带动齿轮和齿条，为了满足更多不同身高的需求，通过提高摆杆的高度，让饮水者达到更好的使用体验；

S3，确定用户到达信息之后，摆杆到达预设位置，启动饮水泵向上蓄水，根据判断的用户身高信息，使用流量调节阀对水流和水量进行预设调节，接近开关感知到触发信号之后，通过烧瓶状饮用水暂存瓶将水体倒出，为了防止误触发饮水设备，判断当红外传感器获取持续的触发信号达到一定阈值，然后启动饮水泵，如果没有达到一定阈值，则不启动饮水泵，根据用户的需求，通过旋转底盘驱动电机控制旋转底盘改变方向，用户通过预约相应的饮水设备，对该饮水设备进行使用，报警雷达不工作，如果在没有预约的状态下，用户到达饮水设备会触发报警雷达进行报警，防止他人触碰。

2.根据权利要求1所述的基于PWM脉冲控制的红外检测饮水设备的工作方法，其特征在于，所述S2用户的身高包括：设置儿童、成人两种身高条件，对每一种身高条件设置出水量和出水速度。