CN109062116A - 一种可调节的消毒喷雾装置 - Google Patents

Abstract

本发明一种可调节的消毒喷雾装置，包括消毒喷雾站台、消毒液箱、水泵、导管以及消毒喷雾控制系统，消毒喷雾站台上底部两侧分别设置消毒液箱与水泵，消毒液箱与水泵相连，水泵与导管相连；导管沿消毒喷雾站台底部向上设置，导管上分布设置多个喷嘴，导管及导管上的多个喷嘴固定在消毒喷雾站台两侧；消毒喷雾控制系统包括单片机、红外人体检测模块、液位检测报警模块、语音提示模块、按键控制定时喷雾模块以及电源模块。本发明可以检测人体信号并进行语音播报提示，利用按键启动定时喷雾消毒，液位检测报警模块用于检测消毒水液位并进行报警提示，单片机实现控制各个模块相互协调工作；为医院来往人员消毒祛除异味，降低疾病发生的风险。

Description

一种可调节的消毒喷雾装置

技术领域

本发明属于嵌入式单片机技术领域，具体地是涉及一种可调节的消毒喷雾装置。

背景技术

目前医院病患多、环境差已成普遍，医院的空气中流动着许多细菌、微生物、粉尘、PM2.5等，这些物质经过混合后在空气中流动，病人携带的病菌相互交叉扩散，不仅使医院中的空气很难闻，而且极易造成其他来往人员的感染，然而目前的医院都没有来往人员的消毒喷雾装置。

发明内容

本发明就是针对上述问题，弥补现有技术的不足，提供一种可调节的消毒喷雾装置；本发明是一种以单片机作为数据处理核心来统一管理各个模块，完成一些基本的监测功能，可调节的并具有液位报警的消毒喷雾装置。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

本发明一种可调节的消毒喷雾装置，其特征在于：包括消毒喷雾站台、消毒液箱、水泵、导管以及消毒喷雾控制系统，所述的消毒喷雾站台上底部两侧分别设置消毒液箱与水泵，所述的消毒液箱与水泵相连，所述的水泵与导管相连；所述的导管沿消毒喷雾站台底部向上设置，所述的导管上分布设置有多个喷嘴，所述的导管及导管上的多个喷嘴固定在消毒喷雾站台两侧；所述的消毒喷雾控制系统包括单片机、红外人体检测模块、液位检测报警模块、语音提示模块、按键控制定时喷雾模块以及电源模块，所述的红外人体检测模块、液位检测报警模块、语音提示模块、按键控制定时喷雾模块以及电源模块分别与单片机相连，所述的按键控制定时喷雾模块的信号输出端与水泵电连接；所述的红外人体检测模块设置在消毒喷雾站台顶部，所述的液位检测报警模块设置在消毒液箱上，在消毒喷雾站台的脚踏站立位置上设置有脚踩开始按钮，所述的脚踩开始按钮与单片机的信号输入端口电连接。

作为本发明的一种优选方案，所述的消毒喷雾站台由底座与设置在底座上方的框架组成，所述的框架包括横梁和两个侧边框；在所述的底座上两个侧边框的两侧分别设置消毒液箱与水泵，所述的导管沿消毒喷雾站台的两个侧边框向上设置，所述的导管及导管上的多个喷嘴固定在消毒喷雾站台的两个侧边框上。

作为本发明的另一种优选方案，在所述的导管上分布设置有3个喷嘴，从导管的上端至下端分别为人体上部消毒可调节喷嘴、人体中部消毒固定喷嘴、人体下部消毒固定喷嘴。

作为本发明的另一种优选方案，所述的两个侧边框上部均设置有相同的滑道，在滑道上设置有上下滑动调节把手，上下滑动调节把手上固定人体上部消毒可调节喷嘴。

作为本发明的另一种优选方案，所述的单片机采用AT89C52单片机。

作为本发明的另一种优选方案，所述的红外人体检测模块采用热释电红外传感器，热释电红外传感器设置在消毒喷雾站台的框架横梁上，热释电红外传感器内部电路的信号输出OUT端连接单片机AT89C52的P2.0引脚。

作为本发明的另一种优选方案，所述的语音提示模块采用ISD4004 语音芯片，ISD4004语音芯片与单片机AT89C52之间设置有电平转换电路，单片机AT89C52的P1.6引脚通过电平转换电路连接ISD4004语音芯片的片选引脚/SS，单片机AT89C52的P1.7引脚通过电平转换电路连接ISD4004语音芯片的串行输入引脚 MOSI，单片机AT89C52的P3.2和P3.3分别通过电平转换电路连接ISD4004 语音芯片的串行时钟引脚 SCLK和中断引脚/INT；ISD4004语音芯片的音频信号输出引脚 AUDOUT通过一个滤波放大电路与扬声器连接。

作为本发明的另一种优选方案，所述的按键控制定时喷雾模块由继电器K、继电器K对应控制的闭合开关、光电耦合器、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、二极管D2以及三极管Q3组成；电阻R9与光电耦合器输入侧的一端相连，光电耦合器输出侧两端分别与电阻R7、电阻R10的一端相连，电阻R7的另一端分别连接三极管Q3的基极、电阻R8的一端，三极管Q3的发射极与电阻R8的另一端共同接地；电阻R10的另一端分别连接二极管D2的阴极、继电器K的一端，二极管D2的阳极、继电器K的另一端共同连接三极管Q3的集电极，继电器K对应控制的闭合开关与水泵电连接，光电耦合器输入侧的另一端连接单片机AT89C52的P2.0端口。

作为本发明的另一种优选方案，所述的液位检测报警模块由液位检测传感器、稳压电路、声音报警电路组成，所述的液位检测传感器由四条导线组成，四条导线分别为接+5V电源的D线、低水位控制A线、中水位控制B线、高水位控制C线，所述液位检测传感器的四条导线分别设置在消毒液箱内的不同高度处；所述的液位检测传感器的信号输出端连接稳压电路的信号输入端，稳压电路的信号输出端连接单片机AT89C52的P1.0端口，声音报警电路的信号输入端连接单片机AT89C52的P2.4引脚。

作为本发明的另一种优选方案，所述的稳压电路由电阻R11、电阻R12、电阻R13、三极管Q4、三极管Q5以及二极管D3组成，液位检测传感器的信号输出端连接电阻R12的一端，电阻R12的另一端连接三极管Q4的基极，三极管Q4的集电极分别连接电阻R11的一端、二极管D3的阳极，二极管D3的阴极连接三极管Q5的基极，电阻R11的另一端连接电阻R13的一端，电阻R13的另一端与三极管Q5的集电极相连，由电阻R13与三极管Q5集电极之间的引出线连接单片机AT89C52的P1.0端口；所述的声音报警电路由电阻R14、三极管Q6、蜂鸣器组成，电阻R14、三极管Q6、蜂鸣器依次相连，电阻R14到的一端连接单片机AT89C52的P2.4引脚，电阻R14的另一端与三极管Q6的基极相连，三极管Q6的集电极与蜂鸣器相连。

作为本发明的另一种优选方案，所述的四条导线均采用细铜丝。

本发明的有益效果。

本发明所提供的一种可调节的消毒喷雾装置，是一种以医院为背景的消毒喷雾装置，当出入医院的人员站在消毒喷雾的底座上时，可以通过热释电红外传感器检测人体信号并驱动语音模块进行语音播报提示，利用按键启动定时喷雾消毒，液位检测报警模块用于检测消毒水液位并进行报警提示，单片机实现控制各个模块相互协调工作；为医院来往人员消毒祛除异味，降低疾病发生的风险。

附图说明

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1是本发明一种可调节的消毒喷雾装置的整体轴测图。

图2是本发明一种可调节的消毒喷雾装置的整体正视图。

图3是本发明一种可调节的消毒喷雾装置的消毒喷雾控制系统的总体电路结构框图。

图4是本发明一种可调节的消毒喷雾装置的消毒喷雾控制系统的热释电红外传感器内部电路原理图。

图5是本发明一种可调节的消毒喷雾装置的消毒喷雾控制系统的语音模块内部电路原理图。

图6是本发明一种可调节的消毒喷雾装置的消毒喷雾控制系统的液位检测报警模块的液位检测传感器在消毒液箱中的布置图。

图7是本发明一种可调节的消毒喷雾装置的消毒喷雾控制系统的液位检测报警模块的稳压电路的电路原理图。

图8是本发明一种可调节的消毒喷雾装置的消毒喷雾控制系统的液位检测报警模块的声音报警电路的电路原理图。

图中标记：1为框架，2为热释电红外传感器，3为人体上部消毒可调节喷嘴，4为试验人员，5为消毒液箱，6为底座，7为人体下部消毒固定喷嘴，8为人体中部消毒固定喷嘴，9为导管，10为侧边框，11为上下滑动调节把手，12为水泵，13为脚踩开始按钮。

具体实施方式

结合附图1、2和3所示，本发明一种可调节的消毒喷雾装置，包括消毒喷雾站台、消毒液箱5、水泵12、导管9以及消毒喷雾控制系统，所述的消毒喷雾站台上底部两侧分别设置消毒液箱5与水泵12，所述的消毒液箱5与水泵12相连，所述的水泵12与导管9相连；所述的导管9沿消毒喷雾站台底部向上设置，所述的导管9上分布设置有多个喷嘴，所述的导管9及导管9上的多个喷嘴固定在消毒喷雾站台两侧；所述的消毒喷雾控制系统包括单片机、红外人体检测模块、液位检测报警模块、语音提示模块、按键控制定时喷雾模块以及电源模块，所述的红外人体检测模块、液位检测报警模块、语音提示模块、按键控制定时喷雾模块以及电源模块分别与单片机相连，所述的按键控制定时喷雾模块的信号输出端与水泵12电连接；所述的红外人体检测模块设置在消毒喷雾站台顶部，所述的液位检测报警模块设置在消毒液箱5上，在消毒喷雾站台的脚踏站立位置上设置有脚踩开始按钮13，所述的脚踩开始按钮13与单片机的信号输入端口电连接。

所述的消毒喷雾站台由底座6与设置在底座6上方的框架1组成，所述的框架1包括横梁和两个侧边框10；在所述的底座6上两个侧边框10的两侧分别设置消毒液箱5与水泵12，所述的导管9沿消毒喷雾站台的两个侧边框10向上设置，所述的导管9及导管9上的多个喷嘴固定在消毒喷雾站台的两个侧边框10上。

在所述的导管9上分布设置有3个喷嘴，从导管9的上端至下端分别为人体上部消毒可调节喷嘴3、人体中部消毒固定喷嘴8、人体下部消毒固定喷嘴7。

所述的两个侧边框10上部均设置有相同的滑道，在滑道上设置有上下滑动调节把手11，上下滑动调节把手11上固定人体上部消毒可调节喷嘴3；这样能够实现使用人员可自己调节上部消毒可调节喷嘴3所在高度。

所述的单片机采用AT89C52单片机。

所述的红外人体检测模块采用热释电红外传感器2，热释电红外传感器2设置在消毒喷雾站台的框架1横梁上，热释电红外传感器2内部电路的信号输出OUT端连接单片机AT89C52的P2.0引脚。

具体地，如图4所示的消毒喷雾控制系统的热释电红外传感器内部电路原理图；所述的热释电红外传感器2采用双探测元的结构，在VCC电源端利用C1和R2来稳定工作电压，同样输出端也多加了稳压元件稳定信号；当有人进入消毒喷雾站台时，热释电红外传感器2将探测到动作，设置在监测点上的红外探头将人体辐射的红外光谱变换成电信号，电信号经过FET放大后，经过C2，R1的稳压后使输出变为高电位，再经过NPN的转化，输出OUT端为低电平；输出OUT端连接到AT89C52的P2.0引脚，当输出为低电平时，语音提示模块开始工作。

所述的语音提示模块采用ISD4004 语音芯片，ISD4004语音芯片与单片机AT89C52之间设置有电平转换电路，单片机AT89C52的P1.6引脚通过电平转换电路连接ISD4004语音芯片的片选引脚/SS，单片机AT89C52的P1.7引脚通过电平转换电路连接ISD4004语音芯片的串行输入引脚 MOSI，单片机AT89C52的P3.2和P3.3分别通过电平转换电路连接ISD4004语音芯片的串行时钟引脚 SCLK和中断引脚/INT；ISD4004语音芯片的音频信号输出引脚AUDOUT通过一个滤波放大电路与扬声器连接。

由于其供电电压为3V，而单片机AT89C52所需的供电电压为5V，所以ISD4004语音芯片与单片机AT89C52之间设有电平转换电路；单片机AT89C52的 P1.6通过电平转换电路接 ISD4004的片选引脚/SS，控制ISD4004是否选通； P1.7通过电平转换电路接ISD4004的串行输入引脚 MOSI，从该引脚读入放音的地址；P3.2和 P3.3分别通过电平转换电路接ISD4004语音芯片的串行时钟引脚SCLK和中断引脚/INT；AMCAP为自动静音端，使用时通过一电容接地；ISD4004 语音芯片所需要的连接还有音频信号输出引脚AUDOUT，该引脚通过一个滤波放大电路与扬声器连接。其中由于单片机AT89C52的四个引脚要与ISD4004语音芯片相连，故需要图5中所示的电平转换电路为 4个。

所述的按键控制定时喷雾模块由继电器K、继电器K对应控制的闭合开关、光电耦合器、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、二极管D2以及三极管Q3组成；电阻R9与光电耦合器输入侧的一端相连，光电耦合器输出侧两端分别与电阻R7、电阻R10的一端相连，电阻R7的另一端分别连接三极管Q3的基极、电阻R8的一端，三极管Q3的发射极与电阻R8的另一端共同接地；电阻R10的另一端分别连接二极管D2的阴极、继电器K的一端，二极管D2的阳极、继电器K的另一端共同连接三极管Q3的集电极，继电器K对应控制的闭合开关与水泵12电连接，光电耦合器输入侧的另一端连接单片机AT89C52的P2.0端口。

当脚踩开始按钮13按下时，单片机的P2.0端口输出一个高电平，使光电耦合器导通，继而驱动Q3导通，这样就使继电器闭合，从而让220v的交流电接通水泵12，让水泵12转动工作，开始定时喷雾，喷雾结束自动关闭。

所述的液位检测报警模块由液位检测传感器、稳压电路、声音报警电路组成，所述的液位检测传感器由四条导线组成，四条导线分别为接+5V电源的D线、低水位控制A线、中水位控制B线、高水位控制C线，所述液位检测传感器的四条导线分别设置在消毒液箱内的不同高度处；所述的液位检测传感器的信号输出端连接稳压电路的信号输入端，稳压电路的信号输出端连接单片机AT89C52的P1.0端口，声音报警电路的信号输入端连接单片机AT89C52的P2.4引脚。

本发明所采用的水位检测传感器简单易做，经济实惠，其外形轮廓如图6所示，为消毒喷雾控制系统的液位检测报警模块的液位检测传感器在消毒液箱5中的布置图；其中，接+5V电源的D线与水一直保持连通，当低水位控制A线不导通时，表示是低水位了；当中水位控制B线导通时，表示水位适中；当高水位控制C线导通时，表示是高水位了。

所述的稳压电路由电阻R11、电阻R12、电阻R13、三极管Q4、三极管Q5以及二极管D3组成，液位检测传感器的信号输出端连接电阻R12的一端，电阻R12的另一端连接三极管Q4的基极，三极管Q4的集电极分别连接电阻R11的一端、二极管D3的阳极，二极管D3的阴极连接三极管Q5的基极，电阻R11的另一端连接电阻R13的一端，电阻R13的另一端与三极管Q5的集电极相连，由电阻R13与三极管Q5集电极之间的引出线连接单片机AT89C52的P1.0端口；所述的声音报警电路由电阻R14、三极管Q6、蜂鸣器组成，电阻R14、三极管Q6、蜂鸣器依次相连，电阻R14到的一端连接单片机AT89C52的P2.4引脚，电阻R14的另一端与三极管Q6的基极相连，三极管Q6的集电极与蜂鸣器相连。

所述的水位检测传感器将探测到的信号送给稳压电路，若是高电平，则R12、 R11、Q5、D3、Q4导通，将低电平送给单片机；若是低电平，则R12、 R11、Q5、 Q4、D3均不导通，而是通过R13将高电平送给单片机。当水位处于低水位时，单片机的P2.4端口输出一个高电平，从而驱动三极管导通，使蜂鸣器发声，起到报警的作用。

所述的四条导线均采用细铜丝，因为细铜丝的电阻率比较低，这样就可以避免由于电阻过大而使输出的电平过低，以致不能很好的驱动单片机工作；细铜丝的传电性能比较好，传电速率比较快，也可以说是灵敏性很好；还有就是细铜丝经济实惠，便于制作。

结合本发明的技术方案以及附图简单阐述其使用方法以及工作原理：

一、当试验人员4站到底座6上时，热释电红外传感器2检测到人体信号，

单片机驱动语音模块工作，喇叭播放“请调节最上面的喷嘴到头部以下”，试验人员4可根据自身身高调节人体上部消毒可调节喷嘴3的高度，防止消毒水喷洒到眼睛上造成刺激，调节好后试验人员4脚踩按下脚踩开始按钮13，水泵12开始工作，定时消毒喷雾，定时结束后，喷雾结束，消毒完成，试验人员4即可离开。

二、液位检测报警：本消毒喷雾装置的消毒喷雾控制系统可对消毒液箱5中的液位进行监测，当液位低于最低液位时，液位检测传感器会控制声音报警电路的蜂鸣器报警发出声音，工作人员及时进行对消毒液箱5加液，以免影响使用。

可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可调节的消毒喷雾装置，其特征在于：包括消毒喷雾站台、消毒液箱（5）、水泵（12）、导管（9）以及消毒喷雾控制系统，所述的消毒喷雾站台上底部两侧分别设置消毒液箱（5）与水泵（12），所述的消毒液箱（5）与水泵（12）相连，所述的水泵（12）与导管（9）相连；所述的导管（9）沿消毒喷雾站台底部向上设置，所述的导管（9）上分布设置有多个喷嘴，所述的导管（9）及导管（9）上的多个喷嘴固定在消毒喷雾站台两侧；所述的消毒喷雾控制系统包括单片机、红外人体检测模块、液位检测报警模块、语音提示模块、按键控制定时喷雾模块以及电源模块，所述的红外人体检测模块、液位检测报警模块、语音提示模块、按键控制定时喷雾模块以及电源模块分别与单片机相连，所述的按键控制定时喷雾模块的信号输出端与水泵（12）电连接；所述的红外人体检测模块设置在消毒喷雾站台顶部，所述的液位检测报警模块设置在消毒液箱（5）上，在消毒喷雾站台的脚踏站立位置上设置有脚踩开始按钮（13），所述的脚踩开始按钮（13）与单片机的信号输入端口电连接。

2.根据权利要求1所述的一种可调节的消毒喷雾装置，其特征在于：所述的消毒喷雾站台由底座（6）与设置在底座（6）上方的框架（1）组成，所述的框架（1）包括横梁和两个侧边框（10）；在所述的底座（6）上两个侧边框（10）的两侧分别设置消毒液箱（5）与水泵（12），所述的导管（9）沿消毒喷雾站台的两个侧边框（10）向上设置，所述的导管（9）及导管（9）上的多个喷嘴固定在消毒喷雾站台的两个侧边框（10）上。

3.根据权利要求1所述的一种可调节的消毒喷雾装置，其特征在于：在所述的导管（9）上分布设置有3个喷嘴，从导管（9）的上端至下端分别为人体上部消毒可调节喷嘴（3）、人体中部消毒固定喷嘴（8）、人体下部消毒固定喷嘴（7）。

4.根据权利要求2所述的一种可调节的消毒喷雾装置，其特征在于：所述的两个侧边框（10）上部均设置有相同的滑道，在滑道上设置有上下滑动调节把手（11），上下滑动调节把手（11）上固定人体上部消毒可调节喷嘴（3）。

5.根据权利要求1所述的一种可调节的消毒喷雾装置，其特征在于：所述的单片机采用AT89C52单片机。

6.根据权利要求1所述的一种可调节的消毒喷雾装置，其特征在于：所述的红外人体检测模块采用热释电红外传感器（2），热释电红外传感器（2）设置在消毒喷雾站台的框架（1）横梁上，热释电红外传感器（2）内部电路的信号输出OUT端连接单片机AT89C52的P2.0引脚。

7.根据权利要求1所述的一种可调节的消毒喷雾装置，其特征在于：所述的语音提示模块采用ISD4004 语音芯片，ISD4004语音芯片与单片机AT89C52之间设置有电平转换电路，单片机AT89C52的P1.6引脚通过电平转换电路连接ISD4004语音芯片的片选引脚/SS，单片机AT89C52的P1.7引脚通过电平转换电路连接ISD4004语音芯片的串行输入引脚 MOSI，单片机AT89C52的P3.2和P3.3分别通过电平转换电路连接ISD4004 语音芯片的串行时钟引脚SCLK和中断引脚/INT；ISD4004语音芯片的音频信号输出引脚 AUDOUT通过一个滤波放大电路与扬声器连接。

8.根据权利要求1所述的一种可调节的消毒喷雾装置，其特征在于：所述的按键控制定时喷雾模块由继电器K、继电器K对应控制的闭合开关、光电耦合器、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、二极管D2以及三极管Q3组成；电阻R9与光电耦合器输入侧的一端相连，光电耦合器输出侧两端分别与电阻R7、电阻R10的一端相连，电阻R7的另一端分别连接三极管Q3的基极、电阻R8的一端，三极管Q3的发射极与电阻R8的另一端共同接地；电阻R10的另一端分别连接二极管D2的阴极、继电器K的一端，二极管D2的阳极、继电器K的另一端共同连接三极管Q3的集电极，继电器K对应控制的闭合开关与水泵电连接，光电耦合器输入侧的另一端连接单片机AT89C52的P2.0端口。

9.根据权利要求1所述的一种可调节的消毒喷雾装置，其特征在于：所述的液位检测报警模块由液位检测传感器、稳压电路、声音报警电路组成，所述的液位检测传感器由四条导线组成，四条导线分别为接+5V电源的D线、低水位控制A线、中水位控制B线、高水位控制C线，所述液位检测传感器的四条导线分别设置在消毒液箱（5）内的不同高度处；所述的液位检测传感器的信号输出端连接稳压电路的信号输入端，稳压电路的信号输出端连接单片机AT89C52的P1.0端口，声音报警电路的信号输入端连接单片机AT89C52的P2.4引脚。

10.根据权利要求9所述的一种可调节的消毒喷雾装置，其特征在于：所述的稳压电路由电阻R11、电阻R12、电阻R13、三极管Q4、三极管Q5以及二极管D3组成，液位检测传感器的信号输出端连接电阻R12的一端，电阻R12的另一端连接三极管Q4的基极，三极管Q4的集电极分别连接电阻R11的一端、二极管D3的阳极，二极管D3的阴极连接三极管Q5的基极，电阻R11的另一端连接电阻R13的一端，电阻R13的另一端与三极管Q5的集电极相连，由电阻R13与三极管Q5集电极之间的引出线连接单片机AT89C52的P1.0端口；所述的声音报警电路由电阻R14、三极管Q6、蜂鸣器组成，电阻R14、三极管Q6、蜂鸣器依次相连，电阻R14到的一端连接单片机AT89C52的P2.4引脚，电阻R14的另一端与三极管Q6的基极相连，三极管Q6的集电极与蜂鸣器相连。