CN210917618U - 无线智能厕所自动冲水控制阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及自动控制领域的无线智能厕所自动冲水控制阀。中央控制模块分别与红外传感器、无线模块和冲水阀控制电机电连接，无线模块通过无线网关与管理平台通信连接，冲水阀控制电机控制设置于自来水管上的冲水阀，中央控制模块包括主控芯片和用于连接外部设备的对外接口模块。无线模块通过主控芯片的RF_nSET复位接线口与主控芯片连接，无线模块将红外传感器反馈信号上报到无线网关，再接收来自无线网关的是否冲水指令，利用中央控制模块精准控制冲水阀的开关，现了人工与机器的完美结合，实现了冲水控制阀的精确控制。

Description

无线智能厕所自动冲水控制阀

技术领域

本实用新型涉及自动控制技术领域，具体涉及无线智能厕所自动冲水控制阀。

背景技术

智慧厕所在智能化方面目前只做到了便后自动冲水的效果。此项功能只是解决了冲水的自动化，以防便后忘冲水或使适用更方便。而上述功能使用的自动冲水控制阀原理是使用一对红外发射接收管，利用红外发射管不停的发出红外光，当红外光碰到障碍物会反射回一束光，接收器收到反射回来的光，即认定为前方有人，当前方障碍物离开后，红外接收器收不到反射回的红外光，即认定为前方无人，然后定时启动马达，打开水控制阀放水冲厕所，达到一定时间便关掉水控制阀。此种技术的缺点在于不能保证厕所每一次放水冲洗干净，并且红外光线的检测结果准确率较低，比如红外线对身穿黑色衣服的人物辨识比较低，当前方障碍物静止不动时，也会对反馈结果的准确率产生一定的影响。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足和缺陷，提供一种无线智能厕所自动冲水控制阀，能够准确反馈前方是否有人(或障碍物)，精准控制放水，并且能够实现在长时间无人的情况下按时放水进行清理。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

无线智能厕所自动冲水控制阀，包括电源模块、中央控制模块，所述中央控制模块同时与红外传感器、排水阀控制电机和电源模块电连接，所述排水阀控制电机通过排水阀连接自来水管，还包括无线模块与中央控制模块电连接，所述无线模块通过无线网关与管理平台通信连接，所述中央控制模块包括主控芯片和用于连接外部设备的对外接口模块，所述无线模块与主控芯片的RF_nSET复位接线口连接，所述对外接口模块、红外传感器分别与主控芯片电连接。

具体的，所述对外接口模块用于电气设备之间的电连接，包括CAN接口、RS485接口和I/O接口。

具体的，所述电源模块适应6V～28V的宽电压输入，包含LDO芯片。

具体的，所述中央控制模块还包含用于检测电量的AD接口和用于与无线模块通信的SPI接口，中央控制模块芯片型号为CORTEX M0。

具体的，所述无线模块选用SEMTCH的LORA芯片用于接收和发送无线信号。

具体的，所述排水阀控制电机通过脉冲充控制阀控制冲水阀的开关。

本实用新型相比现有技术包括以下优点及有益效果：

本实用新型中采用红外传感器替代红外线发射管和红外线接收管，并且增设无线传输模块与无线网关连接，能够实时将信号传递至管理平台，并由管理平台对厕所的使用状态进行分析，以此控制实现对冲水阀的智能控制，节约能源。

附图说明

图1为本实用新型的流程框图。

图2为本实用新型的模块连接图。

图3为电源电路原理图。

图4为中央控制模块的电路原理图。

图5为红外传感器的电路原理图。

图6为无线传输模块的电路原理图。

图7为冲水阀的控制电路原理图。

图8为冲水阀控制电路的时序状态表。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装、设置有、连接”等，应做广义理解。此外，本实用新型的红外发生器、红外传感器、网关、对外接口等部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。

如图1至图8所示，本实用新型的具体实施过程如下：

红外感应式冲水阀是通过红外线反射的原理，当人体在蹲便器的红外线区域内，红外线发射管发出的红外线由于人体的遮挡反射到红外线接收管，能够感应到如厕的人是否离开，从而决定是否执行冲水指令。通过集成线路内的微电脑处理后把信号发送给脉冲电磁阀，电磁阀接受信号后按指令打开阀芯去控制机器。因此可以说红外感应式冲水阀是一种新发明的智能冲水阀，在传统冲水阀的功能基础上加入了智能控制的功能，能够增大效率，节省水资源的浪费。

无线智能厕所自动冲水控制阀在红外感应式冲水阀的基础上，以红外传感器替代红外线发射管和红外线接收管，红外传感器与中央控制模块电性连接，中央控制模块接收并处理来自红外传感器的信号向冲水阀控制电机发送指令以控制冲水阀的开关。

同时，本实用新型中增加无线传输模块，同时与红外传感器和中央控制模块电性连接，与后端的无线网关通信连接，无线网关又与管理平台通信连接。无线传输模块可以接收来自于网关的控制指令，同时会把“有人”或“无人”的信息上报至无线网关，无线网关将无线传输模块上报的信息传递给管理平台。管理平台统计每一个厕所位上厕所的人数，当一个大小便池使用次数超过一定人数之后，通过网关下发指令给到对应的大小便池，在没人使用的时候，定时冲洗便池。也可以指定厕所保洁人员去人工冲洗便池。其流程图见附图1。

具体的，还有电源模块与中央控制模块电连接，为中央控制模块供电。电源模块可以是外接干电池，也可以接入电压为6V～28V的电源，电源模块设有LDO芯片，能够将接入的宽幅电压转换成3.3V低压为设备供电。LDO芯片的应用非常简单，现有技术中大多数LDO芯片在使用中仅需在输入端及输出端各接一颗电容即可稳定工作。电源模块的电路参见附图3。

中央控制模块选用ST公司生产的的型号为CORTEX M0的低功耗芯片，该芯片对外有AD接口、SPI接口和I/O接口。AD接口用于在干电池供电时检测电量余量；SPI接口用于与无线传输模块进行通讯；I/O接口用于控制马达转动。中央控制模块的电路接线图参见附图4，VDD接线口与VSS接线口之间通过电容C102连接，电容C102靠近VDD接线口的一端接入外接电源，靠近VSS接线口的一端接地。

红外传感器用于检测前方是否有障碍物将其发射的红外线反射回来，即前方是否有人状态，当收到人体反射回来的红外光线则结果为是，通过I/O接口向主控上报信息。包括光学系统、检测元件和转换电路。红外传感器的电路原理属于现有技术，是本领域技术人员可容易想到的常用电气元件。

无线传输模块使用SEMTCH的LORA芯片进行无线收发。中央控制模块通电后，会通过RF_nSET接线口使无线传输模块芯片复位。所述芯片复位之后即进入接收状态，能够接收无线信号和主机通过SPI接口发出的数据。无线传输模块的接线图参见附图6。

冲水阀的控制方法：要改变电磁阀的状态，只需要提供20ms～40ms的脉冲(30ms为最佳)，之后电平拉成一致。以冲水时间5s为例，其控制时序为：默认状态为No.4；电平拉成状态No.3，冲水阀打开，30ms后电平拉回No.4；5s后冲水结束，电平拉成状态No.2，冲水阀关闭，30ms后拉回No.4。

本实用新型中冲水阀控制电路参见附图7，其时序状态表参见附图8。

本实用新型的具体实施方式为：

红外传感器持续向前方发射红外线，当前方有人，红外传感器接收到前方反射回来的到红外光时，中央控制模块判断为“有人”，无线模块向无线网关报告“有人”信息，此时冲水阀休眠并继续向前方发射红外光，当前方人离开后，红外传感器不在接收到反射回来的红外光，此时中央控制模块判断为“离开”，无线模块向无线网关报告“离开”信息，冲水阀接收到指令开放冲水，冲水时间根据实际需要预设，冲水结束后重复上述步骤；

当红外传感器长期没有接收到反射回来的红外光时，系统判断无线模块是否接收到来自上位设备的冲水指令，若没有，冲水阀继续休眠，若接收到信息，则查询近期状态，由管理平台决定是否冲水，并向冲水阀发送相应指令。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.无线智能厕所自动冲水控制阀，包括电源模块、中央控制模块，所述中央控制模块同时与红外传感器、排水阀控制电机和电源模块电连接，所述排水阀控制电机通过排水阀连接自来水管，其特征在于：还包括无线模块与中央控制模块电连接，所述无线模块通过无线网关与管理平台通信连接，所述中央控制模块包括主控芯片和用于连接外部设备的对外接口模块，所述无线模块与主控芯片的RF_nSET复位接线口连接，所述对外接口模块、红外传感器分别与主控芯片电连接。

2.根据权利要求1所述的无线智能厕所自动冲水控制阀，其特征在于：所述对外接口模块用于电气设备之间的电连接，包括CAN接口、RS485接口和I/O接口。

3.根据权利要求1所述的无线智能厕所自动冲水控制阀，其特征在于：所述电源模块适应6V～28V的宽电压输入，包含LDO芯片。

4.根据权利要求1所述的无线智能厕所自动冲水控制阀，其特征在于：所述中央控制模块还包含用于检测电量的AD接口和用于与无线模块通信的SPI接口，中央控制模块芯片型号为CORTEX M0。

5.根据权利要求1所述的无线智能厕所自动冲水控制阀，其特征在于：所述无线模块选用SEMTCH的LORA芯片用于接收和发送无线信号。

6.根据权利要求5所述的无线智能厕所自动冲水控制阀，其特征在于：所述排水阀控制电机通过脉冲充控制阀控制冲水阀的开关。

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