公用水池智能节水系统.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201010263041.1

申请日:

2010.08.25

公开号:

CN101949163A

公开日:

2011.01.19

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

未缴年费专利权终止IPC(主分类):H01L 31/02申请日:20100825授权公告日:20111019终止日期:20120825|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):E03C 1/05申请日:20100825|||公开

IPC分类号:

E03C1/05

主分类号:

E03C1/05

申请人:

南京航空航天大学

发明人:

沈天皓; 蔡明明; 刘军; 蔡胜琴

地址:

210016 江苏省南京市白下区御道街29号

优先权:

专利代理机构:

南京经纬专利商标代理有限公司 32200

代理人:

许方

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内容摘要

本发明公开了一种公用水池智能节水系统,属于节水智能控制领域。该系统包括主控制器(1)、水流检测电路(2)、人体检测电路(3)、电磁阀启动电路(4)、电磁阀(5)和电源模块(7),水流检测电路(2)和人体检测电路(3)均采用传感器模块,两者均连接主控制器(1),主控制器(1)通过电磁阀启动电路(4)控制电磁阀(5),电源模块(7)采用蓄电池或市电。本发明通过传感器控制电磁阀,实现了可控的长时间用水,智能识别用户用水状态,大大提高了公用水池的节水能力。

权利要求书

1: 一种公用水池智能节水系统, 其特征在于 : 包括主控制器 (1)、 水流检测电路 (2)、 人 体检测电路 (3)、 电磁阀启动电路 (4)、 电磁阀 (5) 和电源模块 (7), 其中 : 水流检测电路 (2) 和人体检测电路 (3) 均与主控制器 (1) 连接, 主控制器 (1) 通过电磁阀启动电路 (4) 连接 电磁阀 (5), 电源模块 (7) 分别给主控制器 (1)、 水流检测电路 (2)、 人体检测电路 (3) 和电 磁阀 (5) 供电。
2: 根据权利要求 1 所述的公用水池智能节水系统, 其特征在于 : 所述主控制器 (1) 采 用 51 单片机, 主控制器 (1) 还连接断水指示灯 (6)。
3: 根据权利要求 1 所述的公用水池智能节水系统, 其特征在于 : 所述人体检测电路 (3) 采用热释红外传感器模块。
4: 根据权利要求 1 所述的公用水池智能节水系统, 其特征在于 : 所述电磁阀启动电路 (4) 采用三极管开关电路或电磁继电器。
5: 根据权利要求 1 所述的公用水池智能节水系统, 其特征在于 : 所述电源模块 (7) 采 用蓄电池或市电电源适配器。
6: 根据权利要求 5 所述的公用水池智能节水系统, 其特征在于 : 所述蓄电池采用水流 发电机或太阳能电池板进行充电。

说明书


公用水池智能节水系统

    技术领域 本发明涉及一种节水系统, 尤其涉及一种采用传感器控制电磁阀的公用水池节水 系统, 属于节水智能控制领域。
     背景技术 市场上现有的节水装置主要分为按压式和红外感应式两种。 按压式水龙头原理简 单, 生产成本低, 但其存在机械磨损及出水量不确定的问题 ; 红外感应式水龙头为非接触设 计, 清洁卫生, 但其成本较高。 这两种节水装置都需要更换原有水龙头, 且仅适合短时、 少量 的用水需求。当需要长时、 大量、 连续用水时, 按压式龙头则需要不停地按压或者一直压住 龙头, 使用比较麻烦 ; 红外感应龙头则需要热源一直置于感应区域内, 这样显然不能满足人 们的多种用水情况, 不适用于公用水池, 也不适合大范围的改造推广。
     发明内容
     本发明针对现有节水装置的缺陷, 而提出一种适合长时间用水的公用水池智能节水系统。 该节水系统的结构包括 : 主控制器、 水流检测电路、 人体检测电路、 电磁阀启动电 路、 电磁阀和电源模块, 其中 : 水流检测电路和人体检测电路均与主控制器连接, 主控制器 通过电磁阀启动电路连接电磁阀, 电源模块分别给主控制器、 水流检测电路、 人体检测电路 和电磁阀供电。
     所述主控制器采用 51 单片机, 其还连接断水指示灯 ; 优选地, 人体检测电路采用 热释红外传感器模块 ; 电磁阀启动电路采用三极管开关电路或电磁继电器 ; 电源模块采用 蓄电池或市电电源适配器。
     本发明具有如下有益效果 :
     1、 与现有节水装置相比, 更符合人们的日常用水习惯, 且能满足人们多种用水情 况, 允许用户长时、 大量、 连续用水。
     2、 当用水后水龙头没有拧紧或忘记关时, 系统可自行关闭电磁阀截断流水, 节约 水资源。
     3、 若用户在用水时暂时离开, 系统可以在容器盛满水后自动断水, 设计更加人性 化。
     4、 使用本系统不需要更换新的水龙头, 节约了成本。
     5、 本系统硬件配置灵活, 可满足不同用户的需求。
     附图说明 图 1 为本发明的组成结构框图, 图中标号名称 : 1、 主控制器 ; 2、 水流检测电路 ; 3、 人体检测电路 ; 4、 电磁阀启动电路 ; 5、 电磁阀 ; 6、 断水指示灯 ; 7、 电源模块。
     图 2 为水流检测电路原理图。
     图 3 为三极管开关电路原理图。 图 4 为主控制器单片机控制逻辑示意图。具体实施方式
     本发明的结构如图 1 所示, 包括主控制器 1、 水流检测电路 2、 人体检测电路 3、 电磁 阀启动电路 4、 电磁阀 5 和电源模块 7, 其中 : 水流检测电路 2 和人体检测电路 3 均与主控制 器 1 连接, 主控制器 1 通过电磁阀启动电路 4 连接电磁阀 5, 主控制器 1 还连接断水指示灯 6, 电源模块 7 分别给主控制器 1、 水流检测电路 2、 人体检测电路 3 和电磁阀 5 供电。
     主控制器 1 采用 51 系列单片机 ; 水流检测电路 2 的电路结构如图 2 所示, 其是由 导电探针 3.2、 电阻 3.3(10k) 和三极管 3.4(9013) 组成, 导电探针 3.2 插入下水管道 3.1 的 管壁, 电路信号输出端 3.5 连接单片机 ; 人体检测电路 3 采用热释红外传感器模块, 该模块 包括 RE200B 热释电红外传感器和红外专用 BISS0001 芯片模块 ; 电磁阀 5 可购买获得。
     热释电红外传感器安装在水池前上方, 水流检测装置安装在下水管壁上, 电磁阀 5 安装在水池主进水管上, 电源部分另外安装, 其他部分安装在控制盒内。
     本系统工作电源采用蓄电池或市电供电, 可依靠水流发电或太阳能补充电能, 实 现半封闭式运行 ; 采用热释红外传感器来探测公用水池周围是否有人, 水流传感器实时测 量下水道流量, 电磁阀控制主进水管通断 ; 由主控制器智能判断用户的用水状态, 实现有人 无水、 有人有水、 无人流水、 无人无水 ( 正常状态 )、 无人无水 ( 人暂时离开 ) 五种状态的识 别并做出不同控制, 不仅可防止无人流水状态, 还允许给容器打水时人暂时离开而不断水。 五种工作状态由单片机程序控制, 单片机控制逻辑如图 4 所示, 具体如下 :
     A、 有人无水状态 : 有人, 未用水时, 电磁阀常开 ;
     B、 有人有水状态 : 有人, 在用水时, 电磁阀常开 ;
     C、 无人流水状态 : 无人, 下水道有水时, 电磁阀闭合水管断水, 断水指示灯亮起 ;
     D、 无人无水 ( 正常 ) 状态 : 无人, 下水道无水, 且水龙头未打开时, 电磁阀常开 ;
     E、 无人无水 ( 人暂时离开 ) 状态 : 无人, 下水道无水, 但水龙头打开向容器中放水, 电磁阀常开。
     在断水情况下, 若有人回到水池前, 电磁阀门会重新打开, 自来水又可以正常使 用, 断水指示灯熄灭。
     下面介绍本发明的三种实施例。
     实施例 1 :
     本系统由蓄电池供电。 截断进水管, 在进水管上安装水流发电机和电磁阀, 热释红 外传感器安装在水池前上方, 水流检测装置安装在下水管道上, 导电探针插入管壁 ( 注意 防止渗漏 )。通过人体检测电路和水流检测电路输出高低电平至单片机, 可判断出有人有 水、 有人无水、 无人有水三种状态, 再结合标志位 Flag 的值, 又可判断出无人无水 ( 正常 ) 和无人无水 ( 人暂时离开 ) 两种状态。单片机通过三极管开关电路控制电磁阀的闭合和导 通。在用水时, 水流发电机工作, 给蓄电池充电。
     三极管开关电路的电路结构如图 3 所示, 其是由两个电阻 R5、 R7 和两个三极管 Q2、 Q3 组成, 图中 4.1 端连接电源, 电磁阀控制端 4.2 连接单片机, 4.3 端连接电磁阀。
     实施例 2 :
     本系统由蓄电池供电。 截断进水管, 在进水管上安装电磁阀, 热释红外传感器安装 在水池前上方, 水流检测装置安装在下水管道上, 导电探针插入管壁 ( 注意防止渗漏 ), 太 阳能电池板安装在阳光充足处。通过人体检测电路和水流检测电路输出高低电平至单片 机, 可判断出有人有水、 有人无水、 无人有水三种状态, 再结合标志位 Flag 的值, 又可判断 出无人无水 ( 正常 ) 和无人无水 ( 人暂时离开 ) 两种状态。单片机通过电磁继电器控制电 磁阀的闭合和导通。有阳光时, 太阳能电池给蓄电池充电。
     实施例 3 :
     本系统通过电源适配器采用 220V 交流供电, 无充电装置。截断进水管, 在进水管 上安装电磁阀, 热释红外传感器安装在水池前上方, 水流检测装置安装在下水管道上, 导电 探针插入管壁 ( 注意防止渗漏 )。通过人体检测电路和水流检测电路输出高低电平至单片 机, 可判断出有人有水、 有人无水、 无人有水三种状态, 再结合标志位 Flag 的值, 又可判断 出无人无水 ( 正常 ) 和无人无水 ( 人暂时离开 ) 两种状态。单片机通过电磁继电器控制电 磁阀的闭合和导通。

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资源描述

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1、10申请公布号CN101949163A43申请公布日20110119CN101949163ACN101949163A21申请号201010263041122申请日20100825E03C1/0520060171申请人南京航空航天大学地址210016江苏省南京市白下区御道街29号72发明人沈天皓蔡明明刘军蔡胜琴74专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司32200代理人许方54发明名称公用水池智能节水系统57摘要本发明公开了一种公用水池智能节水系统,属于节水智能控制领域。该系统包括主控制器1、水流检测电路2、人体检测电路3、电磁阀启动电路4、电磁阀5和电源模块7,水流检测电路2和人体检测电路3均。

2、采用传感器模块,两者均连接主控制器1,主控制器1通过电磁阀启动电路4控制电磁阀5,电源模块7采用蓄电池或市电。本发明通过传感器控制电磁阀,实现了可控的长时间用水,智能识别用户用水状态,大大提高了公用水池的节水能力。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图2页CN101949166A1/1页21一种公用水池智能节水系统,其特征在于包括主控制器1、水流检测电路2、人体检测电路3、电磁阀启动电路4、电磁阀5和电源模块7,其中水流检测电路2和人体检测电路3均与主控制器1连接,主控制器1通过电磁阀启动电路4连接电磁阀5,电源模块7分别给主控制器1、水流检。

3、测电路2、人体检测电路3和电磁阀5供电。2根据权利要求1所述的公用水池智能节水系统,其特征在于所述主控制器1采用51单片机,主控制器1还连接断水指示灯6。3根据权利要求1所述的公用水池智能节水系统,其特征在于所述人体检测电路3采用热释红外传感器模块。4根据权利要求1所述的公用水池智能节水系统,其特征在于所述电磁阀启动电路4采用三极管开关电路或电磁继电器。5根据权利要求1所述的公用水池智能节水系统,其特征在于所述电源模块7采用蓄电池或市电电源适配器。6根据权利要求5所述的公用水池智能节水系统,其特征在于所述蓄电池采用水流发电机或太阳能电池板进行充电。权利要求书CN101949163ACN1019。

4、49166A1/3页3公用水池智能节水系统技术领域0001本发明涉及一种节水系统,尤其涉及一种采用传感器控制电磁阀的公用水池节水系统,属于节水智能控制领域。背景技术0002市场上现有的节水装置主要分为按压式和红外感应式两种。按压式水龙头原理简单,生产成本低,但其存在机械磨损及出水量不确定的问题;红外感应式水龙头为非接触设计,清洁卫生,但其成本较高。这两种节水装置都需要更换原有水龙头,且仅适合短时、少量的用水需求。当需要长时、大量、连续用水时,按压式龙头则需要不停地按压或者一直压住龙头,使用比较麻烦;红外感应龙头则需要热源一直置于感应区域内,这样显然不能满足人们的多种用水情况,不适用于公用水池,。

5、也不适合大范围的改造推广。发明内容0003本发明针对现有节水装置的缺陷,而提出一种适合长时间用水的公用水池智能节水系统。0004该节水系统的结构包括主控制器、水流检测电路、人体检测电路、电磁阀启动电路、电磁阀和电源模块,其中水流检测电路和人体检测电路均与主控制器连接,主控制器通过电磁阀启动电路连接电磁阀,电源模块分别给主控制器、水流检测电路、人体检测电路和电磁阀供电。0005所述主控制器采用51单片机,其还连接断水指示灯;优选地,人体检测电路采用热释红外传感器模块;电磁阀启动电路采用三极管开关电路或电磁继电器;电源模块采用蓄电池或市电电源适配器。0006本发明具有如下有益效果00071、与现有。

6、节水装置相比,更符合人们的日常用水习惯,且能满足人们多种用水情况,允许用户长时、大量、连续用水。00082、当用水后水龙头没有拧紧或忘记关时,系统可自行关闭电磁阀截断流水,节约水资源。00093、若用户在用水时暂时离开,系统可以在容器盛满水后自动断水,设计更加人性化。00104、使用本系统不需要更换新的水龙头,节约了成本。00115、本系统硬件配置灵活,可满足不同用户的需求。附图说明0012图1为本发明的组成结构框图,图中标号名称1、主控制器;2、水流检测电路;3、人体检测电路;4、电磁阀启动电路;5、电磁阀;6、断水指示灯;7、电源模块。0013图2为水流检测电路原理图。说明书CN10194。

7、9163ACN101949166A2/3页40014图3为三极管开关电路原理图。0015图4为主控制器单片机控制逻辑示意图。具体实施方式0016本发明的结构如图1所示,包括主控制器1、水流检测电路2、人体检测电路3、电磁阀启动电路4、电磁阀5和电源模块7,其中水流检测电路2和人体检测电路3均与主控制器1连接,主控制器1通过电磁阀启动电路4连接电磁阀5,主控制器1还连接断水指示灯6,电源模块7分别给主控制器1、水流检测电路2、人体检测电路3和电磁阀5供电。0017主控制器1采用51系列单片机;水流检测电路2的电路结构如图2所示,其是由导电探针32、电阻3310K和三极管349013组成,导电探针。

8、32插入下水管道31的管壁,电路信号输出端35连接单片机;人体检测电路3采用热释红外传感器模块,该模块包括RE200B热释电红外传感器和红外专用BISS0001芯片模块;电磁阀5可购买获得。0018热释电红外传感器安装在水池前上方,水流检测装置安装在下水管壁上,电磁阀5安装在水池主进水管上,电源部分另外安装,其他部分安装在控制盒内。0019本系统工作电源采用蓄电池或市电供电,可依靠水流发电或太阳能补充电能,实现半封闭式运行;采用热释红外传感器来探测公用水池周围是否有人,水流传感器实时测量下水道流量,电磁阀控制主进水管通断;由主控制器智能判断用户的用水状态,实现有人无水、有人有水、无人流水、无人。

9、无水正常状态、无人无水人暂时离开五种状态的识别并做出不同控制,不仅可防止无人流水状态,还允许给容器打水时人暂时离开而不断水。0020五种工作状态由单片机程序控制,单片机控制逻辑如图4所示,具体如下0021A、有人无水状态有人,未用水时,电磁阀常开;0022B、有人有水状态有人,在用水时,电磁阀常开;0023C、无人流水状态无人,下水道有水时,电磁阀闭合水管断水,断水指示灯亮起;0024D、无人无水正常状态无人,下水道无水,且水龙头未打开时,电磁阀常开;0025E、无人无水人暂时离开状态无人,下水道无水,但水龙头打开向容器中放水,电磁阀常开。0026在断水情况下,若有人回到水池前,电磁阀门会重新。

10、打开,自来水又可以正常使用,断水指示灯熄灭。0027下面介绍本发明的三种实施例。0028实施例10029本系统由蓄电池供电。截断进水管,在进水管上安装水流发电机和电磁阀,热释红外传感器安装在水池前上方,水流检测装置安装在下水管道上,导电探针插入管壁注意防止渗漏。通过人体检测电路和水流检测电路输出高低电平至单片机,可判断出有人有水、有人无水、无人有水三种状态,再结合标志位FLAG的值,又可判断出无人无水正常和无人无水人暂时离开两种状态。单片机通过三极管开关电路控制电磁阀的闭合和导通。在用水时,水流发电机工作,给蓄电池充电。0030三极管开关电路的电路结构如图3所示,其是由两个电阻R5、R7和两个。

11、三极管Q2、Q3组成,图中41端连接电源,电磁阀控制端42连接单片机,43端连接电磁阀。0031实施例2说明书CN101949163ACN101949166A3/3页50032本系统由蓄电池供电。截断进水管,在进水管上安装电磁阀,热释红外传感器安装在水池前上方,水流检测装置安装在下水管道上,导电探针插入管壁注意防止渗漏,太阳能电池板安装在阳光充足处。通过人体检测电路和水流检测电路输出高低电平至单片机,可判断出有人有水、有人无水、无人有水三种状态,再结合标志位FLAG的值,又可判断出无人无水正常和无人无水人暂时离开两种状态。单片机通过电磁继电器控制电磁阀的闭合和导通。有阳光时,太阳能电池给蓄电池。

12、充电。0033实施例30034本系统通过电源适配器采用220V交流供电,无充电装置。截断进水管,在进水管上安装电磁阀,热释红外传感器安装在水池前上方,水流检测装置安装在下水管道上,导电探针插入管壁注意防止渗漏。通过人体检测电路和水流检测电路输出高低电平至单片机,可判断出有人有水、有人无水、无人有水三种状态,再结合标志位FLAG的值,又可判断出无人无水正常和无人无水人暂时离开两种状态。单片机通过电磁继电器控制电磁阀的闭合和导通。说明书CN101949163ACN101949166A1/2页6图1图2说明书附图CN101949163ACN101949166A2/2页7图3图4说明书附图CN101949163A。

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