公共衛(wèi)生間智能節(jié)水控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、 公共衛(wèi)生間智能節(jié)水控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)李慶華1，沙敏娜2（1.山東輕工業(yè)學(xué)院信控學(xué)院，山東濟(jì)南250100；2.中國石油大連石化公司信息中心，遼寧大連116031）摘要：本文介紹了公共衛(wèi)生間智能節(jié)水控制系統(tǒng)的硬件及軟件設(shè)計(jì)，在淡水資源日趨短缺的今天，本文開發(fā)的節(jié)水控制系統(tǒng)有著很好的推廣和應(yīng)用價(jià)值。關(guān)鍵詞：節(jié)水控制系統(tǒng)；智能；淡水資源中圖分類號(hào)：TP271+.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A、性、亠1前言我國是一個(gè)干旱缺水嚴(yán)重的國家。淡水資源總量為28000億立方米，占全球水資源的6，人均只有2300立方米，僅為世界平均水平的14?？鄢y以利用的洪水涇流和散布在偏遠(yuǎn)地區(qū)的地下水資源后，我國現(xiàn)實(shí)可利用的淡水資源量則更

2、少，僅為11000億立方米左右，人均可利用水資源量約為900立方米，并且其分布極不均衡。到20世紀(jì)末，全國600多座城市中，已有400多個(gè)城市存在供水不足問題，其中比較嚴(yán)重的缺水城市達(dá)110個(gè)，全國城市缺水總量為60億立方米。所以，節(jié)約用水非常必要。研制節(jié)水控制系統(tǒng)，大幅度提高水的利用率，達(dá)到節(jié)約用水的目的，有著巨大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益。本文設(shè)計(jì)的公共衛(wèi)生間智能節(jié)水控制系統(tǒng)，主要應(yīng)用到各種學(xué)校、酒店、賓館、車站等那些為較多社會(huì)群體服務(wù)的公共衛(wèi)生間中，它可根據(jù)衛(wèi)生間進(jìn)入的人數(shù)及入廁的種類進(jìn)行智能控制衛(wèi)生間的沖水的次數(shù)和時(shí)間，從而達(dá)到既方便使用又節(jié)水的目的。本控制系統(tǒng)主要由CPU控制部分、紅外傳感計(jì)數(shù)

3、部分、電磁閥控制部分、“看門狗”電路等功能電路組成?？蓪?shí)現(xiàn)根據(jù)入廁方式和入廁人數(shù)的不同自由設(shè)定自動(dòng)沖水時(shí)間和次數(shù)，用戶可根據(jù)實(shí)際需要方便靈活的實(shí)現(xiàn)功能模式的設(shè)定和選擇。2控制系統(tǒng)的基本原理及電路設(shè)計(jì)2.1CPU控制部分本控制系統(tǒng)的控制核心采用AT89C51單片機(jī)，對外部紅外傳感計(jì)數(shù)單元電路傳送過來的入廁人數(shù)計(jì)數(shù)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，可根據(jù)實(shí)際需要選擇多路紅外傳感單元，分別對應(yīng)不同的廁所房間。同時(shí)本部分具有手動(dòng)設(shè)定參數(shù)、參數(shù)存儲(chǔ)、狀態(tài)及計(jì)數(shù)信息數(shù)碼管顯示等功能。手動(dòng)參數(shù)設(shè)定采用4只按鍵，連接到P2.0P2.3，參數(shù)存儲(chǔ)采用EEPROMAT24C01,控制器的顯示采用4只共陰極數(shù)碼管，由P1口作為位碼輸出

4、，P2.4P2.7作為段碼輸出，分別配合由三級(jí)管9012和9013組成的驅(qū)動(dòng)放大電路實(shí)現(xiàn)，該電路具有設(shè)計(jì)成本低，使用方便等優(yōu)點(diǎn)?？甲髡吆喗椋豪顟c華（1977），男，遼寧省丹東市人，漢族，碩士，講師，研究方向：信號(hào)與圖像處理，嵌入式系統(tǒng)開發(fā)。慮到控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可能由于電磁閥的關(guān)斷打開操作所帶來的電磁干擾會(huì)使微處理器“死機(jī)”，本硬件系統(tǒng)還設(shè)計(jì)了由IMP813L構(gòu)成的“看門狗”電路，保證系統(tǒng)“死機(jī)”后會(huì)自動(dòng)重啟，總體硬件電路設(shè)計(jì)如圖1所示。01H3Ji7ILIIHvlfu氏slHnflsnn西r-三-二=a1-ii-Jt-7H-3yALiJ11L.lr曇.VE圖12.2紅外傳感計(jì)數(shù)部分本部分電路

5、主要以熱釋電紅外傳感器為組成核心，用于檢測人體發(fā)射的紅外線，其檢測區(qū)呈球形,視角為70左右。較完整的熱釋電紅外探測電路應(yīng)包括：傳感器，高、低通放大器，電壓比較器，延時(shí)電路及執(zhí)行電路（或電器）等單元。具體電路如圖2所示，由于該電路在市場中已有成形產(chǎn)品，其原理這里不作具體介紹，我們這里利用該電路中NE555發(fā)出開關(guān)信號(hào)作為檢測人數(shù)的計(jì)數(shù)脈沖送入單片機(jī)中進(jìn)行計(jì)數(shù)處理。圖22.3電磁閥控制部分電磁閥控制電路采用繼電器開關(guān)控制，利用單片機(jī)P3.0和P3.1控制兩個(gè)9013實(shí)現(xiàn)繼電器電磁閥的驅(qū)動(dòng)，電路圖如圖3所示，該電路的優(yōu)點(diǎn)是可靈活選擇沖水電磁閥的供電方式。3程序設(shè)計(jì)控制器主程序主要完成沖水定時(shí)、如廁人

6、數(shù)脈沖計(jì)數(shù)、鍵盤掃描、數(shù)碼管控制顯示、參數(shù)存儲(chǔ)以及沖水電磁閥定時(shí)控制等，主程序框圖如圖4所示。4結(jié)束語本文設(shè)計(jì)的公共衛(wèi)生間智能節(jié)水控制系統(tǒng)功能齊全、安裝維護(hù)方便，特別適用各種學(xué)校、酒店、賓館、車站等那些為較多社會(huì)群體服務(wù)的公共衛(wèi)生間中，既可滿足衛(wèi)生要求，又可達(dá)到節(jié)約用水的目的，也可用于林木花草的定時(shí)澆灌。在淡水短缺的今天，該節(jié)水控制系統(tǒng)有著良好的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益，并具有很好的推廣和應(yīng)用價(jià)值。參考文獻(xiàn)：胡漢才.單片機(jī)原理及其接口技術(shù)北京：清華大學(xué)出版社，2002.何立民單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編北京：北京航空航天出版社，2002.溫欣玲等.基于紅外技術(shù)的檢測控制裝置.激光與紅外，2006年第1期.Desi

7、gntheIntelligentWater-savingControlSystemofPublicToiletLIQing-hua1,SHAMin-na2(1.ShandongInstituteofLightIndustry,Jinan250100,China;2.CNPCDalianPetrochemicalCorporation,Dalian116031,China)Abstract:Inthispaper,thehardwareandsoftwaredesignofintelligentwater-savingcontrolsystemwhichisutilizedinthepublictoiletisintroduced.Asthedeficiencyoffreshwaterresource,thewater-savingcontrolsystemthatwedevelo