一种便器冲水装置及系统的制作方法

本实用新型涉及一种冲水装置，特别是涉及一种便器冲水装置及系统。

背景技术：

节水为当今社会的焦点之一，特别是在厕所这个人员聚集的地方，传统厕所冲水系统在使用的过程中暴露出很多缺点，如：

(1)冲洗效果差，总会残留污斑，时间过长，会臭气熏天，使人不愿入厕，导致恶性循环，影响城市形象；

(2)耗水量大，未考虑节能设施；

(3)成本高，时常需要清洁人员来进行冲洗造成极高的运营成本；

(4)为了清洗干净，大量使用化学试剂，污染环境。

针对耗水量大的问题，公开号为CN207277469U的中国专利披露了一种厕所便器智能冲水系统装置，是由:流量传感器(1)、电磁阀(2)、红外传感器(3)、图像传感器(4)、射灯(5)、便器(6)、图像采集卡(7)、图像预处理模块(8)、图像处理模块(9)、主控单元(10),Ⅰ驱动电路(11)、Ⅱ驱动电路(12)、电源电路 (13)、Ⅰ光电耦合器(14)、Ⅱ光电耦合器(15)、Ⅰ放大器(16)、Ⅱ放大器(17), A/D采样电路(18)、采集控制电路板(19)构成；其特征在于:便器(6)后方设置自来水管道，便器(6)的自来水管道上分别设置流量传感器(1)、电磁阀(2)；便器 (6)的自来水管道一侧设置采集控制电路板(19)；采集控制电路板(19)一侧分别设置红外传感器(3)、图像传感器(4),射灯(5)，红外传感器(3)对应便器(6)前端设置，射灯(5)、图像传感器(4)分别对应便器(6)上口设置。该专利对便器内是否有大便进行检测和对比，区分如厕人是大便或小便，大便多冲水，小便少冲水，每天每人使用便器冲洗用水量能够降低60％以上；大面积推广使用，能够大量节约水资源。但该专利忽略了电磁阀长期处于潮湿环境易受潮，会减短使用寿命以及损坏，未对电磁阀进行防潮保护，同时通过流量传感器反馈流量来调节电磁阀开度以达到不同的排水量，需要流量反馈，控制方法复杂。

技术实现要素：

本实用新型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便器冲水装置及系统。

为了实现本实用新型的上述目的，根据本实用新型的第一个方面，本实用新型提供了一种便器冲水装置，包括多个设置在便池内且位于下水道入口对立侧的喷头，设置在每个喷头所在管路的电磁阀，所述电磁阀、电磁阀所在管路的部分或全部埋入地面下；

还包括固定在便池上方或便池内沿的图像传感器和/或气味传感器，以及控制器；

所述电磁阀的信号输入端与控制器的阀门控制端连接，控制器的第一信号输入端与图像传感器的输出端连接，控制器的第二信号输入端与气味传感器的输出端连接。

上述技术方案的有益效果为：通过图像传感器和/或气味传感器检测用户大便还是小便，大便时，控制器打开全部电磁阀，多个喷头同时冲水，小便时，控制器打开一个或较少数量的电磁阀进行冲水，能有效地节约用水量，且控制方法简单，易实现，将电磁阀以及其所在管路掩埋在地面下，有利于防潮，延长电磁阀使用寿命。

在本实用新型的一种优选实施方式中，还包括人体感应传感器，所述人体感应传感器的输出端与控制器的第三信号输入端连接。

上述技术方案的有益效果为：通过人体感应传感器能检测到用户是否离开便器，离开便器时才开启图像传感器拍摄照片，以及唤醒休眠的控制器，保护了用户隐私，并且节约耗电。

在本实用新型的一种优选实施方式中，在埋入地面下的电磁阀和/或管路上覆盖有沙子。

上述技术方案的有益效果为：通过沙子吸收地面下的潮汽，防潮效果更好。

在本实用新型的一种优选实施方式中，所述喷头为3个等且间隔设置。

上述技术方案的有益效果为：间隔设置，3个喷头的数量比较合适。

在本实用新型的一种优选实施方式中，还包括设置在便位周边或便位门上的指示器，所述指示器的信号输入端与控制器的指示控制端连接。

上述技术方案的有益效果为：用于指示是否有人在使用便器，方面用户使用。

在本实用新型的一种优选实施方式中，还包括设置在每个喷头所在管路上的流量传感器，所述流量传感器的输出端与控制器的第四信号输入端连接。

上述技术方案的有益效果为：便于一段时间内总用水量统计，以及通过检测关闭电磁阀后是否还有水流，以检测电磁阀或管路系统的故障。

在本实用新型的一种优选实施方式中，还包括通信模块，所述通信模块的有线端与控制器的数据接口通信连接。

上述技术方案的有益效果为：便于上传工作情况和报警信号给远程控制端。

在本实用新型的一种优选实施方式中，还包括提供电源的电源模块，所述电源模块包括AC-DC转换芯片、DC-DC转换芯片、第一电容、第二电容和第三电容；

所述AC-DC转换芯片的输入端与市电连接，AC-DC转换芯片的输出端分别与 DC-DC转换芯片的输入端、第一电容的第一端、第二电容的第一端连接，第一电容的第二端和第二电容的第二端分别与地连接，DC-DC转换芯片的输出端与第三电容的第一端连接，第三电容的第二端与地连接。

上述技术方案的有益效果为：为系统提供稳定电源。

为了实现本实用新型的上述目的，根据本实用新型的第一个方面，本实用新型提供了一种便器冲水系统，包括至少一个便器，以及本实用新型所述的便器冲水装置，服务器，以及多个客户端；

每个便器冲水装置的通信模块的无线端与服务器的输入端无线连接，客户端通过因特网访问服务器。

上述技术方案的有益效果为：除具有上述便器冲水装置的有益效果外，还建立了无线通信网络，可实现大数量、大范围便器管理，不受线缆的束缚。

附图说明

图1是本实用新型一具体实施方式的系统框图；

图2是本实用新型一具体实施方式的电路结构图，其中，图2(a)控制器电路连接图；图2(b)电磁阀电路连接图；图2(c)图像传感器电路连接图；图2(d)气味传感器和流量传感器电路连接图；图2(e)人体感应传感器电路连接图；图2(f)指示器电路连接图；图2(g)通信模块电路连接图；

图3是是本实用新型一具体实施方式的电源模块电路结构图；

图4是是本实用新型一具体实施方式的控制器内部电路结构图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，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，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

本实用新型公开了一种便器冲水装置，如图1所示，该装置包括多个设置在便池内且位于下水道入口对立侧的喷头，设置在每个喷头所在管路的电磁阀，所述电磁阀、电磁阀所在管路的部分或全部埋入地面下；

还包括固定在便池上方或便池内沿的图像传感器和/或气味传感器，以及控制器；

所述电磁阀的信号输入端与控制器的阀门控制端连接，控制器的第一信号输入端与图像传感器的输出端连接，控制器的第二信号输入端与气味传感器的输出端连接。

在本实施方式中，控制器可选择单片机、MCU等，如选用K60单片机，型号可为K60FX512VLQ15，其电路连接图如图2(a)所示。

在本实施方式中，图像传感器可选择摄像头，优选的设置在便池水箱上，镜头垂直向下拍摄；优选为二值化图像传感器，直接输出二值化处理后的图像，以减少控制器的运算量，其型号可为OV7725。图像传感器的电路连接图如图2 (c)所示，控制器将PTD0-PTD7作为第一信号输入端与图像传感器的图像数据传输端口D0-D7按管脚顺序依次相连，通过PTD8-PTD12与图像传感器的PLCK、 VYSN、HREF等片间通信管脚连接。控制器接收到图像传感器输出的图像数据后，与预存在控制器内部存储单元的干净便池图像数据比较，判断是否大便或小便。

在本实施方式中，多个喷头可无间隔的横向并列或竖向并列在便池内，也可间隔的分布在便池内。电磁阀的型号可为2W-025-08，其电路连接如图2(b) 所示，控制器通过PTC0-PTC3四个管脚分别与4个电磁阀的开关端EK1-EK4连接，高电平打开电磁阀，低电平关闭电磁阀。

在本实施方式中，粪便的气味是因细菌作用的产物如吲哚、粪臭素、硫醇、硫化氢等引起的，因此气味传感器可选择硫化氢传感器，其型号可选择ME3-H2S，气味传感器的电路连接如图2(d)所示，气味传感器的信号输出端分别与采样电阻第一端和控制器的ADC1_SE16管脚(即控制器的第二信号输入端)连接，采样电阻第二端与地连接，采样电阻的阻值可为100KΩ。采样电阻将气味传感器输出的电流信号转换为电压信号。在控制器内部预设有一个硫化氢浓度阈值，当实际检测到的硫化氢浓度达到该浓度阈值时，判断为大便，否则为小便。

在选用气味传感器来判断大小便的一种优选实施方式中，控制器内部的硬件电路图如图4所示，喷头设置为3个，对应的电磁阀为3个，可间隔或者并列设置在便池内的下水道入口对立侧，分别为第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀，控制器包括采样电阻、第一比较器、参考电源、第一二极管、非门和第二二极管，采样电阻第一端与气味传感器输出端连接，采样电阻第一端还与第一比较器的正向输入端连接，采样电阻第二端与地连接；第一比较器的负向输入端与参考电源连接，第一比较器的输出端分别与第一电磁阀的开关端、第二电磁阀的开关端、第一二极管的阳极以及非门的输入端连接，第一二极管的阴极与第三电磁阀的开关端连接，非门的输出端与第二二极管阳极连接，第二二极管阴极与第三电磁阀的开关端连接。

在上述实施方式中，参考电源输出端法人输出电压表示为Vref，其电压值大小等于硫化氢浓度阈值对应的气味传感器输出信号经采样电阻转换后的电压值，根据实验，Vref的值可选择1.2V，参考电源可选用型号为LM285D-1.2G的电源基准芯片及其外围电路，具体电路结构参照芯片手册，在此不赘述。当气味传感器检测到硫化氢的浓度达到预设的浓度阈值时，判断为大便，第一比较器输出高电平至第一电磁阀开关端、第二电磁阀开关端和第一二极管阳极，依据二极管的单向导通特性，第一二极管导通，第二二极管截止，第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀打开一起冲水；反之，判断为小便，第一比较器输出低电平，第一电磁阀和第二电磁阀关闭，只有第三电磁阀打开冲水。第一比较器芯片型号可选择LM339，非门芯片型号可选择CD4069。

在本实用新型的一种优选实施方式中，还包括人体感应传感器，人体感应传感器的输出端与控制器的第三信号输入端连接。

在本实施方式中，控制器的第三信号输入端优选为具有唤醒功能的管脚；人体感应传感器可选用人体红外感应模块，其可以探测人体发出的红外线，型号可选择HC-SR501，其具体连接电路图如图2(e)所示，人体感应传感器的输出端与控制器的带有唤醒功能的A8管脚连接。

在本实用新型的一种优选实施方式中，在埋入地面下的电磁阀和/或管路上覆盖有沙子。

在本实用新型的一种优选实施方式中，喷头为3个等间隔设置。

在本实用新型的一种优选实施方式中，还包括设置在便位周边或便位门上的指示器，指示器的信号输入端与控制器的指示控制端连接。

在本实施方式中，指示器优选但不限于LED指示灯、LED显示阵列、液晶显示屏等。图2(f)所示为指示器为LED灯的电路连接图,在LED灯的供电回路中串接有开关管，开关管的控制端与控制器的A9管脚连接，A9管脚输出高电平， LED点亮，表示便位有人使用，反之，LED灯熄灭；开关管可选用MOS管。

在本实用新型的一种优选实施方式中，还包括设置在每个喷头所在管路上的流量传感器，流量传感器的输出端与控制器的第四信号输入端连接。

在本实施方式中，流量传感器的型号可选择LD-15，其与控制器的电路连接图如图2(d)所示，流量传感器的输出端与控制器的ADC1_SE18管脚(即控制器的第四信号输入端)连接，以对流量传感器的输出信号进行A/D采样。

在本实用新型的一种优选实施方式中，还包括通信模块，通信模块的有线端与控制器的数据接口通信连接。

在本实施方式中，通信模块可选用GPRS通信模块，型号可选用Goouuu_GA6。其与控制器的连接电路图如图2(g)所示，控制器使用PTE24、PTE25两个管脚作为UART串口通信管脚与通信模块的串口连接。

在本实用新型的一种优选实施方式中，如图3所示，还包括提供电源的电源模块，电源模块包括AC-DC转换芯片、DC-DC转换芯片、第一电容、第二电容和第三电容；

AC-DC转换芯片的输入端与市电连接，AC-DC转换芯片的输出端分别与DC-DC 转换芯片的输入端、第一电容的第一端、第二电容的第一端连接，第一电容的第二端和第二电容的第二端分别与地连接，DC-DC转换芯片的输出端与第三电容的第一端连接，第三电容的第二端与地连接。

在本实施方式中，AC-DC转换芯片的型号可为WA5-220D12D3，DC-DC转换芯片的型号可选用LM1084。

本实用新型还提供了一种便器冲水系统，包括至少一个便器，以及本实用新型的便器冲水装置，服务器，以及多个客户端；

每个便器冲水装置的通信模块的无线端与服务器的输入端无线连接，客户端通过因特网访问服务器。

在本实施方式中，服务器可为云端服务器，客户端可为能上网的智能手机、 PC电脑或者其他终端设备。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型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，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。