一种家居智能给水系统及给水方法与流程

本发明属于智能家居技术领域，具体涉及一种家居智能给水系统及给水方法。

背景技术

众所周知，作为家居设计和施工的关键内容，室内给水的施工不仅关系着人们日常生活的质量，更直接影响着家居的安全性和使用效果。而随着科学技术的发展，智能化的家居逐渐受到人们的关注。

在现代家居设计中，为了满足室内生活的全面需求，往往会铺设较多的室内给水管道，室内给水管道要连接家庭的厨房、卫生间、阳台等，也就使得水龙头的安装较多。传统的室内给水系统主要以手动控制为主，即手动控制给水通断；但是，手动控制给水存在很大的弊端，特别是在突然停水的情况下，例如：自来水公司、建筑工地、路面施工等因素造成的突发停水，用户在打开水龙头后容易忘记将水龙头关闭，此时当用户离开或外出，家中无人的情况下自来水又恢复正常供水，将造成水资源的浪费以及家庭财产的重大损失。

技术实现要素：

基于现有技术中存在的上述不足，本发明提供一种家居智能给水系统及给水方法。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种家居智能给水系统，包括：

热释电红外传感器，用于检测房间内是否存在人体红外信号；

电磁阀，安装于总水管的进户端，用于控制总水管的进户端的通断；

控制电路，与热释电红外传感器、电磁阀连接，用于根据热释电红外传感器的检测信号以控制电磁阀打开或关闭，实现总水管的进户端的通断。

作为优选方案，所述热释电红外传感器有多个，分别布设于家居的各个房间内。

作为优选方案，所述控制电路包括多个信号处理电路和一个驱动电路，每个信号处理电路与对应的一个房间内的热释电红外传感器连接，多个信号处理电路与驱动电路连接，信号处理电路根据相应的热释电红外传感器的检测信号输出触发信号，驱动电路根据触发信号控制电磁阀的打开或关闭。

作为优选方案，所述给水系统还包括电源电路，所述电源电路包括变压器、整流电路和滤波电路；一外界交流电源依次经过变压器、整流电路和滤波电路分别进行降压、整流和滤波，输出供电电压；供电电压接入各热释电红外传感器、各信号处理电路和驱动电路；外界交流电源还通过驱动电路与电磁阀连接。

作为优选方案，所述供电电压接入热释电红外传感器和信号处理电路之前还经过一稳压电路处理。

作为优选方案，所述信号处理电路包括信号处理芯片，信号处理芯片的第一引脚、第八引脚、第九引脚、第十一引脚以及红外热释电红外传感器的d脚均与稳压电路的输出端连接；红外热释电红外传感器的s脚与滑动变阻器的第一端、第一电容的一端连接，滑动变阻器的滑动端与信号处理芯片的第十四引脚连接；信号处理芯片的第三引脚与第一电阻的一端相连接，第一电阻的另一端与第二电容的一端、红外热释电处理芯片的第四引脚连接；信号处理芯片的第六引脚与第二电阻的一端相连接，第二电阻的另一端与第三电容的一端、红外热释电处理芯片的第五引脚连接；信号处理芯片的第十引脚与第三电阻的一端连接；红外热释电红外传感器的g脚、第一电容的另一端、滑动变阻器的第二端、第二电容的另一端、第三电容的另一端、第三电阻的另一端以及信号处理芯片的第三引脚、第六引脚、第七引脚接地；信号处理芯片的第十五引脚与第四电阻的一端、第四电容的一端相连接，第四电阻的另一端、第四电容的另一端与信号处理芯片的第十六引脚连接；信号处理芯片的第十二引脚与第五电阻的一端、第五电容的一端相连接，第五电阻的另一端、第五电容的另一端与信号处理芯片的第十三引脚连接；第四电阻的另一端与第五电阻的另一端之间连接第六电容；信号处理芯片的第二引脚与第一放大电路连接。

作为优选方案，所述第一放大电路包括三极管一、第六电阻和第七电阻，三级管一的b极通过第六电阻与信号处理芯片的第二引脚连接，三级管一的c极通过第七电阻与稳压电路的输出端连接，三级管一的e极接入驱动电路。

作为优选方案，所述驱动电路包括或门、第二放大电路和继电器，所述或门包括至少两个并联的二极管，每个二极管的正极与一个信号处理芯片对应的三级管一的e极连接，所有二极管的负极通过一电阻接地；所述第二放大电路包括三极管二、第八电阻和第九电阻，三级管二的b极通过第八电阻与所有二极管的负极连接，三级管二的c极通过第九电阻接入供电电压，三级管二的e极与继电器的线圈的一端连接，继电器的线圈的另一端接地；继电器的第一触点、第二触点分别与外接交流电源的正极、电磁阀连接，电磁阀还与外接交流电源的负极连接。

作为优选方案，所述总水管的进户端还设有机械水阀，所述机械水阀并联于电磁阀的两端。

本发明还提供一种家居智能给水方法，应用于如上任一方案所述的给水系统，所述给水方法包括如下步骤：

检测各房间内是否存在人体红外信号；

若所有房间内均不存在人体红外信号，则控制电磁阀关闭，实现总水管的进户端的关断；

否则，则控制电磁阀打开，实现总水管的进户端的导通。

本发明与现有技术相比，有益效果是：

本发明的家居智能给水系统，实现了室内进水的智能化控制，避免了用户外出而家里水龙头忘记关掉造成的水资源的浪费及其财产损失。

本发明的家居智能给水方法，实现了室内进水的智能化控制，用户体验佳。

附图说明

图1是本发明实施例一的家居智能给水系统的结构示意图；

图2是本发明实施例一的家居智能给水系统的具体结构示意图；

图3是本发明实施例一的家居智能给水系统的总电路图；

图4是本发明实施例一的家居智能给水系统的热释电红外处理单元的电路图；

图5是本发明实施例一的家居智能给水系统的电源电路和驱动电路的电路图；

图6是本发明实施例一的家居智能给水系统的施工安装图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

实施例一：

本实施例的家居智能给水系统，应用在包括厨房、主卫、次卫、阳台的家居内，因为厨房、主卫、次卫和阳台一般均安装有水龙头，上述位置均是忘记关掉水龙头的高发位置。

如图1-6所示，本实施例的家居智能给水系统，包括热释电红外传感器、电磁阀、控制电路和电源电路。

其中，热释电红外传感器用于检测房间内是否存在人体红外信号；具体地，热释电红外传感器有四个，分别安装在厨房、主卫、次卫和阳台，具体的安装位置视实际情况而定，只需保证热释电红外传感器对所管控的区域无盲区为最佳。例如，将热释电红外传感器安装在阳台顶部的中间位置，使得热释电红外传感器的检测范围能覆盖阳台区域内的各个方位，此时，只要人体出现在阳台上，即可被热释电红外传感器感应到。热释电红外（pyroelectricinfrared，pir）传感器可探测人体所辐射出的红外光，实现探测范围内运动人体的检测，具有抗干扰性好、探测灵敏度高、工作温度范围宽等优点。人体可视为一个分布式的红外源，人体运动时，红外辐射将以唯一的方式影响pir传感器的输出信号。通过对传感器输出信号的分析，就可以对房间内是否有人进行检测。热释电红外线传感器的内部元件主要有外壳、热释电元件、滤光片、结型场效应管等，滤光片的应用可以避免其他射线干扰测量数据，而结型场效应管则设置在管底位置，敏感元件发出的热释电信号会发生抵消，这可以最大限度地避免外界因素影响到检测结果的准确性。为了提高热释电红外传感器的探测灵敏度以增大探测距离，一般在热释电红外传感器的前方装设一个菲涅尔透镜，该透镜用透明塑料制成，将透镜的上、下两部分各分成若干等份，制成具有特殊光学系统的透镜，它和放大电路相配合，可实现探测距离的增大。热释电红外传感器的型号可以为re200b、d203/d203s、pb532/pd632等。

电磁阀s，安装在总水管的进户端，用于控制总水管的进户端的通断；具体地，总水管的进户端与室内厨房、主卫、次卫、阳台等管路均连通，是室内进水的入口；在总水管的进户端上安装电磁阀，可以通过电磁阀的打开或关闭分别实现总水管的进户端与室内各管路的导通或关断，便于实现智能化控制。其中，电磁阀s采用2w-200-20电磁水阀（常闭型），安装调试方便、动作灵敏、工作可靠性高等特性。

控制电路，与热释电红外传感器、电磁阀连接，用于根据热释电红外传感器的检测信号以控制电磁阀打开或关闭，实现总水管的进户端的通断。具体地，如图2所示，控制电路包括四个信号处理电路和一个驱动电路，每个信号处理电路与对应的一个房间内的热释电红外传感器连接构成热释电红外处理单元，热释电红外处理单元有四个，分别对应于厨房、主卫、次卫、阳台。四个信号处理电路均与驱动电路连接，信号处理电路根据对应的热释电红外传感器的检测信号输出触发信号，驱动电路根据触发信号控制电磁阀的打开或关闭。例如，阳台上安装的热释电红外传感器配套一个信号处理电路，厨房上安装的热释电红外传感器配套一个信号处理电路，主卫上安装的热释电红外传感器配套一个信号处理电路，次卫上安装的热释电红外传感器配套一个信号处理电路，所有的信号处理电路均连接至驱动电路。

如图3-5所示，电源电路包括变压器、整流电路和滤波电路；外界交流电源依次经过变压器、整流电路和滤波电路分别进行降压、整流和滤波，输出供电电压；供电电压接入各热释电红外传感器、各信号处理电路和驱动电路；外界交流电源还通过驱动电路与电磁阀连接。具体地，外界交流电源为220v交流电，为日常生活中常用的电源。外界交流电源220v电压经变压器b1降压，在次级输出9v交流电压，vd1～vd4整流二极管组成桥式整流电路（桥式整流电路的具体结构为现有技术，在此不详细述），将交流电源整流为直流电源，再经c33电容滤波得到12v直流供电电压，作为本系统的供电电源。另外，12v直流供电电压接入热释电红外传感器和信号处理电路之前还经过稳压电路处理，从而为热释电红外传感器和信号处理电路提供+5v供电电源。其中，稳压电路包括稳压芯片ic27805、第七电容c7和第八电容c8，12v直流供电电压接入稳压芯片ic27805的输入端，稳压芯片ic27805的输入端以及12v直流供电电压输出端与第八电容c8的正极连接；第八电容c8的负极分别与稳压芯片ic27805的接地端、第七电容c7的负极连接，并同时与电源的负极vss连接且接地；第七电容c7的正极与稳压芯片ic27805的输出端连接。其中，第七电容c7和第八电容c8的作用分别为对稳压芯片ic27805的输出电压和输入电压进行滤波。稳压芯片ic27805的输出端输出+5v的直流电压为所有的热释电红外传感器和信号处理电路供电。12v直流供电电压为驱动电路供电。

信号处理电路包括信号处理芯片biss0001，信号处理芯片biss0001是专门为热释电红外传感器pir配套设计的集成电路，采用cmos工艺制造，具有性能指标高、一致性好、功耗低、外围电路简单、安装调试方便、工作可靠性高等优点。其中，信号处理芯片biss0001的第一引脚、第八引脚、第九引脚、第十一引脚以及红外热释电红外传感器pir的d脚均与稳压芯片ic27805的输出端连接；红外热释电红外传感器pir的s脚与滑动变阻器rp1的第一端、第一电容c1的一端连接，滑动变阻器rp1的滑动端与信号处理芯片biss0001的第十四引脚连接，滑动变阻器rp1、第一电容c1构成灵敏度调节电路，调节滑动变阻器rp1的电位可调整其灵敏度。信号处理芯片biss0001的第三引脚与第一电阻r1的一端相连接，第一电阻r1的另一端与第二电容c2的一端、红外热释电处理芯片biss0001的第四引脚连接；信号处理芯片biss0001的第六引脚与第二电阻r2的一端相连接，第二电阻r2的另一端与第三电容c3的一端、红外热释电处理芯片biss0001的第五引脚连接；信号处理芯片biss0001的第十引脚与第三电阻r3的一端连接；红外热释电红外传感器pir的g脚、第一电容c1的另一端、滑动变阻器rp1的第二端、第二电容c2的另一端、第三电容c3的另一端、第三电阻c3的另一端以及信号处理芯片biss0001的第三引脚、第六引脚、第七引脚与电源的负极vss连接并接地。信号处理芯片biss0001的第十五引脚与第四电阻r4的一端、第四电容c4的一端相连接，第四电阻r4的另一端、第四电容c4的另一端与信号处理芯片biss0001的第十六引脚连接，即第四电阻r4与第四电容c4并联。信号处理芯片biss0001的第十二引脚与第五电阻r5的一端、第五电容c5的一端相连接，第五电阻r5的另一端、第五电容c5的另一端与信号处理芯片biss0001的第十三引脚连接，即第五电阻r5与第五电容c5并联。另外，第四电阻r4的另一端与第六电容c6的负极连接，第六电容c6的正极与第五电阻r5的另一端连接。信号处理芯片biss0001的第二引脚与第一放大电路连接；第一放大电路包括三极管t1、第六电阻r6和第七电阻r7，三级管t1的b极通过第六电阻r6与信号处理芯片biss0001的第二引脚连接，三级管t1的c极通过第七电阻r7与稳压芯片ic27805的输出端连接，三级管t1的e极接入驱动电路。其中，热释电红外传感器pir，当人体运动时采集到信号，热释电红外传感器pir的s端输出≥3500mv电压，经信号处理芯片biss0001的同相输入端第十四引脚，由内部运算放大器将信号放大；第一电阻r1、第二电容c2构成触发封锁时间电路，第二电阻r2、第三电容c3构成输出延迟时间电路，调整第一电阻r1及第二电阻r2阻值大小分别可调整触发封锁时间和输出延迟时间；第三电阻r3为内部运算放大器偏置电流电阻；第四电阻r4、第四电容c4构成一级运放反馈电路，第五电阻r5、第五电容c5构成二级运放反馈电路，一级运放反馈电路输出经耦合电容c6耦合至二级运放反相输入端。第六r6、r7、t1组成放大电路，当信号处理芯片biss0001的第二引脚为高电平时，经三极管t1放大，输入给驱动电路。

如图5所示，驱动电路包括或门、第二放大电路和继电器cj1，其中，或门包括四个并联的二极管d1～d4，每一个二极管的正极与一个信号处理芯片对应的三级管一t1的e极连接，例如：二极管d1的正极与厨房上的热释电红外传感器配套的信号处理电路中的三级管t1的e极（即da端）连接，二极管d2的正极与主卫上的热释电红外传感器配套的信号处理电路中的三级管t1的e极（db端）连接，二极管d3的正极与次卫上的热释电红外传感器配套的信号处理电路中的三级管t1的e极（即dc端）连接，二极管d4的正极与阳台上的热释电红外传感器配套的信号处理电路中的三级管t1的e极（即dd端）连接；所有的二极管d1～d4的负极通过电阻r30接入电源的负极vss并接地。第二放大电路包括三极管t5、第八电阻r29和第九电阻r31，三级管t5的b极通过第八电阻r29与所有的二极管d1～d4的负极连接，三级管t5的c极通过第九电阻r31接入12v直流供电电压，三级管t5的e极与继电器cj1的线圈的一端连接，继电器cj1的线圈的另一端接入电源负极vss并接地；继电器cj1的第一触点、第二触点分别与外接交流电源220v的正极、电磁阀s连接，电磁阀s还与外接交流电源220v的负极连接。其中，二极管d1～d4及电阻r30组成或门电路，当居室内有人活动时，热释电红外传感器pir就会探测到人体红外信号，即可控制电磁阀打开，保证给水使用。例如：当阳台上对应的信号处理芯片biss0001的第二引脚（即输出端）为高电平时，经三极管t1放大，输入给da端使二极管d1导通，提供三极管t5基极电压，三极管t5导通电流经第九电阻r31、集电极、发射极、cj1继电器线圈到电源负极vss，此时，cj1继电器的线圈两端得到9v电压，继电器吸合常开触点闭合（即第一触点与第二触点闭合），电磁阀s得到220v交流电压，电磁阀s吸合打开常闭阀门，总水管的进户端导通，总水管的水流入各功能房内（包括厨房、主卫、次卫、阳台），此时功能房内的用水终端即可使用；同理，在厨房、主卫及次卫的控制原理同在阳台上的控制原理。当居室内无人或停电时，即居室内各功能房内均不存在人体红外信号，则电磁阀s处于关闭状态，总水管的进户端关断。

另外，为了确保停电时可以正常使用水，如图6所示，在总水管的进户端还设有机械水阀，机械水阀并联于电磁阀的两端，作为停电时切换阀，便于临时手动打开使用。

本实施例的家居智能给水系统，实现了室内进水的智能化控制，避免了用户外出而家里水龙头忘记关掉造成的水资源的浪费及其财产损失。

基于本实施例的家居智能给水系统，本实施例还提供一种家居智能给水方法，包括如下步骤：

检测各房间内是否存在人体红外信号；其中，房间包括厨房、主卫、次卫、阳台，通过分别布设在厨房、主卫、次卫和阳台的热释电红外传感器对自管控的区域检测是否存在人体红外信号；

若所有房间内均不存在人体红外信号，则控制电磁阀关闭，实现总水管的进户端的关断；

否则，则控制电磁阀打开，实现总水管的进户端的导通，保证用户能够正常用水。

另外，本实施例的给水方法还包括：在停电时，手动打开机械水阀，以使总水管与室内的各管路导通，保证在停电时也可以正常使用水，应急使用。

本实施例的家居智能给水方法，实现了室内进水的智能化控制，用户体验佳。

实施例二：

本实施例的家居智能给水系统与实施例一的不同之处在于：本实施例的家居智能给水系统还包括计时器，用于对检测到不存在人体红外信号时开始倒计时30s、60s、120s或5min，具体时长可以根据实际所需进行设置。

具体地，通过计时器的设置，在倒计时结束后，才使得电磁阀处于关闭状态；如此，可以避免用户反复进出家里导致电磁阀反复打开或关闭，提高整个系统的稳定性。

其它结构参考实施例一。

相应地，本实施例的家居智能给水方法，包括如下步骤：

检测各房间内是否存在人体红外信号；其中，房间包括包括厨房、主卫、次卫、阳台，通过分别布设在厨房、主卫、次卫和阳台的热释电红外传感器对自管控的区域检测是否存在人体红外信号；

若所有房间内均不存在人体红外信号，控制计时器启动，计时器倒计时结束后控制电磁阀关闭，实现总水管的进户端的关断；

否则，则控制电磁阀打开，实现总水管的进户端的导通，保证用户能够正常用水。

本实施例的家居智能给水方法，可以避免用户反复进出家里导致电磁阀反复打开或关闭，提高整个系统的稳定性。

实施例三：

本实施例的家居智能给水系统与实施例一的不同之处在于：居室内的房间数量还可以为二个、三个、五个等等，每个房间内可以至少安装有一个热释电红外传感器，每个房间内的所有热释电红外传感器配套一个信号处理电路。另外，驱动电路中的或门中的并联的二极管的数量与房间的数量相同，实现本实施例给水系统的结构多样化，适用范围广。

其它结构以及给水方法参考实施例一。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。