1、水房节水控制系统的设计 郭春超 赵晓磊 吉林医药学院附属医院 吉林医药学院 摘 要： 本文以 STC89C51 单片机为控制核心, 设计一个具有热释电自动识别功能的节水检测系统。用红外对管传感器和人体热释电传感器作为检测部分提供被处理信号, 经单片机程序处理后使用继电器控制电子阀做控制操作。能够实现智能检测, 防止人离开后忘记关闭水龙头造成的浪费。本设计具有结构简单, 成本低, 容易实现, 抗干扰能力强, 稳定性好的特点, 并且可扩充性强。本设计方案可应用于公司宿舍及学校等大型公寓供水系统。关键词： 节水; 电磁阀; 红外对管传感器; 引言我国是一个相对缺水的国家, 可由于人们现在的节水意识还
2、不够强烈, 以及有些设备的老化, 或者是水龙头数量多不易管理等原因, 造成现在在缺水的大环境下, 仍然存在很大的水资源的浪费。特别是在学校、公寓等公共水房系统中, 每每能看到没有关闭彻底的水龙头在滴水, 累积下来浪费的水资源数目惊人。因此人走即停的水龙头设计方案应运而生1。目前市场上的节水龙头大多都是内置的, 灵敏度很高, 能较好的实现节水减排的作用, 但是如果用于公共水房系统无形中抬高了成本。针对目前市面上红外感应水龙头的一些缺点, 设计一个红外感应为基础的2, 从总体上检测人物动态, 在进行水流实时监测双重保险的基础上的水房节水控制系统, 尽可能的达到节水的目的, 而又能减少建设成本。一、
3、硬件电路设计1、系统硬件结构。水房节水控制系统的设计由电源电路、电磁阀控制电路、单片机控制电路、人体信号检测电路、水滴检测电路、按键控制电路 6 个部分组成。12V 电源经过 7805 处理后输出 5V 电压提供给单片机, 单片机自动初始化复位, 摁下 SW1 启动键后单片机开始正式工作, 人体检测模块和红外对管传感器采集信号输入到单片机, 单片机经由内部程序处理后如果需要关闭电磁阀就给 P2.0 口输出高电平经由继电器控制关闭电磁阀, 如果需要开启电磁阀就给P2.0 口输出低电平使三极管导通, 继电器开始工作打开电磁阀。根据内部程序决定电磁阀的通断达到节水减排的目的。2、人体信号检测电路。人
4、体检测模块的主要作用利用人体具有约 37的恒定体温。所以会发出波长约 10m 左右的红外3。热释电红外传感器就是靠探测人体发射的 10m 左右的红外线而进行工作的。3、水滴检测电路。红外检测模块应用到一个红外对管传感器 E18-8MNK, 该传感器有检测距离远, 可以检测 08M 的距离, 价格便宜, 抗干扰能力强4。系统上电后, 红外信号发射端开始不停地发射红外信号, 另一端的红外接收部分开始接收, 当红外信号接收到信号时输出 1 (即对管传感器之间没有障碍物, 也就是没有水滴滴下) , 当没有接收到信号时输出 0 (也就是此时有水滴滴下) , 把这些信号送给单片机, 经由内部程序处理后判断
5、是否需要关闭电磁阀。二、系统软件设计主程序完成对系统时钟的设定, 单片机各端口的的方式方向, 各部分的初始化, 判断启动按键是否按下, 当按键程序按下的时候, 判断人体检测模块连接的 P1.0口是否有高电平输入, 如果有就关闭定时器 0, 让 P2.0 口输出低电平控制继电器开启电磁阀。2.1 水滴检测程序当系统开始工作后, 红外发射端就开始不停地发射红外信号, 红外接收端开始接收信号。当接收到信号的时候给单片机 P2.1 引脚写入 1 后继续检测;当没有接收到信号的时候给单片机 P2.1 引脚写入 0 后继续检测是否有水滴滴下。2.2 人体信号检测程序当系统开始工作后, 人体检测模块不停地检
6、测周围是否有人体活动现象, 当有人体活动的时候给单片机的 P1.0 引脚输入 1, 并继续检测人体活动情况;当没有人在附近活动的时候就给单片机的 P1.0 引脚输入 0, 然后继续检测工作。2.3 电磁阀控制程序当人体检测端口接收到人体信号输入时, 就开启电磁阀继续进行检测人体信号;当人体检测端口没有接收到信号时即 P1.0 输入为 0, 延时 30s 后看红外接收端是否有信号输入, 有信号输入的时候就跳回去检测看人体检测端口的工作情况, 红外接收端没有信号输入时就关闭电磁阀即让 P2.0 输出为 1, 再继续人体检测端口工作状态的判断。三、小结本文介绍的是水房节水控制系统, 即利用人体检测模
7、块和对管红外检测系统同时工作来看是否存在浪费水资源的现象, 并通过继电器控制电磁阀来达到节水的功能。该设备最大的特点是在水龙头数量过多的时候能集体管理, 减少成本, 抗干扰能力强, 几乎无需人力操作, 灵敏性高, 安装简单便捷。该系统目前经过多次真实测试, 有效稳定, 能实现预期的功能。参考文献1王汝琳.红外检测技术M.化学工业出版社, 2006. 2陈永甫.红外探测与控制电路M.人民邮电出版社, 2005. 3肖景, 赵健.红外线热释电与超声波遥控电路M.人民邮电出版社, 2005. 4邵明省, 李新军.基于红外热释电处理芯片 CS9803GP 的人体感应开关设计J.山西电子技术, 2008, 4 (3) :14-26.
