專利名稱：一種用于智能馬桶的人體檢測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于電子技術領域，具體涉及一種用于智能馬桶的人體檢測裝置。
背景技術：
在智能馬桶中較先進的人體檢測裝置主要有紅外線、多普勒效應，紅外線檢測距 離太近，多普勒效應距離可以做得比較遠，但它們都有一個致命的缺點，就是檢測距離無法 控制，所以市場上大部分智能馬桶都采用遙控器來控制蓋板、座圈動作，使用起來存在諸多 的不便，有一種智能馬桶采用多普勒效應檢測人體，以人一進入或離開衛(wèi)生間來控制蓋板、 坐圈動作，不夠人性化。
實用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術中存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種用于智能馬桶的人 體檢測裝置的技術方案。 所述的一種用于智能馬桶的人體檢測裝置，其特征在于該裝置包括單片機、超聲
波發(fā)送電路、超聲波探頭、超聲波接收與放大電路、檢波電路和脈沖整形電路，單片機通過
超聲波發(fā)送電路與超聲波探頭的信號發(fā)送端相連，超聲波探頭的信號接收端通過超聲波接
收與放大電路、檢波電路、脈沖整形電路連接單片機，超聲波探頭安裝設置在馬桶座圈上。 所述的一種用于智能馬桶的人體檢測裝置，其特征在于所述的超聲波探頭安裝設
置在馬桶座圈背面的頂部。 所述的一種用于智能馬桶的人體檢測裝置，其特征在于所述的馬桶座圈背面的頂 部設置微動開關。 上述一種用于智能馬桶的人體檢測裝置，在馬桶座圈上安裝設置超聲波探頭，利 用超聲波原理來檢測人體與馬桶之間的距離，當檢測有人時，通過單片機程序的控制，檢測 人體在馬桶前停留的時間，通過時間的長短來判斷大小便，從而實現(xiàn)智能沖水操作，當沒有 檢測到人體時不動作，節(jié)約了水資源，實現(xiàn)了人性化操作；通過單片機程序的控制，可以實 現(xiàn)大便大沖、小便小沖、不使用不沖，智能識別。
圖1為本實用新型的電路結構框圖； 圖2為本實用新型超聲波探頭的安裝結構示意圖； 圖3為本實用新型電路原理圖； 圖4為本實用新型單片機電路原理圖。
具體實施方式下面結合說明書附圖對本實用新型作進一步說明 如圖l-3所示，一種用于智能馬桶的人體檢測裝置，該裝置包括單片機5、超聲波發(fā)送電路9、超聲波探頭2、超聲波接收與放大電路8、檢波電路7、脈沖整形電路6，單片機5 通過超聲波發(fā)送電路9與超聲波探頭2的信號發(fā)送端相連，超聲波探頭2的信號接收端通 過超聲波接收與放大電路8、檢波電路7、脈沖整形電路6連接單片機5，超聲波探頭2安裝 設置在馬桶座圈3背面的頂部，馬桶座圈3背面的頂部同時設置微動開關1。 超聲波測量距離的原理可簡單描述為超聲波探頭2定期發(fā)送超聲波，遭遇障礙 物時發(fā)生反射，反射波經(jīng)由接收器接收并轉化為電信號，經(jīng)各級電路處理后送單片機處理， 這樣單片機5只要測出發(fā)送和接收的時間差At，知道聲波在空氣中傳播的速度C，然后按 照下式計算，即可求出距離S
<formula>formula see original document page 4</formula> 如圖3所示，超聲波發(fā)送電路9由電阻R48、R49、R41、R51、R52、三極管Q10、Q12、 脈沖升壓器T1及超聲波探頭2組成。單片機5輸出的38KHz發(fā)射信號是電壓值(Vp-p)為 5V的方波脈沖，經(jīng)電阻R49限流后，送給三極管QIO、 Q12進行電流放大。Tl是一個脈沖升 壓器，在電路中可將脈沖電壓的峰峰值(Vp-p)升至120V，以滿足超聲波探頭的發(fā)送要求， 由于超聲波探頭2的阻抗很大，在電路中設置了電阻R41完成阻抗匹配的作用。 如圖3所示，超聲波接收與放大電路8由超聲波探頭2、三極管Q9、集成運算放大 器U3及其外圍元件組成，集成運算放大器U3包括U3A和U3B，三極管Q9及其外圍元件組 成第一級放大電路，其中R38是輸入分壓電阻，防止有強信號輸入時(發(fā)送電路工件時)損 壞三極管Q9， C27是隔直電容，電阻R33構成電壓并聯(lián)負反饋，既可以給三極管Q9提供偏 置，又可以穩(wěn)定靜態(tài)工作點。由集成運算放大器U3及其外圍元件構成兩級電壓放大電路， 這是一種帶通放大器，工作頻率設置在38KHz，帶寬約為10KHz。電路中U3采用高保真集成 運算放大器NE5532，由于采用單電源供電，由電阻R45、電阻R46、電容C31構成中點電壓偏 置電路，使集成運算放大器U3在小信號時工作在線性區(qū)，兩級電路對38KHz頻率的信號約 有50dB的增益。 如圖3所示，檢波電路7由二極管D11、二極管D12、電阻R36、電阻R40及三極管 Q8的發(fā)射極構成，超聲波檢測信號是一個頻率為38KHz、脈寬為0. 25mS的脈沖，經(jīng)檢波電路 后還原出方波信號作為下一級電路的觸發(fā)信號，三極管Q8工作于開關狀態(tài)，且對脈沖信號 進行反相，當接收電路未接收到信號時三極管Q8集電極輸出高電平，接收到超聲波信號且 滿電路要求時輸出低電平。 如圖3所示，脈沖整形電路6由集成運算放大器U4及外圍元件構成，集成運算放 大器U4采用NE555，這里構成的是一個單穩(wěn)態(tài)電路，暫態(tài)時間由電阻R34、電容C30決定，本 電路約為6mS。 NE555集成電路的4腳為置0端，當4腳的控制信號為低電平時輸出端3腳 為0，所以集成運算放大器U4的工作狀態(tài)還受單片機CSB C端的控制，當三極管Q8集電極 輸出一個低電平脈沖時，集成運算放大器U4的3腳輸出一個脈寬為6mS的脈沖信號，提供 給單機處理。 如圖4所示，Ul為單片機5， Ul采用美國進口芯片PIC16F873A，超聲波探頭2送來 的檢測信號經(jīng)放大整形處理后送給U1的6腳，超聲波發(fā)射信號從U1的7腳輸出，11腳與集 成運算放大器U4的4腳相連，控制集成運算放大器U4的工作狀態(tài)。Pl接插件口接單片機 程序燒錄器，可進行在線程序燒入和修改，由晶振Yl、電容C41 、電容C42構成晶體振蕩電路接單片機Ul的9、 10腳，為單片機5提供時鐘主頻。 在馬桶蓋、馬桶坐圈3都打開后，超聲波探頭2檢測人體在馬桶前的活動情況，超 聲波發(fā)射信號從單片機Ul的7腳輸出，頻率為38KHz，共10個脈沖，約0. 25mS，經(jīng)放大，從 超聲波探頭向外發(fā)射。同時這個信號經(jīng)接收電路放大送給單片機U1的6腳，為了使單片機 在發(fā)射期間不會接收到信號，在這期間單片機U1的ll腳輸出低電平，并延時lmS，以消除超 聲波探頭余振的干擾。 聲波在空氣中傳播的速度約為340米/秒，在距座圈0. 8米的范圍超聲波來回傳 播的最長時間約為4. 7mS，單片機Ul的ll腳在發(fā)射完成，經(jīng)lmS延時后輸出高電平，高電平 時間為3. 7mS，在這段時間內(nèi)單片機Ul的6腳接收不到信號則表示在此范圍內(nèi)無人活動。 發(fā)射電路每隔50mS發(fā)射一次檢測信號，為了保證檢測的可靠性，只有連續(xù)三次檢 測到無反射信號時，單片機才作出無人活動的判斷。在馬桶蓋、馬桶坐圈3都打開后，超聲 波探頭在0. 8米以內(nèi)未檢測到有人活動，或者活動時間小于9秒時，執(zhí)行蓋座圈等動作后， 單片機作無人使用馬桶處理，不沖水。 在馬桶座圈3背面的正上方分別裝有微動開關1和超聲波探頭2，微動開關裝在座 圈夾層內(nèi)，開關線和探測信號的屏蔽線經(jīng)座圈夾層引至電路板上。在馬桶蓋打開后，防水微 動開關1用來感應女同志使用時間的長短從而分辨是大便還是小便；在馬桶蓋、馬桶坐圈3 都打開后，用超聲波探頭2來檢測男同志在馬桶前的活動情況。用程序控制超聲波探頭2 偵測距離為0. 8米，從而避免入廁后因洗手、淋浴等使馬桶誤動作，根據(jù)入廁時的情況設定 不同的動作程序，可以實現(xiàn)大便大沖、小便小沖、不使用不沖，智能識別。
權利要求一種用于智能馬桶的人體檢測裝置，其特征在于該裝置包括單片機(5)、超聲波發(fā)送電路(9)、超聲波探頭(2)、超聲波接收與放大電路(8)、檢波電路(7)、脈沖整形電路(6)，單片機(5)通過超聲波發(fā)送電路(9)與超聲波探頭(2)的信號發(fā)送端相連，超聲波探頭(2)的信號接收端通過超聲波接收與放大電路(8)、檢波電路(7)、脈沖整形電路(6)連接單片機(5)，超聲波探頭(2)安裝設置在馬桶座圈(3)上。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種用于智能馬桶的人體檢測裝置，其特征在于所述的超聲 波探頭(2)安裝設置在馬桶座圈(3)背面的頂部。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種用于智能馬桶的人體檢測裝置，其特征在于所述的馬桶 座圈(3)背面的頂部設置微動開關(1)。
專利摘要本實用新型屬于電子技術領域，具體涉及一種用于智能馬桶的人體檢測裝置。其特征在于該裝置包括單片機、超聲波發(fā)送電路、超聲波探頭、超聲波接收與放大電路、檢波電路、脈沖整形電路，單片機通過超聲波發(fā)送電路與超聲波探頭的信號發(fā)送端相連，超聲波探頭的信號接收端通過超聲波接收與放大電路、檢波電路、脈沖整形電路連接單片機，超聲波探頭安裝設置在馬桶座圈上。上述一種用于智能馬桶的人體檢測裝置，在馬桶座圈上安裝設置超聲波探頭，利用超聲波原理來檢測人體與馬桶之間的距離，當檢測有人時，通過單片機程序的控制，檢測人體在馬桶前停留的時間，通過時間的長短來判斷大小便，從而實現(xiàn)智能沖水操作。
文檔編號E03D5/10GK201459873SQ200920124538
公開日2010年5月12日 申請日期2009年7月13日 優(yōu)先權日2009年7月13日
發(fā)明者應世軍, 汪建松, 邱榮奇, 鐘益華 申請人:鐘益華;應世軍