本發明涉及一種自動控制的方法及裝置，尤其是一種小便槽自動沖洗的方法及裝置，屬于自動化技術領域。

背景技術：

目前公共場所常見的小便槽沖洗裝置有以下兩種：

1、生活中應用最廣泛的是紅外感應自動沖廁裝置，紅外傳感沖廁裝置采用紅外傳感器進行感應，該裝置具有可靠性較高、抗干擾性較強、易安裝調試的特點，這種紅外傳感自動沖廁裝置雖然智能化程度比較高，但它設計復雜、不夠節水且成本較高。紅外感應自動沖廁裝置易產生誤判，即在一定距離內有物體移動就自動沖廁，紅外感應不能判斷是有人經過時或是有人使用，沒有人使用時自動沖廁會對水資源造成浪費。

2、基于單片機的壓力感應自動沖廁系統很好地克服了紅外傳感自動沖廁裝置的有人經過會誤判的不足，在成本、環保和人性化等方面具有一定優勢；壓力感應自動沖廁系統也比較節水，但設計復雜、偶有誤判、成本較高且安裝不便，所以生活中應用不多。

Total dissolved solids，縮寫TDS，又稱溶解性固體總量，測量單位為毫克/升(mg/L),它表明1升水中溶有多少毫克溶解性固體。TDS值越高，表示水中含有的溶解物越多。總溶解固體指水中全部溶質的總量，包括無機物和有機物兩者的含量。一般可用電導率值大概了解溶液中的鹽份，一般情況下，電導率越高，鹽份越高，TDS越高。在無機物中，除溶解成離子狀的成分外，還可能有呈分子狀的無機物。由于天然水中所含的有機物以及呈分子狀的無機物一般可以不考慮，所以一般也把含鹽量稱為總溶解固體。本文中TDS的含義為電導率。

技術實現要素：

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供了一種簡單、高效、便捷，節約水資源基于TDS檢測技術的小便槽自動沖洗的方法及裝置。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種小便槽自動沖洗的方法，具體步驟為：

(1)將TDS探針安裝在便槽的積水處，對便槽積水處進行電導率測量。

(2)如果電導率增大，并且不斷的增大，此時表明便槽正在使用當中，系統不做響應；當電導率不再變化時，表明便槽以使用完畢，此時系統控制水閥進行放水，直到電導率恢復至設定值時，關閉水閥。

優選的，在便槽中還設有溫度傳感器進行溫度測量，通過溫度補償減小溫度對電導率的影響。

優選的，所述的設定值為100us/cm。

一種小便槽自動沖洗的裝置，包括單片機和與單片機連接的TDS測量電路、溫度測量電路、電源電路、按鍵電路和水泵控制電路。電源電路給其他電路提供電能，TDS測量電路測量便槽積水的電導率并將數據傳送給單片機。當TDS測量電路出現故障或使用者認為需要沖廁時，手工操作按鍵電路來實現沖水。溫度測量電路檢測便槽集水的溫度并將數據傳送給單片機。水泵控制電路控制便槽的沖水操作。

優選的，本裝置還包括與單片機連接的報警電路。

優選的，所述的單片機為ATS89C52。

優選的，所述的TDS測量電路包括第一探針和第二探針，且兩探針與R2、R4構成并聯關系，第一探針、第二探針分別與ADCO802芯片的CH0、GND連結，檢測電極的電壓被ADCO802直接測得；ADCO802的CS非與單片機P14口連接、CLK與單片機P11口連接、DI與單片機P13口連接、DO與單片機P13口連接；ADCO802的作用是將采集的到模擬信號轉換為數字信號，傳送到單片機。

優選的，所述溫度測量電路中溫度傳感器的三個引腳VCC、GND、DQ分別與電源、地、單片機P1.7口連接。在該電路中，VCC引腳DQ引腳間接一個4.7KΩ上拉電阻，電路不會在高位運行。通過溫度傳感器收集到相應的溫度數據并轉換為數字信號，然后將相應的數據處理發送到單片機處理以獲得溫度值。再通過單片機的溫度補償程序對電導率進行補償。

優選的，所述的報警電路由蜂鳴器、三極管、電阻等構成，蜂鳴器一端接地、另一端與三極管的集電極鏈接，三極管的發射極接電源正極，電阻一端接三極管的基極、另一端與單片機P15口連接；當單片機執行沖水操作時，PNP導通時、蜂鳴器響起。此電路為提示正在沖水的過程，在實際生產中本電路可以去掉。

優選的，所述水泵控制電路的水泵一端連接繼電器常閉觸點端子、水泵一端連接電源正極，電源負極的一端與繼電器控制接入點連接，繼電器控制的兩個線圈端子與二極管并聯，且二極管正極段接地、負極端鏈接三極管的集電極，三極管的基極與10kΩ電阻一端連接、10k電阻另一端與單片機P37口和LED負極分別連接，LED正極連接100Ω電阻的一端，另一端與電源正極和三極管發射極連接。

本發明能克服傳統自動沖廁易誤判導致水資源浪費的問題，而且其成本比市場上沖廁裝置成本低，本發明可以讓人們生活更加高效、便捷，節約水資源。

附圖說明

圖1是一種小便槽自動沖洗方法的工作流程圖。

圖2是一種小便槽自動沖洗裝置的結構框圖。

圖3單片機最小系統的電路圖。

圖4是TDS測量電路的電路圖。

圖5是溫度測量電路的電路圖。

圖6是按鍵電路的電路圖。

圖7是報警電路的電路圖。

圖8是水泵控制電路的電路圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清晰、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

如圖1所示：一種小便槽自動沖洗的方法，具體步驟為：

1、圖1中N代表不滿足條件，Y代表滿足條件，X的值為100us/cm。

2、自制TDS檢測電路，將TDS探針安在便槽積水處，對便槽積水處進行電導率測量。通過電導率測量電路中的探頭實現電導率信號的采集，并采用溫度傳感器進行溫度測量，通過溫度補償方法減小溫度對電導率測量值的影響；選擇單片機作為系統的控制核心，單片機采集數據進行數據處理并通過數據處理作出響應。

3、在25攝氏度時，一般水的電導率：1-10us/cm，尿液的電導率:3000-39000us/cm。小便槽積水處的初始電導率為10us/cm，在使用小便槽時，小便槽積水處的電導率就會發生變化，上升為＞100us/cm，最終達到2000us/cm。在這個過程中電導率傳感器采集電導率不斷發生變化的信號，變化過程中單片機不作響應，檢測周期：0.04秒，數值取樣：10次檢測取平均值作為一個取樣值，前后兩次取樣值對比，波動范圍10us/cm以內、即認為穩定。使用小便槽完畢后，其積水的電導率穩定。電導率傳感器采集電導率不再變化的信號，此時單片機控制電子水閥打開管道，直到電導率傳感器采集的數據恢復到水的電導率單片機控制電子水閥關閉管道。

一種小便槽自動沖洗的裝置，用單片機C語言進行程序設計，使用單片機加硬件執行功能。

設計指標：

(1)工作溫度范圍0℃-60℃。

(2)TDS測量范圍為0-9999us/cm，測量誤差±2％。

(3)溫度測量范圍0℃-99℃；溫度精度誤差小于0.1℃。

(4)沖廁功能實現手動沖廁和全自動沖廁。

如圖2所示，一種小便槽自動沖洗的裝置，包括單片機和與單片機連接的TDS測量電路、溫度測量電路、電源電路、按鍵電路和水泵控制電路。電源電路給其他電路提供電能，TDS測量電路測量便槽積水的電導率并將數據傳送給單片機。當TDS測量電路出現故障時，手工操作按鍵電路來實現沖水。溫度測量電路檢測便槽集水的溫度并將數據傳送給單片機。水泵控制電路控制便槽的沖水操作。

如圖3所示：時鐘電路，復位電路和單片等組成單片機最小系統。

如圖4所示：第一探針、第二探針構成檢測電極，且與R2、R4構成并聯關系，第一探針、第二探針分別與ADCO802的CH0、GND連結，檢測電極的電壓被ADCO802直接測得；ADCO802的CS非與單片機P14口連接、CLK與單片機P11口連接、DI與單片機P13口連接、DO與單片機P13口連接；ADCO802的作用是將采集的到模擬信號轉換為數字信號，傳送到單片機。

如圖5所示：溫度傳感器DS18B20的三個引腳VCC、GND、DQ分別與電源、地、單片機P1.7口連接。在該電路中，VCC引腳DQ引腳間接一個4.7KΩ上拉電阻，電路不會在高位運行。通過傳感器收集到相應的溫度數據并轉換為數字信號，然后將相應的數據處理發送到單片機處理以獲得溫度值。再通過單片機的溫度補償程序對電導率進行補償。

如圖6所示：按鍵電路由按鍵接地與連接單片機P3.0口構成，有鍵按下時發出低電平到單片機P3.0口，單片機接收信號后作沖水處理。

如圖7所示：報警電路由蜂鳴器、三極管、電阻等構成，蜂鳴器一端接地、另一端與三極管的集電極鏈接，三極管的發射極接電源正極，電阻一端接三極管的基極、另一端與單片機P15口連接；當單片機執行沖水操作時，PNP導通時、蜂鳴器響起。此電路為提示正在沖水的過程，在實際生產中本電路可以去掉。

如圖8所示：水泵一端連接繼電器常閉觸點端子、水泵一端連接電源正極，電源負極的一端與繼電器控制接入點連接，繼電器控制的兩個線圈端子與二極管并聯，且二極管正極段接地、負極端鏈接三極管的集電極，三極管的基極與10kΩ電阻一端連接、10k電阻另一端與單片機P37口和LED負極分別連接，LED正極連接100Ω電阻的一端，另一端與電源正極和三極管發射極連接。

工作中，在不沖水時，三級管的基級處于高電位，整個電路不作相應；在沖水時，三級管的基級處于低電位、三極管導通，LED恒亮，繼電器控制RL1單刀雙擲開關向常閉觸點端子偏離，水泵M通電，水泵開始工作。