一种厕所用自俘水能供电节水系统及其智能测控方法技术方案

本发明专利技术公开了一种厕所用自俘水能供电节水系统及其智能测控方法，该系统包括自发电模块、蓄电模块和控制模块，自发电模块包括水轮发电机和稳压模块，蓄电模块包括锂离子电池、电池保护电路和降压模块，控制模块包括控制器、红外检测模块和执行模块；该测控方法包括步骤：一、获取红外检测模块的信号和锂离子电池的电压；二、判断锂离子电池的电压是否小于低电压阈值；三、锂离子电池的充电；四、判断是否有使用者使用厕所；五、电磁阀打开放水及锂离子电池的充电。本发明专利技术成本低，便于安装，能根据使用者使用厕所时间不同选择电磁阀关闭时间不同，实现厕所冲水时间的不同，节约水资源，且发电模块为充电锂离子电池，有效节约电能。

【技术实现步骤摘要】
一种厕所用自俘水能供电节水系统及其智能测控方法
本专利技术属于厕所节水系统
，尤其是涉及一种厕所用自俘水能供电节水系统及其智能测控方法。
技术介绍
众所周知，水是生命之源，也是国民经济不可或缺的宝贵资源。但由于种种原因，导致水资源浪费的现象屡见不鲜，节水问题已经成为全世界关注的焦点。以厕所为例，常常存在便后不冲水或长流水现象，造成严重的环境污染和水资源浪费。另外，大多数厕所仍采用手动冲水装置，存在细菌交叉感染等卫生健康问题。针对上述问题，国内外许多研究机构开发了厕所自动冲水装置。目前，新建厕所已经安装了自动冲水装置，但这些装置的供电模块一般采用布设专线供电或干电池供电两种方式，存在节水不节电问题。尤其是在旧厕所的改造工程中，由于现有厕所自动冲水装置供电方式和结构的限制，必须掏槽安装厕所自动冲水装置中的供电模块，存在施工极不方便、费时费力、经济性差等问题。综上所述，亟需一种厕所用自俘水能供电节水系统，不仅能够做到节水节电，而且具有广泛的适应性、良好的性价比、简便的安装性、优异的可维护性。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种厕所用自俘水能供电节水系统，其结构简单、设计合理且操作简便，成本低，便于安装，通过红外检测模块获取是否有使用者使用厕所和使用厕所的时间，从而根据使用者使用厕所时间不同选择电磁阀关闭时间不同，实现厕所冲水时间的不同，节约水资源；且通过水轮发电机自俘水能发电为锂离子电池充电，使锂离子电池自维护，有效节约电能，实用性强，便于推广使用。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种厕所用自俘水能供电节水系统，其特征在于：包括自发电模块、蓄电模块和控制模块，所述自发电模块包括安装在冲水管上且能自俘水能的水轮发电机和与水轮发电机输出端相接的稳压模块，所述蓄电模块包括锂离子电池、与锂离子电池相接的电池保护电路和与锂离子电池输出端相接的降压模块，所述控制模块包括控制器、红外检测模块和执行模块，所述降压模块的输出端与控制器和红外检测模块相接，所述红外检测模块包括红外发射电路和用于接收红外发射电路发射的红外线的红外接收电路，所述红外接收电路的输出端与控制器的输入端相接，所述执行模块包括电磁阀驱动电路和与电磁阀驱动电路输出端相接的电磁阀，所述电磁阀驱动电路的输入端与控制器的输出端相接，所述电磁阀安装在所述冲水管上，所述控制器的输入端接有用于检测锂离子电池输出端电压的电压传感器和用于设定冲水时间的定时器。上述的一种厕所用自俘水能供电节水系统，其特征在于：所述稳压模块包括型号为XL6009的芯片U1，所述芯片U1的第1引脚接地，所述芯片U1的第2引脚悬空，所述芯片U1的第4引脚分四路，第一路经电容C8接地，第二路经电容C7接地，第三路与水轮发电机的输出端相接，第四路与电感L1的一端相接；所述芯片U1的第5引脚分两路，一路与电阻R12的一端相接，另一路经电阻R14接地，所述芯片U1的第3引脚分五路，第一路与电感L1的另一端相接，第二路与电阻R12的另一端相接，第三路经电容C9接地，第四路经电阻R13与发光二极管D2的阳极相接，第五路与二极管VD3的阳极相接；所述二极管VD3的阴极分两路，一路经电容C6接地，另一路为稳压模块的输出端；所述发光二极管D2的阴极接地。上述的一种厕所用自俘水能供电节水系统，其特征在于：所述降压模块包括型号为XL6009的芯片U2，所述芯片U2的第1引脚接地，所述芯片U2的第2引脚悬空，所述芯片U2的第4引脚分四路，第一路与电容C14的一端相接，第二路与电容C13的一端相接，第三路与锂离子电池的正极输出端相接，第四路与电感L2的一端相接；所述电容C14的另一端分三路，一路与电容C13的另一端相接，另一路与锂离子电池的负极输出端相接，第三路接地；所述芯片U2的第5引脚分两路，一路与电阻R16的一端相接，另一路经电阻R18接地，所述芯片U2的第3引脚分五路，第一路与电感L2的另一端相接，第二路与电阻R16的另一端相接，第三路经电容C15接地，第四路经电阻R17与发光二极管D1的阳极相接，第五路为5V直流电压输出端；所述发光二极管D1的阴极接地。上述的一种厕所用自俘水能供电节水系统，其特征在于：所述电池保护电路包括芯片R5421，所述锂离子电池为电池BT1，所述芯片R5421的第1引脚与N沟道增强型MOS管V1的栅极相接，所述芯片R5421的第2引脚分两路，一路与电阻R15的一端相接，另一路与电容C10的一端相接；所述芯片R5421的第3引脚与N沟道增强型MOS管V2的栅极相接，所述N沟道增强型MOS管V1的漏极和所述N沟道增强型MOS管V2的漏极的连接端与体二极管VD6的阴极和体二极管VD5的阴极的连接端相接，所述N沟道增强型MOS管V2的源极、体二极管VD6的阳极和电阻R15的另一端的连接端为电池BT1的负极输出端，所述N沟道增强型MOS管V1的源极、体二极管VD5的阳极和电容C10的另一端均接电池BT1的负极，所述芯片R5421的第4引脚经电容C12接电池BT1的负极，所述芯片R5421的第5引脚分两路，一路经电容C11接电池BT1的负极，另一路与电阻R11的一端相接；所述芯片R5421的第6引脚接电池BT1的负极，所述电阻R11的另一端分两路，一路与稳压模块的输出端和降压模块的输入端相接，另一路经熔断器FA1与电池BT1的正极相接。上述的一种厕所用自俘水能供电节水系统，其特征在于：所述继电器驱动电路包括PNP三极管VT1、NPN三极管VT2、PNP三极管VT3和NPN三极管VT4，所述PNP三极管VT1的基极经电阻R2与控制器相接，所述PNP三极管VT1的集电极分三路，一路与NPN三极管VT4的集电极相接，另一路经电阻R4与电容C3的一端相接，第三路为继电器驱动电路的一个输出端；所述PNP三极管VT3的基极经电阻R3与控制器相接，所述PNP三极管VT3的集电极分三路，一路与NPN三极管VT2的集电极相接，另一路与电容C3的另一端相接，第三路为继电器驱动电路的另一个输出端；所述PNP三极管VT1的发射极和PNP三极管VT3的发射极的连接端与5V直流电源输出端相接，所述NPN三极管VT4的基极经电阻R7与控制器相接，所述NPN三极管VT4的发射极和NPN三极管VT2的发射极均接地，所述NPN三极管VT2的基极经电阻R8与控制器相接。上述的一种厕所用自俘水能供电节水系统，其特征在于：所述红外发射电路包括三极管VT5和红外发射管VD4，所述三极管VT5的发射极接5V直流电源输出端，所述三极管VT5的集电极经电阻R6与红外发射管VD4的阳极相接，所述红外发射管VD4的阴极接地，所述三极管VT5的基极经电阻R5与控制器相接；所述红外接收电路包括红外接收芯片TL0038，所述红外接收芯片TL0038的OUT引脚分两路，一路与控制器相接，另一路与电阻R10的一端相接，所述红外接收芯片TL0038的VCC引脚分三路，一路与电阻R10的另一端相接，另一端经电阻R9与发光二极管D3的阳极相接，第三路与5V直流电源输出端相接；所述发光二极管D3的阴极与控制器相接。同时，本专利技术还公开一种方法步骤简单、设计合理且实现方便的厕所用自俘水能供电节水系统的智能测控方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种厕所用自俘水能供电节水系统，其特征在于：包括自发电模块、蓄电模块和控制模块，所述自发电模块包括安装在冲水管上且能自俘水能的水轮发电机(10)和与水轮发电机(10)输出端相接的稳压模块(1)，所述蓄电模块包括锂离子电池(2)、与锂离子电池(2)相接的电池保护电路(5)和与锂离子电池(2)输出端相接的降压模块(3)，所述控制模块包括控制器(7)、红外检测模块(4)和执行模块，所述降压模块(3)的输出端与控制器(7)和红外检测模块(4)相接，所述红外检测模块(4)包括红外发射电路(4‑1)和用于接收红外发射电路(4‑1)发射的红外线的红外接收电路(4‑2)，所述红外接收电路(4‑2)的输出端与控制器(7)的输入端相接，所述执行模块包括电磁阀驱动电路(9)和与电磁阀驱动电路(9)输出端相接的电磁阀(6)，所述电磁阀驱动电路(9)的输入端与控制器(7)的输出端相接，所述电磁阀(6)安装在所述冲水管上，所述控制器(7)的输入端接有用于检测锂离子电池(2)输出端电压的电压传感器(8)和用于设定冲水时间的定时器(11)。

【技术特征摘要】
1.一种厕所用自俘水能供电节水系统，其特征在于：包括自发电模块、蓄电模块和控制模块，所述自发电模块包括安装在冲水管上且能自俘水能的水轮发电机(10)和与水轮发电机(10)输出端相接的稳压模块(1)，所述蓄电模块包括锂离子电池(2)、与锂离子电池(2)相接的电池保护电路(5)和与锂离子电池(2)输出端相接的降压模块(3)，所述控制模块包括控制器(7)、红外检测模块(4)和执行模块，所述降压模块(3)的输出端与控制器(7)和红外检测模块(4)相接，所述红外检测模块(4)包括红外发射电路(4-1)和用于接收红外发射电路(4-1)发射的红外线的红外接收电路(4-2)，所述红外接收电路(4-2)的输出端与控制器(7)的输入端相接，所述执行模块包括电磁阀驱动电路(9)和与电磁阀驱动电路(9)输出端相接的电磁阀(6)，所述电磁阀驱动电路(9)的输入端与控制器(7)的输出端相接，所述电磁阀(6)安装在所述冲水管上，所述控制器(7)的输入端接有用于检测锂离子电池(2)输出端电压的电压传感器(8)和用于设定冲水时间的定时器(11)。2.按照权利要求1所述的一种厕所用自俘水能供电节水系统，其特征在于：所述稳压模块(1)包括型号为XL6009的芯片U1，所述芯片U1的第1引脚接地，所述芯片U1的第2引脚悬空，所述芯片U1的第4引脚分四路，第一路经电容C8接地，第二路经电容C7接地，第三路与水轮发电机(1)的输出端相接，第四路与电感L1的一端相接；所述芯片U1的第5引脚分两路，一路与电阻R12的一端相接，另一路经电阻R14接地，所述芯片U1的第3引脚分五路，第一路与电感L1的另一端相接，第二路与电阻R12的另一端相接，第三路经电容C9接地，第四路经电阻R13与发光二极管D2的阳极相接，第五路与二极管VD3的阳极相接；所述二极管VD3的阴极分两路，一路经电容C6接地，另一路为稳压模块(1)的输出端；所述发光二极管D2的阴极接地。3.按照权利要求1所述的一种厕所用自俘水能供电节水系统，其特征在于：所述降压模块(3)包括型号为XL6009的芯片U2，所述芯片U2的第1引脚接地，所述芯片U2的第2引脚悬空，所述芯片U2的第4引脚分四路，第一路与电容C14的一端相接，第二路与电容C13的一端相接，第三路与锂离子电池(2)的正极输出端相接，第四路与电感L2的一端相接；所述电容C14的另一端分三路，一路与电容C13的另一端相接，另一路与锂离子电池(2)的负极输出端相接，第三路接地；所述芯片U2的第5引脚分两路，一路与电阻R16的一端相接，另一路经电阻R18接地，所述芯片U2的第3引脚分五路，第一路与电感L2的另一端相接，第二路与电阻R16的另一端相接，第三路经电容C15接地，第四路经电阻R17与发光二极管D1的阳极相接，第五路为5V直流电压输出端；所述发光二极管D1的阴极接地。4.按照权利要求1所述的一种厕所用自俘水能供电节水系统，其特征在于：所述电池保护电路(8)包括芯片R5421，所述锂离子电池(2)为电池BT1，所述芯片R5421的第1引脚与N沟道增强型MOS管V1的栅极相接，所述芯片R5421的第2引脚分两路，一路与电阻R15的一端相接，另一路与电容C10的一端相接；所述芯片R5421的第3引脚与N沟道增强型MOS管V2的栅极相接，所述N沟道增强型MOS管V1的漏极和所述N沟道增强型MOS管V2的漏极的连接端与体二极管VD6的阴极和体二极管VD5的阴极的连接端相接，所述N沟道增强型MOS管V2的源极、体二极管VD6的阳极和电阻R15的另一端的连接端为电池BT1的负极输出端，所述N沟道增强型MOS管V1的源极、体二极管VD5的阳极和电容C10的另一端均接电池BT1的负极，所述芯片R5421的第4引脚经电容C12接电池BT1的负极，所述芯片R5421的第5引脚分两路，一路经电容C11接电池BT1的负极，另一路与电阻R11的一端相接；所述芯片R5421的第6引脚接电池BT1的负极，所述电阻R11的另一端分两路，一路与稳压模块(1)的输出端和降压模块(3)的输入端相接，另一路经熔断器FA1与电池BT1的正极相接。5.按照权利要求1所述的一种厕所用自俘水能供电节水系统，其特征在于：所述继电器驱动电路(9)包括PNP三极管VT1、NPN三极管VT2、PNP三极管VT3和NPN三极管VT4，所述PNP三极管VT1的基极经电阻R2与控制器(7)相接，所述PNP三极管VT1的集电极分三路，一路与NPN三极管VT4的集电极相接，另一路经电阻R4与电容C3的一端相接，第三路为继电器驱动电路(9)的一个输出端；所述PNP三极管VT3的基极经电阻R3与控制器(7)相接，...

【专利技术属性】
技术研发人员：马宏伟，张力，杨一晴，梁艳，张珍珍，王妙云，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61