感应冲水5000.docx

感应冲水【摘要】：随着社会的发展，现代人对生活质量的要求越来越高。红外测控技术利用红外光波(又称红外线) 作为载波来传送测量信号或者控制指令, 它在诸多领域中都有着非常广泛的应用。 红外测控技术利用红外线作为载波来传送测量信号或者控制指令，在许多领域中都有着非常广泛的应用。红外感应器由单片机、红外传感器和光敏电阻等主要器件，使用C 语言设计软件程序，从硬件电路和系统软件两个方面开发出红外感应式智能开关控制系统，以期能够将便宜、节能、低碳的新技术普及应用到日常生活中。尽管目前自动化技术已经影响到人们生活的方方面面，但在日常生活中用电的场所仍然大量使用各种开关电器，而且必须人工手动接通开关提供电源或者关闭开关截断电源实现对电器的功能控制。由于控制系统自动化程度的不同，用户投入的差异很大，使得实用、节能、低碳的智能开关控制系统仍存在巨大的应用空间。随着科技的进步，现代社会里人们对生活质量有着更高的要求，智能家居已逐渐成为生活选择的必然趋势。Abstract: With the development of society, the modern quality of life have become increasingly demanding. Infrared measurement and control technology using infrared light waves (also known as infrared) as a carrier to transmit measurement signals or control instructions, it has a very wide range of applications in many fields. Infrared measurement and control technology using infrared transmission measurement signal as a carrier or control instructions, have a very wide range of applications in many areas. Infrared sensor by the microcontroller, infrared sensor and photoresistor device, using C language design software program, both from the hardware and system software developed infrared sensor smart switch control system, can be cheap, energy-saving, low-carbon the popularity of new technologies applied to daily life. Although automation technology has affected all aspects of peoples lives, but the place of electricity in daily life is still a large number of using a variety of electrical switches, and must be manually switched power switch on or off switch function controls the electrical power is truncated. Due to the control of the different degree of automation systems, large differences in user input, making practical, energy-saving, low-carbon intelligent switching control system is still there is a huge space. With advances in technology, modern society, people have higher requirements on quality of life, smart home has gradually become the inevitable trend of life choices.关键词：红外感应 控制系统 应用 冲水引言：红外感应控制系统是集光学、电子学、单片机控制及红外感应技术于一体的智能检测系统。该系统被广泛地运用于自动卫浴、自动门、红外遥控、红外报警及工业的智能化生产等各个领域，不仅运行精确可靠，而且成本低廉，极大地方便了人们的生活，提高了经济效率，具有非常宽广的应用前景。一、红外感应系统的原理及功能概括发射器和接收器是传感器的两个主要组成部分，发射器将光信号发射给接收器，接收器在接收到光信号后将其转变为电信号，从而达到对物体的检测目的。以红外线为媒介传送信号，进而发出指令的红外测控装置被普遍地应用于我们日常生活的各个领域当中。1.功能特征光电感应器的工作原理是借助单片机处理接收器，经过设定的程序进行定向操控，实现各种功能。这里，笔者以自动翻盖垃圾桶为例。根据光电感应器的原理，自动翻盖垃圾桶实现了手动和自动两种模式的功能。通过按键来实现垃圾桶的打开和关闭的手动模式；通过检测周围有没有人来实现自动打开或关闭的自动模式。其具有非常强的实用价值和宽广的市场前景。2.设备的硬件设计及工作原理设备电路主要由单片机、红外发射电路、红外接收电路、电机控制电路组成。如图1所示:2.1 红外发射为排除周围其他光源对光敏器件的干扰，有效地区别红外光，需要将信号光源进行调制，同时解调相应的接收电路。红外控制装置。发射的红外线去控制距离与功率成正比, 为增加控制距离, 红外发光二极管要处于脉冲状态。驱动管上加上一定频率的脉冲电压就能使红外发光二极管产生调制光，如果红外光波受到物体的阻挡，发射出去的红外光波就会被接收管接收，经单片机处理, 做出智能控制，输出指令。2.2红外接收把电压转化作为取样信号加以分析，此信号应为含有谐波分量的方波。为保证系统的稳定工作，将调制频率为1600Hz, 能有效避开外界干扰源，使接收器效果更佳。C1过滤掉直流部分，使放大器只放大调制光电流, 使稳压管将电压保持于2V, 确保放大器的适当偏压。为保持放大器，输入端接R13接地。通过调节可调电阻R12 的阻值改变电压, 使接收距离在一定范围内可调。红外接收的具体电路如图2 所示： 红外接收管收到被反射的调制红外光后，接收管的阻值会发生变化，其电压也随之变化。把电压转化作为取样信号，此信号有谐波分量方波，谐波分量由日光中的红外光造成的，所以要通过滤波器对信号处理，这是减少干扰的最主要途径。2.3 电机控制红外感应器、光敏电阻组合检测电路和逻辑运算电路图共同组成了红外感应检测电路。红外传感器可以探测人体移动，当人体进入感应区域时，发出的红外辐射线被红外传感器接收到，然后通过单片机的控制进行开启或关闭，由此节约电能，电路使用红外传感器与光敏电阻等器件的进行组合检测，能准确地检测到外界的信号，从而由单片机对该信号进行相应处理。图3为红外感应检测电路图2.4系统软件设计红外感应式开关控制系统一般都是采用双开关，根据周围环境人体的运动状态决定电器电源的开启、关闭或延时，延长电器使用寿命节能省电；在使用过程中有特殊需求时，可以根据实际需要通过按钮进行手动控制，达到开启或关闭电源的目的；如果单片机在规定时间内没有信号输入，可以进入睡眠状态，降低电器功耗。因此，软件设计要考虑的主要问题是：正确设置开关时延的上下限值；设定光敏和红外标志，以区分不同的工作模式；根据实际情况，调整系统运行状态。 2.5系统软件编程中注意事项系统的软件包括初始化、功能。初始化完成开机后软件系统所用的标志区和数据区的清零、中断初始化、设置定时器参数、启动定时器开始定时等;定时中断服务子程序完成定时器参数的复位等功能;功能处理程序根据不同的功能而采 取的智能化决策。用单片机芯片实现智能开关控制与单片机芯片技术发展有着密切的关系，早期的单片机芯片只能用汇编语言进行设计，而且外围电路繁杂，无形中加大了设计成本。基于设计要求和成本的考虑，设计思路上考虑以单片机为核心，通过对空间环境中人的存在与否来检测信号来控制开关动作，进而达到智能控制。二、感应系统在日常生活中的应用红外感应系统以单片机为核心，利用红外光波作为载波来传送测量信号或者控制指令。在日常生活中的广泛应用，给人们带来了极大的便利。1. 人体移动感应器1.1被动红外感应器被动红外感应器根据透镜折射处理，探测周围热源的移动信号，然后转换成变化的电子信号输出，最后对变化的电子信号进行解读，最终形成控制信号，实现器具的自动开关。1.2超声波感应器 超声波的多普勒效应是超声波感应器得工作原理。发射器对物体发出的超声波会在被物体阻挡后反射回来，若物体是运动的，将会改变反射波的频率，同理，物体是静止的话，其频率是不会改变的。接收端通过将接收信号与发射信号频率的比较做出物体有无运动的判断。1.3高频电磁波感应器 多普勒效应也是高频电磁波感应器的工作原理。借助电磁波的反射原理，当某一频率的电磁波碰到阻碍物时，部分的电磁波就会被反射回来。如果反射波的波长比波源的波长短，说明物体朝着波源发射的方向运动；如果反射波的波长比波源的波长要长，就说明物体向着波源的反方向移动；如果反射波的波长不变，那就说明中间物体时处于静止状态的，频率的改变受到波长的影响。依据这个原理，在一个制造出的磁场中，若物体在磁场内移动，那么该磁场的频率将会被改变，然后电路放大频率信号，从而控制开关。2.感应器的应用由于各类感应器的特性不同，因而其在现实生产、生活中的应用也大不相同。2.1红外感应器红外感应器是感应器中应用最广泛的，在商业建筑和民用建筑中都可以看到。亮度值、灵敏度及延时时间是红外感应器在工作过程中的三个重要参数。而实际应用中，影响感应器探测的实际照度的则是：办公室窗户形状、尺寸及安装的高度。例如感应消防应急照明技术的原理就是：主电源断 电时或接收到信号时实现消防应急照明、停电应急照明以及普通感应照明等功能。正常工作时,电源检测供电电源,由充电管理电路对蓄电池进行充放电管理;与此同时,电源模块为红外感应电路提供电源,由红外感应电路控制光源开启,当红外感应电路的开启条件同时具备时，则会启动光源。洗手是日常生活中必不可少的行为。当在公共场所洗手时, 就很有可能接触到各种各样的病菌，因为人们一般的洗手动发生在龙头和肥皂上, 这就很有可能使病菌扩散。红外感应全自动洗手器就是针对此问题而发明的全自动洗手装置。将洗手液和自来水的开关融为一体, 杜绝不卫生的接触, 为公共部门提供了安全、可靠卫生标准设施。主要原理是通过红外光的发射和感应，低频滤波等信号处理，可靠识别遮挡物是否存在，进而控制可控硅，通过可控制电磁水阀的开启和关闭。目前，一些农村偏远地区的公共卫生设施仍然采用的是地沟式便池，鉴于其造价成本低廉和管理性强的特点, 仍然是一些地方的首要选择。随着环保意识和成本意识的逐步加强，过去沟式便池翻斗冲水装置在使用过程中，24小时持续的冲水造成用水的巨大浪费。运用现代化感应控制技术, 研发的地沟式便池红外感应自动冲水装置能真正实现节约水资源的目的。2.2超声波感应器超声波感应器一般很少独立使用，因为灵敏度高而时常出现错误操作。将超声波与被动红外技术集于一体的双向感应器集合了两者的优点，同时实现了二者技术方面缺陷的互补。双向感应器多安装在办公室、会议室、茶水间、卫生间等公共场所。双向感应器的气流补偿的主要作用是避免环境气流影响超声波探测器，使之产生误动作；但是使用该功能会降低感应器的探测灵敏度。为了防止感应器的影响，在室内安装时，双向感应器或者超声波感应器的安装位置应离开空调排风口和窗口 3m以上的距离；在 50平米的空间内不可有其他频率的超声波，以免相互干扰；两个同样的产品间隔要超过8m，避免超声波的相互干涉。当厕位内有人时，感应器测得距离少于厕位空间距离。当厕位无人时感应器测得距离大于等于厕位空间距离。根据这一原理，以单片机为控制中心，以超声波测距为方法设计的人体感应器具有稳定、可靠、灵敏度高的特点。汽车倒车防撞预警系统即是俗称的倒车雷达，是汽车泊车辅助装置。当汽车尾部离障碍物的距离达到设定的安全警告值时，倒车雷达发出报警声，以警示驾驶员，辅助驾驶员安全倒车。倒车防撞预警系统由四路收发一体封闭型超声波传感器及其超声波发射与回波接收电路、超声波电信号放大电路、单片机控制电路、LED数码管显示电路和蜂鸣器声音报警电路组成。超声传感器处于超声频率的电信号经过超声波传感器中的超声波换能器转换成超声声波，超声波传感器按照一定的方向发射该超声声波，当超声声波遇到障碍物以后被反弹回来，再被超声波传感器所接受，由超声波换能传感器转换为电信号。由于音速是一个已知的常数，因此通过回弹的时间，就可以计算出距离。2.3微波感应器 亮度值、灵敏度及延时时间同样也是微波感应器的三个决定工作状态的参数。它在照明领域的应用较少，却广泛的应用于ATM 机、安防以及感应门等领域。根据其较强的穿透性，其可应用于如仓库、数据中心机房等环境恶劣且空间较大的区域，在实际安装使用过程中，尽可能不要安装在木板楼板或是靠近金属门或墙的地方。由于微波信号穿透性的特点，将微波感应器与灯具结合，实现了单灯