基于MCU的权控智能节水系统设计

2．4 权注水控制电路设计

权注水是以AT89C2051为核心的主控制单元实现电路见图7。权注水控制电路与微处理器耦合时采用光电耦合器耦合，优点是光电耦合器耦合可以阻隔继电器和电磁阀开启与关断瞬间产生的尖锋脉冲等干扰信号对微处理器的干扰，从而避免了主控制单元因受干扰而出现工作性能不稳定的现象，减小了误冲厕和漏冲厕的几率。信号流程为：权注水指令从P3．2口送出，经R8送光耦IC4驱动V2导通，控制继电器闭合常开触电，电磁阀开启权注水。



3 系统软件设计

本系统以AT89C2051单片机为核心，为实现单片机的信号处理和控制功能，将程序划分为6个模块：3 min定时模块、红外脉冲计数模块、高低峰期判决模块、延时选择模块、水位检测模块、电磁阀模块，单片机主程序流程如图8所示。



3 min定时模块在红外检测经P3．1口送入第1个红外脉冲时启动，在3 min定时时间内由红外脉冲计数模块对红外脉冲计数。3 min定时到时，3 min定时模块和红外计数模块清零复位，此后3 min定时模块和红外计数模块在下一个红外脉冲到来时才再次启动。同时红外计数模块的红外脉冲计数值送高低峰期判决模块。

高低峰期判决模块有2个功能：当3 min内红外计数值满足高峰期人数时启动电磁阀进行权注水；当3 min内红外计数值不满足高峰期人数时，启动延时选择模块。

延时选择设置有友好的人机对话接口，由延时选择程序和设置在机外人工预置的7组机械开关共同组成实现，延时时间一到则开启电磁阀进行权祝水。为了消除开关开闭产生的瞬间尖峰脉冲干扰红外计数，在每组开关上设计了消尖峰脉冲电路。

水位检测模块检测权注水是否到达虹吸阀的虹吸点，即高水位位置，当权注水到高水位时，水位检测模块启动电磁阀模块，使其关闭。

由于篇幅的原因，在此给出部分C语言源程序：





通过实际工作环境下的多次试验，系统运行良好，红外监测误检率小于O．2％，冲厕迟滞时间小于1 s。表1是本节水系统在检测周期为3 min时的一年耗水量，以及与普通冲水器的耗水情况比较。



从表1可以看出，权控智能节水器在检测周期为3 min的情况下，节水率高达88％，大大节约了水资源，符合设计初衷。

4 结语

提出的权控智能节水方案有效解决了现有节水产品冲厕不及时、误冲厕、漏冲厕等技术缺憾，极大地提高了节水率，获得了比较满意的结果。随着信号处理技术的发展，这种基于热释电红外移动传感器和单片微处理器的权控智能节水器将有着十分广阔的应用前景。