本實(shí)用新型涉及生活用品技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種感應(yīng)式水龍頭。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的水龍頭開(kāi)關(guān)水操作都是由人手扳動(dòng)水孔頭的開(kāi)關(guān)把手，使水龍頭的閥門(mén)動(dòng)作來(lái)控制水龍頭的打開(kāi)與關(guān)閉。傳統(tǒng)的水龍頭在使用過(guò)程中存在以下缺陷：1）頻繁開(kāi)關(guān)會(huì)對(duì)水龍頭造成不可逆的磨損，降低水龍頭的使用壽命；2）不同人操作水龍頭開(kāi)關(guān)把手時(shí)，容易造成交叉感染；3）人雙手被占用時(shí)，不方便操作水龍頭的開(kāi)關(guān)把手。

隨著科技的進(jìn)步，感應(yīng)式水龍頭得到了快速發(fā)展，感應(yīng)式水龍頭的應(yīng)用克服了傳統(tǒng)水龍頭的缺陷，還起到了節(jié)水作用。然而目前市場(chǎng)上的感應(yīng)式水龍頭均采用220V交流電源供電，使得其體積過(guò)大，安裝非常不方便；并且現(xiàn)有的感應(yīng)水龍頭都存在感應(yīng)距離不準(zhǔn)和打開(kāi)關(guān)閉不及時(shí)的問(wèn)題，給使用者帶來(lái)極大不便。另外由于感應(yīng)式水龍頭大多結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一旦內(nèi)部電子線(xiàn)路出現(xiàn)故障，必然導(dǎo)致其不能工作，甚至連最基本的關(guān)閉水流或開(kāi)通水流這樣機(jī)械式水龍頭的功能都不能實(shí)現(xiàn)，只能進(jìn)行維修或更換，不僅影響人們的正常使用，而且成本也較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型需要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種感應(yīng)距離能夠根據(jù)使用情況進(jìn)行調(diào)節(jié)、且能夠精確控制啟閉的感應(yīng)水龍頭。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案如下。

感應(yīng)水龍頭，包括水龍頭本體，所述水龍頭本體內(nèi)設(shè)置有脈沖電磁閥和用于控制脈沖電磁閥打開(kāi)與關(guān)閉的控制機(jī)構(gòu)，水龍頭本體的外表面上設(shè)置有操作按鈕，所述控制機(jī)構(gòu)包括直流電源、中央控制模塊、物體感應(yīng)模塊和電磁閥驅(qū)動(dòng)模塊；其中，操作按鈕用于設(shè)定控制機(jī)構(gòu)的工作模式，物體感應(yīng)模塊用于感應(yīng)水口下方特定范圍內(nèi)是否有物體靠近并將信息發(fā)送給中央控制模塊，中央控制模塊根據(jù)采集的信息向電磁閥驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)送指令，電磁閥驅(qū)動(dòng)模塊根據(jù)指令控制脈沖電磁閥打開(kāi)或關(guān)閉。

上述感應(yīng)水龍頭，所述物體感應(yīng)模塊包括信息處理單元以及與信息處理單元分別連接的光發(fā)射單元和光接收單元。

上述感應(yīng)水龍頭，所述控制機(jī)構(gòu)還包括與中央控制模塊輸出端連接的LED顯示模塊。

上述感應(yīng)水龍頭，所述水龍頭本體上還設(shè)置有內(nèi)部直接與脈沖電磁閥的控制電極連接、外接控制電源的外接端口。

由于采用了以上技術(shù)方案，本實(shí)用新型所取得技術(shù)進(jìn)步如下。

本實(shí)用新型通過(guò)采用自動(dòng)調(diào)節(jié)物體感應(yīng)模塊發(fā)射光強(qiáng)度的方式，使得光接收單元接收到強(qiáng)度適中的光信號(hào)，并保持該光信號(hào)在較大變化動(dòng)態(tài)范圍的同時(shí)，對(duì)應(yīng)著較大的感應(yīng)距離變化動(dòng)態(tài)范圍。為能夠準(zhǔn)確控制水流的接通與關(guān)斷提供了可靠保證。本實(shí)用新型通過(guò)外設(shè)端口來(lái)直接控制脈沖電磁閥，防止因內(nèi)部故障而無(wú)法使用的情況發(fā)生。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本實(shí)用新型所述物體感應(yīng)模塊的結(jié)構(gòu)框圖；

圖3為物體感應(yīng)模塊中反射光強(qiáng)度和感應(yīng)距離的關(guān)系曲線(xiàn)圖；

圖4為三種不同發(fā)光強(qiáng)度的發(fā)光單元-被同一被感應(yīng)物體反射后的光強(qiáng)度和感應(yīng)距離的關(guān)系曲線(xiàn)圖。

其中：1.水龍頭本體，11.脈沖電磁閥，12.電磁閥驅(qū)動(dòng)模塊，13.物體感應(yīng)模塊，131.光發(fā)射單元，132.光接收單元，133.信息處理單元，14.LED顯示模塊，15.中央控制模塊，16.直流電源。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

一種感應(yīng)水龍頭，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括水龍頭本體1，水龍頭本體內(nèi)設(shè)置有脈沖電磁閥和控制機(jī)構(gòu)，水龍頭本體外表面上設(shè)置有的操作按鈕；操作按鈕用于設(shè)定控制機(jī)構(gòu)的工作模式，控制機(jī)構(gòu)用于控制脈沖電磁閥的打開(kāi)與關(guān)閉，脈沖電磁閥用于控制水流的釋放。水流流入水龍頭本體的進(jìn)水口后，流經(jīng)由控制機(jī)構(gòu)控制的脈沖電磁閥11，最后通過(guò)水龍頭本體的出水口流出。

控制機(jī)構(gòu)包括直流電源模塊、中央控制模塊、物體感應(yīng)模塊、電磁閥驅(qū)動(dòng)模塊以及LED顯示模塊14。其中，中央控制模塊15是以微處理器為核心嵌入式軟硬件結(jié)合的智能控制模塊，中央控制模塊15通過(guò)通訊和其他三個(gè)模塊交換信息，發(fā)出控制指令給其他三個(gè)模塊；物體感應(yīng)模塊用于感應(yīng)水口下方特定范圍內(nèi)是否有物體靠近并將信息發(fā)送給中央控制模塊；中央控制模塊根據(jù)采集的信息向電磁閥驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)送指令，電磁閥驅(qū)動(dòng)模塊根據(jù)指令控制脈沖電磁閥打開(kāi)或關(guān)閉；LED顯示模塊用于根據(jù)中央控制模塊的指令對(duì)相應(yīng)信息進(jìn)行顯示。

物體感應(yīng)模塊為一個(gè)紅外光電感應(yīng)器，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括信息處理單元以及、光發(fā)射單元和光接收單元，物體感應(yīng)模塊的外殼上設(shè)置有一個(gè)允許紅外光透過(guò)的透紅外光窗口，發(fā)射光和被反射的接收光都由此窗口透過(guò)。

感應(yīng)水龍頭的工作模式分為：標(biāo)定模式、自動(dòng)模式和手動(dòng)模式。其中，標(biāo)定模式是為自動(dòng)模式確定其工作時(shí)所需要的最大感應(yīng)距離；自動(dòng)模式為默認(rèn)模式，退出標(biāo)定模式或手動(dòng)模式后，感應(yīng)水龍頭都會(huì)自動(dòng)進(jìn)入自動(dòng)模式。感應(yīng)水龍頭通過(guò)標(biāo)定模式確定最大感應(yīng)距離做為自動(dòng)模式下判斷被感應(yīng)物體存在位置的遠(yuǎn)近，被感應(yīng)物體的位置遠(yuǎn)近是通過(guò)被感應(yīng)物體反射回來(lái)的光強(qiáng)度大小來(lái)判斷的，從而決定打開(kāi)或關(guān)閉脈沖電磁閥。

本實(shí)用新型在接通直流電源后，自動(dòng)進(jìn)入自動(dòng)模式，此時(shí)的最大感應(yīng)距離為中央控制模塊15內(nèi)部預(yù)設(shè)的最大感應(yīng)距離參考值；在標(biāo)定模式執(zhí)行完成后，所得到的最大感應(yīng)距離就會(huì)被中央控制模塊15記錄，取代這個(gè)預(yù)設(shè)的參考值，直到下一次新的標(biāo)定模式執(zhí)行完成后，被新的最大感應(yīng)距離取代，或者通過(guò)斷電、重新上電后被預(yù)設(shè)的參考值取代。

對(duì)感應(yīng)水龍頭進(jìn)行標(biāo)定時(shí)，通過(guò)操作水龍頭本體外表面上的操作按鈕進(jìn)入標(biāo)定模式。在標(biāo)定模式下，將某一特定的被感應(yīng)物體放置于物體感應(yīng)模塊13的透紅外光窗口正對(duì)面一特定距離，成功標(biāo)定后，中央控制模塊15記錄下此時(shí)的被感應(yīng)物體與物體感應(yīng)模塊13的透紅外光窗口之間的距離，標(biāo)定為最大感應(yīng)距離。如果沒(méi)有標(biāo)定成功，重新將被感應(yīng)物體放置于物體感應(yīng)模塊13的透紅外光窗口正對(duì)面另一特定距離，如此過(guò)程重復(fù)執(zhí)行，直到標(biāo)定成功。標(biāo)定成功后，LED顯示模塊14在中央控制模塊15的控制下發(fā)出標(biāo)定成功并完成的指示，同時(shí)退出標(biāo)定模式進(jìn)入自動(dòng)模式。

標(biāo)定模式下物體感應(yīng)模塊的工作原理為：光發(fā)射單元131發(fā)出的脈沖光投射到位于物體感應(yīng)模塊13的透紅外光窗口正對(duì)面某一定距離處的某一特定的被感應(yīng)物體上，經(jīng)由被感應(yīng)物體反射后，該反射光被光接收單元132接收，水龍頭本體內(nèi)部的信號(hào)轉(zhuǎn)換電路將接收到的光強(qiáng)度信息轉(zhuǎn)換和放大成相應(yīng)的電信號(hào)被中央控制模塊15采集，中央控制模塊15將該電信號(hào)值的大小和預(yù)設(shè)理想的電信號(hào)值（假設(shè)：0.5V）加以比較，會(huì)出現(xiàn)以下三種情況：

第一種情況：該電信號(hào)值和理想的電信號(hào)值相近（假設(shè)：0.3V~0.7V）；

第二種情況：該電信號(hào)值遠(yuǎn)大于理想的電信號(hào)值（假設(shè)：>0.7V）；

第三種情況：該電信號(hào)值遠(yuǎn)小于理想的電信號(hào)值（假設(shè)：<0.3V）。

當(dāng)?shù)谝环N情況發(fā)生時(shí)，中央控制模塊15記錄下該電信號(hào)值；此時(shí)，這一特定被感應(yīng)物體到物體感應(yīng)模塊13的透紅外光窗口之間的距離就被中央控制模塊15記錄為最大感應(yīng)距離。同時(shí)，中央控制模塊15還保存產(chǎn)生該電信號(hào)值時(shí)對(duì)應(yīng)的當(dāng)前光發(fā)射單元131的發(fā)射光強(qiáng)度，供自動(dòng)模式使用。完成標(biāo)定過(guò)程，退出標(biāo)定模式，進(jìn)入自動(dòng)模式。

當(dāng)?shù)诙N情況發(fā)生時(shí)，中央控制模塊15通過(guò)物體感應(yīng)模塊13中的信息處理單元133對(duì)光發(fā)射單元131的光驅(qū)動(dòng)電流加以調(diào)整，減小此時(shí)驅(qū)動(dòng)電流，達(dá)到減小發(fā)射光的光強(qiáng)度的目的。經(jīng)過(guò)調(diào)整后，中央控制模塊15感應(yīng)到的對(duì)應(yīng)這一特定的被感應(yīng)物體反射光強(qiáng)度的電信號(hào)值就會(huì)和理想的電信號(hào)值相接近，中央控制模塊15記錄下該電信號(hào)值。此時(shí)，這一特定的被感應(yīng)物體到物體感應(yīng)模塊13的透紅外光窗口之間的距離就被中央控制模塊15記錄為最大感應(yīng)距離。同時(shí)，中央控制模塊15還保存產(chǎn)生該電信號(hào)值時(shí)對(duì)應(yīng)的當(dāng)前光發(fā)射單元131的發(fā)射光強(qiáng)度，供自動(dòng)模式使用。完成標(biāo)定過(guò)程，退出標(biāo)定模式，進(jìn)入自動(dòng)模式。

當(dāng)?shù)谌N情況發(fā)生時(shí)，中央控制模塊15通過(guò)物體感應(yīng)模塊13中的信息處理單元133對(duì)光發(fā)射單元131的光驅(qū)動(dòng)電流加以調(diào)整，增大此時(shí)驅(qū)動(dòng)電流，達(dá)到增大發(fā)射光的光強(qiáng)度的目的。經(jīng)過(guò)調(diào)整后，中央控制模塊15感知到的對(duì)應(yīng)這一特定的被感應(yīng)物體反射光強(qiáng)度的電信號(hào)值就會(huì)和理想的電信號(hào)值相接近，中央控制模塊15記錄下該電信號(hào)值。此時(shí)，這一特定的被感應(yīng)物體到物體感應(yīng)模塊13的透紅外光窗口之間的距離就被中央控制模塊15記錄為最大感應(yīng)距離。同時(shí)，中央控制模塊15還保存產(chǎn)生該電信號(hào)值時(shí)對(duì)應(yīng)的當(dāng)前光發(fā)射單元131的發(fā)射光強(qiáng)度，供自動(dòng)模式使用。完成標(biāo)定過(guò)程，退出標(biāo)定模式，進(jìn)入自動(dòng)模式。

在第二種情況和第三種情況發(fā)生時(shí)，信息處理單元對(duì)光發(fā)射單元的光驅(qū)動(dòng)電流進(jìn)行調(diào)整，目的是為了使光接收單元接收到強(qiáng)度適中的光信號(hào)，并保持該光信號(hào)在較大變化動(dòng)態(tài)范圍的同時(shí)，對(duì)應(yīng)著較大的感應(yīng)距離變化動(dòng)態(tài)范圍。

本實(shí)用新型控制機(jī)構(gòu)中的中央控制模塊根據(jù)物體感應(yīng)模塊中光接收單元132接收反射光強(qiáng)度的大小來(lái)判定被感應(yīng)物體的距離，即通過(guò)反射光強(qiáng)度的強(qiáng)和弱來(lái)判斷被感應(yīng)物體是位于最大感應(yīng)距離以?xún)?nèi)還是以外。

圖3為反射光強(qiáng)度和感應(yīng)距離的關(guān)系曲線(xiàn)。從圖3中看出有三個(gè)區(qū)域：A區(qū)域、B區(qū)域和C區(qū)域。在A區(qū)域，感應(yīng)距離的動(dòng)態(tài)范圍較小，相應(yīng)的反射光強(qiáng)度的變化動(dòng)態(tài)范圍過(guò)大；C區(qū)域則正相反。因此當(dāng)本實(shí)用新型工作在A或C區(qū)域都會(huì)產(chǎn)生一定的誤動(dòng)作，故而不是理想的工作區(qū)域。B區(qū)域有著較大感應(yīng)距離變化動(dòng)態(tài)范圍的同時(shí)，保持著較大的反射光強(qiáng)度變化動(dòng)態(tài)范圍，是理想的工作區(qū)域。因此物體感應(yīng)模塊中的信息處理單元通過(guò)調(diào)整光發(fā)射單元131發(fā)出的光強(qiáng)度到合適值，使得感應(yīng)距離變化的動(dòng)態(tài)范圍保持較大的同時(shí)，使光接收單元132接收的反射光強(qiáng)度變化有較大的動(dòng)態(tài)范圍。

圖4為三種不同發(fā)光強(qiáng)度的發(fā)光射單元131被同一被感應(yīng)物體反射后的光強(qiáng)度和感應(yīng)距離的關(guān)系曲線(xiàn)，▲代表發(fā)光強(qiáng)度強(qiáng)的發(fā)光單元，●代表發(fā)光強(qiáng)度弱的發(fā)光單元，■代表發(fā)光強(qiáng)度適中的發(fā)光單元。從圖4可以看出，當(dāng)被感應(yīng)物體位于感應(yīng)距離P處，光發(fā)射單元131發(fā)出強(qiáng)光得到的反射光強(qiáng)度X落在A區(qū)域（對(duì)應(yīng)▲曲線(xiàn)）；光發(fā)射單元131發(fā)出弱光得到的反射光強(qiáng)度Z落在C區(qū)域（對(duì)應(yīng)●曲線(xiàn)），都不是理想的工作區(qū)域。

本實(shí)用新型通過(guò)信息處理單元調(diào)整光發(fā)射單元131發(fā)出的光強(qiáng)度，使得被感應(yīng)物體位于感應(yīng)距離P處的反射光強(qiáng)度Y落在B區(qū)域（對(duì)應(yīng)■曲線(xiàn)），即落在理想的工作區(qū)域內(nèi)。

感應(yīng)水龍頭在標(biāo)定狀態(tài)下確定了特定的被感應(yīng)物體、光發(fā)射單元131的光強(qiáng)度、最大感應(yīng)距離以及對(duì)應(yīng)最大感應(yīng)距離時(shí)被該特定感應(yīng)物體反射的光強(qiáng)度對(duì)應(yīng)的電信號(hào)值，這些參數(shù)均保存在了中央控制模塊中，供自動(dòng)模式參照。

感應(yīng)水龍頭標(biāo)定完成后進(jìn)入自動(dòng)模式。在此模式下，當(dāng)標(biāo)定模式下確定的被感應(yīng)物體再次出現(xiàn)在物體感應(yīng)模塊13的透紅外光窗口正對(duì)面，并且其與物體感應(yīng)模塊13的透紅外光窗口之間的距離小于最大感應(yīng)距離時(shí)，即當(dāng)物體感應(yīng)模塊13感應(yīng)到被感應(yīng)物體存在于最大感應(yīng)距離以?xún)?nèi)的位置時(shí)，光接收單元132接收到的該被感應(yīng)物體反射的光強(qiáng)度和對(duì)應(yīng)的電信號(hào)值就會(huì)大于標(biāo)定模式時(shí)中央控制模塊15記錄下的最大感應(yīng)距離對(duì)應(yīng)的反射光強(qiáng)度和電信號(hào)值，此時(shí)中央控制模塊15就會(huì)通過(guò)電磁閥驅(qū)動(dòng)模塊12驅(qū)動(dòng)脈沖電磁閥11打開(kāi)，出水口就會(huì)有水流流出。反之，如果標(biāo)定模式下確定的被感應(yīng)物體再次出現(xiàn)在物體感應(yīng)模塊13的透紅外光窗口正對(duì)面，并且其與物體感應(yīng)模塊13的透紅外光窗口之間的距離大于最大感應(yīng)距離時(shí)，即當(dāng)物體感應(yīng)模塊13感應(yīng)到被感應(yīng)物體存在于最大感應(yīng)距離之外的位置時(shí)，光接收單元132接收到的該被感應(yīng)物體反射的光強(qiáng)度和對(duì)應(yīng)的電信號(hào)值就會(huì)小于標(biāo)定模式時(shí)中央控制模塊15記錄下的最大感應(yīng)距離對(duì)應(yīng)的反射光強(qiáng)度和電信號(hào)值，中央控制模塊15就會(huì)通過(guò)電磁閥驅(qū)動(dòng)模塊12控制脈沖電磁閥11關(guān)閉，出水口便不會(huì)有水流流出。

本實(shí)用新型還可以通過(guò)操作水龍頭本體外表面上的操作按鈕進(jìn)入手動(dòng)模式，此時(shí)通過(guò)操作開(kāi)啟按鈕，無(wú)論物體感應(yīng)模塊13是否感應(yīng)到被感應(yīng)的物體存在，中央控制模塊15都會(huì)通過(guò)電磁閥驅(qū)動(dòng)模塊12打開(kāi)脈沖電磁閥11，出水口就會(huì)有水流流出。通過(guò)操作關(guān)閉按鈕，無(wú)論物體感應(yīng)模塊13是否感應(yīng)到被感應(yīng)的物體存在，中央控制模塊15都會(huì)通過(guò)電磁閥驅(qū)動(dòng)模塊12關(guān)閉脈沖電磁閥11，出水口不會(huì)有水流流出。手動(dòng)模式關(guān)閉后，感應(yīng)水龍頭自動(dòng)進(jìn)入自動(dòng)模式。

在手動(dòng)模式下，為確保不造成水資源浪費(fèi)，在進(jìn)入手動(dòng)模式開(kāi)狀態(tài)的同時(shí)，中央控制模塊15在內(nèi)部預(yù)設(shè)的定時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)，定時(shí)時(shí)間到的時(shí)刻，中央控制模塊15通過(guò)電磁閥驅(qū)動(dòng)模塊12關(guān)閉脈沖電磁閥11，這樣即使人為遺忘通過(guò)操作關(guān)閉按鈕進(jìn)入手動(dòng)模式關(guān)狀態(tài)，脈沖電磁閥11也會(huì)在預(yù)設(shè)的定時(shí)時(shí)間后自動(dòng)被關(guān)閉，關(guān)斷出水口水流流出。

本實(shí)用新型的中央控制模塊15還能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)直流電源16的電壓值；當(dāng)電壓值低于設(shè)定閾值時(shí)，中央控制模塊15向LED顯示模塊14發(fā)出指令，顯示電壓過(guò)低信息，提醒及時(shí)更換電源。

為防止內(nèi)部電路故障或直流電源虧電時(shí)無(wú)法操控水龍頭的情況發(fā)生，本實(shí)用新型在水龍頭本體上還設(shè)置了外接端口，外接端口的內(nèi)部直接與脈沖電磁閥的控制電極連接，外接控制電源，用于通過(guò)外部的控制電源來(lái)直接控制脈沖電磁閥11的打開(kāi)或閉合。