基于单片机控制的饮水机智能记忆插座的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于单片机控制的饮水机智能记忆插座。现有的饮水机的千“滚”水和循环加热保温模式的能耗严重。本发明插座外壳和电路板，电路板包括电源模块、单片机模块、光感模块、红外感应模块、电流检测模块、继电器控制模块、按键模块。插座外壳正上方开有多个通孔，用于电路板上PIR红外探头、光敏电阻和指示灯从通孔穿出，同时插座外壳正上方设置有按键开关。本发明能学习掌握用户用水习惯（时间段），从而控制饮水机日常工作状态，彻底消除无效循环加热。同时附加光控模块，避免黑夜长时间循环加热；附加红外感应模块，弥补未能正确预测的情况。
【专利说明】基于单片机控制的饮水机智能记忆插座
【技术领域】
[0001]本发明属于单片机控制【技术领域】，涉及一种基于单片机控制的饮水机智能记忆插座。
【背景技术】
[0002]饮水机已成为办公室与家庭的必不可少的电器，但其在给人们带来了极大的方便的同时，也同样带来了一系列的问题。最为常见的是饮水机的千“滚”水和循环加热保温模式的能耗问题。而在饮水机产品领域，其功能相对已经固定并且结构相对较为复杂，若在这类产品上进行高端技术的改进，其开发前景相对狭隘。因此我们把眼光转向插座，考虑是否可以对插座进行处理，解决饮水机这些弊端。
[0003]在现有的插座产品中，仅仅通过红外感应或者光感从而在无人使用的情况下切断饮水机电源。而我们除了原有的光感和红外感应模块外，还通过单片机学习使用者的用水习惯，从而控制饮水机的加热时段，更加节能，并且彻底解决千“滚”水问题。且该插座本身低能，可实现节能目标。另外为应对临时情况，设计有智能和普通两种模式。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种基于单片机控制的饮水机智能记忆插座，该插座能学习掌握用户用水习惯(时间段)，从而控制饮水机日常工作状态，彻底消除无效循环加热。同时附加光控模块，避免黑夜长时间循环加热；附加红外感应模块，弥补未能正确预测的情况。
[0005]本发明插座外壳和电路板，电路板包括电源模块、单片机模块、光感模块、红外感应模块、电流检测模块、继电器控制模块、按键模块。
[0006]插座外壳正上方开有多个通孔，用于电路板上PIR红外探头、光敏电阻和指示灯从通孔穿出，同时插座外壳正上方设置有按键开关。
[0007]电源模块包括全铜足功率变压器E1、第一普通二极管D1、第二普通二极管D2、第三普通二极管D3、第四普通二极管D4、三端稳压管、第一电解电容Cl、第二电容C2、第三电解电容C3、第四电容C4、火线接口 L以及零线接口 N。全铜足功率变压器EI的两个输入端分别与火线接口 L、零线接口 N相连接；第一普通二极管Dl和第三普通二极管D3的正极均接地；第一普通二极管Dl负极与第二普通二极管D2的正极、全铜足功率变压器EI的一个输出端相连接；第三普通二极管D3的负极与第四普通二极管D4的正极、全铜足功率变压器EI的另一个输出端相连接；第二普通二极管D2的负极与第四普通二极管D4的负极、第一电解电容Cl的正极、第二电容C2的一端、三端稳压管的输入端IN端相连接；第一电解电容Cl的负极、第二电容C2的另一端、三端稳压管的接地端GND端接地；三端稳压管的输出端OUT端与第三电解电容C3的正极、第四电容C4的一端相连接，第三电解电容C3的负极、第四电容C4的另一端接地；第二电容C2与三端稳压管的输入端IN端相连接的同时输出12V电压，三端稳压管的输出端OUT端同时输出稳压电源VDD。[0008]单片机模块包括单片机、发光二极管D5、第五电容C5、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、排针。单片机的第一引脚与电流检测模块的第二十三电阻R23的一端相连接；第二引脚与继电器控制模块的第二十四电阻R24的一端相连接；第三引脚接地，第四引脚与5V电源VDD、第一电阻Rl的一端、第五电容C5的一端相连接,第一电阻Rl的另一端与排针的第二引脚相连接，第五电容C5的另一端接地；单片机的第五引脚、第六引脚分别与排针的第三引脚、第五引脚相连接；单片机的第七引脚与第三电阻R3的一端、按键模块中按键开关S2的第一引脚、排针的第四引脚相连接，第三电阻R3的另一端与5V电源VDD相连接；单片机的第八引脚与红外感应模块中第十三电阻R13的一端相连接；单片机的第九引脚与第二电阻R2的一端相连接，第二电阻R2的另一端与发光二极管D5的负极相连接，发光二极管D5的正极与5V电源VDD相连接；第十引脚与光感模块中第五电阻R5的一端相连接；排针的第一引脚接地。
[0009]光感模块包括第四光敏电阻R4和第五电阻R5。第四光敏电阻R4的一端接5V电源VDD，另一端输出光感信号LIGHT SENSE的同时与第五电阻R5的一端相连接，第五电阻R5的另一端接地。
[0010]红外感应模块包括PIR红外探头、红外热释电处理芯片、第六电解电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第^^一电容C11、第十二电容C12、第十三电容C13、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第i^一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15。PIR红外探头的D脚与5V电源VDD、红外热释电处理芯片的第十一引脚、第十一电阻Rll的一端、红外热释电处理芯片的第八引脚、红外热释电处理芯片的第一引脚、第十三电容C13的一端相连接，第十一电阻Rll的另一端与红外热释电处理芯片的第九引脚相连接；PIR红外探头的S脚与红外热释电处理芯片的第十四引脚、第九电容C9的一端、第九电阻R9的一端相连接；PIR红外探头的G脚与第九电容C9的另一端、第九电阻R9的另一端、第十电容ClO的一端、第十二电阻R12的一端、第^ 电容Cll的一端、第十二电容C12的一端、红外热释电处理芯片的第七引脚、第十三电容C13.的另一端相连接，同时接地；红外热释电处理芯片的第二引脚与第十三电阻R13的另一端相连接；红外热释电处理芯片的第三引脚与第十四电阻R14的一端相连接，第十四电阻R14的另一端与第十一电容Cll的另一端、红外热释电处理芯片的第四引脚相连接；红外热释电处理芯片的第六引脚与第十五电阻R15的一端相连接，第十五电阻R15的另一端与第十二电容C12的另一端、红外热释电处理芯片的第五引脚相连接；红外热释电处理芯片的第十引脚与第十二电阻R12的另一端相连接；红外热释电处理芯片的第十二引脚与第七电阻R7的一端、第七电容C7的一端相连接,第七电阻R7的另一端、第七电容C7的另一端同时与第六电阻R6的一端、红外热释电处理芯片的第十三引脚相连接；第六电阻R6的另一端与第六电解电容C6的正极相连接，第六电解电容C6的负极与第八电阻R8的一端、第八电容CS的一端、红外热释电处理芯片的第十六引脚相连接；第八电阻R8的另一端、第八电容CS的另一端同时与第十电阻RlO的一端、红外热释电处理芯片的第十五引脚相连接，第十电阻RlO的另一端与第十电容ClO的另一端相连接。
[0011]电流检测模块包含电流互感器transformer、运算放大器、第六稳压二极管D6、第七二极管D7、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二十电阻R20、第二i^一电阻R21、第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、第十四电容C14、第十五电解电容C15、第十六电容C16。电流互感器transformer的两端与第十六电阻R16的两端相连接，运算放大器的第一引脚与第十九电阻R19的一端、第七二极管D7的正极相连接；运算放大器的第四引脚与第十四电容C14的一端、5V电源VDD相连接；运算放大器的第二引脚与第六稳压二极管D6的负极、第十七电阻R17的一端、第十八电阻R18的一端相连接，第十七电阻R17的另一端与第十六电阻R16的一端相连接，第十八电阻R18的另一端与第七二极管D7的负极、第二十电阻R20的一端相连接；运算放大器的第三引脚与第十六电阻R16的另一端、第六稳压二极管D6的正极、运算放大器的第十一引脚、第十九电阻R19的另一端、第十四电容C14的另一端、第二^ 电阻R21的一端、第十五电解电容C15的负极、第十六电容C16的一端、第二十三电阻R23的另一端相连接，同时接地；运算放大器的第十二引脚与第二十电阻R20的另一端相连接；运算放大器的第十三引脚与第二十一电阻R21的另一端、第二十二电阻R22的一端相连接；运算放大器的第十四引脚与第十五电解电容C15的正极、第十六电容C16的另一端、第二十二电阻R22的另一端、第二十三电阻R23的一端相连接，同时输出信号⑶RRENT SENSE ;运算放大器的其他引脚悬空。
[0012]继电器控制模块包括第二十四电阻R24、第二十五电阻R25、第一三极管、第八普通二极管D8、继电器K1。第二十四电阻R24的另一端与第一三极管的基极、第二十五电阻R25的一端相连接，第一三极管的发射极、第二十五电阻R25的另一端接地；第一三极管的集电极与第八普通二极管D8的正极、继电器Kl的第三引脚相连接，第八普通二极管D8的负极、继电器Kl的第四引脚接12V电源；继电器Kl的第一引脚接插座输出端口 LI，继电器Kl的第二引脚接火线接口 L。
[0013]按键模块包括按键S2。按键S2的I脚输出信号KEY，3脚接地，其他引脚悬空。
[0014]本发明有益效果如下:
本发明能学习掌握用户用水习惯(时间段)，从而控制饮水机日常工作状态，彻底消除无效循环加热。同时 附加光控模块，避免黑夜长时间循环加热；附加红外感应模块，弥补未能正确预测的情况。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本发明中的电源模块示意图；
图2为本发明中的单片机模块示意图；
图3为本发明中的光感模块示意图；
图4为本发明中的红外感应模块示意图；
图5为本发明中的电流检测模块示意图；
图6为本发明中的继电器控制模块示意图；
图7为本发明中的按键模块示意图；
图8为本发明中的PCB板不意图；
图9为本发明中的插座面板的主视图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0017]基于单片机控制的饮水机智能记忆插座，包括插座外壳和电路板，电路板包括电源模块、单片机模块、光感模块、红外感应模块、电流检测模块、继电器控制模块、按键模块。
[0018]插座外壳正上方开有多个通孔，用于电路板上PIR红外探头、光敏电阻和指示灯从通孔穿出，同时插座外壳正上方设置有按键开关。
[0019]如图1所示，电源模块包括全铜足功率变压器E1、第一普通二极管D1、第二普通二极管D2、第三普通二极管D3、第四普通二极管D4、三端稳压管78L05、第一电解电容Cl、第二电容C2、第三电解电容C3、第四电容C4、火线接口 L以及零线接口 N。全铜足功率变压器EI的两个输入端分别与火线接口 L、零线接口 N相连接；第一普通二极管Dl和第三普通二极管D3的正极均接地；第一普通二极管Dl负极与第二普通二极管D2的正极、全铜足功率变压器EI的一个输出端相连接；第三普通二极管D3的负极与第四普通二极管D4的正极、全铜足功率变压器EI的另一个输出端相连接；第二普通二极管D2的负极与第四普通二极管D4的负极、第一电解电容Cl的正极、第二电容C2的一端、三端稳压管的输入端IN端相连接；第一电解电容Cl的负极、第二电容C2的另一端、三端稳压管的接地端GND端接地；三端稳压管的输出端OUT端与第三电解电容C3的正极、第四电容C4的一端相连接，第三电解电容C3的负极、第四电容C4的另一端接地；第二电容C2与三端稳压管的输入端IN端相连接的同时输出12V电压，三端稳压管的输出端OUT端同时输出稳压电源VDD。电源模块中三端稳压管的第一引脚输出12V电源为继电器供电；第二引脚为公共地，作为整个电路的接地信号；第三引脚输出+5V的直流电压为整个电路的各个芯片供电。
[0020]如图2所示，单片机模块包括单片机PPD78F9202、发光二极管D5、第五电容C5、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、排针。单片机的第一引脚与电流检测模块的第二十三电阻R23的一端相连接；第二引脚与继电器控制模块的第二十四电阻R24的一端相连接；第三引脚接地，第四引脚与5V电源VDD、第一电阻Rl的一端、第五电容C5的一端相连接，第一电阻Rl的另一端与排针的第二引脚相连接，第五电容C5的另一端接地；单片机的第五引脚、第六引脚分别与排针的第三引脚、第五引脚相连接；单片机的第七引脚与第三电阻R3的一端、按键模块中按键开关S2的第一引脚、排针的第四引脚相连接，第三电阻R3的另一端与5V电源VDD相连接；单片.机的第八引脚与红外感应模块中第十三电阻R13的一端相连接；单片机的第九引脚与第二电阻R2的一端相连接，第二电阻R2的另一端与发光二极管D5的负极相连接，发光二极管D5的正极与5V电源VDD相连接；第十引脚与光感模块中第五电阻R5的一端相连接；排针的第一引脚接地。单片机模块中左边的排针通过跳线接到NEC简易编程器来烧录程序到单片机中进行控制；第五发光二极管作为指示灯来检查电路的工作状况；第五电容C5作为滤波电容来使单片机的电源信号更加稳定。
[0021]如图3所示，光感模块包括第四光敏电阻R4和第五电阻R5。第四光敏电阻R4的一端接5V电源VDD，另一端输出光感信号LIGHT SENSE的同时与第五电阻R5的一端相连接，第五电阻R5的另一端接地。光感模块中通过LIGHT SENSE信号的大小来判别白天和黑暗。选用光敏电阻GL55-16，其暗电阻约为0.5ΜΩ，亮电阻在5-10K Ω，在亮暗情况传入单片机的LIGHT SENSE信号大小分别为4V和0.4V，最大功耗均小于0.1W。
[0022]如图4所示，红外感应模块包括PIR红外探头、红外热释电处理芯片BISS0001、第六电解电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第i^一电容CU、第十二电容C12、第十三电容C13、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第i^一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15。PIR红外探头的D脚与5V电源VDD、红外热释电处理芯片的第i^一引脚、第i^一电阻Rll的一端、红外热释电处理芯片的第八引脚、红外热释电处理芯片的第一引脚、第十三电容C13的一端相连接，第十一电阻Rll的另一端与红外热释电处理芯片的第九引脚相连接；PIR红外探头的S脚与红外热释电处理芯片的第十四引脚、第九电容C9的一端、第九电阻R9的一端相连接；PIR红外探头的G脚与第九电容C9的另一端、第九电阻R9的另一端、第十电容ClO的一端、第十二电阻R12的一端、第^ 电容Cll的一端、第十二电容C12的一端、红外热释电处理芯片的第七引脚、第十三电容C13的另一端相连接，同时接地；红外热释电处理芯片的第二引脚与第十三电阻R13的另一端相连接；红外热释电处理芯片的第三引脚与第十四电阻R14的一端相连接，第十四电阻R14的另一端与第十一电容Cll的另一端、红外热释电处理芯片的第四引脚相连接；红外热释电处理芯片的第六引脚与第十五电阻R15的一端相连接，第十五电阻R15的另一端与第十二电容C12的另一端、红外热释电处理芯片的第五引脚相连接；红外热释电处理芯片的第十引脚与第十二电阻R12的另一端相连接；红外热释电处理芯片的第十二引脚与第七电阻R7的一端、第七电容C7的一端相连接，第七电阻R7的另一端、第七电容C7的另一端同时与第六电阻R6的一端、红外热释电处理芯片的第十三引脚相连接；第六电阻R6的另一端与第六电解电容C6的正极相连接，第六电解电容C6的负极与第八电阻R8的一端、第八电容C8的一端、红外热释电处理芯片的第十六引脚相连接；第八电阻R8的另一端、第八电容CS的另一端同时与第十电阻RlO的一端、红外热释电处理芯片的第十五引脚相连接，第十电阻RlO的另一端与第十电容ClO的另一端相连接。红外感应模块电路中红外热释电处理芯片的第二引脚输出信号的输出延迟时间=49152*R14*C11=0.98304s，触发封锁时间=24*R15*C12=0.288s。
[0023]如图5所示，电流检测模块包含电流互感器transformer、运算放大器LM324、第六稳压二极管D6、第七二极管D7、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二十电阻R20、第二 i^一电阻R21、第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、第十四电容C14、第十五电解电容C15、第十六电容C16。电流互感器transformer的两端与第十六电阻R16的两端相连接，运算放大器的第一引脚与第十九电阻R19的一端、第七二极管D7的正极相连接；运算放大器的第四引脚与第十四电容C14的一端、5V电源VDD相连接；运算放大器的第二引脚与第六稳压 二极管D6的负极、第十七电阻R17的一端、第十八电阻R18的一端相连接，第十七电阻R17的另一端与第十六电阻R16的一端相连接，第十八电阻R18的另一端与第七二极管D7的负极、第二十电阻R20的一端相连接；运算放大器的第三引脚与第十六电阻R16的另一端、第六稳压二极管D6的正极、运算放大器的第十一引脚、第十九电阻R19的另一端、第十四电容C14的另一端、第二^ 电阻R21的一端、第十五电解电容C15的负极、第十六电容C16的一端、第二十三电阻R23的另一端相连接，同时接地；运算放大器的第十二引脚与第二十电阻R20的另一端相连接；运算放大器的第十三引脚与第二十一电阻R21的另一端、第二十二电阻R22的一端相连接；运算放大器的第十四引脚与第十五电解电容C15的正极、第十六电容C16的另一端、第二十二电阻R22的另一端、第二十三电阻R23的一端相连接，同时输出信号⑶RRENT SENSE ;运算放大器的其他引脚悬空。电流检测模块通过电流互感器检测饮水机的工作电流，大部分饮水机加热状态时电流约为2.5A，保温状态电流很小，几乎可忽略不计。通过1000:1的电流互感器后得到2.5mA的电流，力口上120 Ω的负载后得到有效值为120*2.5=300mV的交流电压，通过两级运算放大器最终得到一个2V-3V之间的三角波，而在保温状态下电流很小，最终⑶RRENT SENSE将是一个小于IV的信号，通过这种区别即可判断出饮水机的工作状态。
[0024]如图6所示，继电器控制模块包括第二十四电阻R24、第二十五电阻R25、第一三极管Q9013、第八普通二极管D8、继电器Kl (SRD-12VDC-SL-C)。第二十四电阻R24的另一端与第一三极管的基极、第二十五电阻R25的一端相连接,第一三极管的发射极、第二十五电阻R25的另一端接地；第一三极管的集电极与第八普通二极管D8的正极、继电器Kl的第三引脚相连接，第八普通二极管D8的负极、继电器Kl的第四引脚接12V电源；继电器Kl的第一引脚接插座输出端口 LI，继电器Kl的第二引脚接火线接口 L。通过单片机控制第二引脚的高低电平，当输出高电平时，第一三极管Q9013导通，继电器闭合；否则，继电器断开，切断电路。
[0025]如图7所示，按键模块包括按键S2。按键S2的I脚输出信号KEY，3脚接地，其他引脚悬空。通过按键可以切换工作模式:普通模式和智能模式，普通模式下饮水机正常工作，智能模式下饮水机在智能算法的控制下工作。
[0026]图中，变压器为全铜足功率变压器EI ;三端稳压管型号为78L05 ;单片机型号为PPD78F9202 ;红外热释电处理芯片的型号为BISS0001 ;运算放大器型号为LM324 ;继电器型号为SRD-12VDC-SL-C ;第一三极管型号为Q9013 ;第一电阻Rl阻值为10 Ω、第二电阻R2阻值为330 Ω、第三电阻R3阻值为100K Ω、第四电阻R4为光敏电阻，型号为GL55-16、第五电阻R5阻值为30ΚΩ、第六电阻R6阻值为10ΚΩ、第七电阻R7阻值为2ΜΩ、第八电阻R8阻值为1ΜΩ、第九电阻R9阻值·为47ΚΩ、第十电阻RlO阻值为47ΚΩ、第^^一电阻Rll阻值为1ΜΩ、第十二电阻R12阻值为1ΜΩ、第十三电阻R13阻值为1ΚΩ、第十四电阻R14阻值为200 Ω、第十五电阻R15阻值为120K Ω、第十六电阻R16阻值为120 Ω、第十七电阻R17阻值为10ΚΩ、第十八电阻R18阻值为10ΚΩ、第十九电阻R19阻值为100KΩ、第二十电阻R20阻值为101(0、第二^^一电阻R21阻值为10ΚΩ、第二十二电阻R22阻值为90ΚΩ、第二十三电阻R23阻值为50ΚΩ、第二十四电阻R24阻值为4.7ΚΩ、第二十五电阻R25阻值为4.7ΚΩ。第一电解电容Cl大小为3.3mF、第二电容C2大小为0.33PF、第三电解电容C3大小为3.3mF、第四电容C4大小为0.1PF、第五电容C5大小为0.1PF、第六电解电容C6大小为ΙΟμΡ、第七电容C7大小为0.0lPF、第八电容C8大小为0.0lPF、第九电容C9大小为0.0lPF、第十电容ClO大小为47PF、第^^一电容Cll大小为0.1PF、第十二电容C12大小为0.1PF、第十三电容C13大小为0.1PF、第十四电容C14大小为0.1PF、第十五电解电容C15大小为220μΡ、第十六电容C16大小为0.33nF ;第一普通二极管Dl的型号为D1N4001、第二普通二极管D2的型号为D1N4001、第三普通二极管D3的型号为D1N4001、第四普通二极管D4的型号为D1N4001、第五二极管D5为发光二极管、第六二极管D6为稳压二极管，稳压值为6.3V、第七普通二极管D7的型号为D1N4001 ；
所述单片机中设置有智能工作模式控制方法，具体如下:
步骤(I)将24小时划分为96个时间段，每个时间段15分钟，单片机通过电流检测模块检测饮水机在每个时间段的工作状态，并记录每个时间段的加热次数；
步骤⑵将两周内单片机记录的每个时间段的加热次数进行从大到小的排序，将加热最频繁的前N加热时间段作为下周的参考加热点；N为自然数。且N小于10 ；
步骤(3)记录新一周每个时间段的加热次数，并与之前的参考加热点进行比较，若之前的参考加热点的加热次数两周都未进入前N，则取消该参考加热点，否则继续沿用该参考加热点；若出现新的加热点的加热次数连续两周都进入前N，则将该新的加热点作为下一次的参考加热点；若检测到用户连续4小时内没有用过热水，插座将判定用户该天出现异常，将直接切断电源，不再进行智能模式加热，此时红外感应模块仍起作用，若用户该天需要用水，红外感应模块在感应到用户靠近饮水机时，会自动打开电源，进入智能工作模式；若一周内三天或者以上出现异常(一天中，连续4个小时没有用水后的加热)，则该周为异常周，该周的数据为无效数据；
如图8所示，为本发明将各模块电路融合最终制成的电路板的示意图。该电路板大小为7.5cm*7.5cm，L、N为火线和零线接口，接到220V市电上送至电源模块来驱动整个电路板工作，L1、NI为该PCB板输出的火线和零线，将最终用来驱动饮水机工作。
[0027]如图9所示，插座外壳大小为8cm*8cm，饮水机插头插到该插座上，插座面部为电路板，其中infrared、photosensitive、indicator为三个小孔，PIR红外探头、光敏电阻和指示灯将从小孔中穿出。button处一小孔内为按键开关，可通过插入笔尖的方式来进行按键操作，选择工作模式。
[0028]本发明性能分析如下:
本发明采用NEC 78K0S系列的UPD78F9202单片机，总设计采用光感模块、红外感应模块以及智能记忆算法实现饮水机的节能目的。饮水机通过自学用户用水习惯，能够识别出每天的常用工作时段。而光感模块和红外感应模块则加以辅助。针对智能记忆算法，插座会存储用户最近4周的用水情况，以建立加热参考点。该存储的数据在一周结束后将会被更新一次，即加入最新一周的数据，剔除最早一周的数据。当数据被更新后，插座重新建立加热点，作为下一周的加热参考点，如此循环，不断学习用户用水习惯。而光感模块、红外感应模块通过感应来开启饮水机电源以使饮水机进入智能工作模式。
[0029]比如日常工作时段为9:00-17:00，在早晨光感模块的光敏电阻感应到一定的光强度时，饮水机电源被打开，进入智能工作模式。假设用户一般习惯在早晨9:00喝水，这个点就作为饮水机的参考加热点，插座将会提前30分钟进行加热，在9:00用户需要用水时便可使用。而插座同时会记录下用户是否在这个时间段用水来考虑是否保留这一加热点。如果一周内这个点喝水的次数少于2次，这个加热参考点将会被剔除。针对一些特殊情况:
(1)如果插座检测到用户连续4小时内没有用过热水，插座将判定用户该天属于特殊状态，将直接切断电源，不再进行智能模式加热。此时红外感应模块仍起作用，若用户该天需要用水，红外感应模块在感应到用户靠近饮水机时，会自动打开电源，进入智能工作模式；
(2)一般在办公场所，正常工作时间不超过17:00，插座记录的一般情况中很少有17:00之后的参考加热点。此时起作用的是光感模块，当光感模块检测到办公场所在非正常工作时间仍有用户时，插座仍会控制饮水机加热，以保证用户用水的需求。
[0030]实施例1:
将本发明用于寝室饮水机，获得如下测试数据如表I所示，其中前两周为单片机学习时间，后两周进行各方面的测试，主要测量了功耗、红外感应和光感模块工作状况以及加热点的准确性，测试结果如表1:
表1.智能饮水机各项测试指标
【权利要求】
1.基于单片机控制的饮水机智能记忆插座，其特征在于包括插座外壳和电路板，电路板包括电源模块、单片机模块、光感模块、红外感应模块、电流检测模块、继电器控制模块、按键模块。
2.如权利要求1所述的基于单片机控制的饮水机智能记忆插座，其特征在于插座外壳正上方开有多个通孔，用于电路板上PIR红外探头、光敏电阻和指示灯从通孔穿出，同时插座外壳正上方设置有按键开关。
3.如权利要求1所述的基于单片机控制的饮水机智能记忆插座，其特征在于电源模块包括全铜足功率变压器E1、第一普通二极管D1、第二普通二极管D2、第三普通二极管D3、第四普通二极管D4、三端稳压管、第一电解电容Cl、第二电容C2、第三电解电容C3、第四电容C4、火线接口 L以及零线接口 N ;全铜足功率变压器EI的两个输入端分别与火线接口 L、零线接口 N相连接；第一普通二极管Dl和第三普通二极管D3的正极均接地；第一普通二极管Dl负极与第二普通二极管D2的正极、全铜足功率变压器EI的一个输出端相连接；第三普通二极管D3的负极与第四普通二极管D4的正极、全铜足功率变压器EI的另一个输出端相连接；第二普通二极管D2的负极与第四普通二极管D4的负极、第一电解电容Cl的正极、第二电容C2的一端、三端稳压管的输入端IN端相连接；第一电解电容Cl的负极、第二电容C2的另一端、三端稳压管的接地端GND端接地；三端稳压管的输出端OUT端与第三电解电容C3的正极、第四电容C4的一端相连接，第三电解电容C3的负极、第四电容C4的另一端接地；第二电容C2与三端 稳压管的输入端IN端相连接的同时输出12V电压，三端稳压管的输出端OUT端同时输出稳压电源VDD。
4.如权利要求1所述的基于单片机控制的饮水机智能记忆插座，其特征在于单片机模块包括单片机、发光二极管D5、第五电容C5、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、排针；单片机的第一引脚与电流检测模块的第二十三电阻R23的一端相连接；第二引脚与继电器控制模块的第二十四电阻R24的一端相连接；第三引脚接地，第四引脚与5V电源VDD、第一电阻Rl的一端、第五电容C5的一端相连接,第一电阻Rl的另一端与排针的第二引脚相连接，第五电容C5的另一端接地；单片机的第五引脚、第六引脚分别与排针的第三引脚、第五引脚相连接；单片机的第七引脚与第三电阻R3的一端、按键模块中按键开关S2的第一引脚、排针的第四引脚相连接，第三电阻R3的另一端与5V电源VDD相连接；单片机的第八引脚与红外感应模块中第十三电阻R13的一端相连接；单片机的第九引脚与第二电阻R2的一端相连接，第二电阻R2的另一端与发光二极管D5的负极相连接，发光二极管D5的正极与5V电源VDD相连接；第十引脚与光感模块中第五电阻R5的一端相连接；排针的第一引脚接地。
5.如权利要求1所述的基于单片机控制的饮水机智能记忆插座，其特征在于光感模块包括第四光敏电阻R4和第五电阻R5 ;第四光敏电阻R4的一端接5V电源VDD,另一端输出光感信号LIGHT SENSE的同时与第五电阻R5的一端相连接，第五电阻R5的另一端接地。
6.如权利要求1所述的基于单片机控制的饮水机智能记忆插座，其特征在于红外感应模块包括PIR红外探头、红外热释电处理芯片、第六电解电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第^^一电容CU、第十二电容C12、第十三电容C13、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第i^一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15 ;PIR红外探头的D脚与5V电源VDD、红外热释电处理芯片的第十一引脚、第十一电阻Rll的一端、红外热释电处理芯片的第八引脚、红外热释电处理芯片的第一引脚、第十三电容C13的一端相连接，第十一电阻Rll的另一端与红外热释电处理芯片的第九引脚相连接；PIR红外探头的S脚与红外热释电处理芯片的第十四引脚、第九电容C9的一端、第九电阻R9的一端相连接；PIR红外探头的G脚与第九电容C9的另一端、第九电阻R9的另一端、第十电容ClO的一端、第十二电阻R12的一端、第i 电容Cll的一端、第十二电容C12的一端、红外热释电处理芯片的第七引脚、第十三电容C13的另一端相连接，同时接地；红外热释电处理芯片的第二引脚与第十三电阻R13的另一端相连接；红外热释电处理芯片的第三引脚与第十四电阻R14的一端相连接，第十四电阻R14的另一端与第十一电容Cll的另一端、红外热释电处理芯片的第四引脚相连接；红外热释电处理芯片的第六引脚与第十五电阻R15的一端相连接，第十五电阻R15的另一端与第十二电容C12的另一端、红外热释电处理芯片的第五引脚相连接；红外热释电处理芯片的第十引脚与第十二电阻R12的另一端相连接；红外热释电处理芯片的第十二引脚与第七电阻R7的一端、第七电容C7的一端相连接,第七电阻R7的另一端、第七电容C7的另一端同时与第六电阻R6的一端、红外热释电处理芯片的第十三引脚相连接；第六电阻R6的另一端与第六电解电容C6的正极相连接,第六电解电容C6的负极与第八电阻R8的一端、第八电容CS的一端、红外热释电处理芯片的第十六引脚相连接；第八电阻R8的另一端、第八电容CS的另一端同时与第十电阻RlO的一端、红外热释电处理芯片的第十五引脚相连接，第十电阻RlO的另一端与第十电容ClO的另一端相连接。
7.如权利要求1所述的基于单片机控制的饮水机智能记忆插座，其特征在于电流检测模块包含电流互感器transformer、运算放大器、第六稳压二极管D6、第七二极管D7、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二十电阻R20、第二 i^一电阻R21、第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、第十四电容C14、第十五电解电容C15、第十六电容C16 ;电流互感器transformer的两端与第十六电阻R16的两端相连接,运算放大器的第一引脚与第十九电阻R19的一端、第七二极管D7的正极相连接；运算放大器的第四引脚与第十四电容C14的一端、5V电源VDD相连接；运算放大器的第二引脚与第六稳压二极管D6的负极、第十七电阻R17的一端、第十八电阻R18的一端相连接，第十七电阻R17的另一端与第十六电阻R16的一.端相连接，第十八电阻R18的另一端与第七二极管D7的负极、第二十电阻R20的一端相连接；运算放大器的第三引脚与第十六电阻R16的另一端、第六稳压二极管D6的正极、运算放大器的第十一引脚、第十九电阻R19的另一端、第十四电容C14的另一端、第二^ 电阻R21的一端、第十五电解电容C15的负极、第十六电容C16的一端、第二十三电阻R23的另一端相连接，同时接地；运算放大器的第十二引脚与第二十电阻R20的另一端相连接；运算放大器的第十三引脚与第二十一电阻R21的另一端、第二十二电阻R22的一端相连接；运算放大器的第十四引脚与第十五电解电容C15的正极、第十六电容C16的另一端、第二十二电阻R22的另一端、第二十三电阻R23的一端相连接，同时输出信号⑶RRENT SENSE ;运算放大器的其他引脚悬空。
8.如权利要求1所述的基于单片机控制的饮水机智能记忆插座，其特征在于继电器控制模块包括第二十四电阻R24、第二十五电阻R25、第一三极管、第八普通二极管D8、继电器Kl ;第二十四电阻R24的另一端与第一三极管的基极、第二十五电阻R25的一端相连接，第一三极管的发射极、第二十五电阻R25的另一端接地；第一三极管的集电极与第八普通二极管D8的正极、继电器Kl的第三引脚相连接，第八普通二极管D8的负极、继电器Kl的第四引脚接12V电源；继电器Kl的第一引脚接插座输出端口 LI，继电器Kl的第二引脚接火线接口 L。
9.如权利要求1所述的基于单片机控制的饮水机智能记忆插座，其特征在于按键模块包括按键S2 ;按键S2的I脚输出信号KEY，3脚接地，其他引脚悬空。
10.如权利要求1所述的基于单片机控制的饮水机智能记忆插座，其特征在于三端稳压管型号为78L05 ;单片机型号为PPD78F9202 ;红外热释电处理芯片的型号为BISS0001 ；运算放大器型号为LM324 ;继电器型号为SRD-12VDC-SL-C ;第一三极管型号为Q9013 ;第一电阻Rl阻值为10Ω、第二电阻R2阻值为330Ω、第三电阻R3阻值为100K Ω、第四电阻R4为光敏电阻，型号为GL55-16、第五电阻R5阻值为30ΚΩ、第六电阻R6阻值为IOK Ω、第七电阻R7阻值为2ΜΩ、第八电阻R8阻值为IMΩ、第九电阻R9阻值为47ΚΩ、第十电阻RlO阻值为47ΚΩ、第^^一电阻Rll阻值为1ΜΩ、第十二电阻R12阻值为1ΜΩ、第十三电阻R13阻值为IK Ω、第十四电阻R14阻值为200 Ω、第十五电阻R15阻值为120K Ω、第十六电阻R16阻值为120Ω、第十七电阻R17阻值为10ΚΩ、第十八电阻R18阻值为IOK Ω、第十九电阻R19阻值为100ΚΩ、第二十电阻R20阻值为101(0、第二^^一电阻R21阻值为IOK Ω、第二十二电阻R22阻值为90K Ω、第二十三电阻R23阻值为50K Ω、第二十四电阻R24阻值为4.7K Ω、第二十五电阻R25阻值为4.7ΚΩ ;第一电解电容Cl大小为3.3mF、第二电容C2大小为0.33PF、第三电解电容C3大小为3.3mF、第四电容C4大小为0.1PF、第五电容C5大小为0.1PF、第六电解电容C6大小为lOPF、第七电容C7大小为0.0lPF、第八电容C8大小为0.0lPF、第九电容C9大小为0.0lPF、第十电容ClO大小为47PF、第^^一电容Cll大小为0.lPF、第十二电容C12大小为0.1PF、第十三电容C13大小为0.1PF、第十四电容C14大小为0.1PF、第十五电解电容C15大小为220μΡ、第十六电容C16大小为0.33nF ;第一普通二极管Dl的型号为D1N4001、第二普通二极管D2的型号为D1N4001、第三普通二极管D3的型号为D1N4001、第四普通二极管D4的型号为D1N4001、第五二极管D5为发光二极管、第六二极管D6为稳压二极管，稳压值为6.3V、第七普通二极管D`7的型号为D1N4001。
【文档编号】H01R13/70GK103427247SQ201310310055
【公开日】2013年12月4日 申请日期:2013年7月19日 优先权日:2013年7月19日
【发明者】王维东, 孙晓奇, 俞蒙蒙, 余先波, 张赛赛, 毛珏, 魏来恩, 王程浩 申请人:浙江大学