基于單片機STC12C5616AD采集紅外感應(yīng)檢測器在高校保障工作中的實際應(yīng)用

摘 要：隨著水資源緊缺形式日益嚴(yán)重，節(jié)水問題受到前所未有的關(guān)注，盡管政府及相關(guān)部門給與了很多資金和技術(shù)投入，但是還是存在一些盲區(qū)，本文就高校用水的具體現(xiàn)狀及改進措施進行探討，從我校節(jié)水技術(shù)成功案例入手，拋磚引玉集思廣益為高校的節(jié)水尋找出路。

關(guān)鍵詞：高校；技術(shù)；節(jié)水工作

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.16.145

1 高校用水統(tǒng)計

高校是名副其實的用水大戶，據(jù)不完全統(tǒng)計，到2008年全國共有大專院校2300所，估計人口2700萬，近幾年高校及在校生規(guī)模進一步擴大，其用水量也迅猛增加。如何最大限度地節(jié)約能源消耗，這為學(xué)校后勤部門管理帶來新的課題。自天津中德職業(yè)技術(shù)學(xué)院于2011年整體遷入海河教育園以來，學(xué)?；A(chǔ)建設(shè)得到大幅提升改善，我校也由原來的65畝地增加到1000畝地，建筑面積增長10倍在校生由原來2000人增加到9500人。隨之而來的水、電等能源消耗也較以前大幅提升。2014年新學(xué)年開始，我校學(xué)生人數(shù)達到9500與人，學(xué)校用水量持續(xù)增加，九月用水87060噸，十月用水56920噸，十一月用水85080噸，十二月用水106400噸。

2 后勤部調(diào)查跟蹤研究

后勤部門通過一段時間的觀察和與其他同類院校的對比，發(fā)現(xiàn)水資源消耗超出了預(yù)想范圍，雖然通過對宿舍樓、教學(xué)樓、辦公樓、食堂、商業(yè)街 逐一排查，異常跑水現(xiàn)象已基本得到控制，水源消耗基本趨于基本穩(wěn)定和消耗量下降。經(jīng)統(tǒng)計2012-2013年，僅自來水（含中水）消耗就達853337噸，水費高達418萬元（數(shù)據(jù)來自2012-2013年自來水公司和本校財務(wù)報表）。

為此，后勤部門專門組織隊伍成立公關(guān)小組，指派人員針對學(xué)校的教學(xué)時段內(nèi)和假期、平日和周末、白天和晚上、教學(xué)區(qū)域與生活區(qū)、男女生宿舍的用水量進行跟蹤調(diào)查、根據(jù)數(shù)據(jù)對比分析。發(fā)現(xiàn)生活區(qū)耗水量較大，經(jīng)過跟蹤調(diào)查、現(xiàn)場實勘，男生宿舍衛(wèi)生間小便池的沖水方式，是一個不可忽視的水源消耗問題。由于人員密度大學(xué)生早晚如廁時間相對集中，為能夠保持衛(wèi)生消除異味，服務(wù)人員將小便池沖刷水幕長期開啟，造成高水耗現(xiàn)象，我們根據(jù)這一現(xiàn)象擬安裝一種有紅外感應(yīng)控制的節(jié)水裝置，但由于男生宿舍小便池一般設(shè)計是長條池狀，目前市場上沒有紅外線呈長條型覆蓋面，探測點為3米的紅外線控水裝置，經(jīng)文獻調(diào)查我國市面上銷售的均是近距離（一般為50公分）有效的紅外線感應(yīng)節(jié)水裝置，也就是針對如廁者“點對點”地予以控制沖水裝置。

3 人體感應(yīng)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

我國現(xiàn)在的人體感應(yīng)監(jiān)測系統(tǒng)基本在安防、教學(xué)等部位運用較多，忽略了校園內(nèi)的節(jié)水、保障等工作中的應(yīng)用。我們經(jīng)過一段時間的觀察調(diào)研，設(shè)計了一種學(xué)生宿舍小便池紅外人體感應(yīng)控水裝置，此裝置的目的在于通過紅外感應(yīng)檢測系統(tǒng)的功能特點與實際學(xué)校節(jié)能工作相融合。以單片機STC12C5616AD控制為基礎(chǔ)，由教師帶領(lǐng)學(xué)生親自動手制作完成并安裝調(diào)試，在整個制作過程中鍛煉學(xué)生的實際運用能力，對效果進行了檢驗。使該裝置更適合運用在學(xué)校，能夠多角度的探測角度為0—75度，有效距離0-5米范圍內(nèi)的人影當(dāng)有人站在長條形小便池的內(nèi)任何一個位置，人體紅外探頭即檢測到有人存在，紅外線探頭發(fā)出高電平信號此信號經(jīng)過單片機處理，延時3秒，會再次確認(rèn)是否人還存在，如果存在便會發(fā)出信號去控制電磁閥打開，開始噴水10秒鐘，10秒過后自動關(guān)閉電磁閥，停止噴水40秒，然后再次判斷是否有人存在，如果失敗清除之前等待的3秒，便重新判斷是否有人存在，以此循環(huán)。池長2.5米，最多可容納6人同時如廁，噴水水幕長2.5米，為25管徑ABS管材，一側(cè)打直徑1.5毫米孔40個，在0.2MPA壓力下形成水幕，噴水10秒鐘足以消除如廁人員留下的殘液和異味，10秒鐘出水僅2.5升。根據(jù)安裝水表對比顯示長時間沖水24小時出水量為3噸，安裝節(jié)水裝置24小時出水量為0.5噸。安裝后的總用水量應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于安裝前。

本裝置通過借鑒國內(nèi)外高校成功運用紅外感應(yīng)探頭在教學(xué)等方面的成功案例，把握具有實際操作性和節(jié)約效果的操作手段，能夠成功運用單片機STC12C5616AD控制器的紅外感應(yīng)探頭，以天津中德應(yīng)用技術(shù)大學(xué)男生宿舍衛(wèi)生間小便池長流水現(xiàn)象為解決目標(biāo)，研究的主要內(nèi)容是通過人體紅外去控制電磁閥，解決在學(xué)生宿舍內(nèi)衛(wèi)生間出現(xiàn)的長流水現(xiàn)象。電路部分：人體紅外探頭，探測角度0-75度 探測距離0-5米，靈敏度可調(diào)，時間可調(diào)，并帶有指示燈。水路部分：原有管道加裝電磁閥，電磁線圈通電即打開閥門，斷電自動關(guān)閉閥門，要求低壓直流12V供電，不會對學(xué)生產(chǎn)生危險。

根據(jù)功能要求，首先用DXP2004線路板制圖軟件進行原理圖及PCB板圖的設(shè)計，最后交給制板廠家生產(chǎn)，學(xué)生通過去電子市場進行元器件的采購，比如單片機，電阻，電容，發(fā)光二極管，晶振，三極管，穩(wěn)壓芯片，12V電源，電磁閥，水管件等。拿到這些配件學(xué)生開始往線路板上焊接各種元器件，然后通過編程對單片機進行程序下載調(diào)試，最后整體組裝現(xiàn)場安裝，并根據(jù)其他同學(xué)的反饋意見進行程序優(yōu)化，在程序基本完善的情況下，學(xué)生維修小分隊就開始大規(guī)模的進入宿舍改造，有拿沖擊鉆打孔的，有接電源的，有固定線槽的，有下線的，有整體功能測試的，通過流水線作業(yè)，學(xué)生維修小組基本每40分鐘完成一個小便池的整體改造，并通電測試一切正常，達到預(yù)期的理想效果。鍛煉了學(xué)生對設(shè)備的制作、安裝、調(diào)試的過程。將學(xué)生學(xué)習(xí)的知識運用在實際的工作中。

通過近一年的研究，課題組取得了較為豐富的理論和實踐成果，基本完成了預(yù)期的研究目標(biāo)。

針對兩次數(shù)據(jù)的對比分析，未安裝紅外感應(yīng)監(jiān)測設(shè)備用水量是安裝后的15倍左右，全年節(jié)約用水約100萬元。

做好節(jié)水工作是高校義不容辭的責(zé)任和義務(wù)，節(jié)約用水不僅可以直接產(chǎn)生經(jīng)濟效益，更重要的是可以取得更大的社會效益，高校用水不僅僅是簡單地使用和排放的關(guān)系，有很多節(jié)水的方法和途經(jīng)，值得認(rèn)真去分析和探索。

作者簡介：孟令達（1963-），男，天津人，本科，助理工程師，研究方向：電力輸送、制冷設(shè)備、高校節(jié)能。endprint