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

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

關鍵詞：高校；技術；節水工作

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

1 高校用水統計

高校是名副其實的用水大戶，據不完全統計，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模進一步擴大，其用水量也迅猛增加。如何最大限度地節約能源消耗，這為學校后勤部門管理帶來新的課題。自天津中德職業技術學院于2011年整體遷入海河教育園以來，學校基礎建設得到大幅提升改善，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年新學年開始，我校學生人數達到9500與人，學校用水量持續增加，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，發現水資源消耗超出了預想范圍，雖然通過對宿舍樓、教學樓、辦公樓、食堂、商業街 逐一排查，異常跑水現象已基本得到控制，水源消耗基本趨于基本穩定和消耗量下降。經統計2012-2013年，僅自來水（含中水）消耗就達853337噸，水費高達418萬元（數據來自2012-2013年自來水公司和本校財務報表）。

為此，后勤部門專門組織隊伍成立公關小組，指派人員針對學校的教學時段內和假期、平日和周末、白天和晚上、教學區域與生活區、男女生宿舍的用水量進行跟蹤調查、根據數據對比分析。發現生活區耗水量較大，經過跟蹤調查、現場實勘，男生宿舍衛生間小便池的沖水方式，是一個不可忽視的水源消耗問題。由于人員密度大學生早晚如廁時間相對集中，為能夠保持衛生消除異味，服務人員將小便池沖刷水幕長期開啟，造成高水耗現象，我們根據這一現象擬安裝一種有紅外感應控制的節水裝置，但由于男生宿舍小便池一般設計是長條池狀，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，經文獻調查我國市面上銷售的均是近距離（一般為50公分）有效的紅外線感應節水裝置，也就是針對如廁者“點對點”地予以控制沖水裝置。

3 人體感應監控系統的應用

我國現在的人體感應監測系統基本在安防、教學等部位運用較多，忽略了校園內的節水、保障等工作中的應用。我們經過一段時間的觀察調研，設計了一種學生宿舍小便池紅外人體感應控水裝置，此裝置的目的在于通過紅外感應檢測系統的功能特點與實際學校節能工作相融合。以單片機STC12C5616AD控制為基礎，由教師帶領學生親自動手制作完成并安裝調試，在整個制作過程中鍛煉學生的實際運用能力，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米范圍內的人影當有人站在長條形小便池的內任何一個位置，人體紅外探頭即檢測到有人存在，紅外線探頭發出高電平信號此信號經過單片機處理，延時3秒，會再次確認是否人還存在，如果存在便會發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。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，安裝節水裝置24小時出水量為0.5噸。安裝后的總用水量應遠遠低于安裝前。

本裝置通過借鑒國內外高校成功運用紅外感應探頭在教學等方面的成功案例，把握具有實際操作性和節約效果的操作手段，能夠成功運用單片機STC12C5616AD控制器的紅外感應探頭，以天津中德應用技術大學男生宿舍衛生間小便池長流水現象為解決目標，研究的主要內容是通過人體紅外去控制電磁閥，解決在學生宿舍內衛生間出現的長流水現象。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，時間可調，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，斷電自動關閉閥門，要求低壓直流12V供電，不會對學生產生危險。

根據功能要求，首先用DXP2004線路板制圖軟件進行原理圖及PCB板圖的設計，最后交給制板廠家生產，學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，發光二極管，晶振，三極管，穩壓芯片，12V電源，電磁閥，水管件等。拿到這些配件學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試，最后整體組裝現場安裝，并根據其他同學的反饋意見進行程序優化，在程序基本完善的情況下，學生維修小分隊就開始大規模的進入宿舍改造，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，學生維修小組基本每40分鐘完成一個小便池的整體改造，并通電測試一切正常，達到預期的理想效果。鍛煉了學生對設備的制作、安裝、調試的過程。將學生學習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，基本完成了預期的研究目標。

針對兩次數據的對比分析，未安裝紅外感應監測設備用水量是安裝后的15倍左右，全年節約用水約100萬元。

做好節水工作是高校義不容辭的責任和義務，節約用水不僅可以直接產生經濟效益，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系，有很多節水的方法和途經，值得認真去分析和探索。

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、制冷設備、高校節能。endprint