一种智能猫厕安全监控控制电路及方法与流程

1.本发明涉及智能设备控制技术领域，尤其涉及一种智能猫厕安全监控控制电路及方法。


背景技术：

2.随着科技的发展以及人们生活水平的提高，人们越来越热衷于饲养宠物，动物是人类获得幸福及健康生活的来源。饲养宠物可以让人们的生活充满更多乐趣。对于一些独居的孤独老人来说，与宠物的沟通相处有益于他们的身心健康，也使老年人生活的更充实。另外，当独居发生意外情况如突然中风或心脏病突发时，经过训练的伴侣宠物能及时起到报警作用。饲养宠物还可以培养孩子的责任心和爱心和社交能力，同时会让儿童从小培养责任感，和对动物的理解和同情，这些常常会转移到人身上，产生同样的对人的理解和同情心和关心的效果。饲养宠物不仅能够带来无限的乐趣成为快乐和欢乐的源泉，也能促进人们进行体育锻炼，提供人与人相互交流的机会。
3.然而，饲养宠物同时也会给人们带来对宠物健康和生活照顾的困扰，因此，宠物市场在经济社会中的比重越来越重，用以解决许多人的就业及相关产业的发展。如宠物美容、用品、药品、宠物医院、宠物饲养等，同时宠物上的一些相关产业正在开发。以养猫为例，对于养猫的人来说，日常铲屎是最头痛的事情，且传统的猫厕如爱猫反复上厕所，如果不及时铲屎，不利于爱猫的健康。而在铲屎过程中，猫厕设备机械运转，猫由于好奇而探头观望或进入设备，则会威胁到猫的安全。因此，发明一种智能猫厕安全监控控制电路以保障猫的安全已成为该领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种智能猫厕安全监控控制电路及方法。
5.第一方面，本发明公开了一种智能猫厕安全监控控制电路，包括主控模块、电源模块、重量识别模块、超声波传感模块、电流检测模块及ipc移动监测模块；所述主控模块、所述重量识别模块、所述超声波传感模块、所述电流检测模块及所述ipc移动监测模块电连接，所述重量识别模块、所述超声波传感模块、所述电流检测模块及所述ipc移动监测模块分别与所述主控模块电连接；所述重量识别模块用于采集重量变化信号；所述超声波传感模块用于获取测距遮挡信号；所述电流检测模块用于实时监测电流驱动变化信号；所述ipc移动监测模块用于采集移动侦测信号；所述主控模块用于依据所述重量变化信号和/ 或所述测距遮挡信号和/或电流驱动变化信号和/或所述移动侦测信号的异常情况，控制运行中的智能猫厕停止工作。
6.优选地，所述一种智能猫厕安全监控控制电路还包括红外监测模块；所述红外监测模块分别与所述主控模块及所述电源模块电连接；所述红外监测模块用于获取红外遮挡信号；所述主控模块依据所述重量变化信号和/或所述测距遮挡信号和/或电流驱动变化信
号和/或所述移动侦测信号和/或所述红外遮挡信号的异常情况，控制运行中的智能猫厕停止工作。
7.优选地，所述重量识别模块包括重量感应单元及信号放大单元；所述重量感应单元与所述信号放大单元电连接，所述信号放大单元分别与所述供电模块及所述控制模块电连接。
8.优选地，所述超声波传感模块包括超声波发送单元、超声波接收单元及第一信号处理单元；所述超声波发送单元与所述超声波接收单元无线连接，所述超声波接收单元与所述第一信号处理单元电连接，所述第一信号处理单元分别与所述供电模块及所述控制模块电连接。
9.优选地，所述红外监测模块包括第一红外监测单元及第一连接单元；所述第一红外监测单元分别与所述电源模块及所述第一连接单元电连接，所述第一连接单元分别与所述主控模块及所述电源模块电连接。
10.优选地，所述红外监测模块还包括第二红外监测单元；所述第二红外监测单元分别与所述电源模块及所述第一连接单元电连接。
11.优选地，所述重量感应单元包括第一重量传感器及第一接口子单元；所述第一重量传感器与所述第一接口子单元电连接，所述第一接口子单元与所述信号放大单元电连接。
12.优选地，所述重量感应单元还包括第二重量传感器及第二接口子单元；所述第二重量传感器与所述第二接口子单元电连接，所述第二接口子单元与所述信号放大单元电连接。
13.优选地，所述超声波发送单元包括发射器、第一三极管、第二三极管、第一电容、第二电容及第一电阻；所述第一三极管的基极与所述信号处理单元电连接，所述第一三极管的发射极与所述第二三极管的发射极电连接，所述第二三极管的发射极接地，所述第一三极管的集电极与所述第二三极管的集电极及所述发射器的第一端电连接，所述第一电容的第一端、所述第二电容的第一端及所述第一电阻的第一端分别与所述发射器的第二端电连接，所述第一电容的第二端与所述第二电容的第二端电连接，所述第一电阻的第二端与电源模块电连接。
14.第二方面，本发明还公开了一种智能猫厕安全监控控制方法，包括第一方面所述的一种智能猫厕安全监控控制电路，所述一种智能猫厕安全监控控制方法包括：
15.控制所述重量识别模块重量去皮及基准重量清零；
16.获取所述智能猫厕的工作运行信号；
17.采集重量变化信号、测距遮挡信号、电流驱动变化信号及移动侦测信号；
18.依据所述重量变化信号和/或所述测距遮挡信号和/或电流驱动变化信号和 /或所述移动侦测信号的异常情况，控制运行中的所述智能猫厕停止工作；
19.判断所述重量变化信号、所述测距遮挡信号、所述电流驱动变化信号及所述移动侦测信号是否全部解除；
20.若是，控制所述智能猫厕继续运行。
21.本发明的一种智能猫厕安全监控控制电路及方法具有如下有益效果，本发明公开的一种智能猫厕安全监控控制电路包括：主控模块、电源模块、重量识别模块、超声波传感
模块、电流检测模块及ipc移动监测模块；所述主控模块、所述重量识别模块、所述超声波传感模块、所述电流检测模块及所述ipc移动监测模块电连接，所述重量识别模块、所述超声波传感模块、所述电流检测模块及所述ipc移动监测模块分别与所述主控模块电连接；所述重量识别模块用于采集重量变化信号；所述超声波传感模块用于获取测距遮挡信号；所述电流检测模块用于实时监测电流驱动变化信号；所述ipc移动监测模块用于采集移动侦测信号；所述主控模块用于依据所述重量变化信号和/或所述测距遮挡信号和/或电流驱动变化信号和/或所述移动侦测信号的异常情况，控制运行中的智能猫厕停止工作。因此，本发明能在智能猫厕运行过程中实现安全监测，防止设备在运行时，猫进入设备夹伤猫，有效保证了猫的安全。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，下面描述中的附图仅仅是本发明的部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图：
23.图1是本发明较佳实施例的一种智能猫厕安全监控控制电路的原理框图；
24.图2是本发明另一较佳实施例的一种智能猫厕安全监控控制电路的原理框图；
25.图3是本发明较佳实施例的一种智能猫厕安全监控控制电路的主控模块的电路图；
26.图4是本发明较佳实施例的一种智能猫厕安全监控控制电路的重量识别模块的电路图；
27.图5是本发明较佳实施例的一种智能猫厕安全监控控制电路的重量识别模块的电路图；
28.图6是本发明较佳实施例的一种智能猫厕安全监控控制电路的超声波发送单元及信号处理单元的电路图；
29.图7是本发明较佳实施例的一种智能猫厕安全监控控制电路的超声波接收单元的电路图；
30.图8是本发明较佳实施例的一种智能猫厕安全监控控制电路的红外检测模块的电路图；
31.图9是本发明较佳实施例的一种智能猫厕安全监控控制电路的电流采样模块的电路图；
32.图10是本发明较佳实施例的一种智能猫厕安全监控控制方法的流程图。
具体实施方式
33.为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
34.实施例一
35.本发明较佳实施例的如图1所示，包括主控模块1、电源模块2、重量识别模块3、超
声波传感模块4、电流检测模块5及ipc移动监测模块6；所述主控模块1、所述重量识别模块3、所述超声波传感模块4、所述电流检测模块5及所述ipc移动监测模块6电连接，所述重量识别模块3、所述超声波传感模块4、所述电流检测模块5及所述ipc移动监测模块6分别与所述主控模块1电连接；所述重量识别模块3用于采集重量变化信号；所述超声波传感模块4用于获取测距遮挡信号；所述电流检测模块5用于实时监测电流驱动变化信号；所述ipc 移动监测模块6用于采集移动侦测信号；所述主控模块1用于依据所述重量变化信号和/或所述测距遮挡信号和/或电流驱动变化信号和/或所述移动侦测信号的异常情况，控制运行中的智能猫厕停止工作。因此，本发明能在智能猫厕运行过程中实现安全监测，防止设备在运行时，猫进入设备夹伤猫，有效保证了猫的安全。
36.优选地，所述一种智能猫厕安全监控控制电路还包括红外监测模块7；所述红外监测模块7分别与所述主控模块1及所述电源模块2电连接；所述红外监测模块7用于获取红外遮挡信号；所述主控模块1依据所述重量变化信号和/或所述测距遮挡信号和/或电流驱动变化信号和/或所述移动侦测信号和/或所述红外遮挡信号的异常情况，控制运行中的智能猫厕停止工作。
37.优选地，请参阅图3，在本实施例中，所述主控模块1为mcu(中文为微控制单元，又称单片微型计算机或者单片机，是指将计算机的cpu、ram、rom、定时计数器和多种i/o接口集成在一片芯片上，形成芯片级的计算机)，型号为 stm32f103x8x。其中，所述控制模块1可以是fpga，也可以是plc控制器，所述控制模块1的型号及结构不作具体限定。
38.优选地，所述重量识别模块包括重量感应单元31及信号放大单元32；所述重量感应单元31与所述信号放大单元32电连接，所述信号放大单元32分别与所述供电模块及所述控制模块电连接。可以理解的是，所述重量感应单元31用于采集重量信号，并将所述重量信号传输进入到所述信号放大单元82，所述信号放大单元82将所述重量信号放大、整型后获取较准确的重量值，并将重量值传到所述主控模块1进行处理判断。可以理解的是，在本实施例中，重量传感器安装在智能猫厕设备的脚座处，在基准重量为零的情况下，只要有重物作用于所述智能猫厕设备上，则重量传感器会有感知，当重量值超过预设基准值时，则控制所述智能猫厕设备停止运行，保证安全。
39.优选地，请参阅图4及图5，所述重量感应单元31包括第一重量传感器311a 及第一接口子单元311b；所述第一重量传感器311a与所述第一接口子单元311b 电连接，所述第一接口子单元311b与所述信号放大单元32电连接。可以理解的是，在一个实施例中，当只设置一个重量传感器时，将重量传感器安装在智能猫厕设备底部中间；所述第一重量传感器311a通过所述第一接口子单元311b 接入所述信号放大单元32。
40.优选地，所述重量感应单元31还包括第二重量传感器312a及第二接口子单元312b；所述第二重量传感器312a与所述第二接口子单元312b电连接，所述第二接口子单元与所述信号放大单元电连接。可以理解的是，在一个实施例中，当只设置2个重量传感器时，将2个重量传感器安装在智能猫厕设备底部中线对称的位置；所述第一重量传感器311a及所述第二重量传感器312a分别通过所述第一接口子单元311b及所述第二接口子单元312b接入所述信号放大单元32。在另一给优选地实施例中，所述重量感应单元31还包括第三重量传感器313a及第四重量传感器314a；4个重量传感器分别设置在所述智能猫厕设备底端的四个脚座，通过各自的接口子单元接入所述信号放大单元32。
41.优选地，所述超声波传感模块包括超声波发送单元41、超声波接收单元42 及第一信号处理单元43；所述超声波发送单元41与所述超声波接收单元42无线连接，所述超声波接收单元42与所述第一信号处理单元43电连接，所述第一信号处理单元43分别与所述供电模块及所述控制模块电连接。
42.所述超声波发送单元41包括发射器tx1、第一三极管q1、第二三极管q2、第一电容c15、第二电容c14及第一电阻r20；所述第一三极管q1的基极与所述信号处理单元43电连接，所述第一三极管q1的发射极与所述第二三极管q2 的发射极电连接，所述第二三极管q2的发射极接地，所述第一三极管q1的集电极与所述第二三极管q2的集电极及所述发射器tx1的第一端电连接，所述第一电容c15的第一端、所述第二电容c14的第一端及所述第一电阻r20的第一端分别与所述发射器tx1的第二端电连接，所述第一电容c15的第二端与所述第二电容c14的第二端电连接，所述第一电阻r20的第二端与电源模块2电连接。
43.优选地，请参阅图6，所述超声波发送单元41包括发射器tx1、第一三极管q1、第二三极管q2、第一电容c15、第二电容c14及第一电阻r20；所述第一三极管q1的基极与所述信号处理单元43电连接，所述第一三极管q1的发射极与所述第二三极管q2的发射极电连接，所述第二三极管q2的发射极接地，所述第一三极管q1的集电极与所述第二三极管q2的集电极及所述发射器tx1 的第一端电连接，所述第一电容c15的第一端、所述第二电容c14的第一端及所述第一电阻r20的第一端分别与所述发射器tx1的第二端电连接，所述第一电容c15的第二端与所述第二电容c14的第二端电连接，所述第一电阻r20的第二端与电源模块2电连接。
44.优选地，请参阅图7，所述超声波接收单42包括多个放大器，用于接收声波脉冲，并对所述声波脉冲滤波、放大、整形处理。可以理解的是，所述超声波发送单元41通过所述信号处理单元43中的pin8发射声波脉冲tx1到空气中，当遇到遮挡物声波反弹，所述超声波接收单元52的rx1端接收到声波，经过滤波、放大、整形后传输到所述信号处理单元43中的pin13脚及pin14脚,所述控制模块1获取发射及接收的时长，结合传输速率获取遮挡物的距离值。在本实施例中，当智能猫厕设备运行过程中有猫咪进入时，超声波反馈回来的距离会较短，从而控制所述智能猫厕设备停止工作，保证猫咪的安全。本实施例的所述信号处理单元43型号为mdt10f676。在另一个优选地实施例中，所述信号处理单元43的型号不作具体限定。
45.优选地，所述红外监测模块7包括第一红外监测单元71及第一连接单元72；所述第一红外监测单元71分别与所述电源模块2及所述第一连接单元72电连接，所述第一连接单元72分别与所述主控模块1及所述电源模块2电连接。可以理解的是，所述第一第一红外监测单元71用于在智能猫厕设备工作过程中进行探头防夹检测。
46.优选地，所述红外监测模块7还包括第二红外监测单元73；所述第二红外监测单元73分别与所述电源模块2及所述第一连接单元72电连接。优选地，所述第一红外监测单元71包括发射管及接收管；本实施例的发射管为led，接收管的具体电路请参阅图8。所述发射管与所述接收管分别安装在智能猫厕门口两侧的位置，只要有猫咪进入，则猫咪遮断发射管的发射信号，所述主控模块1 通过监测遮挡信号信号判断是否有猫咪进入。door_dec_1为所述接收管与所述控制模块1的信号接口。所述第二红外监测单元73的结构与所述第一红外监测单元的结构相同，在此不再赘述。本实施例通过设置所述第一红外监测单元71 及所
述第二红外监测单元，从而扩大了检测范围，实现精准地猫咪探头检测，有效防止猫咪受到伤害。
47.优选地，请参阅图9，本实施例的所述智能猫厕内筒通过电机驱动与所述主控模块1的配合实现转动，电机驱动电路的mcu_vpropi为电流采集接口，用于实时反馈电机工作电流到所述主控模块1。本实施例在所述智能猫厕设备转动实时监控电流驱动的电流值，当电机需要的扭力过大时，电流相应变大；若设备运行过程中有猫咪被夹住，则电机电流会变大，从而控制所述智能猫厕设备停止运行。在本实施例中，电机驱动的芯片型号为drv8801，在另一个优选地实施例中，所述电机驱动模块的芯片型号不作具体限定。
48.优选地，在本实施例中，在静态时通过所述ipc移动监测模块6实现移动侦测；若摄像头检测到了物体移动，则会发移动侦测信号到所述主控模块1；则在所述主控模块1依据所述移动侦测信号控制所述智能猫厕设备停止运行。可以理解的是，本实施例的所述重量变化信号、所述测距遮挡信号、电流驱动变化信号、所述移动侦测信号中任一个或及以上发生异常则所述智能猫厕设备安全中断，控制机械部分如电机暂停运转以停止倾倒猫屎动作，等所有异常信号解除后继续进行。本发明的一种智能猫厕安全监控控制电路实现了多重保障，弥补了单一监测的缺陷，使得保障更加全面。
49.实施例二
50.本发明还公开了一种智能猫厕安全监控控制方法，包括第一方面所述的一种智能猫厕安全监控控制电路，所述一种智能猫厕安全监控控制方法包括：
51.s1、控制所述重量识别模块重量去皮及基准重量清零；
52.s2、获取所述智能猫厕的工作运行信号；
53.s3、采集重量变化信号、测距遮挡信号、电流驱动变化信号及移动侦测信号；
54.s4、依据所述重量变化信号和/或所述测距遮挡信号和/或电流驱动变化信号和/或所述移动侦测信号的异常情况，控制运行中的所述智能猫厕停止工作；
55.s5、判断所述重量变化信号、所述测距遮挡信号、所述电流驱动变化信号及所述移动侦测信号是否全部解除；
56.s6、若是，控制所述智能猫厕继续运行。
57.综上所述，本发明所提供的一种智能猫厕安全监控控制电路包括主控模块 1、电源模块2、重量识别模块3、超声波传感模块4、电流检测模块5及ipc移动监测模块6；所述主控模块1、所述重量识别模块3、所述超声波传感模块4、所述电流检测模块5及所述ipc移动监测模块6电连接，所述重量识别模块3、所述超声波传感模块4、所述电流检测模块5及所述ipc移动监测模块6分别与所述主控模块1电连接；所述重量识别模块3用于采集重量变化信号；所述超声波传感模块4用于获取测距遮挡信号；所述电流检测模块5用于实时监测电流驱动变化信号；所述ipc移动监测模块6用于采集移动侦测信号；所述主控模块1用于依据所述重量变化信号和/或所述测距遮挡信号和/或电流驱动变化信号和/或所述移动侦测信号的异常情况，控制运行中的智能猫厕停止工作。因此，本发明能在智能猫厕运行过程中实现安全监测，防止设备在运行时，猫进入设备夹伤猫，有效保证了猫的安全。
58.以上对本发明所提供的一种智能猫厕安全监控控制电路及方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的
思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。不应理解为对本发明的限制。