智能家庭足浴器的設(shè)計與實現(xiàn)

楊磊

摘要 隨看現(xiàn)代家庭對健康舒適生活享受等多元化服務(wù)的追求日益增加，文章以單片機為主控制器設(shè)計一款智能溫控的家庭足浴器。足浴器通過溫度傳感器實時檢測水溫并在液晶顯示器上顯示，溫度調(diào)節(jié)按鍵控制動態(tài)調(diào)溫，紅外遙控實現(xiàn)對特殊人群的遠(yuǎn)端協(xié)助控制，同時具有記憶功能滿足不同人群足浴需求。相對于傳統(tǒng)功能單一的足浴器，其低成本高可靠性的優(yōu)勢具有極大的應(yīng)用價值。

【關(guān)鍵詞】智能溫控 單片機 足浴

現(xiàn)代生活節(jié)奏的加快使得不同人群對生活品質(zhì)追求不斷提高，足浴做為緩解身體疲勞、改善身體健康的重要途徑，在家庭生活中受到人們的青睞。目前市場上足浴器種類繁多，傳統(tǒng)的價格低且功能單一，高級的價格昂貴無法適應(yīng)普通家庭經(jīng)濟(jì)能力。本文設(shè)計一款低成本高可靠性的智能家庭足浴器，溫度傳感器和顯示器實時檢測顯示水溫，按鍵輸入智能調(diào)節(jié)溫度高低以及選擇記憶模式記憶家庭不同人群足浴時的水溫范圍，單片機控制紅外接收模塊對老年人等不方便操作的人群進(jìn)行遠(yuǎn)端協(xié)助，達(dá)到智能溫控效果。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

智能家庭足浴器的單片機控制電路主要由溫度傳感檢測模塊、紅外接收模塊、供電控制模塊、按鍵檢測模塊、顯示控制模塊和溫度控制模塊構(gòu)成。足浴器控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

足浴器的主要實現(xiàn)功能是以STC89C52單片機為核心控制器，外接220V直流穩(wěn)壓電源，經(jīng)過橋式整流電路和濾波電路后利用穩(wěn)壓芯片CW7805得到正5v電壓，使足浴器安全穩(wěn)定工作。單片機控制系統(tǒng)上電工作時通過按鍵檢測模塊檢測外部按鍵輸入，當(dāng)水溫達(dá)到按鍵預(yù)先設(shè)定足浴需要的水溫值時，溫度控制模塊自動斷開繼電器開關(guān)停止加熱，并利用液晶顯示器LCD1602顯示。當(dāng)使用者需要的足浴時間較長，而水溫隨時間不斷降低無法滿足需求時，通過按鍵輸入模塊的溫度加減調(diào)節(jié)按鈕，隨時調(diào)整溫度值，從而啟動溫度控制模塊中的繼電器開關(guān)，使加熱器開始繼續(xù)工作達(dá)到理想足浴水溫。智能足浴器的另一功能是可以通過紅外接收模塊接收紅外遙控器的發(fā)射信號，對于老年人或者身體有殘疾不方便自己操作的人群，家人可以在家庭一定范圍內(nèi)根據(jù)使用者的需求協(xié)助控制足浴水溫，這樣既可以節(jié)約水資源的利用率，同時又能滿足特殊人群的需求。

2 系統(tǒng)軟硬件設(shè)計及功能實現(xiàn)

2.1 供電模塊設(shè)計

足浴器外接家庭220V交流電源，通過單片機控制的供電模塊實現(xiàn)整個控制系統(tǒng)的直流穩(wěn)壓供電。首先通過變壓器將220V交流電轉(zhuǎn)換成低壓交流電輸入到整流電路.經(jīng)過整流后轉(zhuǎn)換為單向脈動的直流電壓，再經(jīng)過電容濾波電路濾除單向脈動電壓中的交流成份，得到平穩(wěn)的直流電壓。最后采用由LM7805調(diào)壓芯片集成的三端穩(wěn)壓電路，其性價比高、工作性能穩(wěn)定，得到單片機控制系統(tǒng)需要的+5V電壓。

2.2 溫度檢測與控制模塊設(shè)計

采用溫度傳感器DS18820實時檢測足浴水溫，經(jīng)信號調(diào)理電路后將采集到的數(shù)據(jù)提供給單片機。DS18820與單片機采用單線接口通信方式，系統(tǒng)設(shè)置為按鍵中斷掃描方式，實時檢測足浴器外部設(shè)定的加溫和自動調(diào)溫按鍵。使用者感受到水溫偏低時可以按下加溫按鍵，單片機檢測到按鍵輸入信號后執(zhí)行繼電器開關(guān)打開操作驅(qū)動加熱器進(jìn)行水溫加熱。使用者按下自動調(diào)溫按鍵時，足浴器水溫低于預(yù)先設(shè)定的溫度下限時，單片機控制系統(tǒng)自動執(zhí)行打開繼電器開關(guān)加熱水溫，加熱達(dá)到預(yù)先設(shè)定的溫度上限時，斷開繼電器開關(guān)停止加熱。2.3紅外接收模塊設(shè)計

單片機控制系統(tǒng)的紅外接收模塊接收遙控器發(fā)射的紅外信號。該模塊采用一體化紅外接收器，通過單片機進(jìn)行編碼控制，實現(xiàn)功能體現(xiàn)了特殊人群對足浴器智能化的需求，當(dāng)使用者由于身體原因自己不方便操作時，身旁的家人可以在遠(yuǎn)端使用紅外遙控器進(jìn)行協(xié)助。

2.4 軟件設(shè)計

單片機上電對溫度檢測模塊、紅外接收模塊、液晶顯示器進(jìn)行初始化。系統(tǒng)按照預(yù)先設(shè)定的溫度對足浴水溫加熱，同時按鍵檢測模塊實時檢測使用者的輸入狀態(tài)，進(jìn)而控制繼電器開關(guān)啟動或停止加熱器。程序流程圖如圖2所示。

3 結(jié)論

本文分析了目前市場上足浴器功能及性價比等優(yōu)缺點，結(jié)合特殊人群對足浴生活的感受和需求，設(shè)計了一款基于單片機控制的智能家庭足浴器，既能自動調(diào)節(jié)水溫，又能幫助特殊人群實現(xiàn)遠(yuǎn)端協(xié)助式紅外遙控操作，適應(yīng)現(xiàn)代化人工智能的發(fā)展需求。整個系統(tǒng)操作便捷、智能化程度較高，具有廣泛的應(yīng)用前景。

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