殷杰

（重慶交通大學(xué) 重慶 400074）

摘 要：目前家居市場趨于智能化，人們對生活質(zhì)量的需求普遍提高，同時由于生存壓力和工作壓力的增大，對于日常生活中的享受也有很大需求，對此我們的智能浴室完美地解決了這方面的需求，能夠讓你在一天的勞累后得到舒適的享受。

智能浴室以合泰單片機(jī)為核心實現(xiàn)浴室環(huán)境內(nèi)各種數(shù)據(jù)的采集與控制。智能浴室系統(tǒng)具備待機(jī)、節(jié)能、工作三種模式，人體紅外傳感系統(tǒng)作為智能浴室系統(tǒng)工作模式的開關(guān)，該系統(tǒng)在浴室無人的情況下，控制模塊自動停止，實現(xiàn)節(jié)能減排，迎合綠色環(huán)保的要求。出于人性化，加入了藍(lán)牙系統(tǒng)，洗浴前可通過手機(jī)端提前設(shè)置浴室環(huán)境參數(shù)以及隨時查看浴室當(dāng)前環(huán)境狀況。洗澡時能夠和手機(jī)互聯(lián)，不僅能聽音樂，放松心情，同時能夠接聽電話，避免錯過重要的電話。

考慮到現(xiàn)代人對浴室舒適度的要求，加入了環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，可根據(jù)喜好通過手機(jī)端調(diào)節(jié)浴室里的溫度、濕度，帶給你不一樣的體驗。同時包含智能報警系統(tǒng)，讓家中老人、小孩使用浴室更加安全可靠。智能燈光花灑系統(tǒng)直觀反應(yīng)水溫的同時帶來了洗澡的樂趣。

關(guān)鍵詞：合泰單片機(jī)；智能浴室；藍(lán)牙系統(tǒng)；智能報警

一、作品簡介

隨著現(xiàn)代人生活質(zhì)量的提高，對家居要求也在不斷的提高，伴隨著物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，智能家居領(lǐng)域更是被各大廠商重視。衛(wèi)浴作為家居生活的重要部分，也隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展有了新的功能、新的體驗。

該款智能浴室基于單片機(jī)控制主要有如下功能：

1.藍(lán)牙系統(tǒng)：能夠在洗浴時和手機(jī)互聯(lián)收聽音樂，在有緊急電話的時候也能夠接聽電話。同時通過藍(lán)牙模塊將浴室中的濕度溫度反饋到手機(jī)終端達(dá)到遠(yuǎn)程控制的效果。

2.人體紅外傳感系統(tǒng) ：智能浴室系統(tǒng)開機(jī)后進(jìn)入待機(jī)模式，接收到短信后進(jìn)入節(jié)能模式，當(dāng)用戶進(jìn)入到浴室內(nèi)時，系統(tǒng)在紅外感應(yīng)模塊的作用下進(jìn)入工作模式。

3.智能燈光花灑系統(tǒng)：利用洗浴時水流的動力使迷你水流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電流，從而帶動花灑內(nèi)部LED彩色燈，環(huán)保又節(jié)能，讓您的浴室充滿色彩，通過溫度感應(yīng)儀，時刻提醒著洗浴者水溫的變化。洗浴時呈現(xiàn)斑斕色彩，在洗去塵埃同時讓人精神倍感舒爽。

4.浴室環(huán)境監(jiān)測及調(diào)節(jié)：考慮到不同年齡層次對浴室環(huán)境要求不同的需要，設(shè)計了環(huán)境監(jiān)測及調(diào)節(jié)系統(tǒng)。能監(jiān)測浴室里的溫度和濕度，可通過浴室環(huán)境系統(tǒng)與用戶設(shè)定的最佳浴室環(huán)境值相比較來調(diào)節(jié)浴室內(nèi)環(huán)境，從而讓用戶有一個最舒適的洗浴空間。

5.報警系統(tǒng)：洗浴時由于地面濕滑，特別是赤腳時。當(dāng)用戶在浴室內(nèi)出現(xiàn)意外時可通過手動按鍵控制藍(lán)牙模塊，發(fā)出求救信號；同時蜂鳴器發(fā)出報警聲，及時通知家人。

6.智能烘干系統(tǒng)：根據(jù)電吹風(fēng)原理，移植到智能浴室內(nèi)。當(dāng)用戶洗浴完畢后，可通過智能烘干按鍵，進(jìn)而烘干身上討厭的水滴，使身心更舒適。此外，可以通過智能烘干系統(tǒng)，快速將浴室內(nèi)的積水及時風(fēng)干，使浴室內(nèi)始終保持干結(jié)狀態(tài)。

該系統(tǒng)的創(chuàng)新性和實用性體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.采用HT66單片機(jī)作為主控芯片，系統(tǒng)規(guī)模小，低功耗，生產(chǎn)成本低。

2.采用藍(lán)牙模塊，實現(xiàn)近端控制，避免無聊的等待。

3.自動化程度較高，能有效節(jié)約用戶時間，帶來不一樣的家具體驗。

二、工作原理

智能浴室以單片機(jī)為中心控制，結(jié)合傳感器，以及相應(yīng)的調(diào)節(jié)設(shè)備實現(xiàn)對智能浴室的各項功能。智能浴室主要功能包括：人體紅外傳感系統(tǒng)、藍(lán)牙系統(tǒng)及浴室環(huán)境調(diào)節(jié)、智能燈光花灑系統(tǒng)、報警系統(tǒng)、智能烘干 。現(xiàn)在就各個功能的實現(xiàn)具體介紹：

1. 人體紅外傳感系統(tǒng)

當(dāng)用戶進(jìn)入浴室時，本系統(tǒng)利用紅外傳感器，將檢查到的信號轉(zhuǎn)換為電信號，進(jìn)而發(fā)送給主控芯片MCU。通過MCU分析后傳到指令到模式判斷模塊，控制模塊進(jìn)入工作模式。

2.藍(lán)牙系統(tǒng)及浴室環(huán)境調(diào)節(jié)

此系統(tǒng)采用藍(lán)牙模塊與單片機(jī)連接，通過溫度傳感器，濕度傳感器收集數(shù)據(jù)，通過藍(lán)牙模塊傳送給手機(jī)，使手機(jī)顯示浴室的溫度與濕度；如果溫度過低，可以通過手機(jī)藍(lán)牙傳送數(shù)據(jù)給單片機(jī)，將燈控開關(guān)打開加熱，讓室內(nèi)溫度升高。確保室內(nèi)溫度與濕度適合用戶進(jìn)入沐浴。

3.智能燈光花灑系統(tǒng)

利用DS18B20溫度傳感器對水溫進(jìn)行檢測、采集數(shù)據(jù)。LED花灑在MCU的控制下，當(dāng)水流溫度低于29度時顯示紫色，當(dāng)水流溫度在30度到39度之間時顯示綠色，當(dāng)水流溫高于40度時顯示紅色 。此外，LED花灑合理利用水流動力，結(jié)合迷你水流發(fā)電機(jī)利用洗浴時水的動力產(chǎn)生電流，從而帶動花灑內(nèi)部彩色燈。

4.報警系統(tǒng)

用戶若摔倒在浴室內(nèi)出現(xiàn)事故，在有清醒意識的情況下可就近按鍵，直接通過藍(lán)牙模塊發(fā)送求救短信到親人手機(jī)終端，及時通知家人。

5.智能烘干

根據(jù)電吹風(fēng)原理，移植到智能浴室中。用戶洗浴完后通過按鍵控制單片機(jī)，進(jìn)而控制烘干系統(tǒng)將身上的水滴吹干。當(dāng)用戶身上的水滴被烘干后，浴室內(nèi)的風(fēng)扇依然轉(zhuǎn)動，此時濕度傳感器會采集數(shù)據(jù)傳輸給單片機(jī)，通過單片機(jī)處理和控制后，當(dāng)濕度值低于某一值后將關(guān)閉風(fēng)扇。

三、作品特色

1.人性化的設(shè)計使得該浴室系統(tǒng)與傳統(tǒng)浴室有很大區(qū)別，基于都市人群快節(jié)奏繁忙生活的考慮，我們在浴室中加入了藍(lán)牙系統(tǒng)，在享受舒適洗澡環(huán)境的同時，也能夠聽取音樂。更不會錯過緊急電話，更符合了目前都市人的生活習(xí)慣。

2.智能化的設(shè)計使得該浴室不止是一個單獨的智能家居執(zhí)行端，更是一整套系統(tǒng)，考慮到了浴室中的一切。高集成化讓智能化的實現(xiàn)更簡單，智能LED燈光花灑讓您的浴室充滿色彩，只需要在手機(jī)終端操作或者是一個按鈕就可以使浴室達(dá)到你所想要的環(huán)境。

3.經(jīng)濟(jì)實惠可實用性強(qiáng)也更有利于該作品應(yīng)用于實際生活，相對于整體式智能家居來說，它使得一般收入的家庭也可以 享受到貴族般的體驗，我們只需要在單片機(jī)的設(shè)計上添加一些實用性的程序，以及在外圍添加一些檢測電路和控制電路，就可以實現(xiàn)該智能浴室的核心內(nèi)容。既實現(xiàn)了環(huán)保節(jié)能，同時也為用戶達(dá)到了舒適便捷智能這一目標(biāo)。

四、作品結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)主要由硬件和軟件結(jié)合而成，下面分別對其進(jìn)行說明

1）硬件部分

智能浴室模型包括HT66F70AMCU芯片、電源、輸入模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、綜合處理模塊、紅外感應(yīng)、藍(lán)牙發(fā)送和接收部分，具體硬件結(jié)構(gòu)圖如下：

綜合處理模塊包括取暖裝置，它控制室內(nèi)溫度，溫控裝置它所控制的是水溫，保證水溫保持在一個恒定的水平，烘干裝置則可以通過用戶控制來開啟，達(dá)到快速干燥身體的目的。藍(lán)牙發(fā)送/接收模塊主要用于將浴室內(nèi)的溫濕度值發(fā)送給手機(jī)終端，收聽音樂、接聽電話。

2）軟件部分

1.數(shù)據(jù)采集模塊流程

該系統(tǒng)運行流程

開機(jī)后，初始化輸入輸出模式，各模塊與MCU串行傳送初始化等。然后通過各類傳感器采集數(shù)據(jù)，最后將采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)轉(zhuǎn)換后，通過模 擬串口發(fā)送至MCU分析。當(dāng)系統(tǒng)處于開機(jī)狀態(tài)時，軟件部分便一直這樣循環(huán)執(zhí)行下去。

2.控制模塊流程

環(huán)境監(jiān)測流程：

環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)包括環(huán)境監(jiān)測溫度、濕度。系統(tǒng)啟動后傳感器開始不斷采集數(shù)據(jù)，并與用戶設(shè)定的初始值比較，然后對各種調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行控制。

報警系統(tǒng)

用戶在浴室出現(xiàn)意外時，通過手動按鍵控制MCU與藍(lán)牙短信模塊，系統(tǒng)自動發(fā)出鳴響，并將信息發(fā)送給家人。

智能烘干系統(tǒng)

用戶洗完澡后，通過按浴室烘干鍵，智能烘干系統(tǒng)開啟加熱器和風(fēng)扇自動風(fēng)干浴室。h為采樣值，當(dāng)h>H時啟動風(fēng)扇、加熱器。

3.模式判斷子程序

三種工作模式：待機(jī)、節(jié)能、工作

開機(jī)進(jìn)入待機(jī)模式，接收到指令/短信后進(jìn)入節(jié)能模式，當(dāng)用戶進(jìn)入浴室內(nèi)通過紅外感應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)入工作模式。