何淼

摘要： 本設(shè)計是一個智能浴室管理系統(tǒng)，旨在通過實現(xiàn)浴室自動化管理的途徑解決人們在沐浴時遇到的諸多不便。系統(tǒng)利用無線通信技術(shù)，完成遠程遙控端對熱水器的定溫、定時操作；洗浴時，通過傳感器技術(shù)可實現(xiàn)非接觸調(diào)節(jié)水溫、水流；并且可以通過花灑周圍RGB小燈顏色直觀了解出水溫度，當顏色由冷色調(diào)逐漸變?yōu)榕{(diào)，代表溫度逐漸升高。實踐證明，本設(shè)計具有操作簡單、適用范圍廣、自動化程度高等特點，使人們在沐浴時得到最大程度的放松與享受。

Abstract： This design is an intelligent bathroom management system， which aims to solve the problems encountered by people in the bath through the realization of automatic management of bathroom. The system uses wireless communication technology to complete the remote control of the temperature of the water heater， timing operation； When the utility model is used for bathing， the water temperature can be adjusted automatically by the sensor technology； And you can understand the water temperature through color of the RGB lights around the shower， when the color gradually changes from cold tone to warm tone， representing the temperature gradually increasing. Practice has proved that the design has the advantages of simple operation， wide application， high degree of automation， so that people get the greatest degree of relaxation and enjoyment in the bath.

關(guān)鍵詞： 輕松沐??；省時省力；智能系統(tǒng)

Key words： relaxing bathing；to save time and effort；intelligent system

中圖分類號：TP311.5 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）09-0106-02

0 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步社會信息化的程度不斷提高，智能家居的概念逐步走進了人們的生活。而浴室作為現(xiàn)代居住房屋中不可或缺的一部分，在人們生活中發(fā)揮著極其重要的作用。尤其在生活節(jié)奏越來越快的當前環(huán)境下，對于工作壓力大、時間緊的人群而言，智能浴室系統(tǒng)能夠充分發(fā)揮它的優(yōu)越性：智能預(yù)約、節(jié)約時間、操作簡單等等。而現(xiàn)今智能家居的應(yīng)用范圍還很小，且浴室尚未達到智能化，沐浴這一件本該是盡情享受的事卻總會讓人心生煩惱，所以智能浴室的自動化管理已是時代的需要。

1 對智能浴室管理系統(tǒng)國內(nèi)的研究現(xiàn)狀

智能家居網(wǎng)絡(luò)技術(shù)于二十世紀末在我國開始逐漸發(fā)展，隨后的六、七年內(nèi)有相當一部分高檔私人住宅和中檔住戶區(qū)能夠在一般意義上實現(xiàn)簡單的智能化控制和管理。至2009年，寬帶網(wǎng)的逐漸普及為智能家庭網(wǎng)絡(luò)功能的完善提供了一定的條件，我國自行研制的系統(tǒng)較為成熟。2009年至今，我國進一步普及了智能家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，越來越多的智能家居產(chǎn)品開始走進普通居民的家居中。我國智能家居的應(yīng)用并不普遍，僅有的應(yīng)用范圍也基本僅限于智能燈光開關(guān)、智能電飯煲、智能插座插排等小物品，遠遠達不到智能家居的全面化。而智能浴室的應(yīng)用也僅僅局限于個別高檔酒店、桑拿房和學(xué)校等場所，且功能單一、效率低。對于如何解決人們在洗澡時遇到的種種問題，已經(jīng)成為了智能浴室相關(guān)功能完善的當務(wù)之急。

2 系統(tǒng)設(shè)計思路

系統(tǒng)分為遙控端和熱水器、花灑兩大部分。通過無線通信方式，完成遠程遙控端對熱水器的定溫、定時控制，當加熱完成后，遙控端將發(fā)出信號，提示人員可以去洗澡了。洗浴時，通過四個光電傳感器可實現(xiàn)非接觸調(diào)節(jié)水溫、水流的大小。手在空中上下劃過，使花灑出水水流增大/減??；手在空中左右劃過，通過改變冷熱水流出水比例，達到水溫升高/降低。非接觸操作的實現(xiàn)，避免了人們在洗澡時手上的泡泡弄臟把手、浴室。人們還可以通過花灑周圍RGB小燈顏色直觀了解出水溫度，當顏色由冷色調(diào)逐漸變?yōu)榕{(diào)，代表溫度逐漸升高，出現(xiàn)紅色、代表水溫過高，提示人員易對皮膚造成傷害。

3 系統(tǒng)工作原理

硬件部分：完成智能浴室管理系統(tǒng)的開發(fā)、設(shè)計與制作。包括非接觸調(diào)節(jié)水溫、水流部分、RGB色彩顯示部分、液晶顯示部分。本系統(tǒng)的控制核心采用51系列單片機進行數(shù)據(jù)處理及智能控制，無線通信單元采用nRF24L01無線數(shù)傳模塊數(shù)據(jù)傳輸?？梢詫崿F(xiàn)非接觸可調(diào)節(jié)水溫高低、水流的大小，并通過花灑上RGB小燈顯示的顏色便可了解當前水溫情況，避免了洗澡時不知水溫具體是多少的麻煩。

軟件設(shè)計：系統(tǒng)軟件設(shè)計包括控制端軟件的定時。控制端通過nRF24L01對檢測點進行定時啟動、水溫控制，包括啟動檢測數(shù)據(jù)傳輸。一旦檢測到定時時間，將啟動整個系統(tǒng)，加熱到指定水溫時，控制端發(fā)出提示音。整個過程流暢、便捷，大大節(jié)省了人們寶貴的時間。

系統(tǒng)整體的工作原理及流程如圖1所示。

系統(tǒng)遠程遙控端的工作原理及流程如圖2所示。

4 系統(tǒng)實驗數(shù)據(jù)分析

為檢驗系統(tǒng)工作是否穩(wěn)定、可行，本小組做了三項實驗（分別為無線遙控功能測試、非接觸調(diào)節(jié)功能測試以及RGB小燈顏色顯示水溫測試）。測試時，每項實驗分別做了三組實驗，每組重復(fù)四次。以確保系統(tǒng)每次均能正常工作。第一組實驗的三次實驗，利用無線遙控端設(shè)置熱水器分別于1/2/3分鐘后開始工作，加熱水溫到30/40/50攝氏度，加熱完成后遙控端發(fā)出提示；第二組實驗，分別利用非接觸手勢上下、左右調(diào)節(jié)，達到水流、水溫大小的低/中/高三個檔位；第三組實驗，當出水溫度達到30-40/40-50攝氏度范圍時，小燈分別為綠/黃色，溫度高于50攝氏度時，小燈為紅色。在實驗中，各個功能模塊均正常工作。系統(tǒng)整體性能測試如表1所示。

通過本次測驗，說明本系統(tǒng)能夠完成三項基本功能，出錯率較低。并且各部件工作正常，穩(wěn)定性較好。能夠完成預(yù)計的功能設(shè)計，說明本系統(tǒng)是穩(wěn)定、可行的。

5 系統(tǒng)應(yīng)用價值

隨著智能家居系統(tǒng)的不斷完善，人們想象中的家中布置各種線網(wǎng)的情形越來越少，取而代之的是一個小小的無線遙控器便可解決所有問題。在現(xiàn)代化、智能化系統(tǒng)逐步普及的今天，安裝一套智能家居，已經(jīng)不再是一個概念，而是生活中切實可以享受到的便利體驗。在中國，智能家居的應(yīng)用范圍相當有限，遠達不到智能家居的全面化，而智能浴室的應(yīng)用更是寥寥無幾。

本系統(tǒng)著力解決人們在沐浴時遇到的諸多麻煩，旨在實現(xiàn)智能家居的完善、浴室的自動化控制，為工作壓力大、時間緊的人群提供更省時省力、人性化的的沐浴體驗。較目前市面上其他智能浴室系統(tǒng)有功能全、自動化程度高、操作簡單、性價比高等優(yōu)點。隨著時代的發(fā)展和成本的不斷下降，智能浴室系統(tǒng)將變得不再是個別場所、個別人的專利，同樣也可以像智能手機一樣進入尋常百姓家。

參考文獻：

[1]盧伯英.PIC單片機基礎(chǔ)與傳感器應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社，2010.

[2]呂麗，羅杰.智能家居及其發(fā)展趨勢[J].就算機與現(xiàn)代化，2007（11）：18-20.

[3]葉玲莉.智能家居：暢想未來不是夢[N].計算機世界，2015-05-04（018）.