趙龍躍　王明成　喬子昱　豐文建

摘要：為了更好地服務(wù)大眾，以及提高現(xiàn)代化城市所該有的智能性。本文研究關(guān)于現(xiàn)代化智能廁所蹲位顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)并準(zhǔn)確地向民眾展示公共廁所蹲位剩余的數(shù)量以及具體位置。廁所蹲位顯示系統(tǒng)是由msp430f149單片機(jī)最小系統(tǒng)板、12864液晶屏、磁控開(kāi)關(guān)組合而成的具有蹲位顯示功能的現(xiàn)代化智能公共廁所系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：msp430單片機(jī)；LCD顯示屏；信息可視化

中圖分類號(hào)：TP27 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2018）04-0129-02

目前很多地方比如大型商場(chǎng)、公共娛樂(lè)場(chǎng)所等人流量大的地方，上廁所經(jīng)常成為困擾大家的一個(gè)問(wèn)題，大部分情況下人們無(wú)法知道廁所是否有剩余位置，而要面臨廁所外排隊(duì)等候的無(wú)奈，這要忍受氣味的尷尬，也錯(cuò)過(guò)了最佳就近選擇方便的機(jī)會(huì)，沒(méi)有蹲位顯示的提醒往往會(huì)耽誤大家的時(shí)間，從這一點(diǎn)出發(fā)我們?cè)O(shè)計(jì)了蹲位顯示系統(tǒng)，讓行走的路人甚至在遠(yuǎn)處就能夠一目了然地知道廁所蹲位剩余情況，從而幫助行人根據(jù)自己的情況，更合理地選擇最佳方便的場(chǎng)所。

1 系統(tǒng)工作原理

本系統(tǒng)以msp430f149單片機(jī)作為系統(tǒng)主控板，以12864液晶顯示屏來(lái)顯示蹲位剩余情況，利用磁控開(kāi)關(guān)與單片機(jī)自帶ADC12轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)蹲位顯示系統(tǒng)，利用ADC12實(shí)現(xiàn)將輸入通道A0-A7測(cè)得的電壓模擬信號(hào)值轉(zhuǎn)化為數(shù)字電壓信號(hào)，并進(jìn)行了可視化處理。增強(qiáng)了系統(tǒng)的可讀性。在ADC12序列通道單次轉(zhuǎn)換模式下，8個(gè)端口分別作為輸入模擬信號(hào)口，因?yàn)檩斎胪ǖ繟0-A7與單片機(jī)p6.0-p6.7共用一口，單片機(jī)p6.0-p6.7連接系統(tǒng)自帶LED，當(dāng)LED跳線帽在的時(shí)候，此時(shí)輸入模擬信號(hào)是p6.0-p6.7各個(gè)LED的電壓值，在經(jīng)過(guò)程序設(shè)置后統(tǒng)一為1V.利用干簧管與磁鐵組成的磁控開(kāi)關(guān)，將p6.0-p6.7這8個(gè)端口分別接上常開(kāi)型干簧管，干簧管另一頭接到單片機(jī)的GND，此時(shí)單片機(jī)p6.0-p6.7這8個(gè)端口的輸入模擬信號(hào)依然是LED的模擬電壓，一旦磁鐵與干簧管相結(jié)合，這時(shí)單片機(jī)測(cè)得的輸入模擬信號(hào)將不是8個(gè)LED的電壓值，而是GND的電壓值0，同理假設(shè)廁所有剩余空位顯示1，沒(méi)有剩余坑位顯示0，也就是通過(guò)磁控開(kāi)關(guān)來(lái)表示廁所有人無(wú)人，磁控開(kāi)關(guān)安裝在廁所的門(mén)把手處，利用彈簧絲使廁所的門(mén)保持常開(kāi)，那么廁所關(guān)門(mén)則表示有人，表示這個(gè)坑位已經(jīng)被占用，在對(duì)應(yīng)坑位的顯示屏上顯示0，而開(kāi)門(mén)則表示無(wú)人，說(shuō)明剩余一個(gè)空位，戶外顯示屏顯示1，，蹲位顯示系統(tǒng)除了可以讓行人一眼就知道還剩幾個(gè)蹲位，同時(shí)還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是精確到剩余蹲位的具體位置。系統(tǒng)的整體構(gòu)造如圖1所示。

2 硬件設(shè)計(jì)

2.1 公共廁所模型搭建與單片機(jī)選擇

本廁所蹲位顯示系統(tǒng)采用msp430f149單片機(jī)，該型號(hào)單片機(jī)是美國(guó)德州儀器1996 年推向市場(chǎng)的一種16 位低功耗的處理器。它采用了目前流行的、也頗受學(xué)術(shù)界好評(píng)的精簡(jiǎn)指令集結(jié)構(gòu)，有著以下功能模塊：WDT、12位ADC、12位DAC、基本定時(shí)器等。本系統(tǒng)將利用到看門(mén)狗、定時(shí)器、ADC12等模塊，在此基礎(chǔ)上模仿搭建包含8個(gè)蹲位的公共廁所，利用木材、泡沫、膠帶、螺絲等器件搭建簡(jiǎn)易廁所。搭建好蹲位顯示如圖2。

2.2 信號(hào)采集模塊

本系統(tǒng)利用msp430f149單片機(jī)最小系統(tǒng)板自身攜帶的ADC12進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，采用的的信號(hào)是廁所門(mén)開(kāi)關(guān)瞬間磁控開(kāi)關(guān)閉合與打開(kāi)對(duì)應(yīng)的不同輸入模擬電壓，使單片機(jī)測(cè)得八個(gè)坑位有無(wú)人時(shí)不同的電壓信號(hào)，干簧管安裝在泡沫制成的廁所門(mén)沿中間，磁鐵安裝在泡沫門(mén)對(duì)應(yīng)干簧管閉合的合理位置，利用彈簧裝置使門(mén)處于一個(gè)常開(kāi)狀態(tài)。那么利用開(kāi)關(guān)門(mén)采集到的不同電壓信號(hào)可以作為廁所有無(wú)人的標(biāo)志。

2.3 顯示模塊

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的顯示模塊由20引腳12864液晶屏構(gòu)成，考慮到現(xiàn)代化智能廁所蹲位顯示對(duì)于圖形與數(shù)字的需求，本系統(tǒng)摒棄了較為便宜的1602液晶，需要注意的是本系統(tǒng)液晶屏是5V驅(qū)動(dòng)，需要設(shè)置好單片機(jī)接口電壓。如圖3。

3 軟件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)程序首先進(jìn)行的是對(duì)于如WDT、時(shí)鐘、端口、12864液晶以及ADC12的初始化配置然后啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換，檢測(cè)單片機(jī)p6.0-p6.7這8個(gè)端口的輸入電壓，實(shí)際操作中廁所開(kāi)關(guān)門(mén)使單片機(jī)采集到不同的電壓值，從而實(shí)現(xiàn)蹲位剩余的功能。具體程序設(shè)計(jì)如圖4。

4 結(jié)語(yǔ)

基于msp430f149單片機(jī)廁所蹲位顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)，旨在提高現(xiàn)代化都市的普通民眾的生活質(zhì)量，提高現(xiàn)代化城市所該有的智能性。本系統(tǒng)采用msp430f149單片機(jī)，該機(jī)型不僅低功耗而已成本很低，利用單片機(jī)最小系統(tǒng)板自帶ADC12以及磁控開(kāi)關(guān)的即可以搭建一個(gè)簡(jiǎn)易的具有蹲位顯示功能的現(xiàn)代化智能公共廁所。

參考文獻(xiàn)

[1]陳石波，楊德剛，楊有，賀一.基于51單片機(jī)的公廁蹲位顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].重慶師范大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，30（3）：89-93.

[2]董光光，歐家慶. 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧廁所系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].廣西科學(xué)院學(xué)報(bào)，2017，33（1）：71-74.

[3]姬巧玲，陳青青，何聰.基于MSP430 的智能幕簾控制系統(tǒng)的研究[J].控制工程，2017，22：100-105.