單片機實現洗浴服務機器人的控制系統設計
加入技術交流群
洗浴功能：洗浴單元控制系統開始工作時，安裝在水箱中的浸沒式加熱器開始加熱，在加熱過程中，通過DS18B20采集水溫值，通過觸摸屏模塊來調節設置溫度，通過LCD1602顯示出當前的水溫和設定的水溫值。當達到設定水溫時則加熱器停止加熱。然后由觸摸屏按健選擇洗發、淋浴和洗浴等工作模式。
1)洗發功能控制 先用調整好溫度的水浸潤頭發，再用混合有洗發液的溫水沖洗頭發，在溫水注入到設定值后，系統自動關閉注入溫水和洗發液的閥門，啟動循環水裝置，在設定的時間內用混合液體反復沖洗頭發，洗發過程結束后，自動打開排水閥，排掉污水；同時打開溫水進行沖洗，待頭發洗干凈后，停止沖洗，打開熱風吹干頭發，結束洗發過程，清理消毒。
2)淋浴功能控制 先調整好水的溫度，設置洗浴功能后，系統自動打開浴池上方的電磁閥，同時打開其下面的排水閥。由上下方的噴淋閥對人體進行全面的清洗，清洗干凈后，打開具有一定壓力的熱空氣閥門，對洗浴人體進行烘干，烘干結束后，清理清毒。
3)整個洗浴功能控制 當冼浴人進入浴艙后，由監護人員或洗浴者本人蓋好浴缸上蓋板，啟動洗浴按鈕，系統自動調整水溫，將混合有固定比例沐浴液的合適的溫水注入浴缸內，在溫水注入到合適水位后，停止進水。系統進入定時泡浴階段，在浴缸內設置有水的污濁度檢測傳感器，系統實時檢測水的污濁度，通過污濁度檢測，自動設定洗浴時間，以適應不同程度的人體洗浴需要。在洗浴效果達到設定值后，放掉洗浴污水，注入干凈溫水沖洗，沖洗完成后，對洗浴人進行烘干，待人出浴后，對接觸人體部分清理消毒。
洗浴和洗發時要根據人體需要，對洗浴液或洗發液與水的混合進行科學配比，并合理控制水溫、時間、壓力等參數。在整個控制系統中，設置有水溫、水位等多項傳感器，對于洗浴或洗發全過程要進行實時檢測，以防止人身和設備發生意外。
由于輸出系統較復雜，輸出接口較多，只用51單片機自身的I／O口不夠，而且如果單片機接的外設較多，則會使單片機的CPU利用率大大的降低，因此，設計選用了8255A作為輸出接口擴展芯片。
2 軟件部分
系統采用單片機89C51作為核心控制器，通過硬件電路設計及軟件程序編制，設計洗浴單元的控制系統。采用C語言進行程序編制，具有可靠性高、實時性強、簡練易于維護，調試方便等優點。
主要實現洗浴功能、洗發功能和淋浴功能3個模塊的功能。把3個主模塊功能分別用軟件編程作為子程序，然后在主程序中根據需要調用各模塊。主程序模塊主要有初始化模塊、溫度顯示模塊、觸摸屏子程序模塊和報警模塊等模塊組成。控制主程序流程圖如圖3所示。本文引用地址：http://www.104case.com/article/172150.htm
3 系統的抗干擾性和可靠性設計
1)防止射頻干擾 由于射頻干擾是以空間電磁場的形式傳遞在機器內部的導體引線或零件引線的感生引起的干擾，所以通過電磁屏蔽和合理的布線／器件布局，來衰減該類干擾電源線或電源內部產生的干擾。通過電源濾波，隔離等硬件措施來抑制該類干擾。
2)提高振蕩源的穩定性 主要由起振時間頻率穩定度和占空比穩定度決定，起振時間可由電路參數整定等確定。
3)提高軟件的抗干擾性和可靠性 在設計中，采用軟件消抖動方法。編程時用延時10 ms的延時程序來消抖。由于輸出要驅動電磁閥線圈和電機等電感性負載，還有輸入傳感器的連接，為防止外部射頻對它們的干擾，在連接輸入／輸出驅動時，通過光電耦合器連接，及采取硬件保護及抗干措施，提高可靠性。
4 結論
該系統基于個人衛生護理機器人洗浴過程控制系統的設計，以89C51微型單片機應用系統為控制核心，輔助有溫度控制模塊，液位檢測模塊，觸摸屏控制模塊，電磁閥和電機等輸出驅動模塊，系統報警模塊及水路循環控制等模塊組成。控制系統成本低，功能強，降低了洗浴服務機器人產品的整體成本，編程容易方便，其編程程序依據Proteus仿真編寫，proteus有編譯C語言的能力，軟硬件聯合仿真系統，利用軟件環境和硬件環境的控制界面，利用proteus與keil聯合仿真進行調試，調試結果滿足該項目的技術指標設計要求，采用微型單片機控制，為其進一步實現洗浴功能的智能化，洗浴控制功能的擴展，提供了技術基礎。
評論