單片機實現(xiàn)洗浴服務(wù)機器人的控制系統(tǒng)設(shè)計
加入技術(shù)交流群
洗浴功能：洗浴單元控制系統(tǒng)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(diào)節(jié)設(shè)置溫度，通過LCD1602顯示出當(dāng)前的水溫和設(shè)定的水溫值。當(dāng)達到設(shè)定水溫時則加熱器停止加熱。然后由觸摸屏按健選擇洗發(fā)、淋浴和洗浴等工作模式。
1)洗發(fā)功能控制 先用調(diào)整好溫度的水浸潤頭發(fā)，再用混合有洗發(fā)液的溫水沖洗頭發(fā)，在溫水注入到設(shè)定值后，系統(tǒng)自動關(guān)閉注入溫水和洗發(fā)液的閥門，啟動循環(huán)水裝置，在設(shè)定的時間內(nèi)用混合液體反復(fù)沖洗頭發(fā)，洗發(fā)過程結(jié)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(fā)洗干凈后，停止沖洗，打開熱風(fēng)吹干頭發(fā)，結(jié)束洗發(fā)過程，清理消毒。
2)淋浴功能控制 先調(diào)整好水的溫度，設(shè)置洗浴功能后，系統(tǒng)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(jié)束后，清理清毒。
3)整個洗浴功能控制 當(dāng)冼浴人進入浴艙后，由監(jiān)護人員或洗浴者本人蓋好浴缸上蓋板，啟動洗浴按鈕，系統(tǒng)自動調(diào)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(nèi)，在溫水注入到合適水位后，停止進水。系統(tǒng)進入定時泡浴階段，在浴缸內(nèi)設(shè)置有水的污濁度檢測傳感器，系統(tǒng)實時檢測水的污濁度，通過污濁度檢測，自動設(shè)定洗浴時間，以適應(yīng)不同程度的人體洗浴需要。在洗浴效果達到設(shè)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(fā)時要根據(jù)人體需要，對洗浴液或洗發(fā)液與水的混合進行科學(xué)配比，并合理控制水溫、時間、壓力等參數(shù)。在整個控制系統(tǒng)中，設(shè)置有水溫、水位等多項傳感器，對于洗浴或洗發(fā)全過程要進行實時檢測，以防止人身和設(shè)備發(fā)生意外。
由于輸出系統(tǒng)較復(fù)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(shè)較多，則會使單片機的CPU利用率大大的降低，因此，設(shè)計選用了8255A作為輸出接口擴展芯片。
2 軟件部分
系統(tǒng)采用單片機89C51作為核心控制器，通過硬件電路設(shè)計及軟件程序編制，設(shè)計洗浴單元的控制系統(tǒng)。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(diào)試方便等優(yōu)點。
主要實現(xiàn)洗浴功能、洗發(fā)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(jù)需要調(diào)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(tǒng)的抗干擾性和可靠性設(shè)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(nèi)部的導(dǎo)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(nèi)部產(chǎn)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(wěn)定性 主要由起振時間頻率穩(wěn)定度和占空比穩(wěn)定度決定，起振時間可由電路參數(shù)整定等確定。
3)提高軟件的抗干擾性和可靠性 在設(shè)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(qū)動電磁閥線圈和電機等電感性負(fù)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(qū)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(jié)論
該系統(tǒng)基于個人衛(wèi)生護理機器人洗浴過程控制系統(tǒng)的設(shè)計，以89C51微型單片機應(yīng)用系統(tǒng)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(qū)動模塊，系統(tǒng)報警模塊及水路循環(huán)控制等模塊組成。控制系統(tǒng)成本低，功能強，降低了洗浴服務(wù)機器人產(chǎn)品的整體成本，編程容易方便，其編程程序依據(jù)Proteus仿真編寫，proteus有編譯C語言的能力，軟硬件聯(lián)合仿真系統(tǒng)，利用軟件環(huán)境和硬件環(huán)境的控制界面，利用proteus與keil聯(lián)合仿真進行調(diào)試，調(diào)試結(jié)果滿足該項目的技術(shù)指標(biāo)設(shè)計要求，采用微型單片機控制，為其進一步實現(xiàn)洗浴功能的智能化，洗浴控制功能的擴展，提供了技術(shù)基礎(chǔ)。
評論