沐浴热水器节水控制系统.doc

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1、前言目前我国国有企业、事业单位、学校等都有许多公共浴室，其多是传统淋浴设备，这些设备旧，造成大量淡水资源的浪费，针对我国淡水资源浪费的现状，本文设计了一种能自动感应人的来去的红外自动淋浴系统。在硬件方面系统主要以AT89S51单片机为核心，以RE200B传感器为红外接收模块，DS18B20温度检测、按键电路、蜂鸣器报警模块，LCD显示模块及电磁阀控制模块，并辅有一些外部元件组成。单片机接收到的红外信号后打开电磁阀，此时开始淋浴，同时通过LCD液晶显示淋浴时间或定时时间，当定时时间快到时，通过蜂鸣器进行声音报警，并一分钟后关闭电磁阀，从而达到淋浴节水效果。在软件设计方面采用C语言

2、编程，是由于其易于为单片机所识别，执行速度快。程序容易读懂、最后对软件调试进行了误差分析。基于单片机淋浴热水器节水控制设计完善，实现方案简单易行。采用软件设计来控制，可以实现智能检测水位及水温，智能加热，自动判断人来，节约了用水。集成了光学、电子、单片机和机械等技术于一体。系统工作可靠，成本低廉，经济效益显著，并且提高了整机的可靠性及准确性。一：总体设计容1.设计思路及原理框图在硬件方面系统主要以AT89S51单片机为核心，以RE200B传感器为红外接收模块，DS18B20温度检测、按键电路、蜂鸣器报警模块，LCD显示模块及电磁阀控制模块，并辅有一些外部元件组成。在软件设计方面

3、采用C语言编程，是由于其易于为单片机所识别，执行速度快。人靠近淋浴器时，系统中的红外传感器检测模块便检测到相应的人体红外信号，系统便被触发；单片机接收到的红外信号后打开电磁阀，此时开始淋浴，同时通过LCD液晶显示淋浴时间或定时时间，当定时时间快到时，通过蜂鸣器进行声音报警，并一分钟后关闭电磁阀，从而达到淋浴节水效果。在洗澡时还可以调节温度。AT89S51LCD显示报警电路电磁阀电路RE200B传感器BISS0001芯片温度加减键DS18B20传感器2.控制回路淋浴热水器节水自动控制系统主要包括三个回路:1.水温检测控制回路：当传感器工作时，先设定温度在一定的围，一般是40-50

4、度之间，如果水温超过50，将温度传给单片机，蜂鸣器报警，并断电；如果水温低于40热水器开始工作，加热指示灯亮。2.人体信号检测回路：人靠近淋浴器时，系统中的红外传感器检测模块便检测到相应的人体红外信号，系统便被触发；单片机接收到的红外信号后打开电磁阀3.按键控制水温检测回路：通过按下加键或减键来给单片机一个信号，经部转换后，输出另外一个信号来控制热电偶，使水温在设定值上增加或减小。3.检测元件（1）RE200B热释电红外传感器红外信号采集都是指从传感器或者其他待测的设备等模拟被测单元或数字被测单元中自动采集信息的一个过程。信号采集系统是结合计算机的测量软硬件相关产品来实现灵活、

5、用户自定义的测量系统。一个完备的数据采集系统应该包括传感器或变换器、信号调理设备、数据采集和分析硬件、驱动程序和应用软件等等。本系统中被检测的信号为模拟量，要经过BISS0001转换成数字量，才能实现单片机的控制。数据采集模块是将人体红外的传感器信号，经过BISS0001送给单片机进行处理，终端单片机判断处理并作时间数码显示及蜂鸣器报警。在数据采集模块部分，本系统采用AT89S51单片机作为前端警情采集中心控制单元，主要完成对所采集数据的处理。RE200B热释电红外传感器通常由热释电晶体、氧化膜、滤光镜片、结型场效应管FET和电阻等部分组成。红外传感器工作原理与红外线有关，它是

6、利用红外线的物理性质来进行测量的传感器，热释电红外传感器部的热释电晶体具有极化现象，并且随温度的变化而变化。通过滤镜可以限定晶体对特定波长的光线产生响应，一般在8um-14um，这样就非常接近人体辐射的红外线波长了。当恒定的红外辐射照射在探测器上时，热释电晶体温度不变，晶体对外呈电中性，探测器没有电信号输出，因而恒定的红外辐射不能被检测到。当交变的红外线照射到晶体表面时，晶体温度迅速变化，这时才发生电荷的变化，从而形成一个明显的外电场，这种现象称为热释电效应。由于热释电晶体输出的是电荷信号,不能直接使用，需要用电阻将其转换为电压形式，该电阻阻抗高达104兆，故引入N沟道结型场效

7、应管接成共漏形式(即源极跟随器)来完成阻抗变换。热释电红外传感器。该传感器将两个特性相同的热释电晶体逆向串联，用来防止其他红外光引起传感器误动作。另外,当环境温度改变时，两个晶体的参数会同时发生变化,这样可以相互抵消，避免出现检测误差。该传感器使用时，D端接电源正极，G端接电源负极，S接地。RE200B红外热释电处理芯片BISS0001，BISS0001是一款具有较高性能的传感信号处理集成电路，它配以热释电红外传感器和少量外接元器件构成被动式的热释电红外开关。它能自动快速开启各类白炽灯、荧光