基于STM32的智能語音沐浴控制系統

陳熙達

摘?要：此系統共設計有3個主模塊——語音模塊、溫度模塊、流量調節器，2個常用模塊——顯示模塊、按鍵模塊，3個輔助模塊——手機APP、藍牙模塊、音樂模塊。沐浴者可以通過語音功能，只需說出你想要的溫度和水流量，就可以得到你所想要的結果，這極大方便了我們的生活，省去了由于手動控制帶來的不必要麻煩[1]。針對老人和孩子，調節水溫與水流量比較困難情況;針對工作壓力大的特定人群，基于平時工作太累，這類人群迫切需要一種能夠放松身心的事情，恰恰沐浴就可以實現。它還具備音樂播放功能，可通過手機藍牙來實現音樂的傳輸，讓設備中的音樂模塊播放你喜歡的音樂，讓你盡情享受身心的愉悅。

關鍵詞：語音模塊;手機APP;藍牙模塊

1 研究背景及意義

在現在的生活中，無論是太陽能熱水器、燃氣熱水器還是電加熱熱水器，這些熱水器的噴淋裝置都還僅僅局限在手動調節溫度，而現在我們要做一款新型的產品，開發一套控制系統來取代手動控制方式——智能語音沐浴控制系統，它可以實現語音智能精準調控水的溫度和水流量。隨著現代都市的人們生活節奏越來越快、壓力大，當我們拖著疲憊的身體回到家中時，正有一臺“聽話的”沐浴器在等待著您去使用。它可以通過語音控制，得到您所想要的特定溫度，只需要動動嘴就可以去實現：“我選擇舒適型溫度”“升高3攝氏度”，而且還可以在我們走進家門前就可以用手機來操控接下來我們想要沐浴的水溫，這將會是一件多么讓人心花怒放的事情，聽著音樂哼著小曲，這將是一場完美的沐浴之旅。

1.1 通過語音模塊來實現控制

當你需要改變時溫度、出水量和音樂時，可按下語音輸入鍵，這時就進入了語音模塊。進入語音模塊，系統會提示你要選擇哪一項——溫度調節/出水量調節/音樂選擇。它會通過你的語言命令而智能選擇相應的選項。我們使用一個高控為主控單片機。由溫度傳感器（擬采用DS18B20數字溫度傳感器）、水流調控器與單片機直接相連接，溫度傳感器將溫度信息轉換為電信號反饋給單片機，單片機再通過水流調控器來控制水溫，從而達到溫度調控目的[2]。一旦用戶感受到水溫過高或過低，語音系統會將采集到的語音信息傳輸至單片機，單片機會自動將當前的溫度信息與語音傳輸的溫度信息相比較，通過水流調控器控制冷熱水的比例，來達到升溫、降溫的目的。若當前溫度低，則單片機通過水流調控器來增加熱水比例來達到升溫目的。若當前溫度高，單片機通過水流控制器來增加冷水比例來達到降溫目的，通過這兩種反饋調節來滿足用戶對水溫的要求。

1.2 通過最基本的按鍵控制模塊直接來實現調控

你可以通過相應的按鍵來得到所你想要的結果，其原理和空調遙控器相似。

1.3 通過手機APP來實現控制

手機通過APP的應用來實現控制，你首先在手機上設置好你所想要的溫度、出水量、音樂，把設置的信號通過藍牙功能傳送給單片機，單片機接受到這些信息先進行分析，然后把對應的信息傳送到相應功能的模塊，通過自動調節實現我們所想要的結果[3]。項目功能展示如下圖所示：

這三種方式的信息輸入方式不同，但是調節方式都是基于冷、熱水流量的比例來實現調節和控制。溫度的調節原理是通過控制熱水和冷水的比例來調節到需要的溫度。出水量的調節是在熱水和冷水同比例放大或縮小來實現出水量的調節。當打開總開關時，首先系統根據沐浴室的溫度和人體健康沐浴溫度智能調節出最佳溫度，這是系統默認的最佳溫度[4]。項目總體設計如下圖所示：

2 擬解決問題

（1）語音識別：語音識別模塊會識別用戶所需的溫度，將信息反饋至單片機來調節水溫。

（2）水流量控制：利用電磁閥來控制水流量，通過控制水流量的大小和冷熱水的比例達到調節溫度的效果。因為人體對溫度差異很敏感，所以這個對溫度探測和水流量監測控制要求比較高，使需要的溫度調整更加精確。

參考文獻：

[1]余錫存，曹國華.單片機原理及接口技術[D].西安電子科技大學出版社，2008.

[2]邱繼艷，張建峽.無接觸電能傳輸系統傳輸效率分析[J].實驗室研究與探索，2011，30（6）：5962.

[3]劉星元，李文連.驅動條件對有機薄膜電致發光形成過程的影響[J].吉林大學自然科學學報，1997（02）：6366.

[4]陳永祿，張莉.基于單片機的溫度控制系統設計與實現[J].現代電子技術，2015（2）：7376.