智能家庭足浴器的设计与实现

杨磊

摘要 随看现代家庭对健康舒适生活享受等多元化服务的追求日益增加，文章以单片机为主控制器设计一款智能温控的家庭足浴器。足浴器通过温度传感器實时检测水温并在液晶显示器上显示，温度调节按键控制动态调温，红外遥控实现对特殊人群的远端协助控制，同时具有记忆功能满足不同人群足浴需求。相对于传统功能单一的足浴器，其低成本高可靠性的优势具有极大的应用价值。

【关键词】智能温控 单片机 足浴

现代生活节奏的加快使得不同人群对生活品质追求不断提高，足浴做为缓解身体疲劳、改善身体健康的重要途径，在家庭生活中受到人们的青睐。目前市场上足浴器种类繁多，传统的价格低且功能单一，高级的价格昂贵无法适应普通家庭经济能力。本文设计一款低成本高可靠性的智能家庭足浴器，温度传感器和显示器实时检测显示水温，按键输入智能调节温度高低以及选择记忆模式记忆家庭不同人群足浴时的水温范围，单片机控制红外接收模块对老年人等不方便操作的人群进行远端协助，达到智能温控效果。

1 系统结构设计

智能家庭足浴器的单片机控制电路主要由温度传感检测模块、红外接收模块、供电控制模块、按键检测模块、显示控制模块和温度控制模块构成。足浴器控制系统的硬件结构图如图1所示。

足浴器的主要实现功能是以STC89C52单片机为核心控制器，外接220V直流稳压电源，经过桥式整流电路和滤波电路后利用稳压芯片CW7805得到正5v电压，使足浴器安全稳定工作。单片机控制系统上电工作时通过按键检测模块检测外部按键输入，当水温达到按键预先设定足浴需要的水温值时，温度控制模块自动断开继电器开关停止加热，并利用液晶显示器LCD1602显示。当使用者需要的足浴时间较长，而水温随时间不断降低无法满足需求时，通过按键输入模块的温度加减调节按钮，随时调整温度值，从而启动温度控制模块中的继电器开关，使加热器开始继续工作达到理想足浴水温。智能足浴器的另一功能是可以通过红外接收模块接收红外遥控器的发射信号，对于老年人或者身体有残疾不方便自己操作的人群，家人可以在家庭一定范围内根据使用者的需求协助控制足浴水温，这样既可以节约水资源的利用率，同时又能满足特殊人群的需求。

2 系统软硬件设计及功能实现

2.1 供电模块设计

足浴器外接家庭220V交流电源，通过单片机控制的供电模块实现整个控制系统的直流稳压供电。首先通过变压器将220V交流电转换成低压交流电输入到整流电路.经过整流后转换为单向脉动的直流电压，再经过电容滤波电路滤除单向脉动电压中的交流成份，得到平稳的直流电压。最后采用由LM7805调压芯片集成的三端稳压电路，其性价比高、工作性能稳定，得到单片机控制系统需要的+5V电压。

2.2 温度检测与控制模块设计

采用温度传感器DS18820实时检测足浴水温，经信号调理电路后将采集到的数据提供给单片机。DS18820与单片机采用单线接口通信方式，系统设置为按键中断扫描方式，实时检测足浴器外部设定的加温和自动调温按键。使用者感受到水温偏低时可以按下加温按键，单片机检测到按键输入信号后执行继电器开关打开操作驱动加热器进行水温加热。使用者按下自动调温按键时，足浴器水温低于预先设定的温度下限时，单片机控制系统自动执行打开继电器开关加热水温，加热达到预先设定的温度上限时，断开继电器开关停止加热。2.3红外接收模块设计

单片机控制系统的红外接收模块接收遥控器发射的红外信号。该模块采用一体化红外接收器，通过单片机进行编码控制，实现功能体现了特殊人群对足浴器智能化的需求，当使用者由于身体原因自己不方便操作时，身旁的家人可以在远端使用红外遥控器进行协助。

2.4 软件设计

单片机上电对温度检测模块、红外接收模块、液晶显示器进行初始化。系统按照预先设定的温度对足浴水温加热，同时按键检测模块实时检测使用者的输入状态，进而控制继电器开关启动或停止加热器。程序流程图如图2所示。

3 结论

本文分析了目前市场上足浴器功能及性价比等优缺点，结合特殊人群对足浴生活的感受和需求，设计了一款基于单片机控制的智能家庭足浴器，既能自动调节水温，又能帮助特殊人群实现远端协助式红外遥控操作，适应现代化人工智能的发展需求。整个系统操作便捷、智能化程度较高，具有广泛的应用前景。

参考文献

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