本文介绍了基于STM32单片机开发的智能语音、触碰双控式水龙头的设计与实现,该项目由安徽理工大学机械工程学院李良和姜阔胜赵艺众等人完成,旨在克服传统水龙头的不足,并通过LabVIEW图形化编程方式,简化单片机程序开发流程,提高智能家居生活质量。
1. 引言
随着科技的发展和人们生活水平的提高,人工智能设备逐步普及,但传统的51系列单片机控制的智能设备存在理解难、编程复杂等问题。此外,传统机械式水龙头在使用过程中容易沾染污渍和细菌,而传统的温度可控水龙头又无法实时显示水温信息。针对这些问题,本设计提出了一种基于LabVIEW开发的STM32智能语音、触碰双控式水龙头。
2. 触碰检测系统
触碰检测系统是本智能水龙头的关键部分之一,它主要由单通道电容式触摸电路实现。当人触摸水龙头时,人体与电路形成一个电容,触碰引起电容放电,手指离开后电容充电,通过转换电路输出脉冲信号。单片机接收到此信号后,控制电磁阀动作,从而实现水龙头的开启与关闭。
3. 语音模块系统
语音模块采用了WEGASUN-M6芯片,集成了BP神经网络算法。利用LabVIEW图形化编程,用户可以通过语音指令控制水龙头的开启、关闭、流量调节和温度调节。例如,用户说出“开水”、“水大点”、“水热点”、“关水”,语音模块将通过预设的指令来响应这些语音输入。
4. 显示屏系统
显示屏选用LCD显示器,能够显示字母、数字、中文字型及图形。通过串行接口,显示屏实时显示水龙头的开关状态、水温、流量数值等信息。
5. 硬件设计
硬件设计方面,使用GPIO口测量水龙头是否被触碰。触碰芯片可以检测到人体触摸引发的高低电平变化,从而判断水龙头是否被触发。
6. 软件程序设计
软件程序设计包括电磁阀控制逻辑,电磁阀具有打开、保持、关闭三种状态。STM32开发板上的A1和A2引脚用于接收电磁阀状态信号。软件采用CASE结构,根据不同的信号状态(0、1、2),通过判断局部变量T来控制程序流程,实现水龙头的智能控制。
7. 结语
本设计通过将传统水龙头与STM32单片机相结合的方式,实现了语音、触碰双控的智能水龙头。该设计不仅简化了程序开发过程,还提供了智能控制、流量和温度显示功能。同时,通过LabVIEW图形化编程语言的使用,降低了开发难度,加快了传统产品的智能化改造进程。
基于STM32的智能语音、触碰双控式水龙头通过引入先进的传感器技术、图形化编程工具以及智能化控制逻辑,极大地改善了用户使用体验,为传统家电产品的智能化升级提供了新的思路和方案。