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《智能蹲便器自动冲便抽纸系统设计》 设计单位：安徽师范大学 项目组成员：严际、杨柳 余方伟 、昝瑞 项目组组长：严际 指导老师：冯路横、潘琦 Contents 目录 背景及详细介绍 系统设计总方案 各部分实现原理 算法流程图 总结 系统测试记录及测试结果分析 系统实物图 背景及详细介绍 01 背景介绍 在大型公共场所，如商场、车站等人流量较大的地方，手动冲便装置的节水效果不佳，极易损坏且不卫生。 少数人存在不随手冲厕的习惯，这将造成厕所极其不卫生、细菌滋生，严重威胁人类健康。 普通系统功能单一，经常出故障，不能适应人们对生活空间自由化和舒适性越来越高的要求。 人们对生活空间自动化和舒适性的要求越来越高。 详细设计需求 蹲便器无人使用时不冲水有人使用时也不能冲水只有在人如厕后站起来时单片机控制延迟10秒钟冲水; 人如厕时最多可抽取25厘米的纸且只能抽取一次。人进入卫生间后不如厕,不能抽纸; 设计的产品要面向大众并最大程度的节约能源和原材料降低成本; 产品要便于安装,易于使用。 模拟视图 系统设计总方案 02 系统设计总方案 激光检测 红外检测 检测系统 继电器 驱动系统 供电系统 语音系统 抽水系统 抽纸系统 电磁阀 步进电机 主控系统 是否有人 是否缺纸 各部分实现原理 03 主控系统 主控系统主要由52单片机、12V电源模块、5V电源模块、电源扩展、复位模块、晶振模块、串行通信模块、电压变换电路等基础模块组成在这里使用的单片STC89C52。STC89C52是一种带8K字节的闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8的微处理器，俗称单片机，该器件采用ATMAL高密度非易失存储器制造技术制造。 检测系统 红外系统 红外传感器采用一体化红外遥控接收器SM0038，1脚接12V电源，2脚通过R13、R14电阻分压接到单片机的P0.4口，3脚接地。若无人进入感应区，指示灯灭。若有人进入感应区，红外传感器探测到来自人体的红外辐射，此时接收端2脚的信号变为低电平。根据这一原理，单片机的P0.4口根据检测信号的高低电平，来辨别是否有人。 检测系统 激光接口 通过激光接口实现单片机与激光模块实现连接，即接口给激光模块供电，最终将激光信号传递给2号引脚，也就是单片机的P0.5引脚。 当激光传感器检测到没有障碍物时，即缺纸时，则2号引脚为高电平，发光二极管不亮，单片机控制指示灯亮。当有纸时，则2号引脚为低电平时，二极管亮，单片机控制指示灯不亮。 指示灯 控制系统 步进电机 THB7128是一款四相六线步进电机驱动芯片。它内部集成了细分、电流调节COMS功率放大等电路，接收到脉冲信号后可以使步进电机转动一个固定角度。 通过步进电机可控制用户取纸的长度，每次25cm，节约资源，避免浪费 自动抽纸 脉冲信号 步距角 步 进 电 机 控制系统 继电器 通过继电器控制电磁阀从而控制出水量和出水时间。电磁阀里有密闭的腔，在不同位置开有通孔，每个孔连接不同的水管，腔中间是活塞，两面是两块电磁铁，通电的磁铁线圈吸引阀体，通过控制阀体的移动来开启或关闭不同的排水孔，而进水孔是常开的水就会进入不同的排水管，然后通过水的压力来推动水缸的活塞，活塞又带动活塞杆活塞杆带动机械装置。 有人时不冲水 无人时不冲水 方便后才冲水 驱动系统 语音模块 单片机通过语音接口控制WT5001来播放音乐。 通过红外系统检测到有人进来之后，发送给主控芯片处理信号，从而控制语音模块，进而通过外接音响播放音乐。 算法流程图 04 算法流程图 首先，通过红外模块检测是否有人进入。如果有人，则单片机通过控制语音模块播放音乐。通过按键可以实现歌曲暂停和切换。然后，再判断人的停留时间，在人按下出纸按钮后自动出纸。人离开后开始冲水，并且停止播放音乐 系统测试结果及分析 05 系统测试结果 达到要求 把手拿开红外传感器后5秒，系统自动冲水 人方便完后，过一段时间蹲便器自动冲水 冲水系统 4 达到要求 按下按钮出长度相等的纸 方便后按下按钮出长度相同的纸 抽纸系统 3 达到要求 把手放在红外传感器后5秒开始播放音乐，按下按钮暂停，再按一次切换到下一曲 人如厕后，自动播放歌曲。按下按键一次暂停，再按一次切换到下一曲 语音播放 2 达到要求 把手放在红外传感器前时，LED灯亮 有人如厕，LED灯亮 红外传感器 1 测试结论 测试结果 预计结果 待测试系统 系统实物图 06 实物图