基于C51单片机的智能车载回水泵

张琳玉+周建甫+韦金玲

摘 要：随着中国现代化的建设，自驾游已经是中国民众较为普遍的一种旅游方式。该项目就是迎合现代社会自驾游的旅游方式孕育而出基于80C51单片机的产品。该产品主要功能就是为车主和旅游乘客提供一个可以智能调节水温的洗菜，淋浴工具。当物品靠近时自动出水，在温度传感器的作用下自动的调节适合人体的水温，本项目的特色在于小巧便于携带，有普及大众的可能。技术简单便于维护和硬件的更新，只要对单片机温度感应模块有初步的了解即可以为产品维护。本项目的创新点在于巧妙地应用了感应水龙头的设计思想，在此思想上得以创新，感应水龙头会出水但它并不会根据环境的改变而做出调节水温的响应。

关键词：C51单片机，温度传感器

（西北民族大学电气工程学院本科生双E项目资助，项目编号：20161813）

前言

随着中国综合国力的不断增强，人民生活质量的不断提高，越来越多的人选择自驾游作为自己的一种旅游方式，每个人可以根据自己的喜好制定属于自己的旅游方案。但是每个人的爱车的级别不同，相应的自驾游体验也大相径庭但都有一个公共的问题那就是无法合理找到并且加热生民之源“水”来解决我们的一些日常生活问题。有时到达目的地的时候发现没有适合自己的水源，野炊时无法找到合适干净的水来清理新鲜的食材、在野外玩耍一天无法找到合适的地点、水温淋浴。这使自驾游的乐趣大打折扣，所以本项目旨在改善这种情况。如果每台车都装配了本项目，将大大提升顾客对自驾游的兴趣，他是厨房里的暖手小水槽也是卫生间里可以帮你去除一天疲惫的淋浴器。

当前中国市场每年销售出去的汽車数以千万为单位，但并不是每台车都装配有便捷人们旅游应用的设备，在德国家家户户都有一套符合自己车型的旅游硬件套装，随着中国车辆市场的不断扩大，新能源，混动汽车的加入，因为有了电的供应，使顾客旅游更加方便，国内汽车业的大亨比亚迪就是很好的先例。电在19世纪改变了人们的生活，现在又在慢慢的改变我们的生活模式。让我们的生活无处不变得更加便捷。

基于E18-D80NK红外模块识别开关的设计

E18-D80NK是一种集成发射与接收于一体的光电传感器，发射光经过调制后发出，接收头对反射光进行解调输出，有效的避免了可见光的干扰，其原理图如图1所示[1]

本项目中将使用两块E18-D80NK红外模块，通过两块模块的使用来确认是否有物体进入饮水区，两个模块同排放置目的在于对同一个物体检测两次，第一块模块预检测物体当检测到障碍物时才会启动第二个模块进行检测，若物体长时间触发两个红外模块系统将完成的工作是持续供水，在两个模块都未检测到物体时，或有一个未检测到物体时在延迟20秒后将断水，以节约水资源。

基于80C51单片机控制系统

80C51单片机是本项目的主要核心芯片，51芯片结构简单便于操作，对于初学者便于学习、领悟、维护。通过51芯片收集红外模块的信息，分析DHT11传回的模拟值，通过电压来控制水泵的转速来控制每个水泵的抽水能力以此来调节水温的目的，并将信息汇总传回给12864液晶显示屏，用户可以通过12864液晶屏读取出水位的多少、电池的剩余电量等当前回水泵大体信息。

通过红外模块来检测是否有物体通过，并且实时反馈给单片机，两个红外模块相互协调工作，当检测到物体时反馈给单片机，单片机随即启动水泵工作，通过DHT11来确定室外温度，通过自己的算法给已设定好的预期值进行比较。若室外温度高于设定好的炎热区值将提高D1泵（冷水泵）的转速，制动D2泵。通过两个水泵之间转速的差异来调节水温。同时单片机将处理流量计反馈的模拟信号，来记录使用水量，当使用水量过多时将触发蜂鸣器，来提醒客户水量不足及时补水。最后单片机将把收集到的所有信息发送给12864液晶显示屏。用户可以通过12864显示屏和系统工作指示灯来判断系统工作是否正常，及时采取必要的措施进行维护。

本项目根据人们的生活习惯初步设有三个温度区分别为：炎热区（30℃+）、舒适区（22℃～30℃）、寒冷区（22℃以下），通过温区的设定便于单片机根据DHT11反馈的值进行比较判断当前室外环境，在后期的不断完善中将不断细化温度区。

基于L298N电机驱动水泵系统

如图2所示H桥式电机驱动电路包括4个晶体管和一个电机。要使电机运转，必须导通对角线上的一对三极管。根据不同三极管对的导通情况，电流可能会从左至右或从右至左流过电机，从而控制电机的转向。例如：如图所示，当Q1管和Q4管导通时，电流就从电源正极经Q1从左至右穿过电机，在经过Q4回到电源负极，该电流将驱动电机顺时针转动[2]

L298N电机驱动模块接收到单片机的指令，驱动D1或D2泵进行工作，通过调节占空比来调节每一个水泵的抽水能力，通过抽取水量的多少来调节释放出去的水温度。在综合水池中安装有水温传感器，当水温过高时将向单片机发出中断请求启动D1泵，反之亦然。

结语

本文通过E18-D80NK红外模块，80C51单片机，L298N电机驱动模块三者结合设计的车载智能回水泵系统，并在实践中上得到实现，验证了设计的有效性。本设计思路简单，硬件搭建较易，在现有技术得以简单的创新完善。使大众的生活变得更加简单，让匆匆忙忙赶路的人省下更多的时间来享受旅行。本项目在硬件和软件方面还需要很大的改进，细化温区的划分，让每一个温度都有合适的水温。在外形上减小占用空间，充分利用机器的内部空间，使其更加小巧便于携带安装。

参考文献：

[1] zuojo 百度文库 E18-D80NK红外避障传感器说明书

[2] 道客巴巴网 L298N电机驱动模块

作者简介：

第一作者：张琳玉，男，汉族，吉林通化人，西北民族大学电气工程学院本科生在读生，此项目由西北民族大学电气工程学院双e项目资助。

其他组员：周建甫，韦金玲