基于STM32的智能语音沐浴控制系统

陈熙达

摘 要：此系统共设计有3个主模块——语音模块、温度模块、流量调节器，2个常用模块——显示模块、按键模块，3个辅助模块——手机APP、蓝牙模块、音乐模块。沐浴者可以通过语音功能，只需说出你想要的温度和水流量，就可以得到你所想要的结果，这极大方便了我们的生活，省去了由于手动控制带来的不必要麻烦[1]。针对老人和孩子，调节水温与水流量比较困难情况;针对工作压力大的特定人群，基于平时工作太累，这类人群迫切需要一种能够放松身心的事情，恰恰沐浴就可以实现。它还具备音乐播放功能，可通过手机蓝牙来实现音乐的传输，让设备中的音乐模块播放你喜欢的音乐，让你尽情享受身心的愉悦。

关键词：语音模块;手机APP;蓝牙模块

1 研究背景及意义

在现在的生活中，无论是太阳能热水器、燃气热水器还是电加热热水器，这些热水器的喷淋装置都还仅仅局限在手动调节温度，而现在我们要做一款新型的产品，开发一套控制系统来取代手动控制方式——智能语音沐浴控制系统，它可以实现语音智能精准调控水的温度和水流量。随着现代都市的人们生活节奏越来越快、压力大，当我们拖着疲惫的身体回到家中时，正有一台“听话的”沐浴器在等待着您去使用。它可以通过语音控制，得到您所想要的特定温度，只需要动动嘴就可以去实现：“我选择舒适型温度”“升高3摄氏度”，而且还可以在我们走进家门前就可以用手机来操控接下来我们想要沐浴的水温，这将会是一件多么让人心花怒放的事情，听着音乐哼着小曲，这将是一场完美的沐浴之旅。

1.1 通过语音模块来实现控制

当你需要改变时温度、出水量和音乐时，可按下语音输入键，这时就进入了语音模块。进入语音模块，系统会提示你要选择哪一项——温度调节/出水量调节/音乐选择。它会通过你的语言命令而智能选择相应的选项。我们使用一个高控为主控单片机。由温度传感器（拟采用DS18B20数字温度传感器）、水流调控器与单片机直接相连接，温度传感器将温度信息转换为电信号反馈给单片机，单片机再通过水流调控器来控制水温，从而达到温度调控目的[2]。一旦用户感受到水溫过高或过低，语音系统会将采集到的语音信息传输至单片机，单片机会自动将当前的温度信息与语音传输的温度信息相比较，通过水流调控器控制冷热水的比例，来达到升温、降温的目的。若当前温度低，则单片机通过水流调控器来增加热水比例来达到升温目的。若当前温度高，单片机通过水流控制器来增加冷水比例来达到降温目的，通过这两种反馈调节来满足用户对水温的要求。

1.2 通过最基本的按键控制模块直接来实现调控

你可以通过相应的按键来得到所你想要的结果，其原理和空调遥控器相似。

1.3 通过手机APP来实现控制

手机通过APP的应用来实现控制，你首先在手机上设置好你所想要的温度、出水量、音乐，把设置的信号通过蓝牙功能传送给单片机，单片机接受到这些信息先进行分析，然后把对应的信息传送到相应功能的模块，通过自动调节实现我们所想要的结果[3]。项目功能展示如下图所示：

这三种方式的信息输入方式不同，但是调节方式都是基于冷、热水流量的比例来实现调节和控制。温度的调节原理是通过控制热水和冷水的比例来调节到需要的温度。出水量的调节是在热水和冷水同比例放大或缩小来实现出水量的调节。当打开总开关时，首先系统根据沐浴室的温度和人体健康沐浴温度智能调节出最佳温度，这是系统默认的最佳温度[4]。项目总体设计如下图所示：

2 拟解决问题

（1）语音识别：语音识别模块会识别用户所需的温度，将信息反馈至单片机来调节水温。

（2）水流量控制：利用电磁阀来控制水流量，通过控制水流量的大小和冷热水的比例达到调节温度的效果。因为人体对温度差异很敏感，所以这个对温度探测和水流量监测控制要求比较高，使需要的温度调整更加精确。

参考文献：

[1]余锡存，曹国华.单片机原理及接口技术[D].西安电子科技大学出版社，2008.

[2]邱继艳，张建峡.无接触电能传输系统传输效率分析[J].实验室研究与探索，2011，30（6）：5962.

[3]刘星元，李文连.驱动条件对有机薄膜电致发光形成过程的影响[J].吉林大学自然科学学报，1997（02）：6366.

[4]陈永禄，张莉.基于单片机的温度控制系统设计与实现[J].现代电子技术，2015（2）：7376.