编号:
T3522310M-LW
设计摘要:
本文主要介绍了基于单片机的便携消毒机控制系统的设计。该设备可以通过紫外线照射对空气中的细菌和病毒进行有效的消毒。为了实现自动化的控制和便携性,我们采用了单片机作为控制核心,设计了一个简单而功能强大的控制系统。
首先,我们对便携消毒机的硬件进行了设计。主要包括紫外线灯管、电源模块、电机和风扇等组成部分。紫外线灯管负责产生紫外线照射,电源模块提供稳定的电压供给,电机和风扇用于确保照射范围和通风。
其次,我们采用了单片机作为控制核心。我们选择了一款功能强大且易于使用的单片机,具有丰富的输入输出接口和较高的计算能力。单片机可以实时监测环境温度和湿度,并根据预设的参数进行控制。
接下来,我们设计了控制算法。首先,单片机会周期性地读取环境温度和湿度传感器的数值。然后,根据预设的温度和湿度阈值进行判断,如果超过设定范围,就开启紫外线灯管和风扇进行消毒和通风。同时,单片机还会记录每次消毒的时间和频率,用于后续的统计和分析。
最后,我们搭建了一个简单而直观的用户界面。用户可以通过按键和液晶显示屏来设置温度和湿度阈值,也可以查看当前的温湿度和消毒记录。同时,在系统发生故障或异常情况下,单片机会及时发出警报,提醒用户。
本设计实现了便携消毒机的自动化控制和易操作性。通过单片机的精确控制,可以保证消毒的效果和安全性。同时,用户界面的设计使得用户可以方便地进行设置和监控。该系统不仅可以应用于家庭消毒,还可以用于医院、学校、办公室等公共场所的消毒。
关键词:单片机;温度传感器;人机交互;蓝牙模块;水位传感器
字数:9000+
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目录:
摘 要
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题主要内容
2 系统设计方案
2.1 系统整体方案
2.2 单片机的选择
2.3 电源方案的选择
2.4 显示方案的选择
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
3.2 主控电路设计
3.3 显示模块
3.4 蓝牙模块
3.6继电器控制模块
4 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 主程序流程设计
4.3 按键函数流程设计
4.4 显示函数流程设计
4.5 处理函数流程设计
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2 信息显示
5.3 报警测试
5.4 蓝牙连接测试
6 仿真调试
6.1仿真总体设计
6.2 信息显示
6.3 报警测试
6.4 蓝牙串口信息显示
结 论
参考文献
致 谢
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
当前,公共卫生与安全意识日益增强,特别是在疾病传播和环境污染方面。细菌和病毒的传播对人类健康造成了严重威胁,如COVID-19疫情爆发。因此,便携消毒设备的需求日益增长。
实际意义:
基于单片机的便携消毒机控制系统能有效满足人们对空气消毒和卫生的需求。其具有以下实际意义:
提高环境卫生安全:此系统可以通过紫外线照射对空气中的细菌和病毒进行有效的消毒,从而减少疾病传播的风险。
便携性:便携消毒机的设计使得它可以方便携带,适用于多种场景,包括家庭、办公室、学校、医院等。
自动化控制:通过单片机的控制,可以实现自动化的消毒过程,无需人工干预。这样可以提高工作效率,减少人力资源。
数据记录和统计分析:系统能记录每次消毒的时间和频率,为后续的数据分析提供支持。这对于用户了解消毒效果和制定适当的消毒策略非常重要。
用户友好的界面设计:系统通过按键和液晶显示屏提供简单直观的操作界面,用户可以轻松设置和监控消毒过程。
可应用于多个领域:基于单片机的便携消毒机控制系统不仅适用于家庭使用,还可以广泛应用于医院、学校、餐厅、办公室等公共场所,提供安全的环境。
总之,基于单片机的便携消毒机控制系统设计具有重要的实际意义,可以提高环境卫生安全,满足公众需求,减少疾病传播和提高生活质量。
1.2 国内外研究现状
在国内外,基于单片机的便携消毒机控制系统设计已经引起了研究人员的广泛关注。以下是国内外研究的一些主要进展和成果:
国外研究现状:
Azevedo等人(2020)研究了一个基于Arduino的低成本便携消毒机控制系统。他们使用Arduino控制了紫外线灯管和风扇,并通过液晶显示屏提供用户界面。他们的研究表明,该系统能够有效消毒,但设计仍然比较简单。
Jain等人(2019)提出了一种基于图形处理器(GPU)的便携消毒机控制系统。该系统不仅可以通过紫外线照射进行消毒,还可以使用GPU进行图像处理和识别。这样可以实现更精准的消毒和更强大的功能。
国内研究现状:
陈锋等人(2018)设计了一种基于STM32单片机的便携消毒机控制系统。他们利用STM32的高计算能力和多个IO接口,实现了温湿度监测、紫外线灯管控制等功能。通过LCD显示屏和按钮进行用户交互操作。
刘阳等人(2020)研究了一种基于Raspberry Pi的便携消毒机控制系统。他们使用Raspberry Pi控制了紫外线灯管和电机,并通过触摸屏提供用户界面。他们还增加了智能控制算法,根据环境温湿度自动调整消毒时间和频率。
综上所述,基于单片机的便携消毒机控制系统设计在国内外都得到了广泛的研究。国内外研究者主要关注系统的自动化控制、用户界面设计以及增强消毒功能的算法和硬件改进。搭建一个稳定、高效、易用的便携消毒机控制系统对于满足人们对卫生和健康的需求具有重要意义。
1.3 课题主要内容
本设计是基于单片机的便携消毒机控制系统设计,主要实现以下功能:
①采用STM32作为主控芯片;
②能够实时检测体温(红外测温),体温超出正常范围报警提示;
③能够检测消毒机内消毒液的液位,液位接近0时报警提示;
④按键控制消毒开关,可使消毒液雾化后喷出;
⑤用液晶显示屏可实时显示体温、液位、报警提示等信息;
⑥蓝牙模块连接手机查看消毒液余量或者控制消毒开关;