單片機實現洗浴服務機器人的控制系統設計

摘要：利用51系列單片微型計算機實現洗浴服務機器人控制系統的設計。以單片機芯片AT89C51作為核心控制器，通過硬件電路設計及軟件程序編制，設計洗浴服務機器人完成洗浴過程的控制系統。洗浴控制系統通過對溫度控制、LCD顯示，液位檢測、觸摸屏控制、電磁閥和電機驅動等模塊組成部分的控制，用觸摸屏及按鍵來選擇實現對洗發功能、琳浴動能及整個洗洛過程的選擇及其控制，控制系統穩定性好，準確度高，成本低，實現了洗浴服務機器人控制過程的要求。
關鍵詞：單片機；洗浴服務機器人；觸摸屏；控制設計

目前，中國已經進入了老齡化社會，預計從2020年開始，中國將步入老齡化嚴重階段；2050年中國將步入超高老齡化國家行列，60歲以上人口將占到30％左右。全國約有1400多萬老年人將進入老年福利機構養老。特別是對于臥床不能自立的老年人，無論在養老院或家庭，個人衛生護理洗浴都是難題。而最重要的日常護理之一就是洗浴。因此，開發面向家用與醫用環境的個人衛生護理機器人，利用智能控制、人機工程學等技術進行設計，實現洗浴過程的自動化顯得尤為重要。單片機控制技術作為自動化控制技術的核心之一，采用單片機技術對服務機器人實現洗浴過程的單元模塊化控制系統設計，主要實現智能洗浴、洗發、干身、按摩和康復等作用于一體化，設計控制方便，功能強，性能可靠。

1 控制系統的工作原理
根據洗浴控制單元的控制功能和要求，設計該洗浴單元控制系統方案原理框圖如圖1所示。

1)人機界面 各種控制信號命令通過觸摸屏輸入，觸摸屏模塊與控制系統主機單元相連接，通過主機控制單元輸出各種控制指令，控制單元輸出的命令由輸出模塊輸出控制信號。
2)控制系統單元 包括硬件部分和軟件部分，是整個洗浴控制單元的核心。接收輸入／輸出信息，通過軟件控制各控制單元執行相應的動作。
3)輸出模塊 驅動各個輸出電磁閥的動作，以及電動機、水泵的運轉。
4)傳感器模塊 用來檢測水箱、洗發池、洗浴池的水位，以及水溫的溫度等，并將檢測的信息反饋給其他控制系統單元處理。
整個控制系統包括兩大部分：硬件部分和軟件部分。硬件是整個系統的基礎，以單片機為核心，配以一定的接口電路和軟件控制。軟件部分充分支持和配合系統的硬件，從而完成系統的各項控制任務。
根據洗浴控制過程要求，設計能夠實現其功能，控制系統單元的原理圖如圖2所示。