一種淋浴器水溫和流量的檢測(cè)控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種淋浴器水溫和流量的檢測(cè)控制系統(tǒng)，屬于檢測(cè)與控制技術(shù)領(lǐng)域；它由溫度檢測(cè)模塊、流量檢測(cè)模塊、水溫流量控制模塊、觸摸屏、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和單片機(jī)組成；實(shí)現(xiàn)了對(duì)浴室溫度、淋浴器出水溫度、淋浴器出水流量的實(shí)時(shí)檢測(cè)，將采集到的浴室溫度與預(yù)設(shè)淋浴器出水溫度進(jìn)行處理得出淋浴器的目標(biāo)出水溫度；將采集到的淋浴器實(shí)際出水溫度和淋浴器的目標(biāo)出水溫度比較得出水溫度偏差；將采集到的淋浴器出水流量與預(yù)設(shè)淋浴器出水流量進(jìn)行比較得出淋浴器出水流量偏差；將淋浴器的出水溫度偏差和出水流量偏差進(jìn)行處理，得出控制信號(hào)，進(jìn)而控制冷、熱電磁閥對(duì)冷、熱水的水流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)淋浴器的出水溫度和出水流量的閉環(huán)控制，保證淋浴器的出水溫度和出水流量始終保持在人體舒適的溫度區(qū)間。
【專利說(shuō)明】
-種淋浴器水溫和流量的檢測(cè)控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明提供一種淋浴器水溫和流量的檢測(cè)控制系統(tǒng)，屬于檢測(cè)與控制領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 淋浴的水溫和流量是影響洗浴效果及使用舒適度兩個(gè)重要因素。目前淋浴的水溫 和流量控制基本靠使用者憑借感覺進(jìn)行調(diào)節(jié)，使用過程中還需要進(jìn)行其它動(dòng)作（如擦沐浴 露）而將水關(guān)閉，則需要重新對(duì)水溫和流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，運(yùn)些情況會(huì)不僅會(huì)影響洗浴的舒適 度，還會(huì)造成時(shí)間浪費(fèi)和水資源浪費(fèi)。
[0003] 已申請(qǐng)的中國(guó)專利CN103808014A的一種淋浴水溫自動(dòng)控制裝置:包括熱水管和冷 水管和立聯(lián)水龍頭，熱水管和冷水管上分別安裝有熱水電磁閥和冷水電磁閥，混合出水管 的進(jìn)水口處設(shè)置有熱敏電阻，熱敏電阻和可變電阻串聯(lián)后與電源連接形成閉環(huán)回路，實(shí)現(xiàn) 了淋浴水溫的閉環(huán)控制。本發(fā)明直接在涼水和熱水混合處測(cè)得水溫，對(duì)淋浴用水的溫度調(diào) 節(jié)比較及時(shí)，避免了因調(diào)節(jié)滯后對(duì)使用者造成傷害。
[0004] 已申請(qǐng)的中國(guó)專利CN104930716A的一種智能淋浴系統(tǒng)及其控制方法:實(shí)時(shí)感測(cè)當(dāng) 前淋浴環(huán)境溫度，根據(jù)所述淋浴環(huán)境溫度設(shè)定值執(zhí)行淋浴環(huán)境溫度調(diào)節(jié)操作W保證淋浴環(huán) 境溫度的恒定。同時(shí)，實(shí)時(shí)感測(cè)當(dāng)前淋浴水溫，根據(jù)所述淋浴水溫設(shè)定值執(zhí)行淋浴水溫調(diào)節(jié) 操作W保證淋浴水溫的恒定。該發(fā)明通過水溫調(diào)節(jié)和浴室溫度調(diào)節(jié)，使洗浴過程中水溫和 浴室溫度保持恒定，不會(huì)出現(xiàn)常見剛要去洗浴時(shí)浴室比較冷而洗浴后浴室卻比較悶熱的現(xiàn) 象，提高人體在洗浴時(shí)的舒適度
[0005] 已發(fā)表論文(汪方協(xié)，陳德為，楊戴斌煌.淋浴房水溫系統(tǒng)的單片機(jī)控制[J]，機(jī)電 技術(shù).2012，（4): 28-31.):淋浴房水溫系統(tǒng)的單片機(jī)控制，應(yīng)用STC89C52RC單片機(jī)對(duì)淋浴房 閥口出水水溫進(jìn)行控制。使用者可W預(yù)先設(shè)置好所需的淋浴水溫，然后單片機(jī)系統(tǒng)通過與 DS18B20傳感器采集到的實(shí)時(shí)水溫進(jìn)行比較，控制兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)來(lái)控制冷熱水閥 閥口的開關(guān)狀態(tài)，使水溫向用戶所需的溫度值逼近，從而解決淋浴系統(tǒng)中水溫的控制問題。
[0006] W上發(fā)明解決了淋浴溫度的自動(dòng)控制問題，淋浴和浴室溫度的自動(dòng)控制W及單片 機(jī)在淋浴溫度控制系統(tǒng)中的應(yīng)用問題。但淋浴水溫隨浴室溫度進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)節(jié)、淋浴水溫 和流量的協(xié)同調(diào)節(jié)、淋浴器水溫和流量需要重復(fù)設(shè)置的問題仍然沒有解決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 針對(duì)W上問題，本發(fā)明設(shè)計(jì)了水溫和流量的檢測(cè)控制系統(tǒng)，只需輸入預(yù)期的水溫 和流量便能獲得相應(yīng)的溫度和流量，可W實(shí)現(xiàn)水溫和流量的實(shí)時(shí)檢測(cè)和協(xié)同控制，且可W 根據(jù)浴室溫度對(duì)淋浴的出水溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。此外，該系統(tǒng)具有自動(dòng)存儲(chǔ)功能，使用者只需在 初次使用時(shí)進(jìn)行溫度和流量設(shè)置，W后使用時(shí)直接調(diào)用即可。
[000引所述淋浴器水溫和流量的檢測(cè)控制系統(tǒng)由溫度檢測(cè)模塊、流量檢測(cè)模塊、水溫流 量控制模塊、觸摸屏、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和單片機(jī)組成;單片機(jī)分別與觸摸屏和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器相連， 可W實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸。
[0009] 溫度檢測(cè)模塊將采集到的浴室溫度與預(yù)設(shè)淋浴器出水溫度進(jìn)行處理，根據(jù)淋浴器 的目標(biāo)出水溫度與預(yù)設(shè)淋浴器出水溫度和浴室溫度的關(guān)系
X為預(yù)設(shè)淋浴器 出水溫度，Y為浴室溫度，Z為目標(biāo)出水溫度。）得出淋浴器的目標(biāo)出水溫度。將采集到的淋浴 器實(shí)際出水溫度和目標(biāo)出水溫度比較得出水溫度偏差。流量檢測(cè)模塊將采集到的淋浴器實(shí) 際出水流量與預(yù)設(shè)淋浴器出水流量進(jìn)行比較得出淋浴器出水流量偏差。水溫流量控制模塊 對(duì)溫度偏差信號(hào)和流量偏差信號(hào)進(jìn)行處理獲得控制命令，并執(zhí)行控制命令，實(shí)現(xiàn)對(duì)淋浴器 的出水溫度和出水流量的閉環(huán)控制。
[0010] 所述溫度檢測(cè)模塊可W結(jié)合浴室溫度檢測(cè)結(jié)果對(duì)預(yù)設(shè)淋浴器出水溫度進(jìn)行微調(diào)， 得出令使用者更加舒適的淋浴目標(biāo)出水溫度。根據(jù)測(cè)得的淋浴實(shí)際出水溫度與目標(biāo)出水溫 度的偏差產(chǎn)生控制信號(hào)。
[0011] 溫度檢測(cè)模塊包括水溫傳感器、浴室溫度傳感器、信號(hào)放大器和A/D轉(zhuǎn)換器。水溫 傳感器對(duì)淋浴器出水溫度進(jìn)行測(cè)量，浴室溫度傳感器對(duì)浴室溫度進(jìn)行測(cè)量，水溫傳感器和 浴室溫度傳感器輸出端與信號(hào)放大器輸入端相連，信號(hào)放大器輸出端與A/D轉(zhuǎn)換器輸入端 相連，A/D轉(zhuǎn)換器輸出端與單片機(jī)輸入端相連。
[0012] 所述流量檢測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)淋浴實(shí)際出水流量，并將檢測(cè)結(jié)果和預(yù)設(shè)流量進(jìn) 行比較得到用于產(chǎn)生控制命令的偏差信號(hào)。
[0013] 流量檢測(cè)模塊包括流量傳感器、信號(hào)放大器和A/D轉(zhuǎn)換器;流量傳感器對(duì)淋浴器出 水流量進(jìn)行測(cè)量，所述流量傳感器輸出端與信號(hào)放大器輸入端相連，信號(hào)放大器輸出端與 A/D轉(zhuǎn)換器輸入端相連，A/D轉(zhuǎn)換器輸出端與單片機(jī)輸入端相連。
[0014] 所述水溫流量控制模塊可W根據(jù)檢測(cè)結(jié)果對(duì)水溫和流量進(jìn)行協(xié)同控制，可W同時(shí) 調(diào)整淋浴出水溫度和流量，也可W只調(diào)節(jié)淋浴出水溫度或只調(diào)節(jié)淋浴出水流量。
[0015] 水溫流量控制模塊包括冷水管、熱水管、混合水管、電磁閥、繼電器、D/A轉(zhuǎn)換器、冷 水供應(yīng)裝置、熱水供應(yīng)裝置;冷水管一端與混合水管入口相連，另一端與冷水供應(yīng)裝置相 連;熱水管一端與混合水管入口相連，另一端熱水供應(yīng)裝置相連;冷、熱水管上都裝有電磁 閥，電磁閥的控制端和繼電器輸出端相連，繼電器輸入端與D/A轉(zhuǎn)換器的輸出端相連，D/A轉(zhuǎn) 換器的輸入端單片機(jī)相連。
[0016] 所述的一種淋浴器水溫和流量的檢測(cè)控制系統(tǒng)，其特征在于具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能調(diào) 用功能，使用者只需設(shè)置一次淋浴器出水溫度和流量，將其命名并保存，當(dāng)再次使用時(shí)可W 直接選擇該數(shù)據(jù)，無(wú)需重復(fù)設(shè)置淋浴器出水溫度和流量。
[0017] 系統(tǒng)工作過程
[0018] 使用者通過觸摸屏設(shè)置預(yù)設(shè)淋浴器出水溫度和預(yù)設(shè)流量或選用已設(shè)置并保存的 數(shù)據(jù);用于浴室溫度采集的傳感器所采集到的浴室溫度信號(hào)與預(yù)設(shè)淋浴器出水溫度信號(hào)經(jīng) 各自通路上的A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，經(jīng)信號(hào)放大器放大后一起輸入單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù) 處理，根據(jù)預(yù)設(shè)淋浴器出水溫度、浴室溫度和目標(biāo)出水溫度的關(guān)系得到淋浴器的目標(biāo)出水 溫度；用于淋浴器出水溫度采集的傳感器所采集到的信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，經(jīng)信 號(hào)放大器放大后一起輸入單片機(jī)與目標(biāo)出水溫度信號(hào)進(jìn)行比較，得到水溫偏差信號(hào)。同時(shí)， 處理后的信號(hào)發(fā)送到觸摸屏和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。
[0019] 流量傳感器所采集到的淋浴器出水流量信號(hào)為模擬信號(hào)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù) 字信號(hào)，經(jīng)信號(hào)放大器放大后輸入單片機(jī)與預(yù)設(shè)淋浴器出水流量信號(hào)進(jìn)行比較，得到流量 偏差信號(hào)；同時(shí)，處理后的信號(hào)發(fā)送到觸摸屏和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。
[0020] 單片機(jī)綜合處理溫度偏差信號(hào)和流量偏差信號(hào)得到用于控制冷、熱電磁閥的控制 信號(hào)，具體判定準(zhǔn)則為:通過比較淋浴器實(shí)際出水溫度與目標(biāo)出水溫度判斷是否需要對(duì)水 溫進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過比較實(shí)際淋浴器出水流量和預(yù)設(shè)淋浴器出水流量判斷是否需要對(duì)流量進(jìn) 行調(diào)節(jié)。具體包括W下四種情況：
[0021] (1)如果淋浴器實(shí)際出水溫度與目標(biāo)出水溫相等，實(shí)際淋浴器出水流量和預(yù)設(shè)淋 浴器出水流量相等，則不需要對(duì)水溫和流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，即保持冷、熱水電磁閥開口度的比例 不變和冷、熱水電磁閥的總開口度不變。
[0022] (2)如果淋浴器實(shí)際出水溫度與目標(biāo)出水溫相等，實(shí)際淋浴器出水流量和預(yù)設(shè)淋 浴器出水流量不相等，則不需要對(duì)水溫進(jìn)行調(diào)節(jié)，需要對(duì)流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，即在保持冷、熱水 電磁閥開口度的比例不變的條件下，對(duì)冷、熱水電磁閥的總開口度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0023] (3)如果淋浴器實(shí)際出水溫度與目標(biāo)出水溫不相等，實(shí)際淋浴器出水流量和預(yù)設(shè) 淋浴器出水流量相等，則需要對(duì)水溫進(jìn)行調(diào)節(jié)，不需要對(duì)流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，即在保持冷、熱水 電磁閥總開口度不變的條件下，對(duì)冷、熱水電磁閥開口度的比例進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0024] (4)如果淋浴器實(shí)際出水溫度與目標(biāo)出水溫不相等，實(shí)際淋浴器出水流量和預(yù)設(shè) 淋浴器出水流量不相等，則需要同時(shí)對(duì)水溫和流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，即同時(shí)對(duì)冷、熱水電磁閥開口 度的比例和冷、熱水電磁閥的總開口度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0025] 單片機(jī)輸出端輸出的數(shù)字控制信號(hào)經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為模擬控制信號(hào);控制信號(hào) 控制通過控制繼電器的動(dòng)作進(jìn)而控制冷、熱水電磁閥的開口度的比例和/或總開口度，使淋 浴的實(shí)際出水溫度為目標(biāo)出水溫度，同時(shí)使冷、熱水管的總流量為預(yù)設(shè)流量，實(shí)現(xiàn)淋浴器出 水溫度和出水流量的閉環(huán)控制。
[00%]與現(xiàn)有技術(shù)的區(qū)別
[0027] (1)本發(fā)明所述的淋浴器水溫和流量的檢測(cè)控制系統(tǒng)的溫度檢測(cè)模塊由淋浴出水 溫度檢測(cè)部分和浴室溫度檢測(cè)部分組成，可W同時(shí)檢測(cè)淋浴出水溫度和浴室溫度，通過預(yù) 先設(shè)置的浴室溫度、預(yù)設(shè)淋浴器出水溫度和淋浴器目標(biāo)出水溫度的關(guān)系可W實(shí)現(xiàn)根據(jù)浴室 溫度對(duì)預(yù)設(shè)淋浴器出水溫度進(jìn)行調(diào)整，獲得淋浴目標(biāo)出水溫度。通過淋浴目標(biāo)出水溫度與 采集到的淋浴實(shí)際出水溫度的偏差對(duì)淋浴出水溫度進(jìn)行控制，達(dá)到根據(jù)浴室溫度調(diào)整洗浴 過程中淋浴實(shí)際出水溫度的目的。
[0028] (2)本發(fā)明所述的淋浴器水溫和流量的檢測(cè)控制系統(tǒng)的水溫流量控制模塊的執(zhí)行 部件為冷、熱水管上的電磁閥，通過控制冷、熱水管上的電磁閥總開口度的大小實(shí)現(xiàn)流量控 審IJ，通過控制冷、熱水管上的電磁閥開口度的比例實(shí)現(xiàn)淋浴實(shí)際出水溫度的控制。所述水溫 流量控制模塊能夠?qū)崿F(xiàn)在淋浴出水溫度不變的條件下調(diào)節(jié)流量、淋浴出水流量不變的條件 下調(diào)節(jié)溫度及同時(shí)調(diào)節(jié)淋浴的出水流量和溫度。
[0029] (3)本發(fā)明所述的淋浴器水溫和流量的檢測(cè)控制系統(tǒng)設(shè)有觸摸屏和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器， 可W實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入、存儲(chǔ)和調(diào)用。使用者只需對(duì)自己設(shè)置并保存淋浴的出水溫度和流量， 在W后的使用過程中可W直接使用該數(shù)據(jù)，解決了每次使用時(shí)重復(fù)設(shè)置淋浴出水溫度和流 量的問題。
[0030] 有益效果
[0031] (1)本發(fā)明所述的淋浴器水溫和流量的檢測(cè)控制系統(tǒng)可W根據(jù)浴室溫度對(duì)設(shè)置的 淋浴出水溫度進(jìn)行微調(diào)，獲得目標(biāo)出水溫度，提高了使用舒適度。
[0032] (2)本發(fā)明所述的淋浴器水溫和流量的檢測(cè)控制系統(tǒng)可W實(shí)現(xiàn)對(duì)淋浴出水溫度和 出水流量的協(xié)同控制，同時(shí)也能夠單獨(dú)對(duì)水溫或流量進(jìn)行控制。
[0033] (3)本發(fā)明所述的淋浴器水溫和流量的檢測(cè)控制系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和調(diào)用功能， 使用者只需將自己常用的水溫和流量設(shè)置并保存，在W后的使用中可W直接調(diào)取數(shù)據(jù)，無(wú) 需重復(fù)設(shè)置。
【附圖說(shuō)明】
[0034] 圖1為系統(tǒng)原理圖。
[0035] 圖2為系統(tǒng)硬件圖。
[0036] 圖3為水溫、流量調(diào)節(jié)判定準(zhǔn)則流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037] 下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的工作原理、結(jié)構(gòu)、判定準(zhǔn)則進(jìn)一步說(shuō)明：
[0038] 如圖1所示，為本發(fā)明所述的淋浴器水溫和流量的檢測(cè)控制系統(tǒng)的工作原理:將采 集到的浴室溫度與預(yù)設(shè)淋浴器出水溫度進(jìn)行處理得出淋浴器的目標(biāo)出水溫度;將采集到的 淋浴器實(shí)際出水溫度和淋浴器的目標(biāo)出水溫度比較得出水溫度偏差;將采集到的淋浴器出 水流量與預(yù)設(shè)淋浴器出水流量進(jìn)行比較得出淋浴器出水流量偏差;將淋浴器的出水溫度偏 差和出水流量偏差進(jìn)行處理，得出控制信號(hào)，進(jìn)而控制冷、熱電磁閥的開口度對(duì)冷、熱水的 水流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)淋浴器的出水溫度和出水流量的閉環(huán)控制，保證淋浴器的出水溫度 和出水流量始終保持在人體舒適區(qū)間。
[0039] 如圖2所示，為本發(fā)明所述的淋浴器水溫和流量的檢測(cè)控制系統(tǒng)的硬件圖：觸摸屏 與單片機(jī)連接，兩者之間可W雙向傳輸數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與單片機(jī)連接，兩者之間可W雙向 傳輸數(shù)據(jù)。用于浴室溫度檢測(cè)的傳感器輸出端與信號(hào)放大器輸入端相連，信號(hào)放大器輸出 端與A/D轉(zhuǎn)換器輸入端相連，A/D轉(zhuǎn)換器輸出端與單片機(jī)輸入端相連，用于淋浴出水溫度檢 測(cè)的傳感器除布置位置外，其連接方式與用于浴室溫度檢測(cè)的傳感器相同。流量傳感器對(duì) 淋浴器出水流量進(jìn)行測(cè)量，所述流量傳感器輸出端與信號(hào)放大器輸入端相連，信號(hào)放大器 輸出端與A/D轉(zhuǎn)換器輸入端相連，A/D轉(zhuǎn)換器輸出端與單片機(jī)輸入端相連。冷熱水管均裝有 電磁閥，電磁閥的控制端和繼電器輸出端相連，繼電器輸入端與D/A轉(zhuǎn)換器的輸出端相連， D/A的輸入端單片機(jī)相連。
[0040] 如圖3所示，為本發(fā)明所述的淋浴器水溫和流量的檢測(cè)控制系統(tǒng)中水溫、流量的調(diào) 節(jié)判定準(zhǔn)則：通過比較淋浴器實(shí)際出水溫度與目標(biāo)出水溫度判斷是否需要對(duì)水溫進(jìn)行調(diào) 節(jié)，通過比較實(shí)際淋浴器出水流量和預(yù)設(shè)淋浴器出水流量判斷是否需要對(duì)流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。 具體包括W下四種情況：
[0041] (1)如果淋浴器實(shí)際出水溫度與目標(biāo)出水溫相等，實(shí)際淋浴器出水流量和預(yù)設(shè)淋 浴器出水流量相等，則不需要對(duì)水溫和流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，即保持冷、熱水電磁閥開口度的比例 不變，同時(shí)，保持冷、熱水電磁閥的總開口度不變。
[0042] (1)如果淋浴器實(shí)際出水溫度與目標(biāo)出水溫相等，實(shí)際淋浴器出水流量和預(yù)設(shè)淋 浴器出水流量不相等，則不需要對(duì)水溫進(jìn)行調(diào)節(jié)，需要對(duì)流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，即在保持冷、熱水 電磁閥開口度的比例不變的條件下，對(duì)冷、熱水電磁閥的總開口度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0043] (1)如果淋浴器實(shí)際出水溫度與目標(biāo)出水溫不相等，實(shí)際淋浴器出水流量和預(yù)設(shè) 淋浴器出水流量相等，則需要對(duì)水溫進(jìn)行調(diào)節(jié)，不需要對(duì)流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，即在保持冷、熱水 電磁閥總開口度不變的條件下，對(duì)冷、熱水電磁閥開口度的比例進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0044] (1)如果淋浴器實(shí)際出水溫度與目標(biāo)出水溫不相等，實(shí)際淋浴器出水流量和預(yù)設(shè) 淋浴器出水流量不相等，則需要同時(shí)對(duì)水溫和流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，即同時(shí)對(duì)冷、熱水電磁閥開口 度的比例和冷、熱水電磁閥的總開口度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種淋浴器水溫和流量的檢測(cè)控制系統(tǒng)，所述淋浴器水溫和流量的檢測(cè)控制系統(tǒng)由 溫度檢測(cè)模塊、流量檢測(cè)模塊、水溫流量控制模塊、觸摸屏、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和單片機(jī)組成;單片 機(jī)分別與觸摸屏和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器相連，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸，其特征在于:溫度檢測(cè)模塊 將采集到的浴室溫度與預(yù)設(shè)淋浴器出水溫度進(jìn)行處理，得出淋浴器的目標(biāo)出水溫度，將采 集到的淋浴器實(shí)際出水溫度和目標(biāo)出水溫度比較得出水溫度偏差;流量檢測(cè)模塊將采集到 的淋浴器實(shí)際出水流量與預(yù)設(shè)淋浴器出水流量進(jìn)行比較得出淋浴器出水流量偏差;將淋浴 器的出水溫度偏差和出水流量偏差進(jìn)行處理，得出控制信號(hào)，進(jìn)而控制水溫流量控制模塊 的冷、熱電磁閥的開口度的比例和/或總開口度，對(duì)冷、熱水的水流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)淋浴器 的出水溫度和出水流量的閉環(huán)控制，保證淋浴器的出水溫度和出水流量始終保持在人體舒 適區(qū)間。2. 如權(quán)利要求1所述的一種淋浴器水溫和流量的檢測(cè)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述溫度 檢測(cè)模塊可以結(jié)合浴室溫度檢測(cè)結(jié)果對(duì)預(yù)設(shè)淋浴器出水溫度進(jìn)行微調(diào)，得出令使用者更加 舒適的淋浴目標(biāo)出水溫度，根據(jù)測(cè)得的淋浴實(shí)際出水溫度與目標(biāo)出水溫度的偏差產(chǎn)生控制 信號(hào);所述溫度檢測(cè)模塊包括水溫傳感器、浴室溫度傳感器、信號(hào)放大器和A/D轉(zhuǎn)換器;水溫 傳感器對(duì)淋浴器出水溫度進(jìn)行測(cè)量，浴室溫度傳感器對(duì)浴室溫度進(jìn)行測(cè)量，水溫傳感器和 浴室溫度傳感器輸出端與信號(hào)放大器輸入端相連，信號(hào)放大器輸出端與A/D轉(zhuǎn)換器輸入端 相連，A/D轉(zhuǎn)換器輸出端與單片機(jī)輸入端相連。3. 如權(quán)利要求1所述的一種淋浴器水溫和流量的檢測(cè)控制系統(tǒng)，其特征在于:溫度檢測(cè) 模塊將采集到的浴室溫度與預(yù)設(shè)淋浴器出水溫度進(jìn)行處理，根據(jù)淋浴器的目標(biāo)出水溫度與 預(yù)設(shè)淋浴器出水溫度和浴室溫度的關(guān)系為預(yù)設(shè)淋浴器出水溫度，Y為浴室 溫度，Z為目標(biāo)出水溫度;得出淋浴器的目標(biāo)出水溫度。4. 如權(quán)利要求1所述的一種淋浴器水溫和流量的檢測(cè)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述流量 檢測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)淋浴實(shí)際出水流量，并將檢測(cè)結(jié)果和預(yù)設(shè)流量進(jìn)行比較得到用于產(chǎn) 生控制命令的偏差信號(hào);流量檢測(cè)模塊包括流量傳感器、信號(hào)放大器和A/D轉(zhuǎn)換器;流量傳 感器對(duì)淋浴器出水流量進(jìn)行測(cè)量，所述流量傳感器輸出端與信號(hào)放大器輸入端相連，信號(hào) 放大器輸出端與A/D轉(zhuǎn)換器輸入端相連，A/D轉(zhuǎn)換器輸出端與單片機(jī)輸入端相連。5. 如權(quán)利要求1所述的一種淋浴器水溫和流量的檢測(cè)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述水溫 流量控制模塊可以根據(jù)檢測(cè)結(jié)果對(duì)水溫和流量進(jìn)行協(xié)同控制，可以同時(shí)調(diào)整淋浴出水溫度 和流量，也可以只調(diào)節(jié)淋浴出水溫度或只調(diào)節(jié)淋浴出水流量;水溫流量控制模塊包括冷水 管、熱水管、混合水管、電磁閥、繼電器、D/A轉(zhuǎn)換器、冷水供應(yīng)裝置、熱水供應(yīng)裝置;冷水管一 端與混合水管入口相連，另一端與冷水供應(yīng)裝置相連;熱水管一端與混合水管入口相連，另 一端熱水供應(yīng)裝置相連;冷、熱水管上都裝有電磁閥，電磁閥的控制端和繼電器輸出端相 連，繼電器輸入端與D/A轉(zhuǎn)換器的輸出端相連，D/A轉(zhuǎn)換器的輸入端單片機(jī)相連。6. 如權(quán)利要求1所述的一種淋浴器水溫和流量的檢測(cè)控制系統(tǒng)，其特征在于:具有數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)功能調(diào)用功能，使用者只需設(shè)置一次淋浴器出水溫度和流量，將其命名并保存，當(dāng)再次 使用時(shí)可以直接選擇該數(shù)據(jù)，無(wú)需重復(fù)設(shè)置淋浴器出水溫度和流量。7. 如權(quán)利要求1所述的一種淋浴器水溫和流量的檢測(cè)控制系統(tǒng)，其特征在于： 使用者通過觸摸屏設(shè)置預(yù)設(shè)淋浴器出水溫度和預(yù)設(shè)流量或選用已設(shè)置并保存的數(shù)據(jù)； 用于浴室溫度采集的傳感器所采集到的浴室溫度信號(hào)與預(yù)設(shè)淋浴器出水溫度信號(hào)經(jīng)各自 通路上的A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，經(jīng)信號(hào)放大器放大后一起輸入單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理， 根據(jù)預(yù)設(shè)淋浴器出水溫度、浴室溫度和目標(biāo)出水溫度的關(guān)系得到淋浴器的目標(biāo)出水溫度； 用于淋浴器出水溫度采集的傳感器所采集到的信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，經(jīng)信號(hào)放大 器放大后一起輸入單片機(jī)與目標(biāo)出水溫度信號(hào)進(jìn)行比較，得到水溫偏差信號(hào)，同時(shí)，處理后 的信號(hào)發(fā)送到觸摸屏和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器； 流量傳感器所采集到的淋浴器出水流量信號(hào)為模擬信號(hào)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信 號(hào)，經(jīng)信號(hào)放大器放大后輸入單片機(jī)與預(yù)設(shè)淋浴器出水流量信號(hào)進(jìn)行比較，得到流量偏差 信號(hào)；同時(shí)，處理后的信號(hào)發(fā)送到觸摸屏和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器； 單片機(jī)綜合處理溫度偏差信號(hào)和流量偏差信號(hào)得到用于控制冷、熱電磁閥的控制信 號(hào)，具體判定準(zhǔn)則為:通過比較淋浴器實(shí)際出水溫度與目標(biāo)出水溫度判斷是否需要對(duì)水溫 進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過比較實(shí)際淋浴器出水流量和預(yù)設(shè)淋浴器出水流量判斷是否需要對(duì)流量進(jìn)行 調(diào)節(jié)，具體包括以下四種情況： (1) 如果淋浴器實(shí)際出水溫度與目標(biāo)出水溫相等，實(shí)際淋浴器出水流量和預(yù)設(shè)淋浴器 出水流量相等，則不需要對(duì)水溫和流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，即保持冷、熱水電磁閥開口度的比例不變 和冷、熱水電磁閥的總開口度不變； (2) 如果淋浴器實(shí)際出水溫度與目標(biāo)出水溫相等，實(shí)際淋浴器出水流量和預(yù)設(shè)淋浴器 出水流量不相等，則不需要對(duì)水溫進(jìn)行調(diào)節(jié)，需要對(duì)流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，即在保持冷、熱水電磁 閥開口度的比例不變的條件下，對(duì)冷、熱水電磁閥的總開口度進(jìn)行調(diào)節(jié)； (3) 如果淋浴器實(shí)際出水溫度與目標(biāo)出水溫不相等，實(shí)際淋浴器出水流量和預(yù)設(shè)淋浴 器出水流量相等，則需要對(duì)水溫進(jìn)行調(diào)節(jié)，不需要對(duì)流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，即在保持冷、熱水電磁 閥總開口度不變的條件下，對(duì)冷、熱水電磁閥開口度的比例進(jìn)行調(diào)節(jié)； (4) 如果淋浴器實(shí)際出水溫度與目標(biāo)出水溫不相等，實(shí)際淋浴器出水流量和預(yù)設(shè)淋浴 器出水流量不相等，則需要同時(shí)對(duì)水溫和流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，即同時(shí)對(duì)冷、熱水電磁閥開口度的 比例和冷、熱水電磁閥的總開口度進(jìn)行調(diào)節(jié)； 單片機(jī)輸出端輸出的數(shù)字控制信號(hào)經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為模擬控制信號(hào)；控制信號(hào)控制 通過控制繼電器的動(dòng)作進(jìn)而控制冷、熱水電磁閥的開口度的比例和/或總開口度，使淋浴的 實(shí)際出水溫度為目標(biāo)出水溫度，同時(shí)使冷、熱水管的總流量為預(yù)設(shè)流量，實(shí)現(xiàn)淋浴器出水溫 度和出水流量的閉環(huán)控制。
【文檔編號(hào)】G05D27/02GK106020293SQ201610328029
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月17日
【發(fā)明人】陳芊妤, 謝樹運(yùn), 李醫(yī)民, 王杰, 舒澤泉
【申請(qǐng)人】江蘇大學(xué)