CN212460344U - 基于stm32的智能浴室内空气检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于STM32的智能浴室内空气检测系统，其特征在于，包括传感器采集模块、主控电路、控制装置；所述主控电路包括主控器；所述传感器采集模块设置在浴室内，包括与所述主控器分别连接的温度传感器、湿度传感器、通风量传感器、有害气体传感器、氧气含量传感器和光敏传感器；所述控制装置包括与所述主控器分别连接的温度调节装置、排风扇、可自动调节亮度的灯和浴室用水系统。本实用新型提高了浴室内安全性和改善浴室内环境舒适性。

Description

基于STM32的智能浴室内空气检测系统

技术领域

本实用新型涉及空气质量检测技术领域，尤其涉及一种基于STM32的智能浴室内空气检测系统。

背景技术

随着人们生活水平的提高和居住环境的不断升级，人们越来越重视室内环境的安全性和舒适性。室内环境特别是浴室内存在CO等气体中毒、缺氧晕倒等安全隐患，而通常采用的声光报警不一定能被人及时发现；且随着沐浴时间的增长，温湿度、光亮度等也不断变化，不及时调节会影响沐浴舒适度，甚至影响安全性。现有技术中存在很多室内空气监测系统，但在针对浴室内安全性和舒适性上仍有不足。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

基于上述问题，本实用新型提供一种基于STM32的智能浴室内空气检测系统，使得浴室内的安全性和舒适性得到改善。

(二)技术方案

基于上述的技术问题，本实用新型提供一种基于STM32的智能浴室内空气检测系统，包括传感器采集模块、主控电路、控制装置；所述主控电路包括主控器；所述传感器采集模块设置在浴室内，包括与所述主控器分别连接的温度传感器、湿度传感器、通风量传感器、有害气体传感器、氧气含量传感器和光敏传感器；所述控制装置包括与所述主控器分别连接的温度调节装置、排风扇、可自动调节亮度的灯和浴室用水系统。

进一步的，所述智能浴室内空气检测系统还包括人机交互模块，所述人机交互模块包括与所述主控器分别连接的显示屏、传输模块和报警装置，所述传输模块连接所述主控器与智能移动设备，用于将智能移动设备的客户端设置的阈值传输至主控器，也用于将所述主控器获取的所述传感器采集模块的采集数据以及所述主控器生成的报警信号传输至智能移动设备。

进一步的，所述智能浴室内空气检测系统还包括时钟及复位电路和电源电路，所述时钟及复位电路与所述主控器相连。

进一步的，所述温度传感器为用于检测浴室内温度的DS18B20数字温度传感器；所述湿度传感器为DHT11；所述通风量传感器为红外线光电传感器，与红外光源设置在所述排风扇的两侧，用于检测通风量，所述红外线光电传感器为DP-RL-1型；所述有害气体传感器为用于检测空气中的可燃气和烟雾浓度的MQ-2烟雾传感器；所述氧气含量传感器为用于检测浴室内氧气含量的O2-A2氧传感器；所述光敏传感器为光敏电阻，用于检测浴室内光亮度。

进一步的，所述温度调节装置为空调系统，所述空调系统的温度设定模块与所述主控器相连；所述浴室用水系统包括自动混水阀或热水器，所述自动混水阀的用于调节热水和冷水比例的温控阀与所述主控器相连，所述热水器的温度设定模块与所述主控器相连；所述可自动调节亮度的灯的亮度调节模块与所述主控器相连；所述排风扇的转速调节模块与所述主控器相连。

进一步的，所述主控器为STM32F103RCT6单片机。

进一步的，所述传输模块为HY-254101 V1蓝牙。

进一步的，所述显示屏为LCD1602，位于浴室内；所述报警装置包括蜂鸣器和闪光灯。

进一步的，所述主控器与传感器采集模块的各个传感器通过连接电路和RS485接口连接。

(三)有益效果

本实用新型的上述技术方案具有如下优点：

(1)本实用新型中的控制装置，包括温度调节装置、排风扇、可自动调节亮度的灯和浴室用水系统，均能受主控器调控，控制浴室内的参数，包括温度、湿度、通风量、有害气体浓度、氧气含量、光亮度，从而与传感器采集模块、主控器形成反馈调制机制，相比于现有技术，控制的参数更多元化，控制装置也更多元化，通过控制装置的调节作用，保持各控制参数的稳定，从而提高舒适性和安全性；

(2)本实用新型检测的参数更丰富，比如检测空气中的氧气含量，防止沐浴时间太久，缺氧导致的晕倒，检测光亮度，防止光线太暗导致滑到，尽量规避各种风险，提高安全性；

(3)本实用新型检测温度，不仅调节空调系统温度，排风扇转速，也微调浴室用水系统的水温；检测湿度，不仅调节排风扇转速，也微调浴室用水系统中自动混水阀的温控阀开度；多方面反复调节，使得即使沐浴时间增长，温度、湿度也能保持适宜，以及光亮度和氧含量都保持在适宜值，改善了浴室内环境的舒适性；

(4)本实用新型通过蓝牙传输各传感器的检测数据和报警信号到智能移动设备的客户端，使室外人员也能了解浴室内情况，并与报警装置一起提醒室外人员浴室内出现异常，多渠道进行报警提醒，以便及时发现并救助，提高安全性。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本实用新型的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本实用新型进行任何限制，在附图中：

图1为本实用新型实施例一种基于STM32的智能浴室内空气检测系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

一种基于STM32的智能浴室内空气检测系统，如图1所示，包括传感器采集模块、主控电路、人机交互模块、控制装置、时钟及复位电路和电源电路，所述主控电路包括主控器，所述主控器与传感器采集模块、人机交互模块、控制装置、时钟及复位电路和电源电路分别连接；传感器采集模块设置在浴室内，通过连接电路和RS485接口连接主控器。

所述传感器采集模块包括与所述主控器分别连接的温度传感器、湿度传感器、通风量传感器、有害气体传感器、氧气含量传感器和光敏传感器；所述温度传感器用于检测浴室内温度，以便调节温度提高沐浴舒适度，以便温度异常时及时报警，采用DS18B20数字温度传感器，具有体积小，抗干扰强，精度高的特点；所述湿度传感器用于检测浴室内湿度，以便调节湿度，防止湿度过高影响沐浴舒适度，以便湿度异常时及时报警，采用DHT11数字湿度传感器，具有响应快，抗干扰强的特点；所述通风量传感器用于检测浴室内气体循环的程度，保持气体流通，在温度偏高、湿度偏高、氧气含量偏低、有害气体含量偏高时，加速浴室内空气流通，能有效改善上述情况提高舒适度和减少危险性，采用光电式转速传感器，将红外线光电传感器和红外光源设置在排风扇的两侧，通过测量叶片的转速转换得到通风量，即首先测出每分钟红外线光电传感器接收到的信号次数为k，根据n＝k/8(r/min)计算出的n评估通道风速的大小，检测浴室内气体流通情况，所述红外线光电传感器为DP-RL-1型；所述有害气体传感器根据实际需要检测的有害气体类型选择传感器，本实施例采用MQ-2烟雾传感器，检测空气中的可燃气和烟雾浓度；所述氧气含量传感器用于精确实检测浴室内氧气含量，防止长时间沐浴造成的氧气不足带来的安全隐患，采用O2-A2氧气传感器；所述光敏传感器用于检测浴室内光亮度，因为长时间沐浴过程中，浴室内水蒸气等会影响光亮度，而浴室内灯光过亮或过暗都会一定程度上造成视线模糊，视线模糊则存在摔倒等安全隐患，光亮度为单位投影面积上的发光强度，而光敏电阻的阻值随光亮度的降低而增大，因此采用光敏电阻做传感器，将浴室内光亮度度量化并处理。

所述主控器采用STM32F103RCT6单片机，具有两通道12位ADC转换电路、五路USART、两路I2C、三个SPI、CAN、USB2.0等，优越的外设可以很大程度的减少开发的成本，接收传感器采集模块发送的数字量，通过数据运算、处理，生成控制所述控制装置的控制指令，并通过数模转换成通用单位数据，传输给人机交互模块进行显示、报警，也接收人机交互模块设置的报警阈值。

所述控制装置，包括与所述主控器分别连接的温度调节装置、排风扇、可自动调节亮度的灯和浴室用水系统；所述温度调节装置主要为空调系统，所述空调系统的温度设定模块与所述主控器相连，根据主控器的控制指令使温度升高或降低，保持在适宜值；所述排风扇的转速调节模块与所述主控器相连，根据主控器的控制指令调节转速，若提高转速，可以加强空气流通，降低有害气体浓度，增加氧气含量，减小湿度和降低温度，若降低转速，则可以保持浴室内温度和湿度的稳定；所述可自动调节亮度的灯的亮度调节模块与所述主控器相连，根据主控器的控制指令调节光亮度，使沐浴过程中的任何时间均保持在适宜亮度；所述浴室用水系统包括自动混水阀或热水器，对于热水器用户，所述热水器的温度设定模块与所述主控器相连，主控器根据温度传感器的数据生成控制指令微调热水器的温度设定，以适应浴室内的温度变化，一般在43℃附近微调；对于自动混水阀用户，所述自动混水阀的温控阀与所述主控器相连，主控器根据温度传感器的数据生成控制指令控制自动混水阀的温控阀，调整冷水和热水比例，从而调节水温以适应浴室内的温度变化，主控器也根据湿度传感器的数据生成控制指令控制调节自动混水阀的温控阀的开度，以达到最佳浴室湿度环境。

所述人机交互模块包括与所述主控器分别连接的显示屏、传输模块和报警装置，所述显示屏为LCD1602，实时显示传感器采集模块采集的温度、湿度、通风量、有害气体浓度、氧气含量和光亮度数据，可设置在浴室内进行监控；所述传输模块用于连接智能手表、手机等智能移动设备，实时传输传感器采集模块采集的温度、湿度、通风量、有害气体浓度、氧气含量和光亮度数据和主控器生成的报警信号，以及接收用户根据自身具体需求在智能移动设备的客户端设置的阈值，采用HY-254101 V1低功耗蓝牙，不过蓝牙传输一般用于室内，距离不应过远；所述报警装置包括蜂鸣器和闪光灯，在温度偏高或偏低、湿度偏高、有害气体浓度偏高、氧气含量偏低，超过阈值并无法通过所述控制装置调节时，所述蜂鸣器发出报警声音，所述闪光灯发出报警闪光，且通过传输模块发送报警信息给智能移动设备的客户端，以便发生危险异常情况时，室外人员能尽可能及早发现并了解异常情况，若为影响人身安全的异常情况也能及时救助。

所述时钟及复位电路用于在各传感器检测的参数超过设置的阈值时进行计时，以及报警后的复位。

用户在智能移动设备的客户端上修改或设置各传感器检测参数的阈值，通过所述传输模块传输给主控器；传感器采集模块的温度传感器、湿度传感器、通风量传感器、有害气体传感器、氧气含量传感器和光敏传感器分别检测温度、湿度、通风量、有害气体浓度、氧气含量和光线强度等参数，经连接电路和RS485接口传输给主控电路的主控器；主控器将各参数的数字量进行处理，转换成通用单位数据显示在所述显示屏上，也通过所述传输模块传输到智能移动设备的客户端上显示；当参数达到第一阈值时，所述时钟及复位电路开始计时，主控器生成控制信号控制需要调节的控制装置：

即当温度传感器检测的温度偏高时，生成控制信号降低空调系统的设定温度，提高排风扇的转速，并微调降低热水器的温度设定或微调减小自动混水阀的热水占比；当温度传感器检测的温度偏低时，生成控制信号升高空调系统的设定温度，降低排风扇的转速，并微调升高热水器的温度设定或微调增大自动混水阀的热水占比；当湿度传感器检测的湿度偏高时，生成控制信号提高排风扇的转速，并微调减小自动混水阀的温控阀开度；当湿度传感器检测的湿度偏低时，生成控制信号降低排风扇的转速，并微调增大自动混水阀的温控阀开度；当有害气体传感器检测的有害气体浓度偏高时，生成控制信号提高排风扇的转速，加强空气流通；当氧气含量传感器检测的氧气含量偏低时，生成控制信号提高排风扇的转速，加强空气流通；当光敏传感器检测的光亮度偏亮时，生成控制信号调低灯的亮度；当光敏传感器检测的光亮度偏暗时，生成控制信号调高灯的亮度。

控制装置调节后，所述传输模块再反馈检测参数给主控器，主控器继续生成控制信号，形成反馈机制，当参数超过阈值后控制装置进行调节，但在达到一定时间后仍未得到改善，则主控器生成报警信号，发送给报警装置，触发蜂鸣器和闪光灯，也通过所述传输装置发送报警信号到智能移动设备的客户端，同时，主控器也生成控制信号继续调节控制装置。

综上可知，通过上述的一种基于STM32的智能浴室内空气检测系统，具有以下优点：

(1)本实用新型中的控制装置，包括温度调节装置、排风扇、可自动调节亮度的灯和浴室用水系统，均能受主控器调控，控制浴室内的参数，包括浴室内温度、湿度、通风量、有害气体浓度、氧气含量、光亮度，从而与传感器采集模块、主控器形成反馈调制机制，相比于现有技术，控制的参数更多元化，控制装置也更多元化，通过控制装置的调节作用，保持各控制参数的稳定，从而提高舒适性和安全性；

(2)本实用新型检测空气中的氧气含量，并超过设置的阈值时通过提高排风扇转速加强空气流通，防止沐浴时间太久，缺氧导致的晕倒；检测光亮度，并自动调节光亮度，防止光线太暗导致滑到，尽量规避各种风险，提高安全性；

(3)本实用新型检测浴室内温度，不仅调节空调系统温度，排风扇转速，也微调浴室用水系统的水温；检测浴室内湿度，不仅调节排风扇转速，也微调浴室用水系统中自动混水阀的温控阀开度；多方面反复调节，使得即使沐浴时间增长，浴室内温度、湿度也能保持适宜，以及浴室内光亮度和氧含量都保持在适宜值，改善了浴室内环境的舒适性；

(4)本实用新型通过蓝牙传输各传感器的检测数据和报警信号到智能移动设备的客户端，使室外人员也能了解浴室内情况，并与报警装置一起提醒室外人员浴室内出现异常，多渠道进行报警提醒，以便及时发现并救助，提高安全性。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；虽然结合附图描述了本实用新型的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (9)

1.一种基于STM32的智能浴室内空气检测系统，其特征在于，包括传感器采集模块、主控电路、控制装置；所述主控电路包括主控器；所述传感器采集模块设置在浴室内，包括与所述主控器分别连接的温度传感器、湿度传感器、通风量传感器、有害气体传感器、氧气含量传感器和光敏传感器；所述控制装置包括与所述主控器分别连接的温度调节装置、排风扇、可自动调节亮度的灯和浴室用水系统。

2.根据权利要求1所述的基于STM32的智能浴室内空气检测系统，其特征在于，所述智能浴室内空气检测系统还包括人机交互模块，所述人机交互模块包括与所述主控器分别连接的显示屏、传输模块和报警装置，所述传输模块连接所述主控器与智能移动设备，用于将智能移动设备的客户端设置的阈值传输至主控器，也用于将所述主控器获取的所述传感器采集模块的采集数据以及所述主控器生成的报警信号传输至智能移动设备。

3.根据权利要求1所述的基于STM32的智能浴室内空气检测系统，其特征在于，所述智能浴室内空气检测系统还包括时钟及复位电路和电源电路，所述时钟及复位电路与所述主控器相连。

4.根据权利要求1所述的基于STM32的智能浴室内空气检测系统，其特征在于，所述温度传感器为用于检测浴室内温度的DS18B20数字温度传感器；所述湿度传感器为DHT11；所述通风量传感器为红外线光电传感器，与红外光源设置在所述排风扇的两侧，用于检测通风量，所述红外线光电传感器为DP-RL-1型；所述有害气体传感器为用于检测空气中的可燃气和烟雾浓度的MQ-2烟雾传感器；所述氧气含量传感器为用于检测浴室内氧气含量的O2-A2氧传感器；所述光敏传感器为光敏电阻，用于检测浴室内的光亮度。

5.根据权利要求1所述的基于STM32的智能浴室内空气检测系统，其特征在于，所述温度调节装置为空调系统，所述空调系统的温度设定模块与所述主控器相连；所述浴室用水系统包括自动混水阀或热水器，所述自动混水阀的用于调节热水和冷水比例的温控阀与所述主控器相连，所述热水器的温度设定模块与所述主控器相连；所述可自动调节亮度的灯的亮度调节模块与所述主控器相连；所述排风扇的转速调节模块与所述主控器相连。

6.根据权利要求1所述的基于STM32的智能浴室内空气检测系统，其特征在于，所述主控器为STM32F103RCT6单片机。

7.根据权利要求2所述的基于STM32的智能浴室内空气检测系统，其特征在于，所述传输模块为HY-254101V1蓝牙。

8.根据权利要求2所述的基于STM32的智能浴室内空气检测系统，其特征在于，所述显示屏为LCD1602，位于浴室内；所述报警装置包括蜂鸣器和闪光灯。

9.根据权利要求1所述的基于STM32的智能浴室内空气检测系统，其特征在于，所述主控器与传感器采集模块的各个传感器通过连接电路和RS485接口连接。

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