原標(biāo)題：基于STM32的智能淋浴系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

以下是精簡(jiǎn)版智能淋浴系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案（去除公式與示例代碼，聚焦核心邏輯與實(shí)現(xiàn)路徑）：

一、系統(tǒng)核心功能

1. 智能控溫

• 基于人體體溫（GY-MCU90615紅外測(cè)溫）動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)水溫（DS18B20監(jiān)測(cè)）

• 預(yù)設(shè)三種模式：體寒模式（38℃）、正常模式（37℃）、發(fā)熱模式（36.5℃）

2. 節(jié)能管理

• HC-SR501人體感應(yīng)觸發(fā)水流，無(wú)人時(shí)自動(dòng)關(guān)閥

• 30秒無(wú)人使用但檢測(cè)到水流則報(bào)警

3. 安全防護(hù)

• 水溫超45℃緊急切斷

• 雙傳感器交叉驗(yàn)證（紅外+接觸式）防誤判

二、硬件架構(gòu)

三、軟件架構(gòu)

1. 任務(wù)劃分

• 傳感器任務(wù)：500ms周期采集體溫/水溫/人體感應(yīng)數(shù)據(jù)

• 控溫任務(wù)：100ms周期執(zhí)行PID調(diào)節(jié)算法

• 顯示任務(wù)：1s周期刷新OLED界面

• 安全任務(wù)：5s周期檢查超溫/漏水等異常

2. 關(guān)鍵邏輯

• 無(wú)人時(shí)進(jìn)入STOP2低功耗模式（電流<2μA）

• 保留RTC定時(shí)喚醒檢測(cè)人體存在

• 水溫超45℃：立即關(guān)閥+蜂鳴報(bào)警

• 雙傳感器溫差>1.5℃：觸發(fā)自檢并鎖定閥門(mén)

• 動(dòng)態(tài)控溫：體溫→目標(biāo)水溫映射表（體寒→38℃，正常→37℃，發(fā)熱→36.5℃）

• 安全機(jī)制：

• 節(jié)能策略：

四、功能實(shí)現(xiàn)要點(diǎn)

1. 多傳感器融合

• 優(yōu)先使用GY-MCU90615快速響應(yīng)（0.5s），DS18B20校準(zhǔn)精度

• 連續(xù)3次數(shù)據(jù)偏差>1℃時(shí)觸發(fā)自檢流程

2. 執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制

• 電磁閥：PWM調(diào)速控制流量（0-100%占空比）

• 比例閥：步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)開(kāi)度（精度0.1%）

3. 交互設(shè)計(jì)

• 短按：切換模式（體寒/正常/發(fā)熱）

• 長(zhǎng)按：進(jìn)入配置模式（需密碼）

• 頂部：當(dāng)前體溫/水溫

• 中部：目標(biāo)水溫/模式

• 底部：狀態(tài)圖標(biāo)（安全/節(jié)能/運(yùn)行）

• OLED顯示：

• 按鍵操作：

五、安全與可靠性

1. 硬件防護(hù)

• 電源隔離：光耦驅(qū)動(dòng)電磁閥，防浪涌保護(hù)

• 防水設(shè)計(jì)：傳感器/顯示屏IP67防護(hù)

2. 軟件容錯(cuò)

• 傳感器故障：自動(dòng)切換備用方案（如僅用DS18B20）

• 通信中斷：3次重試后進(jìn)入安全模式（37℃固定輸出）

六、成本與擴(kuò)展

1. BOM成本

• 基礎(chǔ)版：約103元（含主控/傳感器/電磁閥）

• 升級(jí)版：+35元（增加ESP8266 WiFi模塊）

2. 擴(kuò)展方向

• 高原地區(qū)：增加氣壓補(bǔ)償算法

• 極寒環(huán)境：管路電伴熱系統(tǒng)

• 商用：支持多設(shè)備組網(wǎng)（如健身房淋浴間）

• 特殊場(chǎng)景：

七、實(shí)施建議

1. 開(kāi)發(fā)優(yōu)先級(jí)

• 第一階段：完成基礎(chǔ)控溫與安全功能

• 第二階段：優(yōu)化交互體驗(yàn)與節(jié)能策略

• 第三階段：增加聯(lián)網(wǎng)與數(shù)據(jù)分析功能

2. 測(cè)試要點(diǎn)

• 控溫精度：穩(wěn)態(tài)誤差≤±0.3℃

• 響應(yīng)時(shí)間：36℃→38℃調(diào)節(jié)≤15秒

• 續(xù)航能力：連續(xù)工作≥72小時(shí)

該方案通過(guò)模塊化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)快速部署，核心邏輯清晰且具備擴(kuò)展性，適用于家庭、商用及特殊場(chǎng)景的智能淋浴系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。