基于物联网单片机的雾化香薰机装置设计
如何解除繁忙的工作带来的疲劳、倦怠是现代各阶段工作人员的一大需求,听歌曲、看电影、甚至是打篮球参与运动等方式也都是以一种“工作”方式替换另一种工作方式,除此之外一些纯粹的与休息有关的消除疲劳的方式也越来越多的被人们采纳,本设计将开发的就是一款通过刺激嗅觉进而改善感觉从而达到调动情绪、舒缓心情、解除疲劳的作用的装置,本设计以单片机为控制中心,采用加湿器原理将香薰液体变成气体扩散到空气中,在达到增加空气湿润度的同时也将沁人心脾的幽香传递给人们,在设计上系统采用液位传感器检测香薰液位值,当液位值低于阈值后系统通过语言模块进行报警提示,为增加使用的便利性系统设计了手机APP远程控制香薰机的功能,手机通过蓝牙连接到香薰机控制系统从而实现对香薰机的遥控控制,本设计设计新颖、使用简单,是一款消除疲劳、陶冶心情的好帮手。
选题背景及意义
当前的时代背景下,人们的劳动强度大,休息时间短,早已不是以前的“日出而作,日落而息”的时代了,人们在劳累了一整天后急需进行全身心的放松与休息,而随着生活水平的提高,人们对休息与放松的方式也有了新的需求,不再是单纯的闭目养神和睡觉了,听音乐、玩游戏、看足球虽然都能在一定程度上缓解疲劳,但说到底这些还都是以一种工作方式代替另一种工作方式的休息,也算不上真正的放松,在这些休息方式中最为有效的是睡眠,因此现在的人们也都在如何提高睡眠质量上做学问,而香薰睡眠就是其中最有效果的一种方式。研究表明不同植物的油精的香味对人们起到的作用不同[1],比如丁花香气、桂花香味、檀香气味等这些不同的油精的香味能对人们的情感甚至是病情进行调节[2],从而有助于放松和睡眠,有助于人们的充分休息。而过去这些油精浓缩后放在室内挥发较慢,如何进行稀释然后尽快释放到空气中称为了人们研究的新课题,而空调加湿器的出现未解决这个问题提供了较好的思路[3],将植物油精加入到空调加湿器的液体里,在加湿器工作过程中油精随着挥发飘散在空气中,即清洁湿润了空气,又有了弥漫的香味,达到了调节空气湿度和缓解人们疲劳,增加睡眠质量的作用[4],本课题就是在这一应用场景的基础上提出的,本课题通过利用微处理器进行控制,达到自动调节空气湿度和花香气味的目的,同时在系统设计中结合现代新科技,融入了手机APP控制功能,给人们带来了全新的体验,在方便人们生活的同时也提高了人们的生活质量,有利于人们的身体健康[5]。
研究内容
基于单片机的雾化香薰机装置要实现的基本功能是在单片机的控制下,对香薰液位(加湿器内的水位)进行检测,同时在需要启动系统的情况下启动加湿功能,香薰气味随着雾化的水蒸气送到人们身边从而达到消除疲劳的作用,系统在液位低于阈值后进行语言报警以提示用户加水;除此之外还可以用手机APP通过蓝牙连接后对系统进行控制,由此本系统主要的研究内容如下:
- 单片机控制功能,这部分采用STM32F103C8T6微处理器模块,进行液位数据的读取、蓝牙通讯、驱动液晶显示等系统全部控制功能,是系统的核心部分。
- 液位检测传感器,液位传感器检测加湿器内液体的位置,为单片机的控制提供重要的参数,单片机根据液位数据决定是否进行语言报警的提提示。
- 定时器模块,这部分的作用是用来定期进行加湿操作,通过加湿操作让香薰气味散发到空气中为人民接受,这样便于控制空气中香薰油精气味的浓度。
- 雾化加湿模块的加湿功能,这个作用除了加湿空气外,最主要的目的是将油精的香味同时扩散到空气中,让油精的香味发挥其应有的作用。
(5)显示和报警模块的显示、报警功能,这两部分是系统的信息输出部分,显示部分采用 OLED液晶模块显示加湿器液位数据,报警模块采用语音模块驱动扬声器发出提示音。
(6)蓝牙通讯功能,本部分的功能是负责在系统硬件和手机之间进行信息联络,接受数据,和 传递手机APP发送的指令,实现远程遥控控制的目的。
方案设计
基于单片机的雾化香薰机系统需要完成的功能是通过加湿功能将油精的香味送达到人们的感觉器官,达到解除疲劳、愉悦心情的作用。为达到此目的,本系统的硬件设计就必须包括以下几部分:控制中心模块、定时模块、数据检测与采集模块、数据结果显示模块、加湿器功能模块、蓝牙通讯模块、语音报警模块,这些模块组成了雾化香薰系统的功能主题,其中定时模块本身就是由单片机部分提供,属于单片机板载的可用资源。另外本系统需要实现远程控制,这个功能是通过手机来完成,因此需要与手机进行通讯,在手机端开发小程序利用手机自带的蓝牙硬件模块通过配置后与系统模块里的蓝牙模块进行近距离的信息传递。系统的总体设计框图如下图示。

展示:

本系统通过利用stm32单片机进行集中控制,实现了检测加湿器液位值并显示功能,根据设定的加湿器液位阈值进行判断是否需要报警,在需要报警时通过语音模块驱动扬声器播报警示语音来提示用户计时加水,为增加系统使用的灵活性系统设计了蓝牙模块,通过和手机蓝牙模块进行连接来达到在手机APP和系统硬件之间传递数据和指令的功能,实现了在手机APP上显示和通过APP控制系统开启和停止的遥控功能;测试结果显示本设计达到了课题设计要求
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