某智能马桶设计方案

某智能马桶设计方案

1任务描述

1.1任务要求

一：操作面板

座便器本体操作面板共有7个按键分别为电源、停止、臀部洗净、女用洗净、烘干、照明、按摩。

二：功能的操作

1、按下“臀部洗净”或遥控器“臀部洗净”按键，臀部洗净喷嘴将喷射前后往返移动一分钟后自动停止喷射。再按一次“臀部洗净”或按遥控器“臀部洗净”按键，将再次重复此功能。

2、按遥操作面板上“座温调节”按键可调节座圈温度。座圈温度可设定为座圈不加热、约34摄氏度、约37摄氏度、约40摄氏度。

3、按遥操作面板上“水温调节”按键可调节水箱当中水的温度。水温度可设定为水温不加热、约34± 2摄氏度、约37± 2摄氏度、约40± 2摄氏度。

4、按遥操作面板上“风温调节”按键可调节风的温度。暖风温度可设定为暖风不加热、约45摄氏度、约55摄氏度、约65摄氏度。

5、人体入座3秒后，除臭功能运转，开始除臭工作人体离座后30秒除臭停止。

6、夜灯的使用在有红外感应前提下，外界光照强度减弱，夜灯开启；红外感应消失后，夜灯随即熄灭。

三：设计要求：

(1)外围电路必须protel99 或相关电路画图软件,不能用word和非电路设计软件画。FPGA芯片内部电路必须有整体和单元的综合电路，和对应波形及其详细说明。

(2)课程报告字数要求3000字以上。

沈阳工程学院课程设计（论文）

2智能马桶简介

2.1课题研究背景

马桶是人们生活中必不可少的家用器具。智能马桶是马桶的升级版，随着人们对生活舒适度的更高追求，马桶的功能也越来越多，越来越高科技。智能马桶盖起源于美国，用于医疗和老年保健，最初设置有温水洗净功能。后经日本卫浴公司TOTC引进并进行改良, 于80年代推出全新产品“卫洗丽”，加入了集便盖加热、温水洗净、暖风干燥、杀菌等多种功能。成为智能马桶发展的第一个里程碑。

2.2智能马桶发展现状

智能马桶起源于日本，现流行于日本和韩国，日本72%勺普及率和韩国45%勺普及率

成为智能马桶全球最大消费国、技术产品出口国，中国自1998年首次生产只能便器以来，

国内定位目标消费人群几乎是高收入人群。近年来智能马桶已慢慢走进寻常百姓家。智能座便器属于更新换代的革命性产品，迎合了未来人性化的卫浴发展趋势，"智能座便器"是以"微电脑数字处理系统、纳米材料、激光或热合"等成熟的高科技含量为技术手段，达到和实现传统的"冲水式坐使器、简易式便槽"根本无法解决的污染与环保相矛盾的问题。从而不仅从技术上和方式上乃至村料上都是新突破与改革。

目前市面上智能马桶的功能大体有如下一些：

集温水洗净、按摩、暖圈、夜光等多项功能于一身，提供更佳的洁身功效和舒适的清洗体验。

水流强度3

静音缓降盖板，安静、安全。

暖风烘干，无需用纸，使用更加方便舒适。抽风及臭氧双重除臭，快速清除异味。

节电模式选择，省电更环保。光感启动蓝色夜光功能，方便夜间使用。

2.3智能马桶的特点

1全轻触式按键设计

采用全轻触式按键设计，使用过程更方便，清洁更彻底，污渍不留痕。

2、喷头自洁

使用前后喷头都会自我清洁，保持干净卫生。

3、二个喷头

臀部清洗用（后部）和女性专用（前部清洗）2

个喷头，根据不同用途达到清洗干净的效果。

4、静音缓闭功能

放手后便座、便盖自动缓慢地关上，缓慢闭合才噪音。

5、智能节电

具有智能学习记忆功能，可根据使用者的日常生活习惯，自动预先对水温和便座加热, 且用后自动停止加热，达到节能效果。

6、座式感应

在没有感应到人坐上之前，冲洗开关都不会启动，不必担心错按开关造成的尴尬，非常人性化。

7、抗菌便座

直接接触肌肤的便座部分米用抗菌材料。

沈阳工程学院课程设计（论文）

3方案设计

3.1总体框图

图3.1 系统框图

3.2功能模块分述

图3.2温度控制模块

智能马桶要求实现的功能中有座圈温度调节，水温调节及暖风烘干。此三项功能都需温度调节及加热设计。温度传感器能感受外界温度并将感受到的非电量转化成电量输出，因此可通过温度传感器感受温度，将所需温度传给FPGA控制系统，由其将输入数据进行

处理分析后传出指令使加热电路进行相应操作。

PWM波形发生器^电机

图3.3电机工作模块

PWM是通过控制固定电压的直流电源开关频率，从而改变负载两端的电压，进而达到控制要求

的一种电压调整方法。PWM可以应用在许多方面，如电机调速、温度控制、压力控制等。在PWMg

动控制的调整系统中，按一个固定的频率来接通和断开电源，并根据需要改变一个周期内“接通”和“断开”时间的长短。通过改变直流电机电枢上电压的“占空比”来改变平均电压的大小，从而控制

电动机的转速。因此，PWM又被称为“开关驱动

装置”本设计用电机来驱动电磁阀工作，电磁阀控制智能马桶的洗净和冲洗功能。

4硬件电路设计

4.1 温度控制模块

ptIOO是铂热电阻，它的阻值会随着温度的变化而改变。PT后的100即表示它在0C 时阻值为100欧姆，在100C时它的阻值约为138.5欧姆。它的工作原理：当PT100在0 摄氏度的时候他的阻值为100欧姆，它的阻值会随着温度上升而成近似匀速的增长。

电桥不平衡时输出两点间产生电压差，经过两个电压跟随器稳定输出后送入差分式运算放大器进行一倍放大。温度传感器PT100在外界温度不是1度时，电桥输出电压差为3T/100（T为传感器感受到的外界温度），经过电压跟随器及差分运放处理后输出电压为3T/100v。电路输出电压送入A/D 转换器处理，将模拟电压量转换为数字量输出，送入FPGA -H- UL

心片。

图示电路图是用双向可控硅控制的电路。图中的光耦MOC304是用来隔离可控硅上的

交流高压和直流低压控制信号的。其输出用来触发双向可控硅BTA12.MOC304是一个6引

脚的芯片，它的输入电流为60Ma,电阻R1用来限制输入电流；控制信号为从FPGA心片输出的高电