一种智能洗浴控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种智能洗浴控制方法及系统，包括下述步骤：a.使用水阀出水口温度检测单元采集控制水阀的出水口水温数据Tout；b.使用室内温度检测单元采集浴室内环境温度数据TA；c.微处理器根据公式Tin＝T0‑k(TA‑25),计算得到预设水温Tin；其中，T0为TA＝25℃时的洗浴预设水温，k为比例系数；d.微处理器根据采集到的数据Tout和TA，及计算得到的Tin，采用模糊PID控制的方法，调控水阀驱动单元的控制水阀的开度，以使Tout实时满足人体最佳洗浴温度。本发明专利技术具有成本低响应速度快，控制精度高，抗干扰能力强和安全性好的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种智能洗浴控制方法及系统
本专利技术涉及智能洗浴
，特别是一种智能洗浴控制方法及系统。
技术介绍
目前市场上的智能洗浴控制系统有很多种。这些控制系统基本上基于全新的设计理念，相对于常规洗浴系统来说，其功能增加了很不少。但是这种智能控制系统，成本相对来说要高很多，且不能和常规的洗浴系统兼容，所以普及起来难度非常大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种智能洗浴控制方法及系统。本专利技术具有成本低响应速度快，控制精度高，抗干扰能力强和安全性好的特点。本专利技术的技术方案：一种智能洗浴控制方法，包括下述步骤：a.使用水阀出水口温度检测单元采集控制水阀的出水口水温数据Tout，并将Tout传送给微处理器；b.使用室内温度检测单元采集浴室内环境温度数据TA，并将TA传送给微处理器；c.微处理器根据公式Tin＝T0-k(TA-25),计算得到预设水温Tin；其中，T0为TA＝25℃时的洗浴预设水温，k为比例系数；d.微处理器根据采集到的数据Tout和TA，及计算得到的Tin，采用模糊PID控制的方法，调控水阀驱动单元的控制水阀的开度，以使Tout实时满足人体最佳洗浴温度。前述的步骤d中，控制水阀开度的调控，按下述步骤进行：a、比较实测值Tout与Tin得出误差值e及误差变化率ec，将e及ec作为模糊PID控制的输入变量；b、定义e,ec模糊量的模糊子集为{NB，NM，NS，ZO，PS，PM，PB}，其中NB代表负大、NM代表负中、NS代表负小、ZO代表零、PS代表正小、PM代表正中、PB代表正大；论域范围为[-66]，量化等级为{-6,-5,-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5,6}；所述的模糊子集均为三角形隶属函数；c、以Kp，Ki，Kd作为输出变量，其模糊量的模糊子集为{NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB},Kp的论域范围为[-0.30.3]，Ki的论域范围为[-0.060.06],Kd的论域范围为[-33]；所述的模糊子集为三角形隶属函数；d、采用“IF…THEN”形式的模糊控制规则，制定Kp，Ki，Kd三个输出参数的模糊控制规则表。前述的智能洗浴控制方法所述的步骤c中，所述的T0＝39℃，k＝0.05～0.2。前述的智能洗浴控制方法中，所述的k＝0.1。前述的智能洗浴控制方法中，当用户自主输入Tin时，微处理器记录下用户的洗浴习惯，将当时的Tout和TA存储后，计算出ΔT＝Tout-TA作为修订值。前述的智能洗浴控制方法用的系统，包括微处理器，微处理器分别与水阀出水口温度检测单元、室内温度检测单元和用于调控控制水阀开度的水阀驱动单元连接。前述的智能洗浴控制方法用的系统中，所述的微处理器还分别与气体浓度单元和报警单元连接。前述的智能洗浴控制方法用的系统中，所述的微处理器还与触屏单元连接。前述的智能洗浴控制方法用的系统中，所述的微处理器还与移动终端通讯单元连接。有益效果与现有技术相比，本专利技术采用模糊推理模块与PID调节器相组合的方法，调节水阀驱动单元控制水阀的开度，从而实现对出水口水温Tout进行动态调节，该方法能够快速准确的调节控制水阀开度，使出水口水温达到预设目标值，其实时响应速度快，控制精度高，抗干扰能力强。本专利技术还能够根据用户的个人习惯自动调整出水口水温，使用更加智能、方便，极大地提高了用户的体验度。本专利技术的智能洗浴控制方法用的系统，其结构包括微处理器，微处理器分别与水阀出水口温度检测单元、室内温度检测单元和水阀驱动单元连接；该结构，能够自动调节水阀驱动单元中的控制水阀的开度从而实现恒温出水，并且和常规洗浴系统兼容，用户只需承担较低的成本，就能享受到智能洗浴的体验，具有很强的可操作性和实用性，易于普及和推广。本专利技术的系统还在微处理器上分别连接了气体浓度单元和报警单元；该结构能够对室内可能存在的特殊气体(例如：一氧化碳、天然气等)进行浓度采集，当气体浓度超过规定值时，系统发出报警信息，降低了因煤气燃烧不完全而引起一氧化碳中毒的风险，使用更安全。本专利技术的系统还在微处理器上连接有触屏单元；该结构，使用户能够通过触屏单元选择个人喜欢的洗浴模式，比如低恒温洗浴模式、高恒温洗浴模式、正常恒温洗浴模式和冷热交替循环的洗浴模式等。用户也可以根据个人喜好，设置自定义洗浴模式；使得使用更加方便、灵活、人性化。本专利技术的系统还在微处理器上连接有移动终端通讯单元；该结构，能够实现系统和移动终端之间的实时信息交互。也就是说，除了使用触屏单元外，用户还能够使用移动终端查看和修改系统相关参数，移动终端可以是智能手机，平板电脑等无线设备。在使用时用户只需在移动终端下载相应的APP软件和进行简单的相关设置，就可以完成与智能洗浴控制水阀的连接。使得使用进一步地方便、灵活、人性化。综上，本专利技术具有成本低响应速度快，控制精度高，抗干扰能力强和安全性好的特点。附图说明图1是水阀驱动单元的自适应模糊PID调控原理图；图2是本专利技术的结构示意图；图3是本专利技术的安装示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的说明，但并不作为对本专利技术限制的依据。实施例1。一种智能洗浴控制方法，包括下述步骤：a.使用水阀出水口温度检测单元采集控制水阀的出水口水温数据Tout，并将Tout传送给微处理器；b.使用室内温度检测单元采集浴室内环境温度数据TA，并将TA传送给微处理器；c.微处理器根据公式Tin＝T0-k(TA-25),计算得到预设水温Tin；其中，T0为TA＝25℃时的洗浴预设水温，k为比例系数；d.微处理器根据采集到的数据Tout和TA，及计算得到的Tin，采用模糊PID控制的方法(即采用模糊推理与PID调节器相组合的方法)，调控水阀驱动单元的控制水阀的开度，以使Tout实时满足人体最佳洗浴温度，参见图1。前步骤d中，采用模糊PID调节器控制水阀的开度，按下述步骤进行：a、比较实测值Tout与Tin得出误差值e及误差变化率ec，将e及ec作为模糊PID控制的输入变量；b、定义e,ec(ec＝de/dt)模糊量的模糊子集为{NB，NM，NS，ZO，PS，PM，PB}，其中NB代表负大、NM代表负中、NS代表负小、ZO代表零、PS代表正小、PM代表正中、PB代表正大；论域范围为[-66]，量化等级为{-6,-5,-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5,6}；所述的模糊子集均为三角形隶属函数；c、以Kp，Ki，Kd作为输出变量，输出变量模糊量的模糊子集为{NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB},Kp的论域范围为[-0.30.3]，Ki的论域范围为[-0.060.06],Kd的论域范围为[-33]；所述的模糊子集为三角形隶属函数；考虑论域的覆盖程度和灵敏度，以及为了调整方便，所以各模糊子集均选用三角形隶属函数。d、采用“IF…THEN”形式的模糊控制规则，制定Kp，Ki，Kd输出参数的模糊控制规则表。模糊推理的核心是“IF…THEN”形式的模糊控制规则。控制规则的选取直接关系到系统控制性能的优劣。根据现有经验，经过反复调试，Kp，Ki，Kd的模糊控制规则表如表1～3所示。表1Kp参数的模糊控制规则表表2Ki参数的模糊控制规则表表3Kd参数的模糊控制规则表前述的T0的默认值为39℃；k＝0.05～0.2，一般情况下k取本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能洗浴控制方法，其特征在于，包括下述步骤：a.使用水阀出水口温度检测单元采集控制水阀的出水口水温数据Tout，并将Tout传送给微处理器；b.使用室内温度检测单元采集浴室内环境温度数据TA，并将TA传送给微处理器；c.微处理器根据公式Tin＝T0‑k(TA‑25),计算得到预设水温Tin；其中，T0为TA＝25℃时的洗浴预设水温，k为比例系数；d.微处理器根据采集到的数据Tout和TA，及计算得到的Tin，采用模糊PID控制的方法，调控水阀驱动单元的控制水阀的开度，以使Tout实时满足人体最佳洗浴温度。

【技术特征摘要】
1.一种智能洗浴控制方法，其特征在于，包括下述步骤：a.使用水阀出水口温度检测单元采集控制水阀的出水口水温数据Tout，并将Tout传送给微处理器；b.使用室内温度检测单元采集浴室内环境温度数据TA，并将TA传送给微处理器；c.微处理器根据公式Tin＝T0-k(TA-25),计算得到预设水温Tin；其中，T0为TA＝25℃时的洗浴预设水温，k为比例系数；d.微处理器根据采集到的数据Tout和TA，及计算得到的Tin，采用模糊PID控制的方法，调控水阀驱动单元的控制水阀的开度，以使Tout实时满足人体最佳洗浴温度。2.根据权利要求1所述的智能洗浴控制方法，其特征在于：步骤d中，控制水阀开度的调控，按下述步骤进行：a、比较实测值Tout与Tin得出误差值e及误差变化率ec，将e及ec作为模糊PID控制的输入变量；b、定义e,ec模糊量的模糊子集为{NB，NM，NS，ZO，PS，PM，PB}，其中NB代表负大、NM代表负中、NS代表负小、ZO代表零、PS代表正小、PM代表正中、PB代表正大；论域范围为[-66]，量化等级为{-6,-5,-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5,6}；所述的模糊子集均为三角形隶属函数；c、以Kp，Ki，Kd作为输出变量，其模糊量的模糊子集为{NB,NM,NS...

【专利技术属性】
技术研发人员：李亚辉，杨欣，罗莉，薛娟，刘龙江，
申请(专利权)人：贵阳中医学院，
类型：发明
国别省市：贵州,52