基于51单片机的红外线感应水龙头设计_开题报告

一、文献综述

1.简析水龙头的出现

水龙头这一称谓的来由，与我国传说中的天之所以会下雨是因为龙口吐大水有关。关于古代的水龙，有这样一段记载“救火之器，古惟水袋、唧筒。顺治初，上海县唐氏得水龙之制于倭人，久而他处渐传其制。”后来人们发明了水龙头，它与天上会喷水的龙有点像，于是被称作水龙头。水龙头的雏形，是古时供水泉墙上镶嵌着的一种通常用石头制成、少数由金属制成的“流水嘴”，从那里流出来的水是一直不加任何控制的长流水。为了避免浪费水和解决不断严重的水资源短缺问题，人们研制出了水龙头。

2.感应式水龙头在国内外的发展情况

水龙头真正的原型最早出现于16世纪的伊斯坦布尔，最初用青铜浇铸，是为了控制出水与否及出水水量防止浪费水资源而作。早期的水龙头采用的是螺旋升降式，而现在市场上多事陶瓷阀芯水龙头，传统螺旋升降式的基本上已经淘汰了。随着人们生活水平的提高，对水龙头的要求也由原来的实用性转向了健康、美观。水龙头的材质、开启方式、抗菌性能、附加功能逐步成为了人们注意的重点。也由此出现了以红外线自动控制、自加热、温度调节、温度控制等功能为代表的新型水龙头。本文研究的红外感应式水龙头最早于七十年代中期出现于日本和欧美等经济发达国家，广泛应用于人流密集的公共场所，初期对于节水功能不太予以重视而主要用于防止洗手后的二次污染、避免细菌的交叉感染。随着国民经济水平的提高和广大消费者对于高品质生活的向往，感应式水龙头开始在九十年代大量进入中国，但由于当时的感应水龙头技术不够成熟，在发展和普及过程中也并非一帆风顺。

 3.感应式水龙头的现状及存在问题

时至今日，感应式水龙头已有长达四十余年的发展历史。在发展初期，由于受制于材料、控制技术的限制，红外感应式水龙头存在着不小的缺陷：

a.体积较大、采用交流供电，使用者往往有安全性方面的顾虑。如遇停电、电压不稳时无法正常使用；

b.红外线感应模块易受背景光和阳光直射的影响，造成非使用状态下出水，水资源失控现象严重，且感应灵敏度差，在使用情况下开启太慢，使用完毕后关闭动作也过于迟缓；

c.结构复杂，密闭组件、执行机构的可靠性差、更换困难且维护成本高；

由于上述缺陷，在一定的程度上给消费者造成了不好的印象，使红外线感应水龙头的推广在一定程度上受挫，普及情况一直处于止步不前的状态。直至上九十年代以来，随着电子技术的突飞猛进，相关设计人员在感应水龙头技术上做出了大量的改进和创新：常用的控制供电电源由交流电向直流供电方向转变，消除了人们在使用时对红外感应水龙头安全性的疑虑；水阀结构进行了重大改进，具有结构简单、紧凑、耐压、拆、装维修方便的优点。于此同时，执行机构的设计开始向小型化轻量化的方向进步，开关反应更为灵敏，待机耗电量更小。

但值得注意的是，虽然在材料结构与控制技术上有了长足的进步，但红外感应式水龙头的一些固有缺陷依旧影响了其在家用领域的普及。如水龙头各部件没有实现模块化，开发、生产制造成本较高；感应制式单一、控制单元复杂、功能性差、智能化不足；商用气息浓厚，家用功能缺失等。

红外线感应自动控制水龙头的出现，从很大程度上克服了原有水龙头使用繁琐、易跑冒滴漏、公共场所使用易传染细菌等缺点，被广泛适用于酒店，餐厅，医院等场所。它的节水效应与公共效应也被越来越多的消费者接受和认可。因此，对它结构原理的研究及改进、对于其家用功能的开发具有一定的现实意义。

二、^范文提纲

1.引言

1.1研究背景

1.2^范文研究目标和意义

2.任务与要求

2.1课题概述

2.2 设计内容与要求

3.水龙头的基本结构、工作原理及其分类

3.1水龙头的基本结构及原理

4.方案论证与设计

4.1 总体设计分析

4.2 方案的选择与设计

5.硬件电路设计

5.1 原理图

5.2原理分析

5.3单元电路的设计

6.单片机程序分析

6.1程序流程图

6.2程序代码及分析

7.电路调试

7.1调试步骤

7.2调试分析报告

8.使用说明

8.1 使用方法

8.2故障分析

9.心得体会（致谢）

10.附录

10.1整体电路图

10.2元件清单

10.3参考文献

三、参考文献

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2016年10月7日