接有两个相互垂直布置安装的转动关节，两个转动关节分别为第一转动关节30和第二转动关节31，第一转动关节30、第二转动关节31分别与第一舵机16、第二舵机17的输出轴连接进行转动控制，淋浴喷头21的喷头侧面安装有摄像头18，摄像头18与淋浴喷头21朝向相同；冷水阀门5、导管阀门8和出水阀门13分别连接冷水阀门控制电机6、导管阀门控制电机9和出水阀门控制电机14。
[0040]如图1所示，热水供给管2上安装有用于检测是否存在热水的液体检测传感器，缓存箱12安装有用于箱内水温检测的温度传感器，缓存箱12上安装有控制模块和与控制模块连接的控制显示板；如图4和图5所示，控制模块包括核心单片机处理模块和阀门控制模块，由液体检测传感器和温度传感器构成传感器模块，由第一舵机16、第二舵机17和摄像头18构成人体跟踪模块，核心单片机处理模块分别与阀门控制模块、传感器模块、人体跟踪丰旲块和控制显不板连接。
[0041]缓存箱由保温材料制成。
[0042]摄像头18的镜头上安装有模糊玻璃20。考虑到尽管单片机会对处理后的图像信号进行销毁，保护用户隐私，但是为了消除用户的忧虑，在摄像机镜头前添加一片低透模糊玻璃。
[0043]如图9所示，核心单片机处理模块包括单片机Ul和芯片接口 U2?U6，单片机Ul分别与芯片接口 U2?U6连接。如图所示，K60单片机核心板接口模块的芯片接口 U2?U6分别通过排线BUS2?BUS6与单片机Ul相连接。外设模块只需与芯片接口 U2?U6相连接即可。开发板可使用型号为LQ_K60P100SYS。
[0044]如图10所示，阀门控制模块包括冷水阀门控制模块、导管阀门控制模块和出水阀门控制模块，冷水阀门控制模块包括芯片DH1、芯片DLl和冷水阀门控制电机D1，冷水阀门控制电机Dl的两端分别经芯片DHl、芯片DLl与核心单片机处理模块的芯片接口 U3的输出端连接；导管阀门控制模块包括芯片DH2、芯片DL2和导管阀门控制电机D2，导管阀门控制电机D2的两端分别经芯片DH2、芯片DL2与核心单片机处理模块的芯片接口 U3的输出端连接；出水阀门控制模块包括芯片DH3、芯片DL3和出水阀门控制电机D3，出水阀门控制电机D3的两端分别经芯片DH3、芯片DL3与核心单片机处理模块的芯片接口 U3的输出端连接。
[0045]如图12所示，人体跟踪模块中的第一舵机Jl、第二舵机J2分别连接到核心单片机处理模块的芯片接口 U3的C14和C12脚上，摄像头18的引脚通过18针插槽与核心单片机处理模块的芯片接口 U3及芯片接口 U2连接。
[0046]如图13和图14所示，传感器模块中，液体检测传感器和温度传感器分别连接到核心单片机处理模块的芯片接口 U5的E25和E26脚上。
[0047]如图3所示，控制显示板安装有系统开关按钮23、跟踪开关按钮24、出水开关按钮
25、红色LED指示灯26、绿色LED指示灯27、蜂鸣报警器28、LED数码管29 ;系统开关按钮23、跟踪开关按钮24、出水开关按钮25、红色LED指示灯26、绿色LED指示灯27、蜂鸣报警器28、LED数码管29分别连接到芯片接口 U2各自对应的引脚上，系统开关按钮23、跟踪开关按钮24、出水开关按钮25的电路连接如图16所示，红色LED指示灯26、绿色LED指示灯27的电路连接如图17所示，蜂鸣报警器28的电路连接如图18所示。
[0048]如图15所示，数码管显示当前缓存箱中的水温，也即是出水水温。正常工作时绿色LED点亮，热水短缺，出水水温过高过低时红色LED点亮，同时蜂鸣器报警。系统开关按钮控制淋浴器的开关状态，跟踪开关按钮控制是否开启淋浴头跟踪，出水按钮控制是否出水淋浴。
[0049]如图12所示，摄像头18的接口 P的输入端与核心单片机处理模块的芯片接口 U2及芯片接口 U3连接。
[0050]摄像头将数字化的图像信息输入给单片微机进行处理，也可采用自带图像采集卡的摄像机。两个控制舵机实现对喷头实现两个自由度的位置姿态控制，从而使得其能够准确地跟踪洗浴者位置。单片机通过分析视频图像结果将控制信号发送给舵机从而实现对摄像头姿态位置的控制。摄像头采用0V7670摄像机模块。
[0051]考虑到淋浴室的温度及水流特点，本发明单片机可采用背景学习的动态检测及轮廓消噪方法。利用摄像头采集的图像数据定期在几秒钟内训练一个基本的背景模型，采用阈值法分割出前景模型。对前景模型进行基础的图像形态学处理后，使用轮廓检测法进一步消除流水的噪声影响，即可得到本帧图像中的人体位置。利用新的人体位置与旧位置的相对关系，控制两自由度电机系统的运行，从而调整淋浴头的位置姿态，及开关状态，达到节水的目的。
[0052]当开始水温调节时，导管阀门开启，从而排除过冷或者过热的淋浴水，可将其作为洗衣用水等。当检测到没有热水供应时，冷水阀门关闭，防止缓存相中的水温下将。当水温合适，用户选择出水时，出水阀门开启。在洗浴的过程中，如果检测到出水温度过高或过低，出水阀门关闭。
[0053]当液体检测传感器检测不到热水时，表明此时热水短缺，单片机控制电机使得冷水阀门关闭，防止缓存箱中的水温进一步下降。温度传感器检测出水缓存箱中的水温，单片机接收传感器信号，将温度显示在LED数码管上。当检测到水温过高或者过低时，单片机通过控制显示板的蜂鸣器进行报警，并停止供水。
[0054]缓存箱采用保温材料制作。系统工作时，冷水与热水首先进入缓冲箱中，混合均匀。温度传感器检测水温，中的水温即为最终的出水水温。由于出水阀门起初处于闭合状态，而导管阀门开启，因此当缓冲箱中的水位超过导管的入水位置时，缓存箱中的水会被导管引流。直至水温合适，用户选择出水时，导管阀门关闭，出水阀门开启，水流充满缓存箱后从淋浴头喷出。当检测到热水短缺时，冷水阀门关闭，用户仍可使用缓存箱中的温水完成洗浴。
[0055]单片机Ul可采用飞思卡尔K60单片机。
[0056]冷水和热水进入缓存箱中储存中转，传感器模块检测缓存箱的水温及热水供水管有无热水，将信息输送给单片机，阀门控制模块控制各个阀门，人体跟踪模块检测人体位置信息，将图像数据输入单片机进行处理。控制显示板受单片机控制，显示相关信息并输入控制。核心单片机模块对于阀门控制模块、控制显示板和人体跟踪模块进行控制，接收传感器模块及人体跟踪模块的数据。
[0057]本发明的调节阀门3控制冷热水的混合比例，输入缓存箱12。缓存箱12采用保温材料制作，具有存水恒温的功能，一方面极大地减小水温波动，另一方面预留温水以防突然断水。导管7在调节水温时将多余的水排出缓存箱12，使得缓存箱中的水温可以进行良好的调节。另一方面，用户可将导管7排出的水作为洗衣用水等再次利用。阀门控制模块包括冷水阀门5、冷水阀门控制电机6、导管阀门8、导管阀门控制电机9、出水阀门13和出水阀门控制电机14。冷水阀门负5责冷水管I的开启关闭，导管阀门8负责导管7的开启关闭，出水阀门13负责出水管的15的开启关闭。传感器模块包括温度传感器10和液体检测传感器4。温度传感器10负责检测缓存箱12中的水温，将信息输入给单片机。液体检测传感器4负责检测热水管2中有无热水，并将信息输入给单片机。控制显示板包括显示数码管29、红色LED指示灯26、绿色LED指示灯27、蜂鸣报警器28、系统开关按钮23、跟踪开关按钮24和出水开关按钮25。按钮接收用户的输入，并以外部中断的方式让单片机响应用户请求。LED数码管和LED指示灯由单片机控制显示状态。
[0058]摄像头18将数据输入给单片机进行处理，模糊玻璃20进行模糊遮挡，以保护用户隐私。第一舵机16和第二舵机17共同组成了一个两自由度控制系统，接收单片机的调控，控制第一转动关节30和第二转动关节31，从而控制淋浴喷头21的位置姿态。核心单片机模块包括单片机11，负责进行数据的分析处理，控制各个组件。
[0059]系统的供水执行流程图如图6所示。系统开始运行，出水阀门13关闭。冷热水混合进入缓存箱12。温度传感器10检测缓存箱中的水温，单片机在接收其数据后再数码管29上显示水温。如果用户没有选择出水，导管阀门8保持开启状态，此时导管将缓存箱过多的水引流，使得缓存箱中的水温可以进行较快地调节。如果用户感觉水温合适选择出水，导管阀门8关闭，出水阀门13开启，开始淋浴。液体检测传感器4 一直不断检测热水管2内有无热水供应。如果有热水则系统正常工作，否则点亮红色LED灯，蜂鸣器开始报警，以告知用户此时热水短缺。与此同时冷水阀门5关闭，以防缓存箱内的水温降低。此时用户仍