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一种全自动电饭锅远程智能控制系统的设计方案

作者:时间:2014-01-08来源:网络收藏

随着物联网和软件技术的快速发展,轻松便捷的煮饭方式越来越受人们青睐,智能、环保、节能型高端电饭锅将会成为未来备受瞩目的商品,特别是可远程控制的全自动智能电饭锅将会成为未来发展的方向。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/227080.htm

目前国内外对智能家居的技术研究较多,多数是用无线数据传输技术实现,但系统设计成本高。而对电饭锅的全自动化技术研究则少之有少,没有引起人们的重视。本文改造了传统的电饭锅,设计了可全自动化控制的电饭锅,并采用GPRS模块,普通手机等简单、廉价的设备开发出了一款可靠性较好的远程电饭锅控制系统,能使电饭锅及时、适量、准确的为人们做饭。

1 系统的硬件构成及原理

系统总体框图如图1所示,设计采用的是模块化的设计思想,有利于系统的组装和调试,缩短开发周期。

一种全自动电饭锅远程智能控制系统的设计方案

由于电饭锅信息传输的数据量少,时效性要求不是很高,因此系统主要采用基于GSM网络提供的短信业务。

它的原理如下:手机通过GPRS网络发送控制短信到GSM 模块中,单片机通过读GSM 模块取得控制命令字并解析得到明确的命令信息,控制继电器动作,完成对电饭锅的控制并以短消息的形式将命令执行情况通过GSM模块反馈到用户的手机上。

2 系统的各硬件实现

本系统主要由电路系统组成。在传统电饭锅的基础上添加机械装置改造而成,电路系统则由电源模块、GSM模块、单片机模块、状态检测和控制模块四个主要部分组成。

2.1 的设计

传统的电饭锅无论是保温自动式、定时保温式、还是新型的微电脑控制式,在实时方面已得到长足的发展,但仍然存在明显的缺陷与不足,如定时时间过长会影响饭的口感等,有效地解决目前电饭锅存在的各种缺陷,是创新与发展的方向。其中电饭锅的全自动化和远程是未来电饭锅技术发展的一个方向,要实现电饭锅全自动控制,全自动电饭锅是前提,本文结合全自动洗衣机的设计思想,在传统电饭锅的基础上,通过增加适当的机械装置,设计出来的全自动电饭锅如图2所示。

一种全自动电饭锅远程智能控制系统的设计方案

设计包括储米、取米、淘米、放米以及加水装置。顶端漏斗为储米装置,直径25 cm,高12 cm,可一次性存放约5 kg大米。取米装置由储米漏斗底端的电磁铁实现,电磁铁选用直流电磁铁HCNE1-1039,由于卡槽采用倾斜设计,减小了米粒的摩擦阻力。淘米装置由洗米电机和淘米漏斗构成,其中洗米电机选用TN-40.180/HC685G100618.

放米装置由电磁铁和档杆构成,电磁铁同样选用HCNE1-1039,档杆由可逆电机控制,可以升降,采用行程开关限位,实现电饭锅锅盖的开闭。加水装置由电磁阀和进水管构成,电磁阀选用2W160-15.总的机械动作有储米、取米、淘米、放米以及加水等,单片机接收到控制命令后通过I/O输出高低电平控制继电器来实现。

2.2 智能控制电路系统的设计

2.2.1 电源模块设计

GTM900C 在上电启动,登陆GPRS 网络,发送数据等过程中,通常有较高的电流消耗[3],最高达2 A,故电源芯片必须满足至少2 A 的最大电流供给。电源电路主要由MIC29302 -BT组成,其芯片产生3.8 V电压,给单片机和GTM900C模块供电,如图3所示,该电路基本能满足条件。另外1脚是使能端,可接到单片机端口使在不进行联网时芯片不工作,降低功耗。

一种全自动电饭锅远程智能控制系统的设计方案

2.2.2 单片机模块设计

系统MCU选用美国德州仪器公司生产的MSP430系列单片机MSP430F149.它是一款低电压(1.8~3.6 V),高性能16位单片机,其中断源多,可以任意嵌套,使用时很灵活。此单片机还具有低功耗空闲和掉电模式,支持软件设置睡眠和唤醒,能满足本系统需求。

2.3 GSM模块设计

出于制作成本和兼容性的考虑,系统采用华为公司的GTM900C芯片,由于单片机的I/O口逻辑电平为3.6 V,与GTM900C的I/O口2.85 V的逻辑电平相差不大,所以无需电平转换就能进行硬件对接。GSM模块和单片机的连接较简单,将两者串口接好,在单片机端将串口参数设置好即可发送相应的AT指令对模块进行操作。GSM模块与单片机的连接情况如图4 所示。通信速率为9 600 Kb/s,采用8位异步通信方式。

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