智能飲水機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種智能飲水機(jī)，尤其是基于智能手機(jī)客戶(hù)端通過(guò)socket可遠(yuǎn)程監(jiān)控的智能飲水機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，隨著物聯(lián)網(wǎng)、智能家居等技術(shù)的興起，對(duì)傳統(tǒng)家電設(shè)備的智能化改造也如火如荼地進(jìn)行著。其中飲水機(jī)作為最常用的家電設(shè)備之一，國(guó)內(nèi)外研宄者、工程師設(shè)計(jì)了各種針對(duì)傳統(tǒng)飲水機(jī)的智能化、數(shù)字化改造方案，如利用紅外開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)的自動(dòng)出水型飲水機(jī)、利用溫度傳感器檢測(cè)溫度自動(dòng)切斷電源的節(jié)能型飲水機(jī)、利用煙霧檢測(cè)和人員活動(dòng)監(jiān)測(cè)傳感器設(shè)計(jì)的安防型飲水機(jī)等，這些方案通過(guò)結(jié)合信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)飲水機(jī)進(jìn)行數(shù)字化改造，有效地彌補(bǔ)了傳統(tǒng)飲水機(jī)在交互、節(jié)能、安全等方面的不足。
[0003]這里所述的傳統(tǒng)飲水機(jī)指?jìng)鹘y(tǒng)家用臺(tái)式或柜式飲水機(jī)，該類(lèi)飲水機(jī)一般是將桶裝純凈水(或礦泉水)升溫或降溫并方便人們飲用的裝置。顯然，傳統(tǒng)飲水機(jī)是不支持遠(yuǎn)程監(jiān)控功能的，用戶(hù)必須在接近飲水機(jī)的時(shí)候才能獲得飲水機(jī)的一些信息及進(jìn)行相關(guān)操作控制。為此，國(guó)內(nèi)外研宄者和工程師在提高傳統(tǒng)飲水機(jī)的交互、安全、節(jié)能等方面都做出了重點(diǎn)研宄，如林奇盛等(南昌航空大學(xué)，2012)研宄基于單片機(jī)的飲水機(jī)溫控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要利用軟件編程實(shí)現(xiàn)飲水機(jī)的智能溫控，來(lái)解決傳統(tǒng)飲水機(jī)的“千滾水”問(wèn)題，此外還能夠?qū)Ρ販囟?、保溫時(shí)間和預(yù)加熱時(shí)間自由設(shè)定，使得飲水機(jī)使用起來(lái)更加方便；楊曉成等(西南科技大學(xué)信息學(xué)院嵌入式實(shí)驗(yàn)室，2013)研宄基超低功耗單片機(jī)的智能飲水機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，通過(guò)綜合紅外線遙控、超聲波檢測(cè)、重力傳感器、語(yǔ)音識(shí)別、IXD顯示、GSM等模塊，實(shí)現(xiàn)了飲水機(jī)的遠(yuǎn)近距離的智能化控制；韓媛媛等(河北電力自動(dòng)化研宄所，2009)研宄基于PIC16F505單片機(jī)的智能飲水機(jī)設(shè)計(jì)，主要利用紅外線感應(yīng)原理檢測(cè)房間內(nèi)是否有人，來(lái)調(diào)整飲水機(jī)的加熱和保溫模式，從而避免了“千滾水”，節(jié)約了電能；郭毅飛等(鄭州城市職業(yè)學(xué)院，2012)研宄基于AT89C51單片機(jī)的智能飲水機(jī)的控制系統(tǒng)，利用單片機(jī)作為核心部件，實(shí)現(xiàn)了智能化控制飲水機(jī)通斷電、顯示、定時(shí)的功用；段清明等(吉林大學(xué)儀器科學(xué)與電氣工程學(xué)院，2014)研宄基于單片機(jī)的可控溫智能多功能安全飲水機(jī)的設(shè)計(jì)，通過(guò)加入溫度檢測(cè)、水位檢測(cè)、溫度設(shè)定和模式設(shè)定、液晶顯示等電路，設(shè)計(jì)了智能化和標(biāo)準(zhǔn)化的飲水機(jī)電子控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，從而顯著提升了其整體性能；吳慧峰等(桂林航天工業(yè)高等專(zhuān)科學(xué)校電子工程系，2012)研宄智能型家用飲水機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，通過(guò)引入單片機(jī)控制系統(tǒng)，加入溫度和水位的測(cè)量，實(shí)現(xiàn)對(duì)飲水機(jī)性能的升級(jí)；尹勛等(寧波大紅鷹學(xué)院，2012)研宄智能飲水機(jī)的設(shè)計(jì)，通過(guò)采用AT89S52和DS12C887實(shí)現(xiàn)飲水機(jī)的溫度和時(shí)間的數(shù)顯和報(bào)警功能；宋娟等(青島黃海學(xué)院，2014)研宄飲水機(jī)的遠(yuǎn)程無(wú)線控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要通過(guò)安裝在遠(yuǎn)端電腦上的Web客戶(hù)端實(shí)現(xiàn)向家庭中的ARM控制主機(jī)發(fā)送命令，ARM控制主機(jī)再通過(guò)紅外線實(shí)現(xiàn)和飲水機(jī)的信息交互，最終實(shí)現(xiàn)飲水機(jī)的遠(yuǎn)程控制；鄒志勇等(四川農(nóng)業(yè)大學(xué)，2013)研宄基于ZigBee和GPRS飲水機(jī)自動(dòng)叫水智能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，通過(guò)水位檢測(cè)和自發(fā)短信來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)叫水的智能化功效；趙龍等(上海理工大學(xué)，2012)研宄基于單片機(jī)的數(shù)字式智能飲水機(jī)的設(shè)計(jì)，主要在測(cè)溫、數(shù)顯和斷電報(bào)警方面進(jìn)行了改進(jìn)；田昊等(山東大學(xué)電氣工程學(xué)院，2010)研宄基于Atmegal6L的智能溫控飲水機(jī)的設(shè)計(jì)，主要在測(cè)溫、數(shù)顯、紅外水閥控制方面進(jìn)行了優(yōu)化。
[0004]上述對(duì)傳統(tǒng)飲水機(jī)智能化改造方案雖然有助于改進(jìn)其在人機(jī)交互、安全和節(jié)能等方面的不足，但是仍存在成本較高、人機(jī)交互功能單一、功能模塊冗余等弊端，如僅僅利用微控制器、傳感器、顯示和報(bào)警模塊實(shí)現(xiàn)的只是近距離交互的效果，此外，采用低性能的單片機(jī)所驅(qū)動(dòng)的顯示模塊也很難有豐富的人機(jī)交互界面，而采用ARM作為Web主機(jī)的策略雖然實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)控，但是顯然存在價(jià)格相對(duì)較高、設(shè)計(jì)推廣和部署相對(duì)較復(fù)雜、必須依賴(lài)具有Web客戶(hù)端程序等弊端。出現(xiàn)上述問(wèn)題的原因正是當(dāng)前具有遠(yuǎn)程監(jiān)控的智能飲水機(jī)未能大量普及應(yīng)用的本質(zhì)因素。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有可遠(yuǎn)程監(jiān)控的智能飲水機(jī)中交互效果差、部署安裝復(fù)雜、硬件成本高、監(jiān)控端移動(dòng)性差等缺陷，本發(fā)明提供一種新型配備監(jiān)控客戶(hù)端的智能飲水機(jī)。該飲水機(jī)一方面可借助家庭WiFI網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程通信來(lái)降低硬件成本，另一方面可借助智能手機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)化顯示水溫變化、圖形化遠(yuǎn)程控制燒水、定時(shí)開(kāi)關(guān)機(jī)、自動(dòng)叫水、歷史數(shù)據(jù)保存分析、健康飲水提醒等良好的人機(jī)交互效果。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0007]智能飲水機(jī)，其特征在于:包括中央處理模塊、對(duì)飲水機(jī)內(nèi)膽內(nèi)所裝水進(jìn)行加熱的加熱器、與加熱器串接且由中央處理模塊進(jìn)行控制的繼電器模塊、對(duì)飲水機(jī)內(nèi)膽內(nèi)所裝水的水溫進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的熱敏電阻模塊、通過(guò)wifi模塊與中央處理模塊進(jìn)行雙向通信的智能終端設(shè)備以及分別與中央處理模塊相接的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、計(jì)時(shí)電路、加熱器啟動(dòng)控制模塊和電源模塊；所述的wifi模塊、繼電器模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊、電源模塊均與中央處理模塊相接;
[0008]所述的中央處理模塊通過(guò)IIC總線和AD轉(zhuǎn)換模塊相連，所述的AD轉(zhuǎn)換模塊通過(guò)數(shù)據(jù)通路連接熱敏電阻模塊，所述的AD轉(zhuǎn)換模塊將熱敏電阻模塊采集的信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并將數(shù)字信號(hào)傳輸給中央處理模塊，中央處理模塊通過(guò)串口通信和wifi模塊通信連接并將數(shù)據(jù)發(fā)送給智能終端設(shè)備；
[0009]所述的中央處理模塊的輸出端通過(guò)數(shù)據(jù)通路串聯(lián)繼電器模塊并且和加熱器形成加熱控制電路回路，中央處理模塊通過(guò)數(shù)據(jù)通路設(shè)置高低電平控制繼電器模塊的開(kāi)關(guān)；所述的中央處理模塊的信號(hào)接收端連接wifi模塊，用戶(hù)通過(guò)使用智能終端設(shè)備向所述wifi模塊發(fā)送智能控制信息，Wifi模塊將接收到的智能控制信息再向所述的中央處理模塊傳輸。
[0010]所述的智能控制信息包括對(duì)所述飲水機(jī)內(nèi)膽內(nèi)所裝水進(jìn)行加熱或不加熱的指令信息，當(dāng)用戶(hù)在智能終端設(shè)備中點(diǎn)擊加熱按鈕時(shí)，智能終端設(shè)備向中央處理模塊發(fā)送燒水命令，中央處理模塊接收到加熱命令后控制繼電器模塊的開(kāi)關(guān)打開(kāi)加熱器進(jìn)行燒水；當(dāng)用戶(hù)在智能終端設(shè)備中點(diǎn)擊關(guān)閉按鈕時(shí)即控制飲水機(jī)加熱停止。
[0011]所述的智能控制信息包括獲取飲水機(jī)內(nèi)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的指令信息，當(dāng)用戶(hù)在智能終端設(shè)備中點(diǎn)擊更新飲水機(jī)內(nèi)實(shí)時(shí)狀態(tài)按鈕時(shí)，智能終端設(shè)備向中央處理模塊發(fā)出獲取飲水機(jī)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的請(qǐng)求，當(dāng)中央處理模塊收到請(qǐng)求時(shí)會(huì)將當(dāng)前飲水機(jī)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)封裝成幀然后發(fā)送給智能終端設(shè)備。
[0012]所述的智能終端設(shè)備是具有基于安卓客戶(hù)端的可視化監(jiān)控應(yīng)用軟件部分的智能手機(jī)，所述的可視化監(jiān)控應(yīng)用軟件部分具有基于socket通信、SurfaceView視圖繪制飲水機(jī)水溫動(dòng)態(tài)效果的應(yīng)用軟件，通過(guò)按動(dòng)應(yīng)用軟件上面的開(kāi)關(guān)按鈕實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制飲水機(jī)燒水的開(kāi)關(guān)。
[0013]所述的中央處理模塊是STC89C52單片機(jī)。
[0014]所述的電源模塊是220V交流電轉(zhuǎn)5V直流穩(wěn)壓模塊。
[0015]所述的繼電器模塊包括ULN2003芯片和5V控220V交流繼電器。中央處理模塊通過(guò)保持高低電壓控制ULN2003芯片就能實(shí)現(xiàn)繼電器的開(kāi)關(guān)選擇，從而實(shí)現(xiàn)低壓控制高壓的作用。
[0016]所述的熱敏電阻模塊包括PCF8591模擬信號(hào)轉(zhuǎn)數(shù)字信號(hào)模塊和NTC熱敏電阻器。所述的NTC熱敏電阻器的電阻會(huì)隨著溫度的升高而減小，采用串聯(lián)10千歐的電阻加載5V的直流電壓，再將其分壓通過(guò)PCF8591模塊轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)傳給中央處理模塊完成溫度采集。
[0017]所述的wifi模塊是普通的工作電壓為5V的wifi轉(zhuǎn)串口模塊，中央處理模塊通過(guò)串口通信的兩個(gè)引腳采用串口通信協(xié)議就能實(shí)現(xiàn)和wifi模塊的通信，從而可以實(shí)現(xiàn)硬件部分接入互聯(lián)網(wǎng)的功能。
[0018]智能飲水機(jī)一旦通電便處于等待客戶(hù)端命令的狀態(tài)，當(dāng)客戶(hù)端發(fā)送獲取飲水機(jī)實(shí)時(shí)狀態(tài)的命令被飲水機(jī)的硬件部分接收到時(shí)，硬件部分會(huì)采集飲水機(jī)的狀態(tài)信息然后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給客戶(hù)端，當(dāng)客戶(hù)端接收到硬件部分的回應(yīng)時(shí)，會(huì)解析信息然后采用動(dòng)畫(huà)動(dòng)態(tài)的方式展示飲水機(jī)狀態(tài)。當(dāng)客戶(hù)端發(fā)送的是開(kāi)關(guān)燒水命令被硬件部分接收到時(shí)，硬件部分會(huì)通過(guò)控制繼電器來(lái)控制飲水機(jī)是否加熱。
[0019]本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在:
[0020]1、用戶(hù)可通過(guò)安裝在智能手機(jī)上的客戶(hù)端對(duì)所述的智能飲水機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)測(cè)、歷史數(shù)據(jù)保存，并把信息可視化展示出來(lái)，同時(shí)也可以遠(yuǎn)程控制所述智能飲水機(jī)進(jìn)行燒水的開(kāi)與關(guān)、定時(shí)開(kāi)關(guān)機(jī)、健康飲水提醒等。
[0021]2、充分利用家庭的無(wú)線wifi網(wǎng)絡(luò)，采用廉價(jià)的通信機(jī)制，實(shí)現(xiàn)飲水機(jī)的遠(yuǎn)程