一種全自動電飯鍋遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)的設(shè)計方案

系統(tǒng)上電以后，單片機(jī)啟動GTM900C,查詢SIM 卡狀態(tài)，再控制GTM900C 完成模塊初始化單片機(jī)進(jìn)入睡眠狀態(tài)。

當(dāng)有新短消息到達(dá)時，由GTM900C 模塊向單片機(jī)發(fā)送指令喚醒，單片機(jī)讀取短信內(nèi)容并解碼，I/O口輸出高低電平，控制繼電器動作，完成對電飯鍋的控制，處理完畢后用指令將短信從SIM卡中刪除，然后重復(fù)上述過程。2.4 狀態(tài)檢測與控制模塊設(shè)計

本模塊主要包括狀態(tài)檢測電路和智能控制電路，狀態(tài)檢測電路主要是采集電飯鍋的故障信息與完成狀態(tài)信息，分別有“開始煮飯”,“煮飯結(jié)束”,“出現(xiàn)故障”等，各模塊采集的數(shù)據(jù)通過統(tǒng)一的SPI總線傳輸給單片機(jī)，由單片機(jī)根據(jù)各狀態(tài)數(shù)據(jù)編碼后經(jīng)GPRS 網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至手機(jī)中。智能控制模塊包括機(jī)械控制和煮飯控制兩部分。機(jī)械控制主要通過單片機(jī)的I/O口輸出高低電平控制繼電器來實現(xiàn)，系統(tǒng)選用HF32FA/005-HS型繼電器，單片機(jī)與固態(tài)繼電器的接口如圖5所示，圖中驅(qū)動電路是為了提高單片機(jī)驅(qū)動能力和抗干擾能力。

煮飯控制主要是實現(xiàn)電飯鍋的煮飯方式的選擇，包括“精煮”,“快煮”,“稀飯”,“蒸煮”,“粥”等方式，本系統(tǒng)以“美的FD302”智能電飯鍋的控制電路和加熱電路為基礎(chǔ)，外加繼電器實現(xiàn)煮飯方式的選擇，單片機(jī)由相應(yīng)的I/O口輸出高低電平控制相應(yīng)繼電器接通，短時間后，繼電器斷開，以實現(xiàn)電飯鍋煮飯方式選擇的全自動按鍵功能。

3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計

軟件設(shè)計主要任務(wù)是編寫應(yīng)用程序，本系統(tǒng)的應(yīng)用程序重點是單片機(jī)的程序，其實現(xiàn)的主要功能包括以下幾方面：

(1)對GSM模塊的初始化;

(2)智能控制;

(3)數(shù)據(jù)通信。

GSM 模塊是系統(tǒng)中最關(guān)鍵的部件之一，因此對它的初始化操作必須十分仔細(xì)[6].單片機(jī)通過串口向GTM900C 模塊寫入相應(yīng)的AT 設(shè)置命令，進(jìn)行初始化，使模塊成功粘附在GPRS網(wǎng)絡(luò)上，獲得網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行商分配的動態(tài)IP 地址，與目的終端建立連接。GTM900C 的初始化主要包括如下指令：

(1)ATE,關(guān)閉回顯;

(2)AT+CPIN,檢查SIM是否正常;

(3)AT +CGREG設(shè)置模塊注冊提示;

(4)AT +CREG測試聯(lián)網(wǎng)情況等。除此之外程序還包括CPU的初始化、來短信檢測、外部電源掉電檢測等，軟件系統(tǒng)在初始化CPU時加入了看門狗程序[7],能夠在系統(tǒng)出現(xiàn)問題時自動復(fù)位。圖6是主程序的流程圖。

4 系統(tǒng)測試

全自動電飯鍋遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計完成后，需要對系統(tǒng)進(jìn)行測試，以驗證設(shè)計方案的有效性。系統(tǒng)上電后，GPRS網(wǎng)絡(luò)指示燈突然熄滅，模塊自動關(guān)機(jī)，后在供電電壓輸出端接電容去紋波后，模塊正常工作。用Socket Tool 軟件對無線模塊進(jìn)行調(diào)試，GPRS 能順利接通并返回正確的數(shù)據(jù)。選用酷派8050手機(jī)編輯設(shè)置米量和煮飯方式的信息“300 g,快煮”并發(fā)送。單片機(jī)收到指令后，完成取米、淘米、放米、加水及煮飯的全部流程，并把煮飯狀態(tài)反饋給手機(jī)。經(jīng)過4次測試，煮飯煮完成后，手機(jī)分別在7 s,9 s,11 s,10 s內(nèi)收到反饋信息，能基本滿足要求。系統(tǒng)對米量和水量的計量是根據(jù)所選擇的煮飯方式并通過單片機(jī)對電磁鐵和電磁閥定時控制實現(xiàn)的，測試過程中設(shè)置米量300~500 g,間隔50 g,“快煮”方式，水量設(shè)定為米量的1.8倍，即米量為300 g時，水量為540 mL,依此類推，米量和水量各測試3次，測試值和設(shè)定值如表1所示。

從表1可看出，米量、水量的設(shè)定值與測試值比較接近，說明利用定時控制進(jìn)行計量基本準(zhǔn)確。通過對電飯鍋遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的多次實驗，系統(tǒng)均能按要求完成所有動作，而且米量、水量的計量也是較為準(zhǔn)確的，說明該系統(tǒng)遠(yuǎn)程通信良好，電飯鍋工作穩(wěn)定，計量準(zhǔn)確。

從實驗結(jié)果來看，本文設(shè)計的全自動電飯鍋遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的方案是可行的。米量和水量的計量采用單片機(jī)定時控制替代了復(fù)雜的流量控制裝置，使得操作更簡單，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時也使得系統(tǒng)成本更低。

5 結(jié)語