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        智能飲水機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

        2018-06-04 03:41:52唐奇姜姍沈陽(yáng)工學(xué)院信息與控制學(xué)院
        數(shù)碼世界 2018年5期
        關(guān)鍵詞:單片機(jī)設(shè)計(jì)

        唐奇 姜姍* 沈陽(yáng)工學(xué)院 信息與控制學(xué)院

        相比于傳統(tǒng)的飲水機(jī),由于加入了自動(dòng)檢測(cè)和控制的功能,所以可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水溫的更好的控制和測(cè)量,具有更廣范圍利用可能性。

        1 主控器的選擇

        方案一:采用STC系列的52單片機(jī)。STC89C52的功能十分強(qiáng)大,優(yōu)點(diǎn):價(jià)格實(shí)惠,有許多的源程序資源,技術(shù)成果還是相對(duì)比較成熟的。缺點(diǎn): 微控制器的緩慢操作,使用多傳感器,使一個(gè)長(zhǎng)的操作時(shí)間,在芯片上較少的存儲(chǔ)空間,不能使用數(shù)據(jù)采集的功能。

        方案二:采用MSP430系列的單片機(jī),使用方便,比較好上手。缺點(diǎn)是難度較大,不適合新手,在網(wǎng)上很難找到一些資源。

        根據(jù)此次設(shè)計(jì)的方案與構(gòu)想,結(jié)合實(shí)際情況選擇方案一。

        2 溫度傳感器的選擇

        溫度傳感器是整個(gè)系統(tǒng)的主要部分,要檢測(cè)實(shí)時(shí)溫度,然后傳送到單片機(jī)上處理。這就要求傳感器反應(yīng)時(shí)間短,構(gòu)造簡(jiǎn)單,功耗小。為此查找資料,設(shè)計(jì)了以下方案:

        方案一:采用IRTP300MS,它是一種使用紅外傳感器的測(cè)溫探頭,在生產(chǎn)過程中,工廠已經(jīng)提前校準(zhǔn)好了,所以使用起來較為方便,用途較為廣泛,精度也比較高。這種傳感器不受外在因素的影響,可以在惡劣的環(huán)境中使用。

        方案二:采用DS18B20,它是一種單線直插型的傳感器,這個(gè)傳感器的體積較小, DS18B20對(duì)比其它溫度傳感器有很大的測(cè)量范圍,所以運(yùn)用范圍還 是比較廣泛的。

        3 液位傳感器的選擇

        為了體現(xiàn)智能飲水機(jī),本次設(shè)計(jì)加入了一個(gè)功能,水位檢測(cè),主要是防止飲水機(jī) 在缺水的狀態(tài)下,繼續(xù)加熱,有防干燒的功能。

        GXY-Ⅱ-A型光纖液位傳感器一種光強(qiáng)度調(diào)制型開關(guān)傳感器。用于檢測(cè)使用檢測(cè)的光纖傳輸載波信號(hào)的紅外光源裝置到光纖探頭,經(jīng)由光纖集成到光電變換器的信號(hào)傳輸裝置的設(shè)計(jì),并連接到所述信號(hào)處理電路的電纜感測(cè)頭;能在有限的空間內(nèi),非常靈活和易于使用。它適用于所有類型的清潔低粘度非結(jié)晶液面測(cè)量;特別適合在易燃、易爆或高溫等場(chǎng)合中應(yīng)用。

        4 數(shù)據(jù)傳輸模塊的選擇

        要實(shí)現(xiàn)在手機(jī)上實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控,則必須需要把有一些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)從單片機(jī)發(fā)送到手機(jī)終端,所以在設(shè)計(jì)中要加入一個(gè)無線傳輸模塊。

        方案一:藍(lán)牙(Bluetooth)模塊,這次用的型號(hào)是HC-05,有無線傳輸?shù)墓δ?,能夠?0米的范圍內(nèi)收發(fā)數(shù)據(jù)。使用藍(lán)牙技術(shù)能夠方便的在短距離內(nèi)實(shí)現(xiàn)與手機(jī)、電腦等一 些具有藍(lán)牙模塊的終端實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳送。而且也能夠成功通過這些設(shè)備與因特網(wǎng)Internet之間進(jìn)行通信,讓我們?cè)谑褂酶鞣N設(shè)備的時(shí)候能夠方便的交換數(shù)據(jù),省去了沒有數(shù)據(jù)線,沒有無線網(wǎng)的煩惱。

        方案二:SIM900A技術(shù)。SIM900A模塊集成了很多的技術(shù)功能,模塊很小,采取SMT技術(shù)進(jìn)行封裝,收發(fā)信號(hào)強(qiáng)度很強(qiáng),很少出現(xiàn)無信號(hào)服務(wù)的情況,可以內(nèi)置客戶應(yīng)用程序??蓮V泛用于定位,智能無線通信,遠(yuǎn)程監(jiān)控,智能家居,智能使用報(bào)警和其他突發(fā)方向。

        對(duì)根據(jù)這次設(shè)計(jì)要求和方案,采用的是方案一。

        5 顯示模塊的選擇

        本次設(shè)計(jì)要顯示實(shí)時(shí)溫度值和水位狀態(tài),所以可以選擇一個(gè)顯示屏,用來顯示這次設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)。

        采用LCD12864,它的內(nèi)部設(shè)計(jì)十分獨(dú)特,可以顯示中文字體,它的分辨 率是128×64,包含了國(guó)家一級(jí)、二級(jí)簡(jiǎn)化的中文字符點(diǎn)陣圖。它還包含了兩種不同點(diǎn) ASCII字符:8192個(gè)16*16,128個(gè)16*8。低功率,低電壓,這是第二個(gè)特征。作為與矩陣LCD模塊相比,無論是從硬件設(shè)計(jì)還是軟件設(shè)計(jì)來說都比較簡(jiǎn)潔,并且比同類型的液晶顯示模塊要便宜的多。

        6 系統(tǒng)最終方案的確定

        本系統(tǒng)以STC89C52為主控芯片,利用DS18B20溫度傳感器測(cè)量水溫,浮球式開關(guān)傳感器測(cè)量水位,溫度和水位值可在液晶顯示屏上實(shí)時(shí)顯示。另外可以自由設(shè)置溫度的上下限,當(dāng)溫度低于設(shè)定值,水位高于設(shè)定值,開始加熱;到達(dá)溫度設(shè)定的上限后,或者是水位低于設(shè)定值停止加熱。藍(lán)牙與手機(jī)相連接,可傳送實(shí)時(shí)溫度和水位狀態(tài)給手機(jī),手機(jī)可以控制加熱閥的通斷。

        系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下圖所示:

        圖 1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案圖

        7 小結(jié)

        主要探討了主控制器、溫度模塊、水位檢測(cè)模塊和數(shù)據(jù)傳輸模塊的選擇。此章就是先前的準(zhǔn)備工作,在各個(gè)模塊設(shè)計(jì)的時(shí)候,查找資料,設(shè)計(jì)不同的方案,確定最終的設(shè)計(jì)方案。

        [1]李勛,劉源.單片機(jī)使用教程(第二版)[M]. 北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2006.

        [2]李林功,吳飛青,王兵,丁曉.單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2007.8.

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