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        單片機(jī)結(jié)合傳感器結(jié)構(gòu)在家庭生活智能化中的應(yīng)用
        ——以多功能飲水機(jī)為例

        2020-11-27 01:48:00羅謐何元棚董德偉倪建峰
        商品與質(zhì)量 2020年29期
        關(guān)鍵詞:單片機(jī)智能化設(shè)計(jì)

        羅謐 何元棚 董德偉 倪建峰

        重慶化工職業(yè)學(xué)院 重慶 401228

        1 項(xiàng)目理念

        “智能化”是讓各類設(shè)備的功能設(shè)計(jì)得符合人們的愿望和想法,讓機(jī)器可以實(shí)現(xiàn)人們給出的要求。隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)通信應(yīng)用為家居智能化提供了有效的途徑。運(yùn)用單片機(jī)結(jié)合傳感器結(jié)構(gòu)進(jìn)行智能家居設(shè)計(jì),不僅是可行的,也是可用的、有效的、有前景的。本著讓人們的生活更加便捷的思想,也希望技術(shù)能夠快速轉(zhuǎn)產(chǎn),進(jìn)入人們生活創(chuàng)造價(jià)值,可以充分利用單片機(jī)結(jié)合傳感器結(jié)構(gòu)進(jìn)行智能家居設(shè)計(jì)。

        2 項(xiàng)目準(zhǔn)備

        2.1 團(tuán)隊(duì)具備的知識水平

        項(xiàng)目開展需要有強(qiáng)力的團(tuán)隊(duì)作為基礎(chǔ),團(tuán)隊(duì)人員的選擇對于后續(xù)項(xiàng)目是否可以順利完成至關(guān)重要。設(shè)計(jì)制作團(tuán)隊(duì)之間必須有很好的默契,共同參與過其他培訓(xùn)或者學(xué)習(xí)過程,并具備一定的智能化設(shè)備知識基礎(chǔ),如計(jì)算機(jī)語言,互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等。

        團(tuán)隊(duì)每個(gè)人都應(yīng)有鮮明的個(gè)人特點(diǎn)和,來自相關(guān)專業(yè),如自動(dòng)化專業(yè)、計(jì)算機(jī)專業(yè)等。團(tuán)隊(duì)成員應(yīng)具備極強(qiáng)的創(chuàng)新精神,對單片機(jī)和計(jì)算機(jī)語言理論知識扎實(shí),實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富。團(tuán)員在專業(yè)知識、實(shí)踐能力、工作態(tài)度方面各有所長,組成能力全面的可以達(dá)到項(xiàng)目設(shè)計(jì)制作要求的團(tuán)隊(duì)。

        對團(tuán)員進(jìn)行定期培訓(xùn),前期可以進(jìn)行創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理念、知識儲備、項(xiàng)目管理、實(shí)踐操作類培訓(xùn),根據(jù)現(xiàn)有的單片機(jī)結(jié)合傳感器結(jié)構(gòu)的研究資料提升團(tuán)隊(duì)整體理論知識水平,通過開發(fā)過程不斷對團(tuán)隊(duì)不足的能力查缺補(bǔ)漏,努力完善,最終實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的順利完成。

        2.2 調(diào)研準(zhǔn)備

        針對智能家居設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)制作團(tuán)隊(duì)需要對使用人群展開調(diào)研活動(dòng),通過調(diào)研確認(rèn)產(chǎn)品需求,選定項(xiàng)目,展開項(xiàng)目工作。團(tuán)隊(duì)對調(diào)查人群進(jìn)行鎖定,抽調(diào),設(shè)計(jì)問卷,對抽調(diào)人員展開調(diào)研,對完成的問卷進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。通過統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),對項(xiàng)目進(jìn)行前期規(guī)劃,設(shè)定研究方向和研究內(nèi)容。

        3 項(xiàng)目方案

        3.1 技術(shù)路線

        感應(yīng)接水:利用紅外傳感器感應(yīng)原理,當(dāng)紅外傳感器檢測到有水杯靠近時(shí),會給單片機(jī)發(fā)一個(gè)反饋信號。單片機(jī)接收信號后,會通過控制步進(jìn)電機(jī)打開水閥,完成自動(dòng)感應(yīng)接水;當(dāng)檢測到水杯離開接水區(qū)域時(shí),單片機(jī)則控制步進(jìn)電機(jī)關(guān)閉出水口[1]。

        手機(jī)操控:在飲水機(jī)上安裝藍(lán)牙通信模塊,并在手機(jī)上編寫連接藍(lán)牙的APP 程序,通過手機(jī)連接飲水機(jī);需要喝熱水時(shí),可以直接在手機(jī)上啟動(dòng)飲水機(jī)燒水功能。人們在一定距離內(nèi)即可對飲水機(jī)進(jìn)行操作,不需要直接操作設(shè)備。當(dāng)不方便靠近操作時(shí),就可以通過手機(jī)完成設(shè)備操控。

        語音報(bào)警提示:隨著飲水時(shí)間增加,飲水機(jī)里面的水減少,當(dāng)飲水機(jī)快沒水時(shí),我們安裝的超聲波液位傳感器可以檢測到水位并給單片機(jī)發(fā)出一個(gè)報(bào)警信號;單片機(jī)通過語音模塊發(fā)出警告,便于我們及時(shí)換水,防止干燒,延長飲水機(jī)使用時(shí)間[2]。

        3.2 人員分工

        團(tuán)隊(duì)成員根據(jù)項(xiàng)目需要和個(gè)人能力進(jìn)行分工,在設(shè)計(jì)層面,由全組人員共同完成整體設(shè)計(jì),包括理念,應(yīng)用技術(shù),實(shí)踐途徑,實(shí)踐方法等。在執(zhí)行層面,一個(gè)人負(fù)責(zé)寫文檔,一個(gè)人負(fù)責(zé)硬件安裝,還有一個(gè)人負(fù)責(zé)軟件編程。最終檢測層面,由全組人員共同完成對設(shè)備各種智能化功能的檢驗(yàn)測試。

        4 項(xiàng)目特色與創(chuàng)新點(diǎn)

        單片機(jī)結(jié)合傳感器設(shè)計(jì)的家用多功能飲水機(jī)項(xiàng)目,增加了紅外傳感器、超聲波傳感器、溫度傳感器、語音模塊、藍(lán)牙通信等模塊。

        4.1通過紅外線傳感器來控制步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)對接水閥門的控制,當(dāng)杯子放在紅外線區(qū)域內(nèi),會給單片機(jī)發(fā)一個(gè)反饋信號。單片機(jī)接收信號后,會通過控制步進(jìn)電機(jī)打開水閥,完成自動(dòng)感應(yīng)接水。當(dāng)杯子離開紅外感應(yīng)區(qū)域后,紅外傳感器會通過單片機(jī)給步進(jìn)電機(jī)發(fā)一個(gè)信號,步進(jìn)電機(jī)就通過旋轉(zhuǎn)將閥門關(guān)閉[3]。

        4.2 在飲水機(jī)上安裝藍(lán)牙通信模塊,并在手機(jī)上編寫連接藍(lán)牙的APP 程序,通過手機(jī)連接飲水機(jī);需要喝熱水時(shí),可以直接在手機(jī)上啟動(dòng)飲水機(jī)燒水功能。也可以通過藍(lán)牙模塊來實(shí)現(xiàn)對水溫的控制,可以把水的溫度設(shè)置在40 度、60 度、80 度等不同的溫度。

        4.3 語音提示:隨著人們飲水量的增加,飲水機(jī)里面的水量漸漸減少,當(dāng)飲水機(jī)快沒水時(shí),我們安裝的語音模塊就會提示人們水快沒了。當(dāng)開水燒好時(shí),語音模塊會提醒“開水以燒好”的語句。

        4.4 傳感器模塊

        通過傳感器模塊,人們可以清楚獲知飲水機(jī)工作情況,可以更好地控制設(shè)備。讓飲水機(jī)與人的感受和想法彼此聯(lián)結(jié)。

        5 項(xiàng)目結(jié)論

        運(yùn)用單片機(jī)結(jié)合傳感器進(jìn)行多功能飲水機(jī)設(shè)計(jì)制作是可行的。并且制作完成后的飲水機(jī)功能完整,完成順利、便捷、高效,整體能耗較低,可以進(jìn)入家居市場成為人們的生活伴侶。通過本次項(xiàng)目實(shí)踐,設(shè)計(jì)制作團(tuán)隊(duì)充分利用了當(dāng)前技術(shù)優(yōu)勢,發(fā)揮了單片機(jī)結(jié)合傳感器的功能。在后續(xù)的研究過程中,可以充分利用本次研究的成果,讓更多家居用品變得“聰明”,能夠聽懂人的指令,讓人們的生活在智能化家居的支持下更加輕松便捷,也讓單片機(jī)、傳感器、無線傳輸、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等各類技術(shù)的交叉綜合使用更加廣泛,在人們的生產(chǎn)生活中起到更大的作用。

        6 結(jié)語

        單片機(jī)結(jié)合傳感器設(shè)計(jì)制作的多功能飲水機(jī),將信息技術(shù)中的幾種技術(shù)結(jié)合使用,實(shí)現(xiàn)了該款智能家居產(chǎn)品。在正確的理念的引導(dǎo)下,將基本的模塊組合在一起,實(shí)現(xiàn)家居產(chǎn)品的智能化目標(biāo),讓智能化家居的未來發(fā)展方向更加明確,高效便捷,讓普通人也能享受技術(shù)進(jìn)步帶來的生活便利。

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