二、项目设计中包含的创新思想
我们的项目立意基于对物联网技术探索。
物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体,让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络;在本项目中,饮水机通过GSM装置连入2G移动网络,实现电器设备运行状况时时通信,以及运行状态远程控制。
三、项目设计中低功耗与环保理念的体现
传统家用饮水机使用过程中主要有两个问题,一是会造成极大的能源浪费,饮水机是家庭的“耗电大户”,以制造1升热水为例,在不关机的状态下,功率为0.5千瓦的传统家用饮水机日均要耗电1.8度。因为其“烧烧停停”的工作原理,造成了90%以上的能源浪费,十分不环保;二是部分热水会被反复加热形成“千滚水”,令水中的矿物质、微量元素形成不可溶微粒,对我们的健康是极大的影响。饮水机的温水反复加热,形成所谓的“千滚水”,令水中的微量元素、矿物质积累形成不可溶微粒,这对我们的健康有着极大的影响。本项目对饮水机的加热和保温方式进行了改进,并对饮水机热水胆结构进行了改造,防止“千滚水”的形成,符合现代人的健康生活理念。
在三网融合及物联网技术应用的推动下,家电也步入了智能化时代,可以远程监控的家电将是未来家庭的重要组成部分,也是信息系统的重要环节。但目前市场上的智能化家电多集中在空调、洗衣机等较为大型、大投入的设备上,小家电智能化具有很大的市场缺口,因此智能化的饮水机将是对智能化家电的很好的探索形式,具有极大的市场潜力。
AVR微控制器具有AD转换快、中断响应快、功耗低等特点,这便于我们实现对温度的高精度监测,对控制命令的即时响应,节能等功能。
我们主要使用了AVR MCU的I/O端口,串口,按键,定时器,计时器,AD转换等部分。
系统软件架构:
六、项目设计中遇到的困难以及运用创新思维解决问题的方法
1.我们在设计之初想要找到合适的水位传感器,通过查阅资料,我们发现水位传感器比较大,很难应用于我们的系统,而且水位传感器可能会对水质进行影响。我们放弃了之前的想法,我们想到用压力传感器来解决这个问题。我们通过压力传感器的值来反馈热水胆中的水位。
2.我们的系统刚完成时候并没有加入加热档位的设置。后来,我们在讨论的时候,想到有些时候我们会需要特定温度的热水,例如泡茶需要80°左右的温度,于是我们有了设置加热档位的想法,即调整到某档位之后,热水会加热到特定温度,然后进入保温模式。
3.对于远程控制功能的实现,我们想到了用蓝牙、无线通信等多种方式,但是它们都有距离短、调试不方便等不足,我们最终采用了GSM模块,将饮水机控制系统和手机绑定,通过手机短信来控制,这样有效地增加了系统的实用性。
七、项目设计的最终效果
我们的作品实现了一下功能:1.更好的人际界面,
我们的作品可以显示饮水机热水胆的水温和用户设定的保温温度,保温温度可以手动调节。
2.多种加热保温模式
我们为饮水机设置了三种加热模式,三种加热模式对应了加热档A/B/C档,A档位常规加热,热水会被少开,然后进入保温模式;B档热水会被加热到80°,然后进入保温模式,这个温度使用于泡茶等;C档热水会被加热到50°,然后进入保温模式,这个温度适合直接引用。
3.全新的热水续水模式,杜绝“千滚水”
我们的饮水机在水桶和热水胆之间加入了电磁阀,电磁阀的开关由AVR控制的继电器控制。热水机热水胆下方装有压力传感器,通过压力传感器的数值来判定水位变化。在接开水时,热水胆中不会在有新水注入,直至全部热水放出后,再注入热水加热,从而防止水被反复烧开形成“千滚水”。
4.绑定手机,智能遥控
我们的饮水机通过GSM模块实现了手机与微控制器的通信。我们可以通过绑定的手机控制饮水机的开关和加热模式的选择;饮水机加热保温达到一定时间后,会向绑定的手机发送短信通知,询问饮水机是否需要继续工作,用户可以通过短信形式向饮水机发送控制命令,实现饮水机模式设定、温度设定以及通断电等操作。
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