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智能酒柜控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)
對(duì)于酒柜的控制方法一直是針對(duì)酒柜本身，對(duì)酒柜性能的可控范圍和控制精度的研究，而很少對(duì)酒柜控制距離、控制操作便捷性做出更多的嘗試。本文介紹了一種遠(yuǎn)程控制酒柜，實(shí)現(xiàn)了酒柜異地控制，本質(zhì)上是結(jié)合酒柜電控設(shè)計(jì)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。
一、遠(yuǎn)程控制技術(shù)簡(jiǎn)介
隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用的普及，遠(yuǎn)程控制的主要數(shù)據(jù)傳輸可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咚傩砸约盁o(wú)線傳輸技術(shù)的應(yīng)用共同構(gòu)成數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕脚_(tái)。
遠(yuǎn)程控制技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)由本地的一臺(tái)電腦來(lái)控制異地的另一臺(tái)電腦，兩臺(tái)電腦均接入Internet，可以在本地電腦上調(diào)出異地電腦的桌面，對(duì)異地電腦進(jìn)行文件搜索查詢、安裝程序、修改等操作，這是一個(gè)比較簡(jiǎn)單的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。硬件主要包括控制終端(或稱客戶端，指本地計(jì)算機(jī))和受控端(異地計(jì)算機(jī))，具備這些便可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。
WiFi無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)是本文實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的關(guān)鍵技術(shù)，將酒柜主控板采集的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)上傳到互聯(lián)網(wǎng)，控制終端通過(guò)網(wǎng)絡(luò)獲取酒柜信息，通過(guò)安裝上位機(jī)軟件來(lái)顯示并執(zhí)行控制命令。
WiFi技術(shù)是可以將個(gè)人電腦、手持設(shè)備(如PDA、手機(jī))等終端以無(wú)線方式相互連接的技術(shù)，通常應(yīng)用于無(wú)線路由器，在無(wú)線路由器電波覆蓋范圍內(nèi)就可以采用WiFi連接方式聯(lián)網(wǎng)。WiFi技術(shù)可以為用戶提供一個(gè)無(wú)線的互聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)接口，是在家里、辦公室或在旅途中上網(wǎng)的快速、便捷的途徑。
二、遠(yuǎn)程控制酒柜的硬件設(shè)計(jì)
首先，酒柜本身的電控模塊主要包括主控板、顯示板、WiFi網(wǎng)絡(luò)模塊。主控板是控制酒柜運(yùn)行的主要部件，可根據(jù)采集的溫度數(shù)據(jù)直接下達(dá)控制指令控制制冷模塊工作，將溫度信息傳送至顯示板，同時(shí)可將數(shù)據(jù)同步發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程取數(shù)。酒柜遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)需要網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)———遠(yuǎn)程控制服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)，以及最終的客戶端———控制終端(見(jiàn)圖1)。
主控板是控制酒柜運(yùn)行最直接的部件，以酒柜溫度控制為例，溫度傳感器置于酒柜內(nèi)設(shè)定的感溫點(diǎn)上，當(dāng)酒柜溫度過(guò)高，超出程序設(shè)定的溫度范圍時(shí)，主控板會(huì)自動(dòng)下達(dá)控制指令給制冷模塊，通過(guò)調(diào)節(jié)壓機(jī)開(kāi)停或風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)等來(lái)調(diào)整酒柜箱內(nèi)的溫度;主控板不僅具有控制功能，還具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和傳輸功能，將溫度傳感器和其它電器部件(通常包括加熱絲、照明燈、壓機(jī)、風(fēng)機(jī)等)的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)反饋給顯示板和WiFi網(wǎng)絡(luò)模塊。
顯示板是位于酒柜箱體上便于觀察和操作的部件，顯示板與WiFi網(wǎng)絡(luò)模塊連接，同時(shí)與主控板連接，它可以通過(guò)按鍵操作獨(dú)立地向主控板下達(dá)控制指令，直觀地顯示酒柜的工作狀態(tài)。同時(shí)，可以傳輸來(lái)自WiFi網(wǎng)絡(luò)模塊的控制指令以及將電器部件的狀態(tài)信息傳輸?shù)絎iFi網(wǎng)絡(luò)模塊。
網(wǎng)絡(luò)模塊是酒柜實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的重要模塊，主要功能是對(duì)數(shù)據(jù)傳輸方式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，也是數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接的接口。此模塊可以將數(shù)據(jù)有線傳輸?shù)姆绞睫D(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)線信號(hào)并連接到網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸和存儲(chǔ)，也可以將控制終端通過(guò)網(wǎng)絡(luò)下達(dá)的控制指令無(wú)線接收。網(wǎng)絡(luò)模塊在酒柜內(nèi)部直接與顯示板連接，獲取酒柜的信息。網(wǎng)絡(luò)模塊可采用Wi－Fi技術(shù)將數(shù)據(jù)近距離發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)熱點(diǎn)上，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳到互聯(lián)網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)模塊可以集成在酒柜控制器中，也可以通過(guò)有線方式與酒柜控制器進(jìn)行連接?？梢允褂肬ART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter———通用異步接收/發(fā)送裝置)總線、SPI(Serial Peripheral Interface———串行外設(shè)接口)總線、I2C(Inter IntegratedCircuit—內(nèi)部集成電路)總線等方式進(jìn)行通訊。網(wǎng)絡(luò)模塊接入網(wǎng)絡(luò)的方式可以采用無(wú)線或者有線方式。無(wú)線方式如WiFi、藍(lán)牙、zigbee、紅外、GPRS、3G等，有線方式如光纖、雙絞線等。
遠(yuǎn)程控制服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)接收酒柜網(wǎng)絡(luò)模塊上傳的數(shù)據(jù)，并由數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行存儲(chǔ)，當(dāng)控制終端登陸軟件窗口時(shí)，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂平K端;同樣，當(dāng)控制終端下達(dá)控制指令時(shí)，接收控制指令下傳到酒柜網(wǎng)絡(luò)模塊;酒柜遠(yuǎn)程控制服務(wù)器負(fù)責(zé)對(duì)所有接入網(wǎng)絡(luò)的酒柜進(jìn)行分類管理，包含用戶管理、設(shè)備管理、信息的處理和轉(zhuǎn)發(fā)、數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)。
控制終端是酒柜遠(yuǎn)程控制的最頂層控制設(shè)備，在控制終端上安裝控制軟件，進(jìn)入操作界面可實(shí)時(shí)瀏覽酒柜的運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)酒柜下達(dá)控制指令控制酒柜運(yùn)行?？刂平K端可以是手機(jī)、計(jì)算機(jī)、平板電腦、帶信息顯示功能的電視智能終端設(shè)備等。
三、遠(yuǎn)程控制酒柜的軟件設(shè)計(jì)
遠(yuǎn)程控制酒柜的軟件設(shè)計(jì)主要通過(guò)控制終端的上位機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)。在遠(yuǎn)程控制終端上安裝有上位機(jī)軟件，用戶登陸后可搜索對(duì)應(yīng)的酒柜(此軟件設(shè)計(jì)上可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多臺(tái)酒柜的同時(shí)控制)，軟件判定是否進(jìn)入配置模式，進(jìn)入配置模式后通過(guò)操作界面進(jìn)行配置操作，配置操作可以定義為用戶下達(dá)的控制指令，控制指令通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)上傳到遠(yuǎn)程控制服務(wù)器，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)最終由酒柜WiFi無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊接收。
網(wǎng)絡(luò)模塊在上電后便進(jìn)入AP模式，AP模式連接成功說(shuō)明無(wú)線訪問(wèn)點(diǎn)成功連接到網(wǎng)絡(luò)，此時(shí)，網(wǎng)絡(luò)模塊可等待主控板的查詢命令，并即時(shí)反饋網(wǎng)絡(luò)模塊當(dāng)前狀態(tài)給主控板;同時(shí)，可以直接將主控板的數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)上。當(dāng)然，網(wǎng)絡(luò)模塊一旦接收到控制終端傳達(dá)的控制指令，便立即進(jìn)入配置模式接收配置指令，隨后發(fā)送應(yīng)答幀給主控板。
主控板上電后周期性地對(duì)WiFi網(wǎng)絡(luò)模塊的狀態(tài)進(jìn)行查詢，同時(shí)實(shí)時(shí)地將酒柜運(yùn)行狀態(tài)信息反饋給網(wǎng)絡(luò)模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳。當(dāng)主控板接收到網(wǎng)絡(luò)模塊發(fā)送的應(yīng)答幀后，立即進(jìn)行信號(hào)處理。例如，控制終端進(jìn)行了溫度設(shè)定操作，主控板響應(yīng)的操作就是控制酒柜制冷系統(tǒng)進(jìn)行溫度的調(diào)整(見(jiàn)圖2)。
總結(jié)
本文設(shè)計(jì)的物聯(lián)網(wǎng)酒柜，介紹了硬件搭建和軟件實(shí)現(xiàn)方法，主要通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊將數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)傳輸，功能上不僅可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，同時(shí)可以進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)操作。遠(yuǎn)程控制通過(guò)上位機(jī)軟件可以實(shí)現(xiàn)對(duì)單臺(tái)或多臺(tái)酒柜的實(shí)時(shí)監(jiān)控，物聯(lián)網(wǎng)功能主要是根據(jù)遠(yuǎn)程控制服務(wù)器可聯(lián)網(wǎng)共享數(shù)據(jù)、參與社區(qū)評(píng)論互動(dòng)等。
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