智能飲水機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種智能飲水機，尤其是基于智能手機客戶端通過socket可遠程監控的智能飲水機。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著物聯網、智能家居等技術的興起，對傳統家電設備的智能化改造也如火如荼地進行著。其中飲水機作為最常用的家電設備之一，國內外研宄者、工程師設計了各種針對傳統飲水機的智能化、數字化改造方案，如利用紅外開關設計的自動出水型飲水機、利用溫度傳感器檢測溫度自動切斷電源的節能型飲水機、利用煙霧檢測和人員活動監測傳感器設計的安防型飲水機等，這些方案通過結合信息技術和計算機技術對傳統飲水機進行數字化改造，有效地彌補了傳統飲水機在交互、節能、安全等方面的不足。
[0003]這里所述的傳統飲水機指傳統家用臺式或柜式飲水機，該類飲水機一般是將桶裝純凈水(或礦泉水)升溫或降溫并方便人們飲用的裝置。顯然，傳統飲水機是不支持遠程監控功能的，用戶必須在接近飲水機的時候才能獲得飲水機的一些信息及進行相關操作控制。為此，國內外研宄者和工程師在提高傳統飲水機的交互、安全、節能等方面都做出了重點研宄，如林奇盛等(南昌航空大學，2012)研宄基于單片機的飲水機溫控系統的設計，主要利用軟件編程實現飲水機的智能溫控，來解決傳統飲水機的“千滾水”問題，此外還能夠對保溫溫度、保溫時間和預加熱時間自由設定，使得飲水機使用起來更加方便；楊曉成等(西南科技大學信息學院嵌入式實驗室，2013)研宄基超低功耗單片機的智能飲水機系統的設計，通過綜合紅外線遙控、超聲波檢測、重力傳感器、語音識別、IXD顯示、GSM等模塊，實現了飲水機的遠近距離的智能化控制；韓媛媛等(河北電力自動化研宄所，2009)研宄基于PIC16F505單片機的智能飲水機設計，主要利用紅外線感應原理檢測房間內是否有人，來調整飲水機的加熱和保溫模式，從而避免了“千滾水”，節約了電能；郭毅飛等(鄭州城市職業學院，2012)研宄基于AT89C51單片機的智能飲水機的控制系統，利用單片機作為核心部件，實現了智能化控制飲水機通斷電、顯示、定時的功用；段清明等(吉林大學儀器科學與電氣工程學院，2014)研宄基于單片機的可控溫智能多功能安全飲水機的設計，通過加入溫度檢測、水位檢測、溫度設定和模式設定、液晶顯示等電路，設計了智能化和標準化的飲水機電子控制的系統結構，從而顯著提升了其整體性能；吳慧峰等(桂林航天工業高等專科學校電子工程系，2012)研宄智能型家用飲水機系統的設計，通過引入單片機控制系統，加入溫度和水位的測量，實現對飲水機性能的升級；尹勛等(寧波大紅鷹學院，2012)研宄智能飲水機的設計，通過采用AT89S52和DS12C887實現飲水機的溫度和時間的數顯和報警功能；宋娟等(青島黃海學院，2014)研宄飲水機的遠程無線控制系統的設計，主要通過安裝在遠端電腦上的Web客戶端實現向家庭中的ARM控制主機發送命令，ARM控制主機再通過紅外線實現和飲水機的信息交互，最終實現飲水機的遠程控制；鄒志勇等(四川農業大學，2013)研宄基于ZigBee和GPRS飲水機自動叫水智能系統的設計，通過水位檢測和自發短信來實現自動叫水的智能化功效；趙龍等(上海理工大學，2012)研宄基于單片機的數字式智能飲水機的設計，主要在測溫、數顯和斷電報警方面進行了改進；田昊等(山東大學電氣工程學院，2010)研宄基于Atmegal6L的智能溫控飲水機的設計，主要在測溫、數顯、紅外水閥控制方面進行了優化。
[0004]上述對傳統飲水機智能化改造方案雖然有助于改進其在人機交互、安全和節能等方面的不足，但是仍存在成本較高、人機交互功能單一、功能模塊冗余等弊端，如僅僅利用微控制器、傳感器、顯示和報警模塊實現的只是近距離交互的效果，此外，采用低性能的單片機所驅動的顯示模塊也很難有豐富的人機交互界面，而采用ARM作為Web主機的策略雖然實現了遠程監控，但是顯然存在價格相對較高、設計推廣和部署相對較復雜、必須依賴具有Web客戶端程序等弊端。出現上述問題的原因正是當前具有遠程監控的智能飲水機未能大量普及應用的本質因素。
【發明內容】
[0005]為了克服現有可遠程監控的智能飲水機中交互效果差、部署安裝復雜、硬件成本高、監控端移動性差等缺陷，本發明提供一種新型配備監控客戶端的智能飲水機。該飲水機一方面可借助家庭WiFI網絡進行遠程通信來降低硬件成本，另一方面可借助智能手機來實現動態化顯示水溫變化、圖形化遠程控制燒水、定時開關機、自動叫水、歷史數據保存分析、健康飲水提醒等良好的人機交互效果。
[0006]本發明采用的技術方案是:
[0007]智能飲水機，其特征在于:包括中央處理模塊、對飲水機內膽內所裝水進行加熱的加熱器、與加熱器串接且由中央處理模塊進行控制的繼電器模塊、對飲水機內膽內所裝水的水溫進行實時監測的熱敏電阻模塊、通過wifi模塊與中央處理模塊進行雙向通信的智能終端設備以及分別與中央處理模塊相接的數據存儲單元、計時電路、加熱器啟動控制模塊和電源模塊；所述的wifi模塊、繼電器模塊、AD轉換模塊、電源模塊均與中央處理模塊相接;
[0008]所述的中央處理模塊通過IIC總線和AD轉換模塊相連，所述的AD轉換模塊通過數據通路連接熱敏電阻模塊，所述的AD轉換模塊將熱敏電阻模塊采集的信息轉換為數字信號并將數字信號傳輸給中央處理模塊，中央處理模塊通過串口通信和wifi模塊通信連接并將數據發送給智能終端設備；
[0009]所述的中央處理模塊的輸出端通過數據通路串聯繼電器模塊并且和加熱器形成加熱控制電路回路，中央處理模塊通過數據通路設置高低電平控制繼電器模塊的開關；所述的中央處理模塊的信號接收端連接wifi模塊，用戶通過使用智能終端設備向所述wifi模塊發送智能控制信息，Wifi模塊將接收到的智能控制信息再向所述的中央處理模塊傳輸。
[0010]所述的智能控制信息包括對所述飲水機內膽內所裝水進行加熱或不加熱的指令信息，當用戶在智能終端設備中點擊加熱按鈕時，智能終端設備向中央處理模塊發送燒水命令，中央處理模塊接收到加熱命令后控制繼電器模塊的開關打開加熱器進行燒水；當用戶在智能終端設備中點擊關閉按鈕時即控制飲水機加熱停止。
[0011]所述的智能控制信息包括獲取飲水機內實時數據的指令信息，當用戶在智能終端設備中點擊更新飲水機內實時狀態按鈕時，智能終端設備向中央處理模塊發出獲取飲水機實時數據的請求，當中央處理模塊收到請求時會將當前飲水機的實時數據封裝成幀然后發送給智能終端設備。
[0012]所述的智能終端設備是具有基于安卓客戶端的可視化監控應用軟件部分的智能手機，所述的可視化監控應用軟件部分具有基于socket通信、SurfaceView視圖繪制飲水機水溫動態效果的應用軟件，通過按動應用軟件上面的開關按鈕實現遠程控制飲水機燒水的開關。
[0013]所述的中央處理模塊是STC89C52單片機。
[0014]所述的電源模塊是220V交流電轉5V直流穩壓模塊。
[0015]所述的繼電器模塊包括ULN2003芯片和5V控220V交流繼電器。中央處理模塊通過保持高低電壓控制ULN2003芯片就能實現繼電器的開關選擇，從而實現低壓控制高壓的作用。
[0016]所述的熱敏電阻模塊包括PCF8591模擬信號轉數字信號模塊和NTC熱敏電阻器。所述的NTC熱敏電阻器的電阻會隨著溫度的升高而減小，采用串聯10千歐的電阻加載5V的直流電壓，再將其分壓通過PCF8591模塊轉換為數字信號傳給中央處理模塊完成溫度采集。
[0017]所述的wifi模塊是普通的工作電壓為5V的wifi轉串口模塊，中央處理模塊通過串口通信的兩個引腳采用串口通信協議就能實現和wifi模塊的通信，從而可以實現硬件部分接入互聯網的功能。
[0018]智能飲水機一旦通電便處于等待客戶端命令的狀態，當客戶端發送獲取飲水機實時狀態的命令被飲水機的硬件部分接收到時，硬件部分會采集飲水機的狀態信息然后通過網絡發送給客戶端，當客戶端接收到硬件部分的回應時，會解析信息然后采用動畫動態的方式展示飲水機狀態。當客戶端發送的是開關燒水命令被硬件部分接收到時，硬件部分會通過控制繼電器來控制飲水機是否加熱。
[0019]本發明的有益效果體現在:
[0020]1、用戶可通過安裝在智能手機上的客戶端對所述的智能飲水機進行遠程狀態監測、歷史數據保存，并把信息可視化展示出來，同時也可以遠程控制所述智能飲水機進行燒水的開與關、定時開關機、健康飲水提醒等。
[0021]2、充分利用家庭的無線wifi網絡，采用廉價的通信機制，實現飲水機的遠程