基于STM32的远程厨房洗涤系统设计 Summary：本文主要研究了一远程控制厨房洗涤系统，它将远程控制与监测结合在一起。该项目拟通过制作的远程厨房洗涤系统实现远程控制清洗水槽内放置的厨具，AT89C51单片机作为洗涤系统的核心，负责处理输入命令从而控制其它电路的正常运行；利用GSM系统接收和发送短信来保证接收到输入命令从而控制系统运行。该洗涤系统以最普遍的通讯工具手机作为命令的发出和接收端，实现远程操作洗涤系统运行，利用处理和控制系统实现对放置的厨具进行自激发式清洁，最终完成厨具类物品的清洁，可实现在远程控制的同时实时监测洗涤系统数据。Keys:远程控制；STM32；GSM无线通信控制模块一、背景通信技术、计算机技术、网络技术、控制技术的发展促使了家庭实现生活现代化、居住环境舒适化。如今，这些高科技已经影响到人们生活的方方面面，进一步提高了人们的生活质量，家居智能化也在这种形势下逐步突出，传感器技术在智能方面的应用越来越广，家居智能化的发展，使得远程厨房洗涤系统成为一种发展趋势。由此看来，远程厨房洗涤系统的研制对我们拥有更好的生活环境是具有重大的推动作用和意义的。二、设计思路该洗涤系统的任务是能够协助优化我们的生活环境及质量水平，因此非常值得去深入研究，以下是该系统的设计思路：（1）在主控制模块选择方面，通过对比常用主控制模块的性质特点及应用能力，最终选择STM32为该设计的主控模块；（2）在实现系统功能方面，利用GSM无线通信控制模块实现命令的发送和接收，利用手机远程向该模块发送短信并识别内容，根据内容实现对洗涤系统的远程控制；（3）自动控制方面，选择使用单片机为控制核心，负责处理输入命令从而控制其它电路的正常运行，实现了洗涤过程的智能化控制。（4）洗涤工艺方面，超声波是频率超过20kHz的声波，超声波清洗的原理是通过超声波转化为动能作用于物件表面，对于用金属、陶瓷、玻璃等固体材料制作的零件或物品，振动能量能够传递，并且衰减很小，使零件或物品里、外都能清洗很干净[1]。利用超声波与液体介质相互作用所产生的“空化效应”、“剪切效应”、“活化效应”，使污物层脱离被清洗物件表面；三、工作原理利用该控制系统将手机和厨房洗涤系统连接到网络，远程洗涤系统接收手机发送的身份验证及连接请求，通过验证后便可实现连接，同时将验证信息和已建立连接信息发送到控制端，控制端通过程序或即将执行的指令发送到远程主机，使得洗涤系统执行命令，在手机端可以实时观察洗涤系统的运行状态。图3-1洗涤系统工作原理图频率自动跟踪由单片机实现，判断频率是否同步的标准是换能器负载回路的电流和电压是否同相,即换能器振荡回路是否处于谐振点[2]。该系统将入水口的水压和出水口的水压通过微型水力发电机转化成电能，将电能存储到蓄电池中，并通过直流转交流转化器，将电能输送到水槽两端的超声波换能器上，超声波与液体介质相互作用所产生的“空化效应”、“剪切效应”、“活化效应”，使污物层分散、乳化、剥离，从而使之脱离被清洗物件表面，进而达到清洗过程节约电能、减少洗涤剂排放的目的。四、系统设计该洗涤系统通过手机远程控制，将入水口的水压和出水口的水压通过微型水力发电机转化成电能，将电能存储到蓄电池中，并通过直流转交流转化器，将电能输送到水槽两端的超声波换能器上，利用超声波实现物品清洗。该系统结合各个模块的功能问题及系统整体结构，通过软件不断调试改善来完成系统制作，控制系统框如图4-1所示：图4-1远程厨房洗涤系统控制框3.1GSM无线通信控制模块设计GSM系统的移动台具有漫游功能、可提供多种业务、具有较好的保密功能和越区切换功能。GSM模块通过使用AT指令才能控制它，模块可以通过RS232串口方式与电脑相连，也可以用单片机来进行控制[3]。它是一款消息平台和数据业务的通讯终端，将GSM射频芯片、存储器、功放器件等集成在一起，是一款具有独立的操作系统并提供标准接口的功能模块。GSM模块具有接发短消息，通话等功能。它利用GSM移动通信的短信息和GPRS为该系统搭建了一个远距离的数据传输平台。利用短信息取代传统的无线遥控，可以降低成本。因此该系统采用手机向GSM模块发送短信，GSM模块通过串口与单片机相连，从而实现远程控制洗涤系统。3.2STM32主控制模块设计STM32是在72MHz频率下工作，该处理器处理速度快，内部资源丰富，兼容性十分优异，是用户最佳选择。STM32模块是负责发送和接收数据的主控模块，利用连接WiFi的手机设定阈值发送给单片机，当到达设定时间后洗涤系统开始清洗，清洗干净后自动关闭开关。3.3语音识别模块设计该系统的语音识别模块主要由语音识别芯片和部分其他附属电路组成。通过语音模块与主控芯片进行通讯可实现语音交互的目的，并将语音模块加入到产品中使用。语音识别由训练阶段和识别阶段组成。训练阶段所做的具体工作是收集大量的语音语料，经过预处理和特征提取后得到特征参数，通过特征的建模，达到建立训练语音的比对模型库的目的[4]。而识别阶段所做的主要工作是将输入语音的特征参数和参考模型库中的参考模型进行相似性度比较，然后把相似性最高的输入特征量作为识别结果输出[5]。进而实现了语音识别。四、结束语本设计最大的创新是利用手机远程操控洗涤系统，降低了操控的滞后。此外，系统还增加了语音识别模块，操作人员能够根据语音提示设置操作密码验证功能，防止他人误操作，体现系统的安全性。该系统利用电动机驱使洗涤泵，从而实现强力冲洗，超声波在水中超声空化作用、加速度作用、直进流作用，对厨房清洗餐具的液体及污渍进行自激发式清洁，最终完成对瓷器类等物体和厨具的清洁。该系统设计的结构简单，集成度高，显示准确清晰。综上所述，经过实验测试，各部分显示运行正常，该洗涤系统从硬件到软件的设计技术非常成熟，成功地达到了设计要求，应用单片机和GSM网络能够实行远程控制。通过与模块设计结合，对系统程序的测试与调试，最终使得洗涤系统正常运行，实现了远程控制、超声波清洗的基本功能。Reference：[1]赵明华，赵夙铭，钱成文，等．国外LNG接收终端及其发展趋势[J].油气储运，2006，25(1):10－14.[2]齐延兴，杨雪银.基于SPCE061A单片机的超声波清洗机设计[A].中国测试，2009，35（4）.[3]洪家军,蒋红飞.基于GSM短信的仓库监控报警系统的设计与实现[5.莆田学院学报2014v21:No.910278-81[4]蔡琴.基于HTK的维吾尔语连续数字语音识别研究[D]新疆大学，2007[5]钟豪,张常年,徐成波.基于嵌入式Linux语音识别系统的设计[J].电脑与电信2014No21403:44-46. -全文完-
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