智能酒柜控制系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)

對于酒柜的控制方法一直是針對酒柜本身，對酒柜性能的可控范圍和控制精度的研究，而很少對酒柜控制距離、控制操作便捷性做出更多的嘗試。本文介紹了一種遠程控制酒柜，實現(xiàn)了酒柜異地控制，本質(zhì)上是結(jié)合酒柜電控設(shè)計和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)遠程控制。

一、遠程控制技術(shù)簡介

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用的普及，遠程控制的主要數(shù)據(jù)傳輸可以通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)，數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咚傩砸约盁o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_。

遠程控制技術(shù)可以實現(xiàn)由本地的一臺電腦來控制異地的另一臺電腦，兩臺電腦均接入Internet，可以在本地電腦上調(diào)出異地電腦的桌面，對異地電腦進行文件搜索查詢、安裝程序、修改等操作，這是一個比較簡單的遠程控制系統(tǒng)。硬件主要包括控制終端(或稱客戶端，指本地計算機)和受控端(異地計算機)，具備這些便可實現(xiàn)遠程控制。

WiFi無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)是本文實現(xiàn)遠程控制的關(guān)鍵技術(shù)，將酒柜主控板采集的數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)上傳到互聯(lián)網(wǎng)，控制終端通過網(wǎng)絡(luò)獲取酒柜信息，通過安裝上位機軟件來顯示并執(zhí)行控制命令。

WiFi技術(shù)是可以將個人電腦、手持設(shè)備(如PDA、手機)等終端以無線方式相互連接的技術(shù)，通常應(yīng)用于無線路由器，在無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無線的互聯(lián)網(wǎng)訪問接口，是在家里、辦公室或在旅途中上網(wǎng)的快速、便捷的途徑。

二、遠程控制酒柜的硬件設(shè)計

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行的主要部件，可根據(jù)采集的溫度數(shù)據(jù)直接下達控制指令控制制冷模塊工作，將溫度信息傳送至顯示板，同時可將數(shù)據(jù)同步發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)遠程取數(shù)。酒柜遠程控制系統(tǒng)需要網(wǎng)絡(luò)平臺———遠程控制服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫，以及最終的客戶端———控制終端(見圖1)。

主控板是控制酒柜運行最直接的部件，以酒柜溫度控制為例，溫度傳感器置于酒柜內(nèi)設(shè)定的感溫點上，當(dāng)酒柜溫度過高，超出程序設(shè)定的溫度范圍時，主控板會自動下達控制指令給制冷模塊，通過調(diào)節(jié)壓機開?；蝻L(fēng)機運轉(zhuǎn)等來調(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、風(fēng)機等)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，同時與主控板連接，它可以通過按鍵操作獨立地向主控板下達控制指令，直觀地顯示酒柜的工作狀態(tài)。同時，可以傳輸來自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)模塊是酒柜實現(xiàn)遠程控制的重要模塊，主要功能是對數(shù)據(jù)傳輸方式進行轉(zhuǎn)換，也是數(shù)據(jù)進行網(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線信號并連接到網(wǎng)絡(luò)，通過互聯(lián)網(wǎng)對數(shù)據(jù)進行傳輸和存儲，也可以將控制終端通過網(wǎng)絡(luò)下達的控制指令無線接收。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)熱點上，實現(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，也可以通過有線方式與酒柜控制器進行連接?？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)總線等方式進行通訊。網(wǎng)絡(luò)模塊接入網(wǎng)絡(luò)的方式可以采用無線或者有線方式。無線方式如WiFi、藍牙、zigbee、紅外、GPRS、3G等，有線方式如光纖、雙絞線等。

遠程控制服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫接收酒柜網(wǎng)絡(luò)模塊上傳的數(shù)據(jù)，并由數(shù)據(jù)庫進行存儲，當(dāng)控制終端登陸軟件窗口時，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂平K端;同樣，當(dāng)控制終端下達控制指令時，接收控制指令下傳到酒柜網(wǎng)絡(luò)模塊;酒柜遠程控制服務(wù)器負責(zé)對所有接入網(wǎng)絡(luò)的酒柜進行分類管理，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)庫維護。

控制終端是酒柜遠程控制的最頂層控制設(shè)備，在控制終端上安裝控制軟件，進入操作界面可實時瀏覽酒柜的運行狀態(tài)，同時酒柜下達控制指令控制酒柜運行。控制終端可以是手機、計算機、平板電腦、帶信息顯示功能的電視智能終端設(shè)備等。

三、遠程控制酒柜的軟件設(shè)計

遠程控制酒柜的軟件設(shè)計主要通過控制終端的上位機軟件實現(xiàn)。在遠程控制終端上安裝有上位機軟件，用戶登陸后可搜索對應(yīng)的酒柜(此軟件設(shè)計上可以實現(xiàn)對多臺酒柜的同時控制)，軟件判定是否進入配置模式，進入配置模式后通過操作界面進行配置操作，配置操作可以定義為用戶下達的控制指令，控制指令通過互聯(lián)網(wǎng)上傳到遠程控制服務(wù)器，通過網(wǎng)絡(luò)最終由酒柜WiFi無線網(wǎng)絡(luò)模塊接收。

網(wǎng)絡(luò)模塊在上電后便進入AP模式，AP模式連接成功說明無線訪問點成功連接到網(wǎng)絡(luò)，此時，網(wǎng)絡(luò)模塊可等待主控板的查詢命令，并即時反饋網(wǎng)絡(luò)模塊當(dāng)前狀態(tài)給主控板;同時，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的控制指令，便立即進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WiFi網(wǎng)絡(luò)模塊的狀態(tài)進行查詢，同時實時地將酒柜運行狀態(tài)信息反饋給網(wǎng)絡(luò)模塊進行數(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，立即進行信號處理。例如，控制終端進行了溫度設(shè)定操作，主控板響應(yīng)的操作就是控制酒柜制冷系統(tǒng)進行溫度的調(diào)整(見圖2)。

總結(jié)

本文設(shè)計的物聯(lián)網(wǎng)酒柜，介紹了硬件搭建和軟件實現(xiàn)方法，主要通過無線網(wǎng)絡(luò)模塊將數(shù)據(jù)進行聯(lián)網(wǎng)傳輸，功能上不僅可以實現(xiàn)遠程控制，同時可以進行聯(lián)網(wǎng)操作。遠程控制通過上位機軟件可以實現(xiàn)對單臺或多臺酒柜的實時監(jiān)控，物聯(lián)網(wǎng)功能主要是根據(jù)遠程控制服務(wù)器可聯(lián)網(wǎng)共享數(shù)據(jù)、參與社區(qū)評論互動等。

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