DIY你的智慧家庭：基于物联网的老火靓汤煲智能控制系统解决方案，软硬件架构

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一、项目概述
         
        1.1 引言
        广东人特别是老一辈的广东人酷爱煮“老火靓汤”。老火汤又称广府汤，即广东人传承数千年的食补养生秘方，慢火煲煮的中华老火靓汤，火候足，时间长，既取药补之效，又取入口之甘甜。她是广东女人用万般温情煲煮的美食靓汤，是调节人体阴阳平衡的养生汤，更是辅助治疗恢复身体的药膳汤。
         
        1.2 项目背景/选题动机
        老火顾名思义就是需要用慢火熬，老火靓汤熬煮的时间一般都超过8个小时，而且对于火候的变化也要求较高。漫长的等待时间会导致照看等方面具有诸多不便之处。针对上述情况，我们团队提出了关于“基于GSM的老火靓汤监控系统”。利用光传感器，温度传感器等元件对汤的浓度，温度等变量进行自动检测，同时结合监控变量以及经验公式对火候进行智能控制，使汤的味道趋近完美。当汤煮好的时候会系统会发出语音提示同时发送短信到用户手机。
         
        二、需求分析
        2.1 功能要求
               需要测量汤的浓度，温度。需要对火候进行实时控制。
               通过GSM模块和语音模块进行提示。
         
        2.2 性能要求
               光感所测得的数据需要和实际浓度具有较高的相关性。
         
        三、方案设计
        3.1 系统功能实现原理
        本系统在AVR32 AT32UC3A单片机控制器硬件基础上，扩充GSM/物联网模块，由手机或PC机作为远程服平台，构成异地客户端。系统的各个模块均由单片机控制，很好的体现了硬件软件化的思想，可以很好地完成设计要求的各项功能，使监控系统稳定化智能化，既方便又节能。利用温度传感器、光照传感器来采集智能老火靓汤煲里的汤的温度和浓度等参数，通过A/D转换成为模拟量写入单片机，然后通过相关算法，最后由控制模块输出相应的控制变量参数来控制燃具的火力大小及时间长短，以达到设计要求；利用GSM模块来实现语音提示，当用户不在现场时，若汤已达到预约要求或是出现温度过高而导致危险发生等情况，系统会通过GSM模块向用户手机发出相应的语音提示及短信提示，提示用户进行下一步操作。
         
        3.2功能模块的组成
        传感器模块：采用温度传感器、光照传感器对智能老火靓汤煲里的汤的温度和浓度进行实时检测并采集相应数据。其中，由温度传感器检测、采集煲的温度，由光照传感器来检测、采集汤的浓度，进而通过单片机综合判断并分析相关参数，然后输出相应动作的控制参数，从而实现多档火力的控制。
         
        GSM/物联网模块：GSM网络以短消息的形式完成远程数据传输，即在单片机数据采集系统中加入GSM 引擎模块，并为其分配一个独立的SIM卡，通过串行通讯接口，实现数据的远程无线传输，监控终端为移动电话。物联网模块中以PC机为上位机、智能老火靓汤煲为下位机，通过上下位机的通信协议，实现PC与智能老火靓汤煲的信息互换，从而进一步实现远程用PC机监控智能老火靓汤煲中汤的温度及浓度，并实现对智能老火靓汤煲远程开启关闭功能。
         
        语音模块：配合语音芯片播放各类提示信息，同时还能实现语音备忘录功能。
         

       

        系统硬件结构框图

         

        3.2 硬件平台选用及资源配置
        EVK1100硬件平台

       

•                                         支持AT32UC3A
         
  
•                                         以太网端口
         
  
•                                         传感器：光照、温度、电位器
         
  
•                                         4x20蓝色LCD（PWM变频背光）
         
  
•                                         JTAG连接器、Nexus、USART、USB 2.0接口，TWI接口、SPI
         
  
•                                         SD和MMC读卡器
  

         
        3.3系统软件架构
         
        3.4 系统软件流程
         

       

        程序运行流程图

         

        3.4 系统预计实现结果
        具有多种模式，能够对不同类型的汤在浓度温度方面进行信息采集并且结合经验公式进行运算，同时对汤在火候进行实时控制同时节约能源。在完成预定动作之后，系统发出语音提示并且通过GSM模块通知用户。