基于單片機(jī)的智能洗衣機(jī)自動提醒系統(tǒng)

【摘要】全國各高校學(xué)生公寓樓和大、中、小型工廠員工公寓樓智能刷卡洗衣機(jī)普遍存在的問題就是每次洗衣都不知道什么時候結(jié)束或洗完忘記了去取回衣服，耽誤他人使用洗衣機(jī)，降低了洗衣機(jī)的工作效率。基于單片機(jī)的智能洗衣機(jī)自動提醒系統(tǒng)通過前端各傳感器收集洗衣完畢信號并傳送給單片機(jī)，經(jīng)過信號接收、處理后，借助GSM移動網(wǎng)絡(luò)，直接把洗衣機(jī)洗衣完成的情況反映到用戶的手機(jī)屏幕上。智能洗衣機(jī)自動提醒系統(tǒng)可以保證洗完衣服之后，即洗衣機(jī)停止工作，通過SMS系統(tǒng)自動給用戶發(fā)送短息，提醒洗衣工作完畢，可以取回衣服，值得廣泛推廣。

【關(guān)鍵詞】智能;洗衣機(jī);單片機(jī);移動網(wǎng)絡(luò)

Abstract：college students across the country apartment buildings and large， medium and small apartment buildings smart card factory workers washing laundry common problem is that every time or do not know when the end of the washing forget to retrieve clothes and delay others to use washing machine， reducing the efficiency of the washing machine. Automatic reminder system based on SCM's smart washing machine to collect the laundry is completed through the front of each sensor signals and transmitted to the microcontroller， after a signal is received， processed， with the GSM mobile network， directly to the situation reflected in the washing machine laundry done on the user's phone screen. Smart washing machine automatic reminder system can guarantee after washing clothes， namely washing machine stops working， the system is automatically sent to the user via SMS short interest， reminding laundry work is completed， you can retrieve clothes， should be popularized.

Key words：smart washing machines microcontroller mobile network

引言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人們生活水平的提高，越來越多的高校學(xué)生公寓樓和大、中、小型工廠員工公寓樓都配備了智能刷卡洗衣機(jī)。雖然刷卡很方便，但是，你是否會有這樣一個問題呢？每次洗衣都不知道什么時候結(jié)束。有時候為了洗一次衣服，中途要往洗衣房跑好幾次，可衣服卻總是還沒洗好。有時候衣服拿去洗，卻忘記去拿回來，隔段時間才想起來，不僅自己的衣服要重新洗，還耽誤他人洗衣，大大降低了洗衣機(jī)工作效率的。在這個背景下，基于單片機(jī)的智能洗衣機(jī)自動提醒系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。智能洗衣機(jī)自動提醒系統(tǒng)的投入使用，將給人們帶去便利，對他們的生活有著重要的影響：

（1）能很好地體現(xiàn)了公共場所服務(wù)專業(yè)化、人性化;

（2）能有效提高和改善場所后勤服務(wù)設(shè)施和服務(wù)質(zhì)量;

（3）能夠解決人們洗衣不便的問題，培養(yǎng)其自主、自助的獨立生活習(xí)慣;

（4）能節(jié)約時間和精力，將精力更好的投入到學(xué)習(xí)和工作中;

（5）能完善洗衣機(jī)的功能，讓更多的人們?nèi)ナ褂孟匆聶C(jī)，從而達(dá)到大面積節(jié)水的目的，符合國家的節(jié)能減排政策。

一、智能洗衣機(jī)自動提醒系統(tǒng)概念的提出

本系統(tǒng)主要由GSM網(wǎng)絡(luò)模塊、傳感器、單片機(jī)和用戶手機(jī)等硬件構(gòu)成。系統(tǒng)可通過前端各傳感器收集洗衣完畢信號并傳送給單片機(jī);單片機(jī)負(fù)責(zé)接收、處理感應(yīng)器信號，并通過SMS系統(tǒng)自動給用戶發(fā)送短信，提醒洗衣工作完畢。

圖1 智能洗衣機(jī)自動提醒系統(tǒng)框圖

二、智能洗衣機(jī)自動提醒基本構(gòu)成

（一）89S52單片機(jī)

單片機(jī)按機(jī)器字長可分為：4位（很少用），8位，16位，32位;按內(nèi)核可分為：MCS51、AVR、PIC、MSP、HT、ARM等等。按產(chǎn)家可分為國內(nèi)的STC宏晶;美國的ATMEL， TI德州儀器;荷蘭Philips等等。本系統(tǒng)采用ATMEL公司的89S52單片機(jī)作為主控制芯片。作為普通51單片機(jī)的AT89S52早已廣泛應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品中，它的接口簡單，方便使用，且具有強(qiáng)大的功能。

1.單片機(jī)內(nèi)部可分成三部分

（1）程序存儲器ROM

ROM用于存放我們編寫的用戶程序，只能通過燒錄器將用戶程序燒錄到單片機(jī)的ROM中。只要不重新燒錄，程序永遠(yuǎn)不變。89S52單片機(jī)內(nèi)部總共有8K字節(jié)ROM。

（2）數(shù)據(jù)存儲器RAM

程序中使用的變量都定義在數(shù)據(jù)存儲器RAM中，相當(dāng)于計算機(jī)的內(nèi)存條。程序的運(yùn)行離不開變量。89S52單片機(jī)內(nèi)部總共有256字節(jié)RAM。

（3）特殊功能寄存器SFR

用程序向特殊功能寄存器寫入特定的值，可以設(shè)置并使用單片機(jī)的固有功能。

2.89S52單片機(jī)管腳介紹

89S52單片機(jī)總共有40個管腳，其中8個管腳在使用中的用法固定，它們是：

VCC---連接5V電源正極

GND---連接5V電源負(fù)極

XTAL1---連接晶振的一個腳

XTAL2---連接晶振的另一個腳

EA---通過上拉電阻接到VCC

PSEN---懸空

ALE---連到外部地址鎖存芯片的ALE管腳

RST---連接上電復(fù)位芯片的輸出

圖2 89S52單片機(jī)管腳圖

還有32個管腳，分成P0、P1、P2、P3共4個端口，每個端口有8位。這4個端口有著共同的基本I/O特性---“位操作”，位操作是指可以單獨置0或置1某端口的某一位。P3口是整個單片機(jī)的靈魂，單片機(jī)的固有功能都與之相關(guān)：

RXD、TXD---串行口輸入輸出

INT0、INT1---外部信號觸發(fā)輸入

T0、T1---計數(shù)器輸入

WR、RD---總線寫、讀控制輸出信號

（二）GSM模塊應(yīng)用

針對洗衣機(jī)之外的部分，本文設(shè)計了基于GSM 短信模塊的自動提醒系統(tǒng)。此系便是借助當(dāng)今最普遍、最成熟、最及時的GSM移動網(wǎng)絡(luò)，以最直觀的中文短消息直接把洗衣機(jī)洗衣情況反映到用戶的手機(jī)屏幕上。它采用傳感器進(jìn)行檢測，實現(xiàn)給用戶提供洗衣完成動作的信息。

1.SMS基本概念

SMS（Short Message Service）短信息服務(wù)是GSM（Global System for Mobile Communication）系統(tǒng)中提供的一種GSM終端（手機(jī)）之間，通過服務(wù)中心進(jìn)行文本信息收發(fā)的應(yīng)用服務(wù)，其中服務(wù)中心完成信息的存儲和轉(zhuǎn)發(fā)功能。GSM中唯一不要求建立端-端業(yè)務(wù)路徑的業(yè)務(wù)就是短消息，即使移動臺已處于完全電路通信情況下仍可進(jìn)行短消息傳輸。短信息服務(wù)作為GSM網(wǎng)絡(luò)的一種基本業(yè)務(wù)，已得到越來越多的系統(tǒng)運(yùn)營商和系統(tǒng)開發(fā)商的重視，基于這種業(yè)務(wù)的各種應(yīng)用也蓬勃發(fā)展起來。以GSM網(wǎng)絡(luò)作為數(shù)據(jù)無線傳輸網(wǎng)絡(luò)，可以開發(fā)出多種前景極其樂觀的各類應(yīng)用，如無線數(shù)據(jù)的雙向傳送、無線遠(yuǎn)程檢測和控制等。

GSM標(biāo)準(zhǔn)中定義的點-點短消息服務(wù)使得短消息能在移動臺和短消息服務(wù)中心之間傳遞。這些服務(wù)中心是通過稱為SMS- GMSC的特定MSC同GSM網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系的。涉及SMS管理的協(xié)議如下圖所示。

圖3 SMS管理協(xié)議圖

SME：Short Messaging Entity，短消息實體。它可以接收或改善短消息，位于固話系統(tǒng)、移動基站或其他服務(wù)中心內(nèi);

SMSC：Short Message Service Center，短消息服務(wù)中心，負(fù)責(zé)在基站和SME間中繼、儲存或轉(zhuǎn)發(fā)短消息;移動臺（ME）到SMSC的協(xié)議能傳輸來自移動臺或朝向移動臺的短消息，協(xié)議名為SMTP（Short Message Transmission Protocol）;

HLR：Home Location Register，歸屬位置寄存器。用于永久儲存管理用戶和服務(wù)記錄的數(shù)據(jù)庫，由SMSC產(chǎn)生。SMS網(wǎng)關(guān)與HLR之間的協(xié)議使前者可以要求HLR搜索可找到的用戶地址。它與MSC與HLR之間的協(xié)議一起，能在移動臺因超出覆蓋區(qū)而丟失報文、隨后又可找到時加以提示。

MSC：Mobile Switching Center，移動交換中心。負(fù)責(zé)系統(tǒng)切換管理并控制來自或發(fā)向其他電話或數(shù)據(jù)系統(tǒng)的拔叫。

VLR：Visitor Location Register：，訪問位置寄存器。含有用戶臨時信息的數(shù)據(jù)庫。交換中心服務(wù)訪問用戶時需要這些信息。

2.手機(jī)短消息的實現(xiàn)方法

在電腦或單片要上通過GSM MODEM向手機(jī)發(fā)送中文短消息，這是目前比較適合于小項目開發(fā)的一種方法，所需硬件包括一款手機(jī)，提供GSM MODEM，以及相應(yīng)的數(shù)據(jù)線或是紅外線適配器。該方法編碼簡單，只需對AT指令和串口編程比較熟悉就可以實現(xiàn)，而且對硬件需求不高，并能自動收發(fā)短消息。

這種方法收發(fā)短消息又分為三種模式：Block模式、Text模式和Pdu。綜合比較后，本文采用Pdu模式方送短信。

3.51單片機(jī)調(diào)試GSM模塊發(fā)短信

發(fā)短信函數(shù)：

unsigned char code message_number[]={\"AT+CMGS=＼\"15151819161＼\"\"};

unsigned char code message_content[]={\"someone is coming ！ --FROM BOBO\"};

void long_delay（unsigned int cnt）

{ unsigned int k=50000;

while（--cnt）

{ while（k--）;}

}

void Send_Message（void）

{ Print_S（message_number）;

send_hex（0x0d）;

long_delay（2）;

Print_S（message_content）;

send_hex（0x0d）;

long_delay（2）;

send_hex（0x1a）;

long_delay（1）; }

三、結(jié)論

洗衣機(jī)的性能在不斷完善，但它的核心技術(shù)—單片機(jī)的應(yīng)用卻一直沒改變，這是實現(xiàn)洗衣機(jī)智能化的心臟和大腦。智能洗衣機(jī)自動提醒系統(tǒng)將GSM短信息的功能與單片機(jī)相結(jié)合，實現(xiàn)快速、可靠的傳遞洗衣機(jī)工作情況的信息。這項全新技術(shù)的突破，大大提高了洗衣機(jī)的工作效率和服務(wù)功能，為用戶帶來更大的便利。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：項家駒（1991—），男，浙江麗水人，現(xiàn)就讀于寧波大紅鷹學(xué)院機(jī)械與電氣工程學(xué)院。