2.4 状态检测与控制模块设计

本模块主要包括状态检测电路和智能控制电路，状态检测电路主要是采集电饭锅的故障信息与完成状态信息，分别有“开始煮饭”,“煮饭结束”,“出现故障”等，各模块采集的数据通过统一的SPI总线传输给单片机，由单片机根据各状态数据编码后经GPRS 网络发送至手机中。智能控制模块包括机械控制和煮饭控制两部分。机械控制主要通过单片机的I/O口输出高低电平控制继电器来实现，系统选用HF32FA/005-HS型继电器，单片机与固态继电器的接口如图5所示，图中驱动电路是为了提高单片机驱动能力和抗干扰能力。

煮饭控制主要是实现电饭锅的煮饭方式的选择，包括“精煮”,“快煮”,“稀饭”,“蒸煮”,“粥”等方式，本系统以“美的FD302”智能电饭锅的控制电路和加热电路为基础，外加继电器实现煮饭方式的选择，单片机由相应的I/O口输出高低电平控制相应继电器接通，短时间后，继电器断开，以实现电饭锅煮饭方式选择的全自动按键功能。

3 系统的软件设计

软件设计主要任务是编写应用程序，本系统的应用程序重点是单片机的程序，其实现的主要功能包括以下几方面：

(1)对GSM模块的初始化;

(2)智能控制;

(3)数据通信。

GSM 模块是系统中最关键的部件之一，因此对它的初始化操作必须十分仔细[6].单片机通过串口向GTM900C 模块写入相应的AT 设置命令，进行初始化，使模块成功粘附在GPRS网络上，获得网络运行商分配的动态IP 地址，与目的终端建立连接。GTM900C 的初始化主要包括如下指令：

(1)ATE,关闭回显;

(2)AT+CPIN,检查SIM是否正常;

(3)AT +CGREG设置模块注册提示;

(4)AT +CREG测试联网情况等。除此之外程序还包括CPU的初始化、来短信检测、外部电源掉电检测等，软件系统在初始化CPU时加入了看门狗程序[7],能够在系统出现问题时自动复位。图6是主程序的流程图。

4 系统测试

全自动电饭锅远程智能控制系统硬件和软件设计完成后，需要对系统进行测试，以验证设计方案的有效性。系统上电后，GPRS网络指示灯突然熄灭，模块自动关机，后在供电电压输出端接电容去纹波后，模块正常工作。用Socket Tool 软件对无线模块进行调试，GPRS 能顺利接通并返回正确的数据。选用酷派8050手机编辑设置米量和煮饭方式的信息“300 g,快煮”并发送。单片机收到指令后，完成取米、淘米、放米、加水及煮饭的全部流程，并把煮饭状态反馈给手机。经过4次测试，煮饭煮完成后，手机分别在7 s,9 s,11 s,10 s内收到反馈信息，能基本满足要求。系统对米量和水量的计量是根据所选择的煮饭方式并通过单片机对电磁铁和电磁阀定时控制实现的，测试过程中设置米量300~500 g,间隔50 g,“快煮”方式，水量设定为米量的1.8倍，即米量为300 g时，水量为540 mL,依此类推，米量和水量各测试3次，测试值和设定值如表1所示。

从表1可看出，米量、水量的设定值与测试值比较接近，说明利用定时控制进行计量基本准确。通过对电饭锅远程控制系统的多次实验，系统均能按要求完成所有动作，而且米量、水量的计量也是较为准确的，说明该系统远程通信良好，电饭锅工作稳定，计量准确。

从实验结果来看，本文设计的全自动电饭锅远程控制系统的方案是可行的。米量和水量的计量采用单片机定时控制替代了复杂的流量控制装置，使得操作更简单，提高了系统的稳定性，同时也使得系统成本更低。

5 结语

本文所介绍的一种应用于家庭，使用普通手机对电饭锅进行远程全自动智能控制的系统的设计方案， 系统用GTM900C发送和接收短信，用单片机MSP430F149控制电饭锅工作，无需其他设备，用户使用普通手机即可方便发送中文指令短信远程遥控电饭锅，并能及时地以短信的形式收到电饭锅对用户指令执行情况的反馈信息。该系统已应用在“电饭锅节能与远程控制技术研究及开发”项目中。如用RF芯片进行扩展，则可使全部家用电器接入因特网络，实现家居的智能化，应用非常广泛。