基于物聯(lián)網(wǎng)的智能冰箱設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

圖4 讀寫(xiě)器和電子標(biāo)簽的工作示意圖

　　2.3 壓力傳感器模塊

　　通過(guò)89C51 單片機(jī)，集成了LCD 模塊、串口模塊、24 位ADC 模塊。該模塊主要負(fù)責(zé)感應(yīng)壓力的變化，通過(guò)串口傳送中斷信號(hào)到中控平臺(tái)。

　　壓力傳感器HX711 采用了海芯科技集成電路專(zhuān)利技術(shù)，是一款專(zhuān)為高精度電子秤而設(shè)計(jì)的24 位A/D轉(zhuǎn)換器芯片。當(dāng)壓力傳感器傳來(lái)變化時(shí)候才會(huì)發(fā)送信號(hào)到核心板說(shuō)明冰箱內(nèi)有變化并開(kāi)啟RFID 掃描。

　　2.4 控溫模塊

　　本模塊是基于單片機(jī)的制冷控制系統(tǒng)， 實(shí)時(shí)溫度顯示，制冷溫度可調(diào)，最低可達(dá)零下10 度。

　　本模塊的溫度傳感器采用DS18B20.根據(jù)DS18B20的通信協(xié)議，主機(jī)（單片機(jī)）控制DS18B20 完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過(guò)三個(gè)步驟：每一次讀寫(xiě)之前都要對(duì)DS18B20進(jìn)行復(fù)位操作，復(fù)位成功后發(fā)送一條ROM 指令，最后發(fā)送RAM 指令， 這樣才能對(duì)DS18B20 進(jìn)行預(yù)定的操作。復(fù)位要求主CPU 將數(shù)據(jù)線下拉500 微秒，然后釋放，當(dāng)DS18B20 收到信號(hào)后等待16~60 微秒左右，后發(fā)出60~240 微秒的存在低脈沖， 主CPU 收到此信號(hào)表示復(fù)位成功。同時(shí)，本模塊采用了半導(dǎo)體制冷片，實(shí)現(xiàn)模擬冰箱保鮮功能。

圖5 控溫模塊局部原理圖

3 軟件設(shè)計(jì)

　　3.1 系統(tǒng)軟件框圖

　　基于Windows CE 5.0 的智能冰箱的軟件框圖如圖6 所示。

圖6 軟件框圖

　　3.2 應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)

　　（1）RFID 實(shí)現(xiàn)過(guò)程。

　　運(yùn)用RFID 的API 函數(shù)中ReadID 讀取在冰箱內(nèi)的RFID 卡，連續(xù)多次讀取RFID 卡。讀取期間運(yùn)用防碰撞算法將讀取到的相同的RFID 卡信息排除，然后將得到的RFID 卡信息保存在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)，以便以后用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)跟數(shù)據(jù)庫(kù)資料核對(duì)。完成讀取后，斷開(kāi)RFID 連接并且開(kāi)始跟數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)比資料。

　　這里我們采用了目前廣泛的二進(jìn)制樹(shù)防碰撞算法。讀寫(xiě)器與應(yīng)答器之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)，往往要傳輸序列號(hào)的部分或者全部位，此時(shí)的傳輸順序定義為：先發(fā)送低位，再發(fā)送高位。在讀寫(xiě)器或者應(yīng)答器內(nèi)部，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較時(shí)，遵循這樣的原則，即按位依次比較，先比較低位，再比較高位，約定01,根據(jù)這個(gè)比較順序，在判斷大小時(shí)，低位數(shù)據(jù)優(yōu)先，即兩數(shù)A,B 相比較，從低位開(kāi)始的第一個(gè)不相等位的大小決定了兩數(shù)的大小，只有當(dāng)兩個(gè)數(shù)的全部位均相等時(shí)，兩數(shù)才相等。二進(jìn)制樹(shù)算法執(zhí)行過(guò)程中， 讀寫(xiě)器會(huì)多次發(fā)送把應(yīng)答器分成兩組并且多次分組后得到唯一的一個(gè)應(yīng)答器命令給應(yīng)答器， 而且在這個(gè)分組過(guò)程中命令參數(shù)以節(jié)點(diǎn)的形式存儲(chǔ)起來(lái)成一個(gè)數(shù)據(jù)的分叉樹(shù)，從而形成二進(jìn)制樹(shù).智能冰箱的二進(jìn)制樹(shù)防碰撞算法在應(yīng)答器內(nèi)進(jìn)行比較，因?yàn)樽x寫(xiě)器可以有多個(gè)，而最后讀寫(xiě)器讀到的數(shù)據(jù)發(fā)送給應(yīng)答器， 因此選擇應(yīng)答器作為防碰撞算法的燒錄地方， 這樣可以在應(yīng)答器接受了讀寫(xiě)器讀到的標(biāo)簽排除相同后傳輸標(biāo)簽數(shù)據(jù)到主控平臺(tái)PXA270。

圖7 RFID 讀取流程圖