202 1-05-23 등란 소신우 건광주영곤
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키워드: 무선 통신 냉장고 마이크로 컨트롤러
등연 소신우는 건광주영곤에 있다.
인터넷 기술의 발달로 스마트 냉장고의 시장 점유율이 높아지고, 가전제품 접속물 인터넷이 고속 시장화 발전기에 접어들고, 무선 통신 모듈이 있는 스마트 가전이 발전기를 맞았다. 스마트 냉장고는 모드 사이를 전환하여 다른 환경에 자동으로 적응하여 항상 음식의 최적 저장 상태를 유지할 수 있다. 컴퓨터나 휴대폰을 통해 냉장고에 있는 음식의 양과 품질을 모니터링하고, 사용자에게 건강식단을 제공하고, 인터넷을 통해 식재료를 보충하고, 음식을 공유할 수 있다. 이 시스템의 목적은 스마트 냉장고 시스템을 설계하는 것이다. 고성능 STM32 단일 칩 마이크로 컴퓨터를 사용하여 냉장고 내의 환경 매개변수를 일정하게 유지하고 지능적인 방법으로 데이터를 볼 수 있는 시스템을 구축합니다. DS 18B20 센서를 이용하여 냉동실 온도를 측정하다. DHT 1 1 센서는 신선한 실내의 온도와 습도를 측정하고 화면을 통해 현재 온도와 습도를 볼 수 있습니다. 측정 결과에 따르면 설비가 자동으로 가동되어 냉방과 제상을 실현하였다. Wifi 무선 통신을 통해 터미널 장치는 데이터를 볼 수 있습니다.
키워드: 냉장고; 온도; 단일 칩 마이크로 컴퓨터 무선통신
1 소개
1..1프로젝트 연구의 배경과 중요성
지능형 신기술에 대한 사람들의 의존과 수요가 계속 증가함에 따라. 스마트 홈은 이미 사람들이 추구하는 목표가 되었다. 스마트 홈은 홈 주택을 플랫폼으로 다양한 성숙한 기술, 스마트 하드웨어 및 스마트 터미널을 적용하여 스마트 홈 시스템을 형성합니다. 현재 국민경제가 급속히 발전하면서 에너지 절약, 배출 감축, 친환경, 친환경 저탄소 요구로 스마트홈 제어 설비가 주택업계의 미래 발전의 초점이 되고 있다.
1.2 스마트 냉장고 연구 현황
해외 스마트 홈 연구는 1980 부터 지금까지 30 여 년 동안 발전해 국내보다 일찍 시작하여 네 차례의 기술 변화를 겪었다.
세 번째 스마트 홈 기술은 가장 널리 사용되는 스마트 홈 제품으로, 집안의 모든 장비에 대한 통합 제어를 가능하게 한다. 네 번째 기술은 IP 기술을 채택하고 있으며, 일부 선진국에서는 이미 존재하고 그에 상응하는 제품이 있다.
20 13 년 4 월 삼성은 T9000 이라는 스마트 냉장고를 출시했다. 외관상의 4 문 디자인 외에 가장 눈길을 끄는 것은 냉장고에 안드로이드 시스템이 장착돼 있다는 점이다. 냉장고 문에는 10 인치 터치스크린이 장착되어 있고, 와이파이 네트워크 연결을 지원하며, 필기앱 에버넷을 가지고 있습니다.
해신도 20 12 1 1 에 보나스마트 냉장고를 출시했다. 이 냉장고는 IOT 클라우드 서비스를 갖추고 새로운 식품 관리 기능을 도입할 수 있다. 20 15 년, 하이얼은' 새 주방' 인터넷 스마트 냉장고를 발표했고, 10 인치 화면과 스테레오 스피커를 가지고 있다. 이 전자 화면을 통해 시청각 오락, 생활 상담 조회, 인터넷 상호 작용을 할 수 있다.
1.3 의 주요 연구 내용
단일 칩 마이크로 컴퓨터 기반의 스마트 냉장고 설계 및 구현, DS 18B20 온도 센서는 냉장고 안의 온도를 수집하고, DHT 1 1 온습도 센서는 냉장고 안의 온습도를 수집하여 STM32F/KLOC 로 데이터를 전송합니다. 서로 다른 데이터에 따라 냉동 및 제상 장비를 제어하고 데이터를 터미널 장비 디스플레이로 무선으로 전송하여 항온 항습 효과를 얻을 수 있습니다.
2. 지능형 냉장고 전체 프로그램 설계
스마트 냉장고의 특징에 따르면 홈 냉장고의 데이터 전송은 데이터 양이 적고, 전송 거리가 가깝고, 노드가 많고, 안전계수가 높은 특징을 가지고 있으며, 무선 통신은 자체 조직, 다중 노드, 저전력, 지연의 특징을 가지고 있으며, 스마트 홈 인트라넷 통신 방식에 가장 적합한 선택이기 때문에 스마트 홈 통신 방식에서 와이파이 등 무선 통신 방식의 조합을 채택하고 있습니다.
2. 1 시스템 분석
이 시스템은 주로 스마트 냉장고, 원격 서버 및 스마트 모바일 단말기 (스마트폰 또는 PAD) 로 구성됩니다. 이 시스템은 STM32F 103 단일 칩 마이크로 컴퓨터를 제어 코어로 사용하여 DHTIl 디지털 온도 센서를 사용하여 온도 신호를 수집하여 단일 칩 마이크로 컴퓨터로 보내 처리하고 표시합니다. 그런 다음 단일 칩 직렬 포트를 통해 무선 데이터를 송수신하는 직렬 포트 대 Wi-Fi 데이터 전송 모듈로 데이터를 전송합니다. 무선 라우터 릴레이 라우팅, 원격 서버가 송수신 데이터를 처리하고 스마트 모바일 터미널과 통신하며 스마트 모바일 터미널은 냉장고를 원격으로 제어하고 원격 상태를 표시합니다. 스마트 냉장고 제어 시스템과 무선 시스템의 구조도는 그림 2- 1 에 나와 있습니다.
2.2 무선 통신 솔루션 선택
이 시스템은 무선 통신을 통해 통신하며, 센서에서 수집한 데이터를 무선으로 휴대폰으로 전송하여 표시하는 동시에 이 무선 방식을 통해 제어한다.
무선 네트워크
와이파이 (WiFi) 는 전 세계를 풍미하며, 고유의 특성과 불가분의 관계가 있다. WiFi 는 다른 무선 통신 기술에 비해 전송 속도, 전력 소비 최소화, 무선 링크 향상, 신호 신뢰성 향상 등의 이점을 제공합니다. 무선 통신 시나리오는 Wifi 무선 통신 모드를 사용합니다.
2.3 스마트 냉장고 하드웨어 선택
스마트 냉장고 시스템 설계에서 하드웨어 선택에는 주로 컨트롤러 칩, 온도 센서 및 WIFI 칩이 포함됩니다. 같은 기능으로 다른 하드웨어를 선택할 수 있지만, 좋은 하드웨어는 전체 시스템의 안정성, 전력 소비, 경제성에 매우 중요하기 때문에 하드웨어 선택은 본 연구 방안에 매우 중요하다.
2.3. 1 컨트롤러 칩 선택
이 마이크로프로세서는 강력하고 저렴하며 작동 전압은 2 ~ 3.6V 로 다양한 절전 모드를 갖추고 있어 저전력 애플리케이션, 작동 주변 온도는-40℃ ~+80℃/-40℃ ~+105 입니다
주된 장점은 다음과 같습니다.
(1) 저비용
(2) 강력한 성능
(3) 성숙한 기술
(4) 전력 소비량이 상대적으로 낮다.
2.3.2 냉동실 온도 및 습도 센서 선택
DHT 1 1 온도 및 습도 센서도 디지털 신호 출력이 보정된 온도 및 습도 센서입니다. 디지털 모듈 수집 기술과 온습도 센서 기술은 제품의 신뢰성과 안정성을 보장합니다. DHT 1 1 온습도 센서가 그림 2-3 에 나와 있습니다.
2.3.3 냉동기 온도 센서 선택
냉동실에는 냉동식품이 필요하고, 저온 검사에는 적당한 범위의 센서를 선택해야 한다. DS 18B20 은 소형, 하드웨어 비용 절감, 간섭 방지 기능, 정확도가 높은 디지털 신호로 출력되는 널리 사용되는 디지털 온도 센서입니다.
Wifi 모듈 선택
ATK-ESP8266 은 고성능 직렬 무선 모듈입니다. 온보드 ESP8266 모듈은 직렬 포트를 통해 마스터 칩과 통신하여 마스터 칩에 쉽게 연결할 수 있습니다. 마지막으로 시스템의 WiFi 모듈로 ATK-ESP8266 을 선택합니다.
2.4 시스템 소프트웨어 선택
STM32 마스터 칩 개발은 Keil u Vision5 개발 환경을 채택하고 있습니다. 주로 ARM 프로세서, 특히 ARM Cortex-M 을 핵심으로 하는 프로세서를 대상으로 합니다. Keilu Vision5 는 Keil u Vision4 와 호환되며, Keil u Vision4 를 기반으로 Cortex-M 마이크로컨트롤러 개발에 대한 지원이 강화되어 기존 개발 모델과 인터페이스를 MDK 커널과 패키지 두 부분으로 나눕니다.
방안 토론을 거쳐 스마트 냉장고 시스템의 설계 방안을 최종적으로 확정했다. 하드웨어 블록 다이어그램은 그림 2-6 과 같습니다.
3 시스템 소프트웨어 설계
이 문서에서는 STM32 마스터 칩을 개발할 때 소프트웨어 설계에서 Keil u Vision5 개발 환경을 선택했습니다. JLINK 시뮬레이터는 연구에 사용됩니다. 시스템 설계 과정에서 모듈식 설계 사상이 적용되었습니다. 즉, 시스템의 각 부분은 하위 기능 호출에 의해 작동됩니다.
3. 1 소프트웨어 전체 설계
Keil u Vision5 는 20 13 년 6 월 Keil corporation 이 출시한 통합 개발 도구로서 주로 u Vision5 IDE 를 사용하기 위한 것입니다. 주로 ARM 프로세서, 특히 ARM Cortex-M 을 핵심으로 하는 프로세서를 대상으로 합니다.
Keilu Vision5 는 Keil u Vision4 와 호환되며, Keil u Vision4 를 기반으로 Cortex-M 마이크로컨트롤러 개발에 대한 지원이 강화되어 기존 개발 모델과 인터페이스를 MDK 커널과 패키지 두 부분으로 나눕니다.
JLINK 에뮬레이터는 SEGGER 에서 출시한 JTAG 에뮬레이터로, 주로 ARM 코어 칩 시뮬레이션을 지원하는 데 사용되며 KEIL, ADS 등 다양한 통합 개발 환경에서 대부분의 ARM 시리즈 커널 시뮬레이션을 지원합니다.
4 결론
이 글은 간단하고 실용적이며 저렴한 스마트 냉장고 시스템을 설계했다. 이 시스템은 STM32 를 하드웨어 플랫폼으로 사용하여 임베디드 운영 체제와 함께 지능형 제어의 기본 기능을 제공합니다. 시스템은 화려한 외관을 추구하지 않고, 주로 가격이 낮고, 간단하고 실용적이며, 주력 중저가 시장을 공략한다. 이 기사는 지능형 냉장고 시스템을 설계했습니다. 이 시스템은 Wifi 무선 통신 기술을 기반으로 냉장고 내 식품 환경의 온습도 정보 수집, 냉장실 및 냉동실 온도의 원격 조절 및 모니터링, 정보 힌트 기능, 데이터 저장 등 제어 및 정보 관리를 통합하는 완벽한 장비 및 제어 관리 시스템을 구현합니다. 안전하고, 에너지 소비량이 낮고, 신선한 효과가 좋고, 건강하고 위생적인 장점이 있습니다.
참고
[1] 홍신, 진궁. 냉장고 네트워크 지능형 상호 작용 설계 전략 연구 [J]. 기계 제품 개발 및 혁신, 20 18, 31(01):1
[2], 초점, 최, 고동화. 스마트냉장고의 발전 현황 요약 [J]. 가전제품 기술, 20 15, (1 1): 24-25.
학과 범주: 흑룡강성 교육과학' 제14차 5개년 계획' 중점 학과 202 1.
제목 이름: 새로운 엔지니어링을 배경으로 AIOT 기반 사물인터넷 엔지니어링 전문가 양성 모드 탐구
프로젝트 번호는 GJB1421618 입니다.
하얼빈 화덕학원 헤이룽장 하얼빈 150028