基于射频卡技术的淋浴器控制系统硬件设计.pdf

2074.14设计与研发基于射频卡技术的淋浴器控制系统硬件设计鞠全达,关祥毅(哈尔滨商业大学,黑龙江哈尔滨,150028摘要:淋浴器广泛应用在学校、浴池等场合,为了节约水资源,提高淋浴过程的舒适程度,实现便捷管理。本文提出了一种可控温,射频卡控制,红外感应开关的节水淋浴器控制系统的硬件设计方案。该系统通过用水流量计算费用,采用双单片机为控制芯片的硬件系统,实现了射频卡,显示器,键盘之间的通讯交流,通过串口网关在控制芯片与网络之间建立桥梁,实现网络的实时管理。关键词:射频卡;淋浴器;硬件;设计The hardware design of shower control system based on thetechnology of radio freguency cardJu J inda, Guan Xiangy i(larbin University of Commorcc, Ilcilong jiangllarbin, 150028Abstract: The shower is widely used in schools, baths and other occasions. In order to save walerTCSOUTCCS, improvc the comfort degrce of shower proccss, realize convenient management, This papcr prcscntsa Lemperature controllab le, radio requency card control, hardware design of control system o water savingshower infrared induct ion switch. The systcm cost by water flow, the harware system adopts doublc singl cchip microcomputer as the control chip, achieve communication among the radio requency card, display andkeyboard. Through the scrial port gateway to build bridges bctwccn control chip and nctwork, Icalizc IcaL ime ne. work managementKeywords: radio frcqucncy card; shower hardwarc; dcsign0引言可用于各种实时控制模块,在存储器资源方面考虑到用户较少资目前,宾馆、家庭以及公共浴室中广泛使用的是机械式混水源的需求以及便于程序调试等功能,其内嵌了2K字SRAM和32K阀,计费方式不与水的使用量挂钩,造成浪费严重。洗浴者対水況字的闪存,其功能满足需要同时价格经济固选用该单片机为控制的调节都是依靠机械式混水阀对热水管道与冷水管道阅门的开芯片。启比例来实现的。其操作过程往往需要操作者通过肢体触觉进行1.2控制方案的设计测量米反映混合后水温是香合适,使用多有不便。在淋浴器使用为了完成各个功能,控制系统要处理的任务较多,淋浴系统过程中,宾馆及浴池经常出现洗操人忘记关闭阀门,造成水资源控制系统采用双CPU构成的主从式分布处理系统,分为主控部分浪费的情況。基于以上问题,设计了非接触式计费控制系统,米与从控部分。主控芯片与从控芯片都采用 SPCI:061A单片机。网络管理,克服了老式淋浴器的缺点。3系统总体硬件结构图1是淋浴控制系统总体硬件结构图,主控部分由主控芯控制系统总体设计片、键盘输入模块、液晶显示器模块、射频卡读写模块、网络通信1.1控制芯片的选择模块组成。其中,主控芯片是整个控制系统的核心部分,控制利管为了完成淋浴器的可控温,红外感应和网络管理数据等特理着主控部分中的其他模块以及从控芯片的正常工.作:射频卡点,要求控制芯片具有较高的处理速度,能够非常容易地、快速地读写模块主要完成对非接触C卡的识别和对卡内数据的加减操处理复杂的数字信号。选择SPCI061A凌阳单片机为控制芯片,作;网络通信模块是连接控制系统与淋浴系统后台数据库的桥哈尔滨商业大学大学生创新创业项目。课题号:201310240114甲壬测试设计与研发2014.14梁,淋浴系统上的信思通过此模块被传送到后台数据库;液品显2.3网络通信模块示模块利键盘输入模块构成了人机交彑模块,完成系统反馈信息网络通信模块利用网关在网络中桥接代理协议栈和TCP的显示利使用者操作信息的输入。IP协议栈。网关可将代理协议提供的数据转换成TCP/IP需要?网络通信模块的数据,或将TCP/IP发送的数据转换后提供给代理协议。采用液晶显示模块主控芯ein(a leway网关实现控制系统的网络通信功能。 elnggat eway网关键输入模块射卡读写模块的网络连接图如图2所示。本系统米用北京英贝多嵌入式网络技术有限公司生产的M20021串口设备网关米实现淋浴系统控电机驱动模块语音与报警模块制系统的网络通信功能。反馈装置从控芯片cm2002f1为客户提供一个串行接口,在串行接口上支持透图1控制系统总体硬件结构图明传输流模式和AT指令模式。用户可以任意选用一种模式。AT从控部分由从控芯片、电机驱动模块、反馈装置、语音与报警指令模式是通过在串口上实现简单的类似AT指令集,使用户通模块组成。其中,从控芯片接收主控芯片信号并反馈信息给主控过串口驱动en2002L实现TCP、FTP等网络协议。透明传输流芯片,同时控制从控部分中的其他模块进行正常工作:电机驱动模式是指将TCP/IP信息和串口数据实现透明转发,这样用户可模块根据主控芯片发出的信号来驱动相应的电机,并使电机做出以不用改动原有设备的软件,实现开箱即用。相应的动作:反馈装置是通过采集送出机构在电机带动下的运2.4液晶显示模块转信思并反馈给控制系统,进而控制系统根据信号来发送相应的液品显示器件I.C(I. iquid Crystal Di splay)是一种最有信号给电机驱动模块;语音与报警模块用于存放语音数据,为从发展前景,并已成熟的平板显示器件。它具有:低压、微功耗,显控芯片调用及处理。示信息量大,易于彩色化,长寿命,无辐射、无污染等诸多优点。控制系统的设计中采用凌阳公司生产的 SPLC501液晶显示2外接模块的硬件选择模组。SPLC501液晶显示模组为128X64点阵,面板采用STN( Super2.1射频卡的选择Twisted Nematic)超扭曲向列技术制成并且由128 Segment和非接触式IC卡( Cicc-contact ess Inegrated Circuit64 Common组成,LCM非常容易通过接口被访问。Card)乂称射频卡,是通过无线电波和电磁场感应的方式将卡的SPI.C501芯片液晶返动,可以直接与其他微控制器接口总线集成电路内的数据与外部接口设备通信的IC卡,与读写器间无相连。微控制器可以将显示数据通过8位数据总线或者串行接口