基于物聯(lián)網(wǎng)的老火靚湯煲智能控制系統(tǒng)解決方案軟硬件架構(gòu)

　一、項(xiàng)目概述
　　1.1 引言
　　廣東人特別是老一輩的廣東人酷愛(ài)煮“老火靚湯”。老火湯又稱(chēng)廣府湯，即廣東人傳承數(shù)千年的食補(bǔ)養(yǎng)生秘方，慢火煲煮的中華老火靚湯，火候足，時(shí)間長(zhǎng)，既取藥補(bǔ)之效，又取入口之甘甜。她是廣東女人用萬(wàn)般溫情煲煮的美食靚湯，是調(diào)節(jié)人體陰陽(yáng)平衡的養(yǎng)生湯，更是輔助治療恢復(fù)身體的藥膳湯。
　　1.2 項(xiàng)目背景/選題動(dòng)機(jī)
　　老火顧名思義就是需要用慢火熬，老火靚湯熬煮的時(shí)間一般都超過(guò)8個(gè)小時(shí)，而且對(duì)于火候的變化也要求較高。漫長(zhǎng)的等待時(shí)間會(huì)導(dǎo)致照看等方面具有諸多不便之處。針對(duì)上述情況，我們團(tuán)隊(duì)提出了關(guān)于“基于GSM的老火靚湯監(jiān)控系統(tǒng)”。利用光傳感器，溫度傳感器等元件對(duì)湯的濃度，溫度等變量進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，同時(shí)結(jié)合監(jiān)控變量以及經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)火候進(jìn)行智能控制，使湯的味道趨近完美。當(dāng)湯煮好的時(shí)候會(huì)系統(tǒng)會(huì)發(fā)出語(yǔ)音提示同時(shí)發(fā)送短信到用戶(hù)手機(jī)。
　　二、需求分析
　　2.1 功能要求
　　需要測(cè)量湯的濃度，溫度。需要對(duì)火候進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。
　　通過(guò)GSM模塊和語(yǔ)音模塊進(jìn)行提示。
　　2.2 性能要求
　　光感所測(cè)得的數(shù)據(jù)需要和實(shí)際濃度具有較高的相關(guān)性。
　　三、方案設(shè)計(jì)
　　3.1 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)原理
　　本系統(tǒng)在AVR32 AT32UC3A單片機(jī)控制器硬件基礎(chǔ)上，擴(kuò)充GSM/物聯(lián)網(wǎng)模塊，由手機(jī)或PC機(jī)作為遠(yuǎn)程服平臺(tái)，構(gòu)成異地客戶(hù)端。系統(tǒng)的各個(gè)模塊均由單片機(jī)控制，很好的體現(xiàn)了硬件軟件化的思想，可以很好地完成設(shè)計(jì)要求的各項(xiàng)功能，使監(jiān)控系統(tǒng)穩(wěn)定化智能化，既方便又節(jié)能。利用溫度傳感器、光照傳感器來(lái)采集智能老火靚湯煲里的湯的溫度和濃度等參數(shù)，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換成為模擬量寫(xiě)入單片機(jī)，然后通過(guò)相關(guān)算法，最后由控制模塊輸出相應(yīng)的控制變量參數(shù)來(lái)控制燃具的火力大小及時(shí)間長(zhǎng)短，以達(dá)到設(shè)計(jì)要求；利用GSM模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音提示，當(dāng)用戶(hù)不在現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，若湯已達(dá)到預(yù)約要求或是出現(xiàn)溫度過(guò)高而導(dǎo)致危險(xiǎn)發(fā)生等情況，系統(tǒng)會(huì)通過(guò)GSM模塊向用戶(hù)手機(jī)發(fā)出相應(yīng)的語(yǔ)音提示及短信提示，提示用戶(hù)進(jìn)行下一步操作。
　　3.2功能模塊的組成
　　傳感器模塊：采用溫度傳感器、光照傳感器對(duì)智能老火靚湯煲里的湯的溫度和濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)并采集相應(yīng)數(shù)據(jù)。其中，由溫度傳感器檢測(cè)、采集煲的溫度，由光照傳感器來(lái)檢測(cè)、采集湯的濃度，進(jìn)而通過(guò)單片機(jī)綜合判斷并分析相關(guān)參數(shù)，然后輸出相應(yīng)動(dòng)作的控制參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)多檔火力的控制。
　　GSM/物聯(lián)網(wǎng)模塊：GSM網(wǎng)絡(luò)以短消息的形式完成遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸，即在單片機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中加入GSM 引擎模塊，并為其分配一個(gè)獨(dú)立的SIM卡，通過(guò)串行通訊接口，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程無(wú)線傳輸，監(jiān)控終端為移動(dòng)電話。物聯(lián)網(wǎng)模塊中以PC機(jī)為上位機(jī)、智能老火靚湯煲為下位機(jī)，通過(guò)上下位機(jī)的通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)PC與智能老火靚湯煲的信息互換，從而進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程用PC機(jī)監(jiān)控智能老火靚湯煲中湯的溫度及濃度，并實(shí)現(xiàn)對(duì)智能老火靚湯煲遠(yuǎn)程開(kāi)啟關(guān)閉功能。
　　語(yǔ)音模塊：配合語(yǔ)音芯片播放各類(lèi)提示信息，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音備忘錄功能。
　　
　　系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖
　　3.2 硬件平臺(tái)選用及資源配置
　　EVK1100硬件平臺(tái)
　　支持AT32UC3A
　　以太網(wǎng)端口
　　傳感器：光照、溫度、電位器
　　4x20藍(lán)色LCD（PWM變頻背光）
　　JTAG連接器、Nexus、USART、USB 2.0接口，TWI接口、SPI
　　SD和MMC讀卡器
　　3.3系統(tǒng)軟件架構(gòu)