-摘要本文設(shè)計(jì)了一種基于IAP15F2K61S2單片機(jī)的藍(lán)牙洗衣機(jī)模擬控制系統(tǒng)，設(shè)計(jì)中結(jié)合了減速直流電機(jī)、LCD1602顯示模塊、電阻式水位傳感器、PCF8591數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、蜂鳴器、JDY-31藍(lán)牙模塊等器件。本設(shè)計(jì)能通過JDY-31藍(lán)牙模塊與手機(jī)app進(jìn)行無線通信，由單片機(jī)向手機(jī)發(fā)送水位、工作模式、時(shí)間等信息，使得用戶在手機(jī)上也能隨時(shí)觀察洗衣機(jī)的狀態(tài)，當(dāng)然也能通過手機(jī)app給藍(lán)牙模塊發(fā)送調(diào)整模式或啟動(dòng)等信息進(jìn)而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，電阻式水位傳感器將檢測的水位模擬信號(hào)通過PCF8591轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，單片機(jī)根據(jù)接收水位的信息進(jìn)入預(yù)設(shè)洗滌模式,LCD1602模塊可以用來顯示洗衣機(jī)的工作狀態(tài)，如工作模式、水位以及時(shí)間等。該基于藍(lán)牙的洗衣機(jī)控制模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)能夠穩(wěn)定流暢地工作，且具有很好的擴(kuò)展性以及便捷性。關(guān)鍵詞：洗衣機(jī)控制系統(tǒng)；遠(yuǎn)程控制；電阻式水位傳感器；PCF8591；便捷性AbstractThispaperdesignsaBluetooth-basedsimulationcontrolsystemforawashingmachineusingtheIAP15F2K61S2single-chipmicrocomputer.Thedesignincorporatescomponentssuchasa130gearedDCmotor,anLCD1602displaymodule,aresistivewaterlevelsensor(WaterSensorfor),aPCF8591analog-to-digitalconversionmodule,abuzzer,andaJDY-31Bluetoothmodule.ThisdesignenableswirelesscommunicationwithamobileappviatheJDY-31Bluetoothmodule.Thesingle-chipmicrocomputersendsinformationsuchaswaterlevel,workingmode,andtimetothemobilephone,allowinguserstomonitorthestatusofthewashingmachineontheirphonesatanytime.Ofcourse,userscanalsosendinformationsuchasadjustingthemodeorstartingthemachinetotheBluetoothmodulethroughthemobileapptoachieveremotecontrol.TheanalogwaterlevelsignaldetectedbytheresistivewaterlevelsensorisconvertedintoadigitalsignalbythePCF8591.Thesingle-chipmicrocomputerentersapresetwashingmodeaccordingtothereceivedwaterlevelinformation.TheLCD1602modulecanbeusedtodisplaytheworkingstatusofthewashingmachine,suchasworkingmode,waterlevel,andtime.TheBluetooth-basedwashingmachinesimulationcontrolsystemdesigncanworkstablyandsmoothly,hasgoodexpandabilityandconvenience,realizespartialsimulationofthefunctionsofawashingmachine.Keywords:WashingMachineControlSystem;RemoteControl;ResistiveWaterLevelSensor;PCF8591;Convenience

目錄TOC\o"1-3"\h\u136181引言 V-2系統(tǒng)分析2.1系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)目標(biāo)為以單片機(jī)控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)，結(jié)合直流電機(jī)、水位傳感器等器件去模擬洗衣機(jī)的工作，依靠按鍵控制或者以手機(jī)app與藍(lán)牙模塊通信的方式設(shè)定洗滌模式、選擇水位，具體達(dá)成了洗衣機(jī)的慢速洗滌、標(biāo)準(zhǔn)洗滌、快速洗滌、時(shí)間設(shè)定以及液位選擇等功能，整個(gè)系統(tǒng)由三個(gè)主要的組成模塊：電源電路部分、單片機(jī)控制系統(tǒng)部分和外部硬件電路部分。電源電路為系統(tǒng)供應(yīng)穩(wěn)定的5V直流電壓，保障單片機(jī)和諸如LCD顯示屏、按鍵、蜂鳴器、LED指示燈這類相關(guān)組件正常工作，單片機(jī)控制系統(tǒng)承擔(dān)處理用戶輸入指令的任務(wù)，調(diào)控洗滌、脫水等過程的實(shí)施，依靠接收按鍵所輸入內(nèi)容，系統(tǒng)能夠甄選不同的洗滌模式，并設(shè)置好洗滌時(shí)間和液位數(shù)值，水位傳感器實(shí)時(shí)去監(jiān)控水位，并同單片機(jī)一起合作，按照不同洗滌模式去調(diào)整液位高度，保障操作精準(zhǔn)實(shí)施。外部硬件部分由電機(jī)模塊和水位傳感器構(gòu)成，電機(jī)模塊根據(jù)控制信號(hào)啟動(dòng)洗滌及脫水過程的模擬，水位傳感器需保證水位達(dá)到提前定好的閾值，LED指示燈與蜂鳴器作為用戶反饋部件，能清晰呈現(xiàn)當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)，洗滌完成之際，蜂鳴器發(fā)出提示音。為增強(qiáng)用戶體驗(yàn)，系統(tǒng)還裝設(shè)有藍(lán)牙模塊，藍(lán)牙模塊可借助手機(jī)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，用戶可在手機(jī)應(yīng)用里面選擇洗滌模式和液位等，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。用戶能利用LCD顯示屏實(shí)時(shí)查看系統(tǒng)狀態(tài)，囊括剩余的時(shí)間、當(dāng)前采用的洗滌模式等信息，系統(tǒng)的按鍵操作容易上手，利用LED指示燈和蜂鳴器，使得用戶能夠容易掌握設(shè)備工作狀態(tài)?？傮w設(shè)計(jì)框圖如REF_Ref27693\h圖2-1所示。圖2-SEQ圖2-\*ARABIC1總體設(shè)計(jì)框圖2.2主控芯片選擇本設(shè)計(jì)是基于藍(lán)牙的洗衣機(jī)模擬控制系統(tǒng)，有四種狀態(tài)，分別是放水、洗滌、排水、甩干；三種洗滌模式，分別是速洗、標(biāo)準(zhǔn)洗、慢洗；三個(gè)預(yù)設(shè)水位閾值，只有當(dāng)水位超過預(yù)設(shè)閾值，才會(huì)進(jìn)入洗滌模式。所以對(duì)主控芯片的處理速度有較高的要求，IAP15F2K61S2芯片采用增強(qiáng)型8051內(nèi)核，是1T指令周期設(shè)計(jì)的，執(zhí)行速度比傳統(tǒng)的51單片機(jī)快12倍。在本設(shè)計(jì)中，也運(yùn)用到了很多的外圍元件，例如LCD1602顯示模塊、藍(lán)牙模塊、PCF8591數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊等，IAP15F2K61S2芯片有豐富的外設(shè)與接口。對(duì)于本設(shè)計(jì)而言，續(xù)航時(shí)間是對(duì)洗衣機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行和與手機(jī)穩(wěn)定通信的保障，而IAP15F2K61S2芯片恰好具有低功耗的特性，適用于需要長時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行的設(shè)備中。在成本與開發(fā)難度方面，需要盡量以低成本低開發(fā)難度層面考慮，而IAP15F2K61S2芯片內(nèi)部集成有RC振蕩電路和復(fù)位電路，即不需要單獨(dú)外接晶振電路與復(fù)位電路，簡化了電路設(shè)計(jì)。IAP15F2K61S2芯片在市面上比較常見，有豐富的開發(fā)工具和資源支持，包括Keil軟件常用的開發(fā)環(huán)境和用戶手冊(cè)、例程等，使得開發(fā)過程更加便捷和高效。綜上所述，本設(shè)計(jì)選擇使用IAP15F2K61S2芯片作為主控電路。如REF_Ref29061\h圖2-2所示。圖2-SEQ圖2-\*ARABIC2IAP15F2K61S2模塊圖2.3顯示模塊選擇在本設(shè)計(jì)中，需要顯示出來的只有模式、水位、時(shí)間等信息，包含有數(shù)字和字符，而LCD1602顯示模塊能夠顯示ASCII字符集，完全能滿足本設(shè)計(jì)的顯示要求。而且，LCD1602具有低功耗和抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)，使之能夠在洗衣機(jī)控制系統(tǒng)中穩(wěn)定工作。當(dāng)遇到藍(lán)牙連接中斷的情況，LCD1602顯示模塊仍能獨(dú)立顯示當(dāng)前狀態(tài)，避免因?yàn)樗{(lán)牙的斷開使得用戶失去操作的反饋。在本設(shè)計(jì)中考慮開發(fā)難度與成本的情況下，LCD1602具有的市場成熟度，開發(fā)難度低，成本也低的優(yōu)點(diǎn)無疑是最佳選擇。綜上所述，本設(shè)計(jì)選擇LCD1602作為顯示模塊。LCD1602模塊如REF_Ref29003\h圖2-3所示。圖2-SEQ圖2-\*ARABIC3LCD1602模塊圖2.4電機(jī)模塊選擇在本次設(shè)計(jì)里，挑選用了減速直流電機(jī)130作為驅(qū)動(dòng)基于藍(lán)牙的洗衣機(jī)模擬系統(tǒng)的關(guān)鍵執(zhí)行單元，在實(shí)施洗衣機(jī)模擬的過程中，減速電機(jī)可給出適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速與力矩，保證模擬洗衣機(jī)的洗滌與脫水等動(dòng)作順暢落實(shí)，減速直流電機(jī)另外有個(gè)優(yōu)點(diǎn)，就是功率消耗少而工作效率高，使其在低功耗需求的設(shè)計(jì)實(shí)例中尤為管用，尤其是在開展模擬洗衣機(jī)的操作時(shí)，這對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定和長期運(yùn)轉(zhuǎn)十分關(guān)鍵，減速直流電機(jī)的特性為控制簡單、響應(yīng)十分迅速，故本設(shè)計(jì)選擇減速直流電機(jī)作為執(zhí)行元件。減速直流電機(jī)如REF_Ref189\h圖2-4所示。圖2-SEQ圖2-\*ARABIC4直流減速電機(jī)圖2.5水位傳感器模塊選擇本設(shè)計(jì)采用了yw01電阻式水位傳感器，利用電阻式水位傳感器測量水位的優(yōu)勢是節(jié)約成本，降低電路復(fù)雜程度，便于及時(shí)更換REF_Ref24296\n\h[14]。此模塊依靠測量水位變化引起的電阻變化來監(jiān)控水位，若水位上升，水的電導(dǎo)率變化會(huì)使得傳感器的電阻值發(fā)生改變，傳感器把這個(gè)變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，交給單片機(jī)去處理，電阻式水位傳感器的好處是其結(jié)構(gòu)簡潔、成本便宜、響應(yīng)速度快且穩(wěn)定性高，一般會(huì)在家電產(chǎn)品中運(yùn)用，恰似洗衣機(jī)的水位檢測工作，它與單片機(jī)的兼容程度高，可實(shí)時(shí)監(jiān)測水位，保證系統(tǒng)依據(jù)不同水位需求開展控制與調(diào)整。故本設(shè)計(jì)采用電阻式水位傳感器模塊，如REF_Ref451\h圖2-5所示。圖2-SEQ圖2-\*ARABIC5水位傳感器模塊圖2.6蜂鳴器模塊選擇12095有源蜂鳴器內(nèi)部有振蕩電路，只需要接入電壓即可發(fā)聲，即不需要額外的驅(qū)動(dòng)電路，可以使設(shè)計(jì)變得更加簡潔。而且該蜂鳴器體積小，適合小型設(shè)計(jì)合理安排空間。其內(nèi)部元件的集成度高，且結(jié)構(gòu)簡單，能夠長期穩(wěn)定的工作減少維護(hù)成本。故在本設(shè)計(jì)中采用了12095有源蜂鳴器。有源蜂鳴器模塊圖如REF_Ref2835\h圖2-6所示。圖2-SEQ圖2-\*ARABIC6有源蜂鳴器模塊圖2.7繼電器模塊選擇KY-019繼電器模塊乃常見的繼電器模塊，KY-019繼電器模塊已經(jīng)把繼電器、驅(qū)動(dòng)電路以及接口電路等集成好了，在電路設(shè)計(jì)及使用的過程更加便捷，KY-019繼電器模塊一般采用數(shù)字信號(hào)（像高電平或者低電平這種）作為觸發(fā)信號(hào)來控制繼電器的開關(guān)狀態(tài)，這讓在控制繼電器的時(shí)候更加省事，只需設(shè)定引腳的輸出狀態(tài)就行，KY-019繼電器模塊一般有著較高的負(fù)載能力，可以頂住較大的電流和電壓，而且其兼容性也良好，它可用來控制燈光、電機(jī)、電磁閥等多樣設(shè)備。KY-019繼電器模塊的特點(diǎn)包括有控制方便、負(fù)載能力高、兼容性佳和應(yīng)用范圍廣。在本設(shè)計(jì)中，控制電機(jī)模塊的繼電器是直接與電機(jī)相連接的，所以需要較大的負(fù)載能力。故本設(shè)計(jì)選擇KY-019繼電器模塊。如REF_Ref4023\h圖2-7所示。圖2-SEQ圖2-\*ARABIC7繼電器模塊圖2.8藍(lán)牙模塊選擇JDY-31模塊主要優(yōu)點(diǎn)包括較低的功耗、較長的通信距離、以及較強(qiáng)的抗干擾能力，能夠滿足短距離無線數(shù)據(jù)傳輸需求，這些特點(diǎn)使其成為控制系統(tǒng)與手機(jī)APP之間無線通信的理想選擇。而且JDY-31模塊具有較為穩(wěn)定的傳輸性能，能夠確保在控制系統(tǒng)與手機(jī)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，信號(hào)的穩(wěn)定性和可靠性。JDY-31模塊所需的工作電壓為3.3V~6V，而本設(shè)計(jì)中供給模塊5V的電壓，跟某些傳統(tǒng)藍(lán)牙模塊（如HC-05）比起來，它體現(xiàn)出更低的功耗，而且可以借助簡單的串口通信與單片機(jī)相連，模塊一般的通信距離大概在10米上下，足以適應(yīng)大部分家庭環(huán)境的使用要求，這使得用戶在家中的各個(gè)地方都能借助手機(jī)控制洗衣機(jī)狀態(tài)。JDY-31模塊可實(shí)現(xiàn)主從模式的切換，可對(duì)其進(jìn)行配置，成為主設(shè)備或從設(shè)備，適應(yīng)各類的工作需求，在本項(xiàng)設(shè)計(jì)中，它會(huì)被配置成從屬設(shè)備，接收來自手機(jī)APP傳達(dá)的控制指令，進(jìn)而把狀態(tài)信息反饋給手機(jī)，JDY-31藍(lán)牙模塊依靠其低功耗、通信穩(wěn)定以及易于配置的特性，極為貼合本系統(tǒng)的需求。故本設(shè)計(jì)采用JDY-31藍(lán)牙模塊，如REF_Ref5734\h圖2-8所示。圖2-SEQ圖2-\*ARABIC8藍(lán)牙模塊圖2.9獨(dú)立按鍵方案的選擇本設(shè)計(jì)中的功能并不復(fù)雜，選用獨(dú)立的按鍵可以使得功能反映的更加直接，而且不需要復(fù)雜的組合邏輯就可以使用戶操作更加簡單便捷。軟件只需要監(jiān)聽按鍵對(duì)應(yīng)的IO口電平的變化并結(jié)合軟件去抖操作，代碼邏輯簡單清晰便于調(diào)試。設(shè)計(jì)采用彈性機(jī)械開關(guān)，當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)線路導(dǎo)通，開關(guān)斷開時(shí)線路斷開，操作簡單。而且獨(dú)立按鍵的檢修更換更加方便使得設(shè)計(jì)能夠長期穩(wěn)定的運(yùn)行。故本設(shè)計(jì)采用獨(dú)立按鍵如REF_Ref10964\h圖2-9所示。圖2-SEQ圖2-\*ARABIC9獨(dú)立按鍵2.10數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊選擇為了提高數(shù)據(jù)處理的精確性，設(shè)備配備了PCF8591作為AD轉(zhuǎn)換芯片，它能夠高效地完成模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)之間地轉(zhuǎn)換，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性REF_Ref24355\n\h[15]。由于電阻式水位傳感器采集的水位信息是模擬信號(hào)，單片機(jī)不能直接處理，所以需要采用數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行處理，使之成為單片機(jī)可以處理的數(shù)字信號(hào)。而本設(shè)計(jì)采用的數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊是PCF8591，PCF8591數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊采用的是IIC通信，使用數(shù)據(jù)總線SDA和時(shí)鐘總線SCL就可以完成通信，接口簡單，開發(fā)難度小。而且，此模塊價(jià)格比較便宜，不需要其他復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)電路，很適合快速開發(fā)和較低成本的設(shè)計(jì)中使用。并且，PCF8591的市場成熟度高，網(wǎng)絡(luò)上有大量的學(xué)習(xí)資料和實(shí)例，便于調(diào)試和學(xué)習(xí)。此模塊是低功耗設(shè)計(jì)，靜態(tài)電流小，工作電壓范圍寬（2.5v-6v)。綜上所述，本設(shè)計(jì)選擇PCF8591作為數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，如REF_Ref10783\hREF_Ref10783\h圖2-10所示。圖2-SEQ圖2-\*ARABIC10PCF8591模塊3系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)硬件電路概述本設(shè)計(jì)采用的電路有顯示電路、直流電機(jī)電路、水位檢測電路、蜂鳴器電路、藍(lán)牙電路、按鍵電路、LED控制電路、放水和排水電路等。本設(shè)計(jì)有三種模式，分別是速洗、標(biāo)準(zhǔn)洗和慢洗，通過按鍵電路選擇需要的工作模式、水位和啟動(dòng)，啟動(dòng)后再由主控芯片檢測由PCF8591模塊轉(zhuǎn)換得到的水位數(shù)字信號(hào)，進(jìn)而啟動(dòng)電機(jī)工作狀態(tài)。系統(tǒng)硬件具體功能如下：電源電路：為設(shè)計(jì)的各個(gè)模塊提供穩(wěn)定的5V電源電壓。顯示電路：實(shí)時(shí)顯示洗衣機(jī)的工作狀態(tài)，如模式、水位、剩余時(shí)間等。按鍵電路：本設(shè)計(jì)有三個(gè)按鍵，其功能分別為選擇設(shè)定水位或模式、加、啟動(dòng)。直流電機(jī)電路：是由下載器為減速直流電機(jī)單獨(dú)供電，而與電機(jī)相連接的繼電器只是起到一個(gè)開關(guān)的作用。LED控制電路：有兩個(gè)LED分別代表放水和洗滌、脫水和甩干，都是低電平有效。水位檢測電路：其中包含兩個(gè)模塊，分別是電阻式水位傳感器和PCF8591數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，檢測水位是否達(dá)到預(yù)設(shè)閾值。蜂鳴器電路設(shè)計(jì)：采用有源蜂鳴器，低電平有效。在甩干之后鳴叫1s提示工作完成。藍(lán)牙電路：采用串口連接，用于洗衣機(jī)與手機(jī)app之間的無線通信，使用戶可以遠(yuǎn)程操作洗衣機(jī)。放水和排水電路，分別用兩個(gè)單獨(dú)的繼電器來模擬，高電平有效。系統(tǒng)主控電路圖如REF_Ref14538\h圖3-1所示。圖3-SEQ圖3-\*ARABIC1系統(tǒng)主控電路圖3.2IAP15F2K61S2最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)在本設(shè)計(jì)中采用的主控芯片IAP15F2K61S2內(nèi)部集成了R/C振蕩電路，可以滿足一般情況下的時(shí)鐘需求，本設(shè)計(jì)中的時(shí)鐘頻率為11.0592MHZ，不需再單獨(dú)外接晶振電路。而且，IAP15F2K61S2芯片內(nèi)部還集成了高可靠復(fù)位電路，能夠?qū)崿F(xiàn)上電復(fù)位功能，即可省略復(fù)位電路的設(shè)計(jì)。IAP15F2K61S2芯片如REF_Ref3396\h圖3-2所示。圖3-SEQ圖3-\*ARABIC2IAP15F2K61S2芯片3.3藍(lán)牙模塊電路設(shè)計(jì)單片機(jī)通過藍(lán)牙模塊定期發(fā)送水位、工作模式、時(shí)間等數(shù)據(jù)至上位機(jī)，用戶可在手機(jī)APP端查看實(shí)時(shí)工作狀態(tài)，并發(fā)送設(shè)備控制指令。JDY-31模塊解析指令后，單片機(jī)執(zhí)行相應(yīng)操作，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制功能。本系統(tǒng)將JDY-31藍(lán)牙模塊通過UART串口與IAP15F2K61S2單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，其中TXD（發(fā)送端）連接單片機(jī)的RXD（P3.0），RXD（接收端）連接單片機(jī)的TXD（P3.1），實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)。模塊的VCC（5V）連接電源，為藍(lán)牙通信提供穩(wěn)定供電。藍(lán)牙模塊如REF_Ref12395\h圖3-7所示。藍(lán)牙模塊電路圖如REF_Ref26886\h圖3-3所示。圖3-SEQ圖3-\*ARABIC3藍(lán)牙模塊電路圖3.4直流電機(jī)電路設(shè)計(jì)在本設(shè)計(jì)中，直流電機(jī)的電路是由KY-019繼電器模塊構(gòu)成的，由于電機(jī)的啟動(dòng)電流較大，所以單獨(dú)的5v電源給電機(jī)供電驅(qū)動(dòng)，而KY-019繼電器模塊充當(dāng)電機(jī)控制的關(guān)鍵開關(guān)，根據(jù)來自單片機(jī)的P11口控制信號(hào)，決定電機(jī)是否通電及其工作狀態(tài)。KY-019繼電器模塊的引腳1接到單片的IO口為P11，通過控制單片機(jī)的P11口為高電平時(shí)即洗滌或甩干模式，繼電器吸合，電機(jī)通電旋轉(zhuǎn)，控制P11為低電平時(shí)即為放水或脫水模式，則不給電機(jī)通電。直流電機(jī)控制電路圖如REF_Ref38\h圖3-4所示。圖3-SEQ圖3-\*ARABIC4直流電機(jī)控制電路圖3.5水位檢測電路設(shè)計(jì)水位檢測電路其主要功能是通過實(shí)時(shí)監(jiān)控水槽中的水位，確保水位在達(dá)到預(yù)設(shè)的水位后才開啟電機(jī)的工作。在本設(shè)計(jì)中，采用了電阻式水位傳感器，該傳感器通過感應(yīng)水位的高度變化，輸出與水位相關(guān)的模擬信號(hào)。電阻式水位傳感器的正負(fù)極分別接5v電源和GND端，電阻式水位傳感器將水位變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)，由S信號(hào)輸出端接入數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊PCF8591的模擬信號(hào)輸入端AIN0，數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊PCF8591能夠?qū)㈦娮枋剿粋鞲衅鬏敵龅哪M信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，供單片機(jī)讀取。通過I2C通信協(xié)議，單片機(jī)向PCF8591發(fā)送控制指令并獲取水位數(shù)據(jù)，從而實(shí)時(shí)監(jiān)控水位變化，從而判斷是否達(dá)到水位的預(yù)設(shè)閾值。水位檢測電路設(shè)計(jì)如REF_Ref4371\h圖3-5所示。圖3-SEQ圖3-\*ARABIC5水位檢測電路設(shè)計(jì)3.6數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊PCF8591數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊PCF8591如REF_Ref9730\h圖3-5所示。在本設(shè)計(jì)中是將電阻式水位傳感器測得的水位模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量供給單片機(jī)讀取水位狀態(tài)。電阻式水位傳感器的信號(hào)輸出端與PCF8591數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊的模擬信號(hào)輸入端相接，將PCF8591的5~7腳接地，從而設(shè)置數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊芯片的從機(jī)地址，方便單片機(jī)尋址讀取轉(zhuǎn)換后的水位數(shù)據(jù)，通過控制單片機(jī)的P12、P13口來控制數(shù)據(jù)線SDA與時(shí)鐘線SCL實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與PCF8591數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊之間進(jìn)行IIC通信，傳輸經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換后的水位數(shù)據(jù)。PCF8591數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊如REF_Ref9730\h圖3-6所示。圖3-SEQ圖3-\*ARABIC6PCF8591數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊3.7蜂鳴器電路設(shè)計(jì)在本次設(shè)計(jì)里，采用IAP15F2K61S2單片機(jī)當(dāng)作核心控制單元來操控蜂鳴器工作狀態(tài)，也就是脫水模式結(jié)束的時(shí)候，單片機(jī)會(huì)借助其P17引腳輸出低電平信號(hào)直接驅(qū)動(dòng)蜂鳴器，讓它發(fā)出響亮警報(bào)聲，告知用戶脫水模式已結(jié)束，采用這種辦法，單片機(jī)跟蜂鳴器協(xié)同合作實(shí)現(xiàn)了有效的聲音警報(bào)，保障用戶可及時(shí)獲得系統(tǒng)狀態(tài)改變的提示。蜂鳴器設(shè)計(jì)電路圖如REF_Ref12225\h圖3-7所示。圖3-SEQ圖3-\*ARABIC7蜂鳴器設(shè)計(jì)電路圖3.8LCD1602顯示模塊電路設(shè)計(jì)LCD1602主要的作用是實(shí)時(shí)顯示洗衣機(jī)的工作狀態(tài)，方便用戶觀察調(diào)整。在本設(shè)計(jì)中，可以通過將單片機(jī)的P27口置為1，用于向LCD1602寫數(shù)據(jù)，將P27口置為0，用于向單片機(jī)寫命令；通常LCD1602顯示模塊只用來向其寫入數(shù)據(jù)而不是讀取數(shù)據(jù)，所以將單片機(jī)的P26口直接置為0，即只向其寫入數(shù)據(jù)；若要使LCD1602執(zhí)行相應(yīng)的操作，則需將LCD1602的使能端由高電平跳變成低電平，即操作單片機(jī)的P25口輸出高低電平。當(dāng)需要輸送數(shù)據(jù)或命令給LCD1602時(shí)，只需要改變單片機(jī)的P0口。LCD1602電路圖如REF_Ref12395\h圖3-8所示。圖3-SEQ圖3-\*ARABIC8LCD1602電路圖3.9按鍵電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中有三個(gè)按鍵，按鍵SW1是選擇設(shè)置模式和水位，按鍵SW2是增加閾值（當(dāng)增加到最大閾值時(shí)重新回到最低閾值），按鍵SW3是啟動(dòng)按鍵。三個(gè)按鍵的一段共同接地，而另一端分別接與單片機(jī)的P32、P33、P34，當(dāng)按下按鍵時(shí)，這些IO口則被置為0，從而被檢測到哪個(gè)按鍵被按下。按鍵電路如REF_Ref12470\h圖3-9所示。圖3-SEQ圖3-\*ARABIC9按鍵電路設(shè)計(jì)4系統(tǒng)軟件程序設(shè)計(jì)4.1主程序設(shè)計(jì)基于藍(lán)牙的洗衣機(jī)模擬控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，主程序設(shè)計(jì)處于核心地位，目的是借助用戶交互界面和智能控制邏輯精準(zhǔn)達(dá)成洗衣機(jī)的各項(xiàng)功能，此主程序從用戶進(jìn)入設(shè)置界面起，就提供直觀的控制選項(xiàng)，并依照用戶的設(shè)定，實(shí)施不同的洗滌模式、時(shí)間及水位設(shè)置，最終達(dá)成自動(dòng)洗衣過程。當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)瞬間，進(jìn)入設(shè)置界面后，用戶借助按鍵與系統(tǒng)互動(dòng)，用戶根據(jù)所需求設(shè)置洗滌模式以及水位高低，在這個(gè)界面，用戶依靠按鍵來選擇不同的洗滌模式及水位，所有設(shè)定項(xiàng)會(huì)在LCD1602顯示屏上實(shí)時(shí)展示，方便用戶確認(rèn)及調(diào)整，若所有設(shè)置均已完成，用戶按下啟動(dòng)按鈕，程序便進(jìn)入洗衣流程的執(zhí)行階段。在啟動(dòng)后LCD1602顯示屏開始顯示當(dāng)前的運(yùn)行時(shí)間，便于用戶了解剩余的洗滌時(shí)間。在這期間，洗滌指示燈會(huì)亮起提示系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入洗滌階段，與此同時(shí)系統(tǒng)控制放水繼電器吸合啟動(dòng)放水階段，確保洗衣機(jī)內(nèi)的水位能夠到達(dá)設(shè)定范圍。放水過程結(jié)束后系統(tǒng)啟動(dòng)電機(jī)進(jìn)行洗滌操作，電機(jī)開始旋轉(zhuǎn)模擬實(shí)際洗衣過程。當(dāng)洗滌完成后洗滌指示燈熄滅而甩水指示燈亮起，系統(tǒng)切換到排水模式。在這期間，排水繼電器吸合啟動(dòng)排水系統(tǒng)將水排出，排水過程結(jié)束后電機(jī)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)進(jìn)入甩水階段模擬甩干功能。甩水階段完成后蜂鳴器鳴叫一秒，作為洗衣程序完成的提示音。隨后蜂鳴器關(guān)閉，整個(gè)洗滌過程結(jié)束。當(dāng)洗滌過程結(jié)束后系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)返回到設(shè)置界面準(zhǔn)備進(jìn)行新的操作或設(shè)置。此時(shí)用戶可以重新調(diào)整設(shè)置。此外，系統(tǒng)還可以用手機(jī)APP遠(yuǎn)程控制。用戶可以通過手機(jī)APP查看洗衣機(jī)的當(dāng)前狀態(tài)，即單片機(jī)通過藍(lán)牙模塊定時(shí)向手機(jī)app發(fā)送洗衣機(jī)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，即通過串行緩存寄存器SBUF在非工作模式下將字符串"Mode:%dWater:%dtime:%d\n"發(fā)送給手機(jī)app，在工作模式下將字符串"Clock:%d%d:%d%d"發(fā)送給手機(jī)app。APP還允許用戶遠(yuǎn)程啟動(dòng)或者修改洗衣機(jī)的運(yùn)行模式和時(shí)間設(shè)定，即當(dāng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)在非工作模式下，由手機(jī)app發(fā)送數(shù)據(jù)賦值給單片機(jī)串行緩存寄存器SBUF，當(dāng)接收中斷標(biāo)志位RI置為1時(shí)，在串口中斷函數(shù)中將SBUF寄存器中的數(shù)據(jù)賦值給數(shù)組儲(chǔ)存，再由單片機(jī)解析指令執(zhí)行相關(guān)操作，即判斷數(shù)組中儲(chǔ)存的第一位數(shù)是1、2、3中的哪一個(gè)，當(dāng)數(shù)組中的第一個(gè)數(shù)為1時(shí)執(zhí)行選擇設(shè)置水位或洗滌模式，為2時(shí)則增加當(dāng)前閾值（洗滌模式和水位的閾值最高值都是3，通過增加閾值操作達(dá)到最高閾值時(shí)，則會(huì)回到最低閾值1），為3時(shí)則是啟動(dòng)系統(tǒng)，這樣的遠(yuǎn)程控制能為使用者提供更便捷的操作體驗(yàn)。主程序流程圖如REF_Ref2012\h圖4-1所示。圖4-SEQ圖4-\*ARABIC1主程序流程圖4.2水位采集子程序設(shè)計(jì)水位采集子程序主要是實(shí)時(shí)監(jiān)視水位，然后將相關(guān)數(shù)據(jù)傳至主控制系統(tǒng)，系統(tǒng)需依據(jù)水位是否達(dá)到既定的預(yù)設(shè)閾值來執(zhí)行自動(dòng)控制操作，好似開啟電機(jī)。在進(jìn)行設(shè)計(jì)的階段，電阻式水位傳感器擔(dān)當(dāng)著感應(yīng)水位變化的工作，它所輸出的模擬信號(hào)與水位高度成正比，因?yàn)閱纹瑱C(jī)只具備處理數(shù)字信號(hào)的能力，故而必須借助模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器PCF8591將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，好讓單片機(jī)去處理，程序啟動(dòng)的起始階段，首先需對(duì)I2C通信接口和PCF8591模塊做初始化，保證它可以正常把數(shù)據(jù)傳輸好，依靠這一通信機(jī)制，系統(tǒng)定時(shí)從水位傳感器收集水位方面的信息，并把它轉(zhuǎn)變?yōu)榭勺R(shí)別的數(shù)字資料。水位傳感器采集到的信號(hào)要傳至PCF8591做轉(zhuǎn)換處理，轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)會(huì)憑借I2C總線傳遞給主控制單元，做完這一處理后，數(shù)據(jù)傳達(dá)給主控制系統(tǒng)，單片機(jī)將按照這些數(shù)據(jù)做出相應(yīng)判定，控制是否繼續(xù)加水以啟動(dòng)電機(jī)。水位檢測流程圖如REF_Ref10574\h圖4-2所示。圖4-SEQ圖4-\*ARABIC2水位檢測流程圖4.3顯示程序設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用LCD1602液晶屏來顯示洗衣機(jī)的工作模式、水位、剩余時(shí)間等信息。進(jìn)入到LCD1602子函數(shù)中，首先判斷系統(tǒng)是否處于工作模式，之后和單片機(jī)進(jìn)行通信，單片機(jī)控制顯示工作模式或非工作模式下的內(nèi)容即命令寫入操作，經(jīng)過延時(shí)一定時(shí)間后，進(jìn)入數(shù)據(jù)寫入操作,屏幕上實(shí)時(shí)變換數(shù)值。之后顯示屏執(zhí)行指令，將內(nèi)容顯示出來。LCD1602顯示流程圖如REF_Ref11472\h圖4-3所示。圖4-SEQ圖4-\*ARABIC3LCD1602程序流程圖4.4洗滌子程序設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中的洗滌子程序包含放水模式、洗滌模式、排水模式和甩干模式。在放水和洗滌模式時(shí)，洗滌指示燈打開即LED1打開，在排水和甩干模式時(shí)，甩干指示燈會(huì)打開即LED2。在進(jìn)入該子程序時(shí)，先進(jìn)入到放水模式，等待水位達(dá)到水位預(yù)設(shè)閾值則進(jìn)入到洗滌模式，電機(jī)旋轉(zhuǎn)的時(shí)間達(dá)到預(yù)設(shè)的時(shí)間則進(jìn)入排水模式，當(dāng)?shù)竭_(dá)排水的時(shí)間之后則進(jìn)入到甩干模式（但此時(shí)排水繼電器并不閉合繼續(xù)排水），當(dāng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間之后蜂鳴器進(jìn)行鳴叫提示洗滌完成。流程如REF_Ref2910\h圖4-4所示。圖4-SEQ圖4-\*ARABIC4按鍵檢測流程圖4.5藍(lán)牙子程序設(shè)計(jì)本系統(tǒng)采用JDY-31藍(lán)牙模塊實(shí)現(xiàn)無線通信，其中JDY-31藍(lán)牙模塊的波特率配置為9600bps，能夠滿足本設(shè)計(jì)對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性的要求。負(fù)責(zé)單片機(jī)與上位機(jī)（手機(jī)）之間的數(shù)據(jù)交互。無線通信子程序的核心功能包括藍(lán)牙初始化、數(shù)據(jù)發(fā)送、數(shù)據(jù)接收及指令解析。在進(jìn)入藍(lán)牙子程序之前，單片機(jī)首先初始化串口通信，設(shè)置串行口寄存器SCON，將串行口的工作方式設(shè)置為較為常用的10位異步收發(fā)，波特率可變的方式1，這種工作方式能夠符合大多數(shù)串口通信設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)，即能方便地與JDY-31藍(lán)牙模塊進(jìn)行通信。為了控制定時(shí)器T1的溢出率具有絕對(duì)的穩(wěn)定，需要設(shè)置定時(shí)器T1的工作方式為八位自動(dòng)重裝的方式2，即當(dāng)定時(shí)器計(jì)滿溢出后，不需要重裝初值和進(jìn)入中斷程序，當(dāng)然在初始程序中也需要給定時(shí)器T1裝入合適的初始值。在初始程序中，還將定時(shí)器設(shè)置為1T模式，在這種模式下定時(shí)器的時(shí)鐘周期為一個(gè)機(jī)器周期，相對(duì)于傳統(tǒng)的12T模式能提高單片機(jī)的運(yùn)行速度，使定時(shí)器更精確地控制串口通信的波特率。在數(shù)據(jù)接收部分，JDY-31監(jiān)聽來自上位機(jī)的控制指令，手機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)會(huì)儲(chǔ)存到串行數(shù)據(jù)緩存寄存器SBUF中。從手機(jī)發(fā)送過來的數(shù)據(jù)總共有三種，分別是1、2、3，手機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)的格式也是一位開始位（0）、八位數(shù)據(jù)位和一位停止位（1），例如手機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)1的格式為0100000001。若接收到來自手機(jī)的數(shù)據(jù)，則RI被置為1，進(jìn)入串口中斷程序，在中斷程序中，首先要先將接收中斷標(biāo)志位RI置為0，然后將串行數(shù)據(jù)緩存寄存器SBUF中的數(shù)據(jù)賦值給數(shù)組的第一位數(shù)。在執(zhí)行完串口中斷程序之后，若洗衣機(jī)系統(tǒng)并未在工作模式（即mode=0），則單片機(jī)會(huì)將數(shù)組中的數(shù)字進(jìn)行指令解析，從手機(jī)app發(fā)送來的數(shù)據(jù)有1、2、3，分別代表的執(zhí)行任務(wù)是選擇設(shè)置水位或模式、增加閾值（當(dāng)增加到最大閾值3時(shí)回到最小閾值）、啟動(dòng)。指令解析過程則是通過判斷數(shù)組的第一位數(shù)是三位數(shù)字中哪一個(gè)。數(shù)據(jù)發(fā)送過程中，單片機(jī)定期讀取水位、模式、時(shí)間等參數(shù)，并通過UART串口將數(shù)據(jù)以固定格式（即一位起始位+八位數(shù)據(jù)位+一位停止位）發(fā)送至藍(lán)牙模塊.藍(lán)牙模塊將數(shù)據(jù)通過串行數(shù)據(jù)緩存寄存器SBUF傳輸至上位機(jī)，用戶可在手機(jī)端查看實(shí)時(shí)參數(shù)，即每隔一個(gè)短延時(shí)，單片機(jī)則通過printf函數(shù)將SBUF寄存器中的數(shù)據(jù),即在非工作模式下的字符串"Mode:%dWater:%dtime:%d\n"或在工作模式下的字符串"Clock:%d%d:%d%d"以固定格式發(fā)送給手機(jī)app，例如：在發(fā)送非工作模式下的字符串，首先會(huì)將字符M發(fā)送，格式為1位開始為（0）+8位數(shù)據(jù)為（字符M的ASCII碼，低位先行）+1位停止位（1），將字符M發(fā)送完畢之后，會(huì)在printf函數(shù)中將TI置為0以便后面字符的發(fā)送。而需要間隔一個(gè)短延時(shí)是為了避免數(shù)據(jù)沖突。藍(lán)牙子程序流程圖如REF_Ref29168\h圖4-5所示。圖4-SEQ圖4-\*ARABIC5藍(lán)牙子程序流程圖5實(shí)物測試分析5.1系統(tǒng)實(shí)物設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)由水位檢測部分、藍(lán)牙部分、電機(jī)部分、繼電器控制放排水部分、蜂鳴器部分、LED部分、按鍵部分、顯示部分組成。在本設(shè)計(jì)中有3種洗滌模式，分別是速洗、標(biāo)準(zhǔn)洗、慢洗；工作模式有四種，分別是放水、洗滌、排水、甩水模式；水位有三個(gè)設(shè)定閾值，分別為25%、35%、40%。在本系統(tǒng)中，可根據(jù)個(gè)人需求選擇不同的洗滌模式以及水位，速洗需要的時(shí)間為90s，標(biāo)準(zhǔn)洗的時(shí)間為120s，慢洗的時(shí)間為150s。非工作模式下的實(shí)物圖如REF_Ref32007\h圖5-1所示。圖5-SEQ圖5-\*ARABIC1非工作模式下的實(shí)物圖洗衣機(jī)控制系統(tǒng)通過按鍵部分或手機(jī)通過藍(lán)牙部分設(shè)置洗衣機(jī)工作模式和啟動(dòng)，再由單片機(jī)判斷由水位檢測部分的數(shù)據(jù)是否大于水位預(yù)設(shè)閾值，啟動(dòng)電機(jī)經(jīng)過預(yù)設(shè)的時(shí)間之后停止電機(jī)旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行5s的排水后，再次重新啟動(dòng)電機(jī)進(jìn)行甩干，甩干30s之后，洗滌完成蜂鳴器鳴叫1s。在此期間。單片機(jī)通過藍(lán)牙模塊不斷向手機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，包括休閑模式時(shí)候的模式、水位、時(shí)間，工作模式時(shí)候的計(jì)時(shí)時(shí)間。工作模式下的實(shí)物圖如REF_Ref32474\h圖5-2所示。圖5-SEQ圖5-\*ARABIC2工作模式下的實(shí)物圖5.2實(shí)物功能測試在正式測試前，需要接通電源電路以及給下載器通電。通電后，各部分首先會(huì)進(jìn)行初始化，觀察LCD1602的初始化界面、手機(jī)app的初始化界面以及各個(gè)繼電器的不吸合狀態(tài)是否正常。接著，分別測試用按鍵和手機(jī)來設(shè)置洗衣機(jī)的速洗、標(biāo)準(zhǔn)洗和慢洗模式。在洗衣機(jī)系統(tǒng)工作期間，觀察兩個(gè)LED燈、三個(gè)繼電器的順序吸合、電機(jī)的工作狀態(tài)、LCD1602的顯示內(nèi)容以及蜂鳴器是否協(xié)調(diào)進(jìn)行。正常情況下各模塊的工作順序?yàn)椋喊存I/藍(lán)牙——LCD1602模塊顯示時(shí)間——放水繼電器吸合——LED1亮——電機(jī)旋轉(zhuǎn)——LED2亮——排水繼電器吸合——電機(jī)旋轉(zhuǎn)30s——蜂鳴器鳴叫1s三種洗滌模式啟動(dòng)后的各模塊工作狀態(tài)如REF_Ref27617\h表5-1所示：表5-SEQ表5-\*ARABIC1各模式下模塊的工作狀態(tài)狀態(tài)模式LED1放水繼電器電機(jī)LED2排水繼電器蜂鳴器LCD1602顯示手機(jī)app顯示速洗正常正常正常正常正常正常正常正常標(biāo)準(zhǔn)洗正常正常正常正常正常正常正常正常慢洗正常正常正常正常正常正常正常正常經(jīng)過對(duì)三種模式的測試，在每種模式下的各個(gè)模塊都能協(xié)調(diào)的工作，并沒有出現(xiàn)某個(gè)模塊不受控制的現(xiàn)象。而且使用手機(jī)通過藍(lán)牙對(duì)本設(shè)計(jì)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制時(shí)各模塊響應(yīng)正常，沒有出現(xiàn)不受控制的現(xiàn)象。此外，單片機(jī)也能夠?qū)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送到手機(jī)上，使用戶便于觀察實(shí)時(shí)狀態(tài)。5.3電阻式水位檢測模塊實(shí)物測試調(diào)試水位采集子程序，確保正確運(yùn)行。在水位采集階段需要驗(yàn)證水位傳感器與模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器（如PCF8591）之間的通信是否正常?？梢酝ㄟ^加入量杯準(zhǔn)確的水位觀察電機(jī)是否啟動(dòng)來判斷水位檢測模塊收集的水位數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確，以此來確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。如果傳感器返回的水位數(shù)據(jù)與實(shí)際水位不一致，則說明水位傳感器的測量存在誤差，若誤差很大則需要檢查硬件以及軟件程序，如果都不存在問題，那么需要換個(gè)水位檢測模塊繼續(xù)測試。通過多次測試，確認(rèn)水位采集數(shù)據(jù)穩(wěn)定、準(zhǔn)確后，可以進(jìn)入下一個(gè)階段。測試結(jié)果如REF_Ref5209\h表5-2所示。表5-SEQ表5-\*ARABIC2電阻式水位傳感器實(shí)際啟動(dòng)水位測試數(shù)據(jù)測試組次預(yù)設(shè)水位閾值%1234252526242535343435354041394040從上表數(shù)據(jù)能夠清晰看出水位檢測模塊在運(yùn)行過程中確實(shí)存在一定程度的誤差。但是值得注意的是，誤差率均被控制在5%以內(nèi)。誤差范圍處于可接受的區(qū)范圍以內(nèi)，不會(huì)對(duì)整體系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性影響。

5.4藍(lán)牙模塊實(shí)物測試在測試過程中需要確保藍(lán)牙模塊的配對(duì)、連接和數(shù)據(jù)傳輸功能正常。通過將JDY-31模塊與手機(jī)APP配對(duì)測試是否能實(shí)時(shí)傳輸洗衣機(jī)的狀態(tài)信息、接收并執(zhí)行APP發(fā)出的控制指令。如果存在配對(duì)失敗或通信不穩(wěn)定的情況可以檢查藍(lán)牙模塊的電源、接線是否正確，或檢查通信頻段與數(shù)據(jù)格式是否符合要求。還需要測試藍(lán)牙模塊的通信距離，確保其在家用環(huán)境中能穩(wěn)定運(yùn)行。通過與手機(jī)APP的交互，驗(yàn)證用戶是否可以順利調(diào)整洗衣機(jī)的工作模式、啟動(dòng)洗滌等功能，以及是否能在手機(jī)app上觀察洗衣機(jī)狀態(tài)，確保系統(tǒng)能夠響應(yīng)用戶的遠(yuǎn)程指令。極限通信距離測試結(jié)果如REF_Ref26570\h表5-3所示（本測試中的遮擋物是將洗衣機(jī)控制系統(tǒng)放置在屋內(nèi)，測試者在屋外進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，通過用手機(jī)app在不同方位控制洗衣機(jī)系統(tǒng)是否啟動(dòng)測得數(shù)據(jù)）。表5-SEQ表5-\*ARABIC3藍(lán)牙模塊極限通信距離測試數(shù)據(jù)組次有無遮擋123456無遮擋物8m7m8m7m7m8m有遮擋物2m2m2.5m2m2.5m2m由REF_Ref26570\h表5-3可知，本設(shè)計(jì)使用的藍(lán)牙模塊通信距離在無遮擋物的情況下有7m左右，在家庭環(huán)境中這個(gè)距離是足夠使用的（在有遮擋物的情況下也有2m左右的通信距離，但需要合理安排好洗衣機(jī)的位置），即能夠通過該藍(lán)牙模塊實(shí)時(shí)給手機(jī)app傳輸洗衣狀態(tài)信息以及遠(yuǎn)程啟動(dòng)。所以此模塊能夠滿足本設(shè)計(jì)模擬要求。5.5本章總結(jié)本章通過整體實(shí)物測試、水位檢測模塊實(shí)物測試、藍(lán)牙模塊實(shí)物測試，不僅確保每個(gè)模塊單獨(dú)工作正常，還驗(yàn)證了各個(gè)模塊之間的協(xié)調(diào)性。經(jīng)過測試驗(yàn)證，本設(shè)計(jì)能滿足洗衣機(jī)模擬控制系統(tǒng)的要求，且結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行性能穩(wěn)定，水位檢測精確度較高，藍(lán)牙模塊通信距離較遠(yuǎn)，整體設(shè)計(jì)拓展性強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)洗衣機(jī)部分功能的模擬。6結(jié)論本設(shè)計(jì)通過水位采集模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、藍(lán)牙模塊、蜂鳴器及繼電器控制等模塊的協(xié)同運(yùn)作，能夠?qū)崿F(xiàn)簡單的洗衣機(jī)的控制。水位采集模塊能夠?qū)崿F(xiàn)水位信號(hào)的實(shí)時(shí)監(jiān)測，可靠的反映水位是否到達(dá)預(yù)設(shè)的水位閾值。把檢測值和預(yù)設(shè)水位閾值進(jìn)行比對(duì)后控制電機(jī)啟停，讓洗滌進(jìn)程僅在水位達(dá)到預(yù)設(shè)水位閾值時(shí)開啟運(yùn)行，基于硬件層面保障了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，JDY-31藍(lán)牙模塊可以實(shí)現(xiàn)手機(jī)APP跟洗衣機(jī)之間