实现常规洗衣机的远程云智能控制

【摘 要】实现传统常规洗衣机智能化，以及云智能控制，解决传统洗衣机如何在硬件方面实现把现有的控制器和网络连接，而且利用基于网络WiFi技术实现无线连接。充分利用网络，云端服务，解决传统洗衣机本身智能化较低问题，或与其他家电无互动互补的问题，本设计提供可以通过互联网实现，远程操控，故障信息诊断，实现网上最新信息优化洗涤模式，节能优化管理。采购和多媒体信息管理。

本发明设计涉及家电设备领域、通讯领域，物联网领域，应用电子领域，智能化领域。实现传统常规洗衣机智能化，以及云智能控制，涉及传统洗衣机添加网络模块，实现远程控制，利用用户使用智能终端手机，电脑，Pad，电视实现传统洗衣机的所有功能，而且利用云端服务器实现更多故障诊断信息，节能管理信息，采购货物信息，销售信息等管理等，充分利用目前的网络优势，向着更人性化、更智能化的方向发展，充分发挥智能功能，充分地节约能源。

【关键词】智能化；云智能控制；WiFi技术；物联网领域；故障诊断信息；节能管理信息

1、序言

1.1技术背景

现有社会中网络技术的应用日趋成熟，互联网的使用已经深入到人们日常生活的的各个方面，而且拉近世界上人与人的距离，为人们生活简单化，智能化提供了保障，大大提高了人们的生活质量。随着互联网涉及的内容越来越广泛如按范围来划分，军事网，民用网等，按应用领域进行划分的家电网，医疗网，旅游网，商业网等。

目前家电领域中各家电本身功能已经发展的很完善了，在应用上来说，各家电都向着全功能方向发展，造成各家电之间功能相互重叠，这样造成即对用户的经济负担，也浪费了大量的生产资料，以此家电需要改变这种状况，向着功能互补的方向发展，环境温度信息的变化，自行实时合理的调节家电运行，环境信息的采集，从而更加经济合理使用家电。目前传统家电的功能日趋完善，相应用的设备和部件越来越多，同样设备型号越来复杂，故障诊断也越来越难，所以需要智能化检测诊断故障，而且需要相关的技术支持的数据库资料。

洗衣机是人们日常生活中必备的家用电器，利用率高，耗用洗涤剂，洗衣粉。如何提高洗涤物的洗净率，另外制作衣物的新材料不断的出现，这就要求对衣物材料不同，洗涤剂不同以及环境气候不同，洗衣机本身运行条件不同，人们生活工作习惯不同，从而改变洗涤方式。设计根据衣物的条码信息，云服务器上自行找到相关材质、生产厂家、生产工艺等信息，或在网络数据库中找到相关信息，实现智能化的洗涤模式，根据天气变化，利用环境条件、温度定制洗涤模式、节省能源。

对于传统洗衣机控制连接上网络，充分利用目前的网络优势，向着更人性化、更智能化的方向发展，充分发挥智能功能，充分地节约能源。

1.2设计目的

实现传统常规洗衣机智能化，以及云智能控制，解决传统洗衣机在硬件方面实现把现有的控制器和网络连接，而且利用基于WiFI技术实现无线连接。充分利用网络，云端服务，解决传统洗衣机本身智能化较低，或与其他家电无互动互补的问题，本发明提供可以通过互联网实现，远程操控，故障信息诊断，网上最新信息优化洗涤模式，节能优化管理。采购和多媒体信息管理。见如下：云控制图。

2、要解决的技术问题

2.1智能化实现

实现传统常规洗衣机智能化以及云智能控制。

2.2硬件设计

洗衣机控制器与网络的硬件连接，在原控制器引出串口连接到网络模块（具有Wifi功能模块）

2.3软件流程

软件实现由系统软件流程框图3、首先完成系统的初始化，这里的初始化指的是WiFi模块的初始化。然后建立一个主程序用来WIFI模块的控制。

2.4远程操控

首先在服务器上注册用户名、密码等，在安装了专用的APK软件的终端上，远程操控所有洗衣机的功能。

2.5语音操控

在安装了APK的智能终端上，根据语音库的关键字进行操控。

2.6故障诊断

洗衣机探测到故障产生后，发送故障码到服务器。

2.7洗涤模式优化

在服务器网络上建立有各种衣物材质的数据库，服务器上收集天气环境情况，定制洗涤模式。

2.8环境检测与节能管理

实现节能管理功能。查询当月用电量及总用电量，并可以设置节能提醒与峰谷分时用电、阶梯电价管理、节能提醒。根据环境条件，政府的用电信息，电价信息给予节能提醒，洗涤模式优化。

2.9微博私信

微博私信通过智能终端实现微博私信交互应用。实现人机实时交互。

3、技术设计方案实施

3.1智能化实施

实现传统常规洗衣机智能化以及云智能控制。见图4、通过洗衣机控制板与网络WiFI模块连接，按照约定的通信协议，洗衣机运行状态参数信息，WiFI运行控制参数可以相互传输，所有信息都可以通过WiFI传输到无线路由器，经路由器连接到Internet网络服务器。

3.2硬件连接方法

洗衣机控制器与WiFi模块的硬件连接。

在图1中，在原控制器引出Uart串口（5V，Tx，Rx，GND）连接到网络模块（具有Wifi功能模块）见图2。

本方案洗衣机利用常规传统洗衣机的设备和功能，添加网络模块（带Wifi功能）实现洗衣机运行监控，故障诊断，洗涤模式优化以及提供相应的解决办法。网络模块的微处理器（MPU）会处理原洗衣机控制器微处理器MPU的各种中断请求，接收各种洗衣机运行状态参数信息，故障代码信息，及洗衣机传感器信息。网络模块的微处理器和洗衣机控制器微处理器按约定的通讯协议工作。网络模块的微处理器根据接收的信息处理和调用相应的功能模块，并把参数信息上传网络服务器，利用手机终端，Pad….. 和洗衣机原显示屏显示或执行相关参数信息的功能。

3.3软件流程图及实施

软件实现由系统软件流程框图3，首先完成系统的初始化，这里的初始化指的是WiFi模块的初始化，因为WIFI模块的初始化可以手动完成。初始化包含三个部分：目标板、引脚和串口的初始化。然后建立一个主程序用来WIFI模块的控制程序，包括WIFI基本参数设置和WIFI数据的收发，可以单独对WIFI模块进行其他设置，如模块的复位、网络的扫描，至于关闭接入点是对自动联网的模式下。

3.4远程操控实施

首先在服务器上注册用户名、密码等，在安装了专用的APK软件的智能手机，Pad，电脑以及电视等终端上，远程操控所有洗衣机的功能。具体见下步骤：

3.4.1用户从服务器网站下载智能家电的APK软件；

3.4.2用户安装控制终端软件后连接云服务器进行注册。按照OpenFire的注册机制输入用户名、密码、控制终端号码、邮箱。云服务器接收到用户的注册信息后，将其作为产品的潜在客户进行保存。

3.4.3用户购买智能家电安装时，智能家电的Wi-Fi板自动向外广播其SSID，用户控制终端搜索到其网络信号后与其建立点对点的连接。（控制终端与智能家电建立点对点连接后，智能家电需要通过蜂鸣器和（或）LED产生提示。

3.4.4用户控制终端与智能家电进行点对点连接后，用其控制终端拍摄产品ID，设置该产品ID对应产品的昵称。接着将产品ID、用户在云服务器注册的用户名、密码一起发送给Wi-Fi板。Wi-Fi板接收到以上信息后，先进行暂存。然后，用户用控制终端向Wi-Fi板设置家庭路由器的SSID、密码、安全类型。

3.4.5Wi-Fi板接收到路由器设置后与云服务器建立连接，并将暂存的产品ID、用户名、密码发送给云服务器。云服务器接收到以上信息后，检查产品ID是否存在于休眠的产品ID数据库中，若是，则将产品ID由休眠状态变为激活状态，并将产品ID与其一同上传的用户名、密码进行绑定。同时返回“检查通过”消息给Wi-Fi板，Wi-Fi板接收到消息后，将暂存的产品ID、用户名、密码存入flash中，永久保存。

3.5语音操控实施

在安装了智能家电终端APK上，根据语音库的关键字进行操控，在APK语音控制界面，单击麦克风，开始说话，采录数据后显示“处理中”，处理完成后再次显示“单击麦克风说话”，同时洗衣机主界面状态进度窗口显示相应状态改变，如果选择互斥的功能，则用目前录入的替代已选择的，录入后关键词浮出，等待确认，单击确认信息，并提醒用户，此提示后消失。处理过程中，文字云像流水一样自左往左流动，关键字不存在，出现提示语，界面自动回正常显示状态。

3.6故障诊断实施

洗衣机探测到故障产生后，发送故障码到服务器，服务器根据故障码获取相关信息（包括故障详细描述，解决方案，是否需要通知用户），包括故障发生时间，机器型号，故障类型，解决方案，设置通知用户级别。如需告知用户，则反馈信息（可以视情况使用协议消息，短信，私信等方式）到APK应用侧；Apk应用显示必要的故障反馈信息。

3.7洗涤模式优化实施

在服务器网络上建立有各种衣物材质的数据库，包括各种材质的适应洗涤温度，褪色情况及推荐的洗涤模式，服务器上收集天气环境情况，在网络服务器上根据天气、湿度和温度的预报数据确定该区域的环境等根据这些参数，网络服务器根据分类后的天气情况，根据衣物的材质不同，减少对衣物的损害，及衣物晾晒条件的需求，根据面料材质的基本特性和生产厂家提供洗涤模式参数自动更新洗涤模式。

3.8节能管理实施

实现节能管理功能。可以设置节能提醒与峰谷分时用电、阶梯电价用电管理、节能提醒、根据环境温度、网络服务器获取政府的用电信息、电价信息等优化洗涤模式。查询用电量、用水量及总用量，可以分段查询、分时查询用电量用水量，并利用机器传感器获取环境温度，网络上获取当地天气信息，湿度温度优化洗涤模式。达到节能管理的目的。

3.9微博私信实施

微博私信通过智能终端实现微博私信交互应用，在网络上注册用户名、密码等。利用网络成熟的运用软件，以此建立洗衣机与人的好友机制，实现人机实时交互。

4、结论

实现利用网络技术，基于Wifi技术通过串口连接现有的洗衣机控制器，在智能终端设备上建立APK运用软件，涉及单片机技术，串口传输协议，TCP/IP网络协议，通讯技术和相关网络编程技术，实现传统洗衣机实现智能化的运用。充分利用目前的网络优势，向着更人性化、更智能化的方向发展。是未来家电发展的必然趋势。