一款智能电饭煲的设计

邵祥 洪云 胡欣雨 涂海川 张馨方

摘要：随着科技的不断进步，我们的身边出现了很多科技发展带来的产品，智能、环保，高效的智能家居电器逐渐深入我们的生活中之中。本文主要介绍了一种智能电饭煲的设计，用STM32单片机连接蓝牙，进行远程通信技术，控制智能电饭煲的各种操作，同时对比同类产品，蓝牙传输使信号的传输更加稳定。

关键词：STM32F103;智能;电饭煲;蓝牙;远程通信

0 引言

随着科技的不断进步，科技的力量使人们的生活方式更加方便、更加快捷，从机械式控制的电饭煲到电子式控制、微电脑控制的电饭煲，再到如今的电磁加热，微压力控制的电饭煲，都是科技进步所带来的创新。20世纪早期用于工业生产发展起来的电子控制技术随着控制理论和微电子系技术等理论的兴起，逐渐应用于各行各业中去。

本产品主要围绕stm32为核心，构建包括温度测量及报警，蓝牙传输和远程断电等诸多功能。以使用电饭煲变得更加方便快捷为目的，设计此类智能电饭煲。

1 工作原理

如图1，本产品主要由stm32核心主控系统、远程控制系统和蓝牙传输系统三部分组成。stm32主控系统的作用是控制接受温度传感器的数据并把该数据发送到蓝牙模块，同时把温度显示在oled屏幕上。远程控制系统是通过手机向蓝牙发送相应的指令，从而控制电饭煲的通断电。蓝牙传输系统是stm32单片机系统与蓝牙模块之间通过串口的数据传输过程。

2 硬件组成说明

* 系统主要由stm32核心板，温度传感器DS18B20模块，蜂鸣器，继电器，蓝牙模块组成

* stm32核心板采用的型号是stm32F103，处理器为ARM3版本;

* 温度传感器为型号DS18B20，可检测温度范围在-55～125摄氏度;

* 继电器是小电压控制大电压的8引脚继电器;

* 蓝牙模块采用BT04型号。

硬件说明：

①STM32F103采用内核为ARM 32位的CortexTM-M3 CPU，最高工作频率高达72MHz;内嵌4～16MHz晶体振荡器;同时拥有256k至512k字节的闪存程序存储器。通过STM32F103可以控制蜂鸣器、oled屏幕显示、接受DS18B20温度传感器的输出信号，控制继电器的通断。

②DS18B20是常用的数字温度传感器，其输出的是数字信号，具有体积小，硬件开销低，抗干扰能力强，精度高的特点。DSP18B20可以获取模块所在位置的温度，且可获取温度的范围较大，可以很好的满足本作品的需求，同时DS18B20输出的数字信号能够直接被STM32F103直接读取，大大简便了温度读取的过程。

③继电器（英文名称：relay）是一种电控制器件，是当输入量（激励量）的变化达到规定要求时，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器。本产品使用的继电器是用5V直流小電压控制220V交流大电压。5V的直流电压可以通过核心板输出的3.3V直流电压通过三极管放大产生。而核心板可以通过控制3.3V电压的输出与否来间接控制继电器的开关。

④DX-BT04-A蓝牙模块是深圳大夏龙雀科技有限公司专为智能无线数据传输而打造，遵循V3.0蓝牙规范。通过该蓝牙模块可以由核心板向手机端发送接收到的温度数据，同时也可以通过该模块由手机向核心板发送操作指令。

3 软件说明

3.1、C语言介绍：C语言是一门面向过程的、抽象化的通用程序设计语言，广泛应用于底层开发。C语言能以简易的方式编译、处理低级存储器。C语言是仅产生少量的机器语言以及不需要任何运行环境支持便能运行的高效率程序设计语言。

3.2、keil 5软件介绍：Keil 是美国Keil Software公司出品的单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。

4 成果展示

4.1软件成果展示

4.2、硬件成果展示

Stm32核心板与蓝牙模块通过RX和TX连接，通过串口通信传输数据。当温度高于设定的温度后，蜂鸣器就会想起报警，同时将标志位通过蓝牙发送到手机终端。此时，用户可以通过发送相应的指令到核心板控制继电器的使用，从而达到远程控制电饭煲是否通电的功能。在电饭煲正常运转时，oled屏幕会显示当前电饭煲内部温度，监测意外事故的发生。

4.3、使用说明

再不进行操作的情况下，电饭煲上的oled显示屏会显示当前电饭煲工作的内部温度，当电饭煲的内部工作温度大于设定的温度后，就会触发报警装置，蜂鸣器会持续报警30秒，同时stm32核心板会发送数据到蓝牙模块，进而使手机端接收到报警信息。此时可以通过手机端通过蓝牙发送指令给stm32核心板控制电饭煲的工作情况。发送数字1，电饭煲将停止报警状态;发送数字2，电饭煲将断开电源;发送数据3，电饭煲就会发送当是的内部工作温度到手机端。

5 应用前景

5.1、校内应用前景

对于大部分高校来说，会禁止同学们在寝室内使用电饭煲这一类的大功率电器，防止出现用电事故，保护同学们的人身生命和财产安全。但是在电饭煲的加热材料选择方面，可以选用功率较小的发热材料，而且本产品可以实现远程断电和自动断电，再加上温度可以实时反馈，能够很好的预防事故的发生。

5.2、校外应用前景

因为学校规章制度的存在，所以本产品在校外有着更大的应用空间。在日常的是生活中，电饭煲已经成为家庭生活必不可少的厨房用电产品，而本产品能够更好的、更便捷的对电饭煲进行操控。相较于市场上的其他产品，本产品通过蓝牙传输数据，稳定性更好，信号更加稳定。

6结论

从电饭煲发明至今，经历了多代的更新与改进，跟其他的智能家居一样经历了从简单到复杂、从功能单一到功能多样化、从手动到自动的演化。而现在电饭煲已经走进了家家户户，因此新型电饭煲将有着巨大的市场，开发一款操作简单实用、物美价廉的电饭煲能够符合当今时代人们对新型电饭煲的要求，很快的走进市场。

7 参考文献

【1】卢孔宝，虞玲玲，陆铭.基于智控型全自动煮饭装置的结构设计[J].装备制造技术，2015（10）：280-281.

【2】廖义奎. Cortex-M3之STM32嵌入式系统设计[M].中国电力出版社，2012-4

【3】赵宇科，高红亮，胡惠敏，李小玲.基于STM32的多任务系统的设计与实现[J].湖北师范大学学报（自然科学版），2021，41（03）：64-68.

【4】刘鹏，孟广耀，黄居鑫，童钦.全自动淘米电饭煲的整体结构和控制设计[J].装备制造技术，2014（01）：214-216.

【5】曹勇，张庆松.单片机远程控制电饭锅[J].工业技术与职业教育，2016，14（01）：7-8.

基金项目：

2020年新余学院大学生创新创业训练计划资助项目（项目编号：DC202001015）

作者简介：

邵祥（2000.2-），男，汉族，安徽亳州人，新余学院本科在读 ，专业：电子信息工程