基于物聯(lián)網(wǎng)的衣物烘干機模型設(shè)計

金 龍 張凱文 陳俊杰 曹夢醒 陳丹丹

（南通理工學(xué)院，江蘇 南通 226001）

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與智能家居

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)一般由感覺層、互聯(lián)網(wǎng)層和使用層三層面所組成，在其中，通過感覺層可以了解到關(guān)于世界范圍內(nèi)容的各式各樣信息，而通常在數(shù)據(jù)收集階段，人們都會使用到感應(yīng)器，這樣方可對物體進行辨識，進而展開數(shù)據(jù)處理工作，將所收集的信息通過傳感器傳輸至互聯(lián)網(wǎng)層中?；ヂ?lián)網(wǎng)層通常位于物聯(lián)網(wǎng)三個層級的中心部位，而互聯(lián)網(wǎng)層一般都會利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對信息數(shù)據(jù)進行有效傳遞。而應(yīng)用層則一般是使用于與終端用戶之間進行聯(lián)系，而通過對應(yīng)用層技術(shù)的使用不但可以進行與終端用戶之間的有效溝通交互，還可以讓物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)趨向于智慧的應(yīng)用。

智能家居系統(tǒng)可定義為一種流程和體系，它是在家庭住宅該基礎(chǔ)應(yīng)用環(huán)境下使用的各種先進技術(shù)，把人們家居生活中的燈光控制系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、安全系統(tǒng)等子系統(tǒng)整合到一起，進而可評估、學(xué)習(xí)和滿足人們的生活要求，并依托集中統(tǒng)籌把家庭居室建設(shè)為集系統(tǒng)、管理、服務(wù)等于一身的舒適、便利、健康的家居生活環(huán)境。

2 基于物聯(lián)網(wǎng)對智能家居的遠程控制設(shè)計

智能家居遠程控制系統(tǒng)的形成，與物聯(lián)網(wǎng)的日益發(fā)展成熟有著密切聯(lián)系，這一控制系統(tǒng)的普及可讓人們的生活品質(zhì)得到很大提升。而對于該控制系統(tǒng)的設(shè)計原理來說，其利用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的傳感節(jié)點，對室內(nèi)家具進行了遠程管理與監(jiān)控。本質(zhì)上而言，現(xiàn)代智能家居遠程控制器的基本工作機理就是在分解、壓縮和傳遞所獲取的外界控制信號前提下，實現(xiàn)對一系列家具的管理控制。要想真正實現(xiàn)對現(xiàn)代智能家居遠程控制器的有效應(yīng)用，一大前提就在于保證對應(yīng)收集外部控制信號的時效性，即保證其與主控器件相互間建立起有效聯(lián)系，進而達到對家具進行遠程智慧管理與監(jiān)控的目的。

在電氣控制部分我們通過使用PLC 控制來對設(shè)備供給電能，使用PLC 控制設(shè)備能精確快速的傳輸和發(fā)送我們設(shè)置的指令要求，也能夠?qū)⒃O(shè)備需要的外部環(huán)境數(shù)據(jù)通過傳感器設(shè)備反饋到PLC 當中，能讓我們對機器設(shè)備自主控制，同時也能夠反映設(shè)備的運行狀態(tài)，達到高效省時省力的作用，對我們的家用智能控制有很大的幫助。[1]

3 PLC 技術(shù)概述

PLC 即是可編程控制器的縮寫，而PLC 技術(shù)實際是以微處理器為基礎(chǔ)，通過采用PLC 技術(shù)可完成邏輯運算、溫度控制、算術(shù)運算等操作指令，進而對機器設(shè)備在整個制造流程中進行合理控制，也就是通過將自動控制與電腦技術(shù)相結(jié)合到一起，最后再通過計算等控制手段才產(chǎn)生了PLC 技術(shù)。而PLC 技術(shù)在當下的工業(yè)應(yīng)用中也有著相當廣闊的市場，可以為工業(yè)公司的轉(zhuǎn)型提供技術(shù)支持。新型的PLC 主要由CPU、電源、存儲器、主板、顯卡、屏幕等構(gòu)成。對于由計算機直接操控的機械工作領(lǐng)域，有效的PLC 模塊設(shè)計能夠為工程操作過程中提供極大的方便，進而使機械制造業(yè)的生產(chǎn)能力獲得了極大的提高。

輔助繼電器在PLC 技術(shù)中有著十分關(guān)鍵的功能，在實際使用中，能夠忽略部分節(jié)點，把這部分節(jié)點轉(zhuǎn)換為時間，從而可以更迅速地實現(xiàn)對所有內(nèi)容的管理。

PLC 信息技術(shù)在電氣設(shè)備自動化控制系統(tǒng)中，能夠很有效地增強該信息系統(tǒng)的抗干擾工作能力。時代在不斷發(fā)展，而PLC 科技也在進一步的發(fā)展完善，其安全特性也獲得了更進一步的改善，使設(shè)備能夠正常工作。

PLC 技術(shù)在操作時比較簡便，可以降低PLC 技術(shù)的運行復(fù)雜度，從而防止設(shè)備在運行時發(fā)生問題，造成設(shè)備無法正常工作，這大大提高了設(shè)備工作時間的效率，加速了企業(yè)發(fā)展的腳步。

PLC 科學(xué)技術(shù)在現(xiàn)代電氣設(shè)備自動化控制中具有重要的含義。PLC 高新技術(shù)的使用功能完備，可以將PLC 高新技術(shù)與電氣設(shè)備自動化控制系統(tǒng)融入到一起，進而使機械設(shè)備智能管理的功能獲得巨大的增強。在對PLC 高新技術(shù)的實際使用分析之前，必須要全面了解該高新技術(shù)的特點，以保證在實際使用中對PLC 技術(shù)實現(xiàn)有效管理，為促進公司的經(jīng)營效益提供有力的保證。

4 PLC 技術(shù)的實際應(yīng)用

新時代，由于社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，PLC 技術(shù)也得到了不斷更新，所以必須提高PLC 技術(shù)在電氣自動化控制系統(tǒng)中的運用水平，在實際運用中主要涉及如下幾方面：

4.1 順序控制

在電氣設(shè)備自動化控制中，利用PLC 技術(shù)可以使得設(shè)備的控制系統(tǒng)效能大大提高，對設(shè)備的智能化管理具有很大意義。正如人們了解的，電氣自動化控制系統(tǒng)在工作時消耗巨大的電能，這會給工廠的正常工作造成很大影響。通過對PLC 技術(shù)的運用，可以更有效地防止設(shè)備在運轉(zhuǎn)當中產(chǎn)生能量不足的狀況，還需要通過優(yōu)化輔助繼電器來提高控制系統(tǒng)效能。隨著時間的增長，電氣設(shè)備損耗的電能會逐步上升，但是可利用PLC 技術(shù)進行管理，在不影響生產(chǎn)的同時，可使電能減至最低點。電氣設(shè)備在自動化中的順序控制，能完成對能源消耗的監(jiān)控。在當今社會，傳統(tǒng)的機械輔助繼電器被PLC 技術(shù)所代替已是必然的趨勢。在工廠電氣化自動控制系統(tǒng)中對PLC 技術(shù)使用的時候，不但能夠?qū)こ踢^程實現(xiàn)獨立監(jiān)控，還能夠在通信總線連接模塊等多個方面的共同組合下，合理地控制有關(guān)生產(chǎn)工作的目的。計算機技術(shù)和電力智能化控制系統(tǒng)密切的融合，可達到智能化管理。我們這款物聯(lián)網(wǎng)家用衣物烘干機的基本設(shè)計原理，其外觀形態(tài)為矩形柜體構(gòu)造，在烘干器本體內(nèi)設(shè)烘干室，在上面設(shè)置了一個電動導(dǎo)軌，電動導(dǎo)軌上連接有若干衣架，該衣架有滾動滑輪可隨意移動，通過移動的滑塊可以滑動鏈接到所述電動導(dǎo)軌上，在所述的烘干室內(nèi)二端側(cè)墻上設(shè)通氣孔，進風(fēng)口內(nèi)設(shè)有電熱板，負責(zé)將衣物加熱烘干。電熱板后端設(shè)置通風(fēng)機，可擴大通風(fēng)度，在焙火室的另一側(cè)還開設(shè)有抽濕器，抽濕器裝有溫度和濕度模塊負責(zé)監(jiān)控傳輸，烘干機本體前端開設(shè)有電動移門，電動導(dǎo)軌從電動移門上端導(dǎo)出，然后延伸安裝到衣物掛桿上，烘干機本體后端同樣設(shè)有電動移門與所述衣物掛桿，烘干機本體內(nèi)設(shè)有智能控制系統(tǒng)和電源模塊，所述電源模塊與PLC 智能控制系統(tǒng)連接，電動導(dǎo)軌、電熱板、鼓風(fēng)機、抽濕器和電動移門均與PLC 智能控制設(shè)備連接。[2]

4.2 閉環(huán)控制

閉環(huán)控制是電氣設(shè)備智能化管理中的一部分，它是對傳統(tǒng)PLC 管理的補充，在系統(tǒng)元器件發(fā)生故障后能進行調(diào)節(jié)，以防止發(fā)生的故障對整機工作環(huán)境產(chǎn)生較大的影響，還可以通過調(diào)制或解調(diào)器保護和管理設(shè)備的正常工作。因此，PLC 技術(shù)在現(xiàn)實使用流程中，對于泵類電動機的現(xiàn)實使用有很多種不同的開啟方式，在電氣裝置控制系統(tǒng)的現(xiàn)實使用過程中，PLC 技術(shù)也能夠完成泵類電機的手動開啟。而對于整個電氣設(shè)備裝置的管理系統(tǒng)而言，PLC 技術(shù)作為整個系統(tǒng)的核心，對整個系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)發(fā)揮管理的功能，同時也能夠確保整個電氣設(shè)備自動化控制能有效實施。電氣設(shè)備的控制器類型很多，但由于PLC 在電氣設(shè)備自動化控制中能夠?qū)崿F(xiàn)開關(guān)的智能化管理，所以為了比較合理地實現(xiàn)電氣設(shè)備的控制器多樣式化，就必須掌握電氣設(shè)備的型式和實際狀況。因為，PLC 技術(shù)具有了更高級的自動控制系統(tǒng)功能，從而在電氣設(shè)備中獲得了更加廣泛的運用，給公司的發(fā)展帶來了良好的保證，進而提高了公司的經(jīng)營效益。

4.3 開關(guān)量控制

在以前的控制器當中，由于通常會選用電磁性繼電器，因此在控制器的實施過程當中，因為觸點故障的情況大量發(fā)生，而導(dǎo)致整體控制器的安全穩(wěn)定性大大降低。除此以外，在傳統(tǒng)的控制器當中，在實施過程當中有相關(guān)的更為繁瑣的線路問題。而PLC 高新技術(shù)在電氣設(shè)備自動化系統(tǒng)當中的運用，則要求在實際使用時適當?shù)貙^電器保護開關(guān)中的主要元器件加以更換，就可以解決以上提到的實際問題。但是采用電磁力繼電器對開關(guān)控制系統(tǒng)時，在操作過程中出現(xiàn)了很多觸電情況，而且由于控制系統(tǒng)的接線方法比較復(fù)雜，這就會對整個控制系統(tǒng)的正常操作產(chǎn)生很大的負面影響，從而大大地降低了控制系統(tǒng)在實際使用當中的效果?？梢姡瑢⒂嬎銠C和PLC 技術(shù)互相融合，可以進行電氣設(shè)備自動化控制，提高機械設(shè)備的制造品質(zhì)和效益，符合公司發(fā)展的現(xiàn)實需要。

5 系統(tǒng)選取軟件

觸摸屏是一種組態(tài)應(yīng)用軟件，它的主要功用是建立并形成上位機的監(jiān)測管理系統(tǒng)，并由此來實現(xiàn)在同一軟件系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺上監(jiān)測、采集各場景數(shù)據(jù)信息，并監(jiān)測、管理工作前端數(shù)據(jù)信息的目的。

運行環(huán)境、模擬運行環(huán)境和組態(tài)環(huán)境這三部分，構(gòu)成了觸摸屏的嵌入式系統(tǒng)。其中，運行環(huán)境是指一種可以在組態(tài)工程中按照使用者的實際需要，進行管理數(shù)據(jù)、確定目標和功能的獨立運行系統(tǒng)，而運行環(huán)境這種系統(tǒng)本身就是與數(shù)據(jù)無關(guān)的，它必須得與組態(tài)工程整合才會形成一種整體的用戶應(yīng)用體系。也只有在組態(tài)工程被下載到下位機里之后(通過連接串口或以太網(wǎng))，它才算真正意義上的在下位機中獨立運行，保證其系統(tǒng)的安全、可靠、實時有效。而模擬運行環(huán)境和組態(tài)環(huán)境則相當于運行環(huán)境下的測試工具，用戶可以根據(jù)需要，通過計算機來對其進行控制，測試其構(gòu)造的組態(tài)工程。

我們可以用觸摸屏來監(jiān)控調(diào)試我們的設(shè)備，其安裝簡單，使用方便且易操作，更能符合我們家用智能電氣的要求。

6 系統(tǒng)的軟件設(shè)計

智能控制系統(tǒng)的軟件通過PLC實現(xiàn)邏輯控制系統(tǒng)，并利用觸摸屏所提供的操作界面對焙火裝置實施連鎖啟停，從而完成了與水分儀、溫控儀表、溫濕度監(jiān)測儀表等現(xiàn)場檢測儀表數(shù)據(jù)的信息收集與交換。系統(tǒng)通過智能管理烘烤的全過程，可以防止過量烘烤，提升烘干效果，減少能耗。同時還能夠進行室內(nèi)及手機終端的遠程作業(yè)，有效降低員工現(xiàn)場勞動時間和強度，從而節(jié)約勞動強度。

7 PLC 技術(shù)的發(fā)展趨勢

本設(shè)備在原有的普通烘干機的基礎(chǔ)上，加裝溫度傳感器、濕度傳感器、水分傳感器等裝置通過感知模塊達到對衣物烘干的細節(jié)嚴格控制;采用PLC 控制，可以實時監(jiān)控溫度、濕度、水分等重要因素的要求進行所需要的改動，從而達到家電智能一體化的效果;通過上位機控制軟件與硬件模塊進行通訊，減少了大量的人為精力和看管時間，并且可以達到信息收集的方便效果;通過智能控制，具有一定的先進性和較高可靠性。在現(xiàn)代計算機信息的發(fā)展過程中，PLC 技術(shù)對電氣設(shè)備自動化控制方面的運用也比較多，而由于人類對計算機技術(shù)的進一步發(fā)現(xiàn)和研究，更加多的計算機技術(shù)能夠在PLC 技術(shù)上獲得更廣闊的運用。PLC 技術(shù)在當前電氣設(shè)備自動化控制中的運用已經(jīng)逐漸成熟，在原來的技術(shù)上也獲得了提高，有效地提高了設(shè)備的計算速度和存儲器容積。對PLC 科學(xué)技術(shù)的實際應(yīng)用，使當前PLC 科學(xué)技術(shù)在人機互動頁面中的水平獲得了極大提升，同時也能適應(yīng)各種設(shè)備的不同要求，由于PLC 科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和對市場的需要量日益增加，使當前電氣設(shè)備自動化控制系統(tǒng)水平大大提高，技術(shù)手段也更為完善。

8 結(jié)語

智能化是目前家用衣物烘干設(shè)備的發(fā)展方向。該智能控制器通過反復(fù)修改，不斷實驗，能即時檢測衣物的含水量、各點水溫等信號，并進行告警，再將監(jiān)測數(shù)據(jù)至電腦進一步統(tǒng)計分析，便于多個烘干機的聯(lián)合管理。該智能控制器采用PLC 實現(xiàn)邏輯管理，可擴展性極強，并可進行遠程管理。對目前存在的家用智能化問題起到了很好的解決效果，節(jié)約了相當大的人力資源，使得產(chǎn)品更符合社會和居民生活要求。