佛山市顺德区美的洗涤电器制造有限公司 广东佛山 528311
摘要：随着现代都市人生活节奏的加快，对洗碗机的功能更加朝向功能化方向发展。实现快速、自动的餐具清洁整理工作的背景下，智能洗碗机应运而生。本文将进行分析，以供参考。
关键词：智能洗碗机；硬件设计；软件设计
1.前言
同传统的手洗餐具相比，洗碗机的清洁程度更高，而且自动、省电、节水，因此，逐渐成为人们日常用品，市场前景广大。
2.智能洗碗机设计来源
餐饮业目前使用几种类型的自动洗碗机。根据工作方法，它分为两种类型：蓝传式自动洗碗机和履带式自动洗碗机。操作蓝传式全自动洗碗机的整个过程比较麻烦。尽管履带式自动洗碗机操作起来相对方便快捷，但由于体积大，重量重，因此不适合家庭使用。从工作原理上讲，可分为超声波自动洗碗机和增氧自动洗碗机两种类型。其中，超声波洗碗机越来越被客户所接受，但是它们具有许多缺点，例如高噪音，功耗和高成本。顾客接受有氧自动洗碗机的主要原因是成本低和省电，但是清洁程度不及超声波自动洗碗机高。分析市场上使用的洗碗机及其工作原理并不难。这些大型洗碗机各有优缺点。我们对这些洗碗机过程进行了改进和模块化，并不断弥补了它们的缺点。
3.运行原理
作者设计的智能洗碗机的主要功能是清洁，消毒和储存。我们针对不同的功能特性设计了不同结构的机械模块，并将这些机械模块集成到同一系统中。.洗碗机的主体是圆柱形的，其中心轴线由缸体内的电动机驱动，并且每个机器模块均围绕该中心轴线均匀地布置。底座的电动机可以驱动中心轴旋转，以将每个模块旋转到相应位置。圆柱体的侧面是一个自动柜门，可用于进口用过的炊具并输出清洗后的炊具。第一个是带有压力传感器的储物箱。当放入用过的碗碟时，压力传感器会检测到物体的侵入并将该信息发送到洗碗机的顶部。计算机的中央计算机在获得信息后将其传递到基座，电机接受关闭柜门的指令。然后将储藏室旋转到清洗区域。刚开始时，用高压水冲洗碗碟，然后用两个高纤维刷携带清洁液，以进行中期碗碟清洗。最后，仍然有高压水流清洁中间的残留清洁液和污垢，并且颜色传感器识别餐具表面的颜色亮度。如果检查通过，则储藏室将变成消毒区域。在这里，这里我们采用紫外线杀菌技术在30min内破坏及改变微生物的DNA结构，使得细菌更快地死亡或难以繁殖其后代以达到杀菌的目的。完成这一系列步骤后，已处理的碗碟便被转移到存放区域以供使用，并且存放区域的湿度传感器和干燥机确保碗盘干燥清洁，防止细菌滋生。在安装方面，我们根据家用厨房的布局和个人喜好将洗碗机设置为半嵌入式和全嵌入式两种类型，并尽可能减少占地面积并更自然地融入厨房。
4.系统硬件设计
洗碗机控制系统采用模块化设计方法，主要分为四个部分：信息获取模块，运动控制模块，人机交互模块和信号处理模块。信号处理模块由具有8K存储空间和40个引脚的核心芯片AT89S52完成。它可以满足控制系统程序要求。人机交互模块主要由LED显示屏和数字电子管显示屏，键盘部分等组成。控制模块主要由进/排水阀，前进/后退电机，烘干机和臭氧发生器组成。信息收集模块主要分为两个模块。水位检测和碗容量检测。洗碗机的清洗和消毒过程涉及进水和排水操作，因此控制系统必须检测和控制水量。该系统的检测设备使用电磁水位传感器。其工作原理是将一定量的空气预先连接到传感器软管。洗碗机入水后，软管中的气压改变，共振频率改变，并输出一系列输出。脉冲波流过谐振电路后，到达AT89S52单片机的对应接口，单片机对它的频率进行计数以获得水位高度。碗数量信息检测模块设计为光耦合器隔离电路，利用整流管的整流特性将惯性条件下电动机产生的感应电动势转换为一系列方波信号。AT89S52微控制器检测方波信号的时间间隔的长度。了解当前的洗碗机碗容量，控制模块主要包括双向晶闸管控制的进排水系统，安全系统，电机反转系统，干燥系统，消毒系统等。
当将低电平信号输入到控制系统时，入口阀和排水阀均打开，否则，当输入高电平信号时它们将关闭。该安全系统是通过在电源开关中集成电磁线圈来设计的，当系统中有电压输入按钮时会弹出以实现自动关机功能，以确保系统安全。从单相电动机的两个输入端子实现电动机的正向和反向旋转，并且当低电平信号输入到一个输入端子而高电平信号输入到另一输入端子时，电机正转。烘干系统使用电吹风机产生的热空气直接烘干碗，从而防止残留水渍并使餐具更加精致。消毒系统配有臭氧发生器，利用活氧和水产生的单原子氧和羟基中间体的强氧化特性对餐具进行消毒。避免使用温度和功率输出不均的传统高温消毒方法。紫外线消毒法仅沿直线传播，但辐射能较低，只能杀死直接照射的微生物，这对人体有害。人机交互系统由洗碗机的控制面板实现，并具有用于洗碗，消毒，漂洗和烘干的四个操作按钮，以及“+”和“-”按钮。减少任务执行时间。当执行某项操作时，相应的指示灯会亮起，并且数码管会显示当前任务的剩余时间。系统使用由74248芯片驱动的BS201共阴极数码管，将VCC连接到低电平RBI，RBO，LT，将VCC连接到高电平LT信号，使RBO悬空和RBI它的基础是实现高水平的零消隐功能。由于按键数量少，键盘电路将按键直接连接到单片机的相应引脚，使用74LS21芯片提供中断信号，并通过中断信号检测键盘输入状态。
5.系统软件设计
根据洗碗机的工作流程编写系统软件设计，并根据用户设置的任务和时间完成相应的工作。当执行用户的任务时，相应的任务指示灯将亮起，并且数码管将显示当前任务的剩余时间。依次完成洗碗，消毒，漂洗和干燥任务后，系统会发出一小段很长的提示，然后自动关闭。如果用户在工作过程中打开洗碗机门，安全开关将被激活并将暂停当前任务。洗碗机主程序模块将初始化系统，显示当前的默认状态，等待键盘中断信息，然后根据任务键进入相应的过程。系统启动后，将立即初始化操作，主要是初始化中断，计时器和某些控制变量。然后使用INT0检查键盘控制信号并输入相应的信号处理流程。
6.智能互联功能
此外，通过添加家庭互连功能并通过移动电话终端将家庭互连连接到洗碗机，洗碗机可以在每种情况下更加智能化和人性化。使用之前，可以通过手机上的“家庭互连”应用程序快速了解洗碗机的各种功能。还可以观看教学视频，以快速学习如何正确操作和维护洗碗机，从而省去了阅读手册的麻烦。例如，该视频指导用户将餐具直接放在洗碗机中，调整碗和篮子。对于安装后的日常应用，家庭互连还带来舒适和便利。例如，在周末的午餐后，如果老人或家里的孩子有午睡的习惯，即使用户不在，也可以将洗衣模式远程调整为安静的“夜间洗”以保证家人休息。洗碗机的主体根据诸如洗碗机的重量和由洗碗机的内部传感器所掌握的污垢程度之类的信息推荐最佳的洗涤模式。另外，所配备家用电器的智能水系统可以根据餐具和污物的类型调节水的硬度，洗涤温度，洗涤角度和强度，从而使洗涤效果更好，使用寿命更长。但最重要的是，此处由LEGOEV3主机配置组成储物箱顶部的中央处理模块。包含适当编程程序的主机接收并处理来自各种传感器的信号，并向下一个模块发出指令以执行。这个中央自主发送/接收过程准确且有序，从而确保了整个洗碗机的完全自动化。
7.结束语
综上所述，洗碗机智能化是未来发展方向。尽管目前来看，智能洗碗机还处于发展阶段，随着其功能的不断完善，也将为人们提供更好的服务，并具有广阔的发展空间。
参考文献：
［1］胡跃山.中国洗碗机制造行业发展战略研究［D］.桂林：桂林理工大学，产品经济学，2018
［2］王小平.家用洗碗机本土化设计［D］.荆州:长江大学，2019
［3］郭圣栋．全自动洗碗机控制系统的设计［D］．广州:广东工业大学机电工程学院，2018