摘要：随着人们生活水平的提高智能家居应用越来越广泛，家用洗碗机是典型的应用，在众多类型的家用洗碗机中都有共性的漏水问题，本文针对家用洗碗机漏水提出硬件解决方案和软件解决方案
关键词：洗碗机；智能家居；漏水检测
0 引言
随着人们生活品质的提高和工作节奏的加快，选购家用电器为自己减轻家务，享受更多的体闲时间，己经是不争的时尚。洗碗是一个家庭侮天必须做的家务，尤其在中国，人们喜欢饭后马上洗碗，这无疑给家庭带来了更大的负担洗碗过程是先用洗洁剂去油污，再用清水冲洗，后擦干放入消毒柜中消毒。这个过程简单枯燥，而且对手也有很大的伤害。因而，洗碗机被称为是继洗衣机之后“对人手第二次解放”，是作为具有“餐后革命，迈向健康新生活”的美誉的新一代时尚家电，能够使人们从繁琐的家务劳动中解脱出来。
1 洗碗机的现状
目前，在厨房家电产品中，各类型家用洗碗机已逐步趋于成熟。家用洗碗机是一种集器皿洗涤去污、消毒杀菌及烘干为一体的厨房小电器。洗碗机虽然品牌很多，但均可按洗涤形式不同，分为喷嘴式洗碗机、叶轮式洗碗机、水流式洗碗机、超声波洗碗机以及由微电脑控制、双旋双喷臂、传感器自动检测的智能型洗碗机等几大类型。
喷嘴式洗碗机：这种洗碗机又称之为淋浴式洗碗机，其内在设计结构又可分为上下回转喷嘴式、下喷嘴式、下喷嘴反射式、塔喷嘴式、多孔管式、雨弹头式、旋转汽缸式等不同结构。尽管结构形式略有差异，其工作特点均是以水喷溅状的洗涤淋浴方法，即利用压力喷嘴将水柱喷射不同的侧面方位角度，充分洗涤机槽架上的器皿物具。
水流式洗碗机：水流式洗碗机与普通的波轮洗衣机工作原理基本相同，不同的是洗碗机的机槽架下面装有波轮，波轮连接壳体下方的电动机。洗碗机启动后，电动机带动波轮盘高速运转，从而使机槽内的洗涤水旋转滚溅，以充分达到洗涤洗净的目的。
叶轮式洗碗机：叶轮式洗碗机在其机槽架的下部设有叶轮，叶轮与电动机相连接，工作时，电动机带动叶轮作高速旋转，并将机槽内的洗涤水朝上随叶轮片飞溅，以达到清洗的目的。
超声波洗碗机：超声波洗碗机与其它洗碗机根本不同，其洗涤方法是在机体的底部和侧面设计装有振动元件，这种独特的振动元件工作时，可发生10 - SOkH：的超声波振动，在 水中传播的超声波作用下，达到清洗处理目的。
2.洗碗机防溢水设计方案
家用洗碗机却一直是有着巨大市场而却又未被开发的领域。家用洗碗机在工作有洗涤，烘干，消毒几个过程，在洗涤过程中，漏水经常发生，人们对洗碗机在工作期间的漏水问题尤为关注，本文针对家用洗碗机漏水问题提出一种优化方案，能很好的解决家用洗碗机漏水的问题。
如图1 所示本设计控制单元、人体红外检测单元、流量检测单元、电机驱动单元和报警显示单元。
本设计采用51单片机中性价比非常高的STC15系列单片机作为主控单元，STC15系列单片机有如下特点：
1.超强抗干扰：
2.宽电压，不怕电源抖动
3.宽温度范围，-40℃~+85℃
4.大幅降低EMI（电磁辐射），内部可配置时钟，1个时钟/机器周期，可用低频时钟
5.超低功耗：
6.可彻底省掉外部昂贵复位电路，内部集成高可靠复位电路、ISP编程时8级复位门槛电压可选 当然也可以继续用外部复位电路
7.可彻底省掉外部昂贵的晶体时钟，内部集成高精度R/C时钟，±1%温飘（-40℃~+85℃），常温下温飘5‰
流量检测单元采用德国KEM公司TRICOR流量计，具有如下特点：
1.管道连接：多种连接方式供选择，通径：1.0mm至5.6mm
2.流量：多种流量范围供选择，最大可达10L/min.
3.压力：20℃时20Bar温度范围：-10℃-100℃，测量精度：小于2%，
4.重复测量：＜+/-0.25%
5.驱动电压：4.5-24VDC
人体红外线传感器选用松下模拟输出型传感器NaPiOn。
1.NaPiOn将作为焦电传感器模块所必需的功能融入这一小型封装（TO-5），省去回路设计和贴装的麻烦，是一款小型、高性能的人体检测红外线传感器。
2.适用于利用嵌块型焦电元件检测轻微动作的用途。
NaPiOn上所配备的焦电元件中使用了4个嵌块型受热元件。由于检测区域的密度较高，因此，即使是轻微的动作也可检测到。
3.由于焦电元件的尺寸较小，因此可使透镜实现小型化
由于NaPiOn焦电元件的尺寸较小，因此，即使是对相同的距离进行检测，使用较短的焦点距离即可。为此，可同时兼顾透镜及传感器自身的小型化和高精度
4.还可检测到较小的温差
NaPiOn对检测对象与周围环境之间的温差进行检测，但是，与背景之间的最低温差需要达到4℃。由此，在温差较大的冬季当然可进行检测，在背景温差较小的夏季也可高精度地进行检测。
5.卓越的抗干扰性（辐射性干扰、电源性干扰）
NaPiOn的整个回路都封装入金属包装内，因此电磁屏蔽效果极好。另外，针对电源性干扰已经采取措施，因此，还具有较高的抗电源重叠干扰性。
图1 洗碗机防溢出控制器方案
系统程序流程图如图2所示，本设计采用性价比非常高的51单片机作为主控单元，通过微型液体流量传感器测量水管内水的流量，将传感器输出的模拟量信号经过主控单元的处理，判断当前的流量值大小和洗碗机的工作状态，通过人体红外传感器感应洗碗机4-6cm圆周范围内是否有人活动。如果出现漏水的现象并且周围没有人活动，启动报警装置，如果无人处理，15秒后单片机关闭阀门断开水源，通过GPRS模块发送漏水信息到洗碗机业主手机内，通知业主。此装置能够减少人们对用水系统的管理需求，提高水系统安全性使用的可靠性，具有很好的应用前景。
图2家用洗碗机防溢出智能控制器流程图
论文作者:鞠传威,孙娜
论文发表刊物:《电力设备》2017年第34期
论文发表时间:2018/5/14
标签：洗碗机论文; 喷嘴式论文; 叶轮论文; 单元论文; 元件论文; 温差论文; 传感器论文; 《电力设备》2017年第34期论文;