摘要：上世纪九十攀代以来，随着计算飙技术的迅猛发展和人们生活水平的提高，消费者对传统家电的功能提出了更高的要求，信息家电的概念随之诞生。信息家电将家电的常用功能与数字技术、网络技术紧密结合，以功能模块的形式融入到家电设备中，使其成为具有智能信息处理、双向网络通讯等功能的家庭信息终端。信息家电技术是一项新兴的技术，具有广阔的市场前景。基于此，本文主要对远程监控技术在网络洗碗机中的研究与应用进行分析探讨。
关键词：远程监控技术；网络洗碗机；研究；应用
1、洗碗机基本结构
本文的控制对象是门式洗碗机，其整机主要由箱体、水处理系统、电加热系统、洗涤系统、洗涤剂自动供料装置、程序控制器以及显示面板等部件组成。其中，洗涤系统出诺水槽、吸水排承管、洗涤泵、电机过滤器、流量调节器、下喷臂支撑和下喷臂、喷管组件、上喷臂排水泵等组成。水处理系统幽呼吸器、水管、水软化器、盐份探测器等部件组成。信息家电是计算机(Computer)、通信(Communication)和消费类电子产品(ConsumerProducts)三者融合
的产物 ,故亦称 3C产品[1]。其实质就是将移动通讯设备及传统 PC机中的一些常用功能, 与数字技术和网络技术紧密结合 ,以简单精巧的形式融入到家电设备中, 使其成为具有视听 、信息处理、双向网络通讯等功能的家庭信息终端 , 故也叫网络家电。网络家电可以像普通家电那样 ,按设定程序对相关物理量进行控制 ;同时具有重要的网络应用特征,经授权的家电使用者 ,通过 Internet可以远程对家电进行参数设置、功能操作、故障诊断等实时监控工作 。
2、系统组成
系统架构工作原理：洗碗机控制板上的MCU（STC单片机）根据按键信息、水量、水温、通信信息等数据，控制进水阀、排水阀、洗涤泵、加热器使其正常工作。同时通过通信接口（RS485）与网络控制器（S3C2440A内含数据采集、网络控制、WEB服务器功能）进行通信。通过WEB服务器与Internet实现网页信息交互，这样远程控制端（如手机）通过访问Internet上的相应网页，在网页上即可实现对洗碗机的远程监控功能。图1为智能家居远程控制系统框图。
图1 智能家居远程控制系统框图
2.1洗碗机控制系统
洗碗机采用STC公司的51内核单片机。工作时，洗碗机通过驱动马达带动水泵，将水流通过喷管由喷淋器高压喷出，水流的反作用力使喷淋器旋转，从而使水流可以达到洗碗机的任何角落，水流经过加热器加热后温度可达60℃，在高温水流和强碱性洗涤剂的作用下，有效去除餐具上的油污。洗碗机的通信协议，采用MODBUSRTU通信协议。MODBUS协议，是目前在工业控制领域被广泛应用的一种通信协议，相对于目前大多数协议如LONWORKS，X-10等而言，更具有通用性，而且协议简单，易于联网，相对家居系统而言，可完全适用，该协议支持RS485的通信形式，目前，MODBUS协议已经成为了一种通用的工业协议。
MODBUS通信协议采用主从方式，即在同一个通信网络内只有1个主机，但可以有多个从机，从机数量可以达到254个，故在数量上也能满足一般家具系统的需要。ModbusDE信息帧的组成包含：起始位+设备地址+功能代码+数据+CRC校验码+结束位。设备地址即需要通信的设备的地址。功能代码为通信的功能：如查询、写入数据、读取数据、控制命令、返回命令等。例如：查询寄存器命令04H，主机发送04命令，从机回复04命令。主机发送04命令：
2.2网络控制器
网络控制器，基于ARM9内核的S3C2440A芯片组成的硬件平台，通过移植嵌入式操作系统Linux2.6.21、构造WEB服务器、通信网关，在这个基础上，开发相应的WEB网页及驱动程序、应用程序，实现了数据采集和基于TCP/IP协议远程网络控制，并组成一个简单方便实用的智能家居远程控制系统。网络控制器在硬件上，采用现成的ARM9开发板，硬件电路已经在开发板上完成了，只需进行相应的软件开发。软件开发的主要任务是Linux2.6.21系统移植、WEB服务器软件、GUI软件编写，而网络控制器本方案是采用现成的ARM开发板实现。
2.2.1Linux系统
Linux系统采用Linux2.6.21系统。Linux2.6.21在目前来说是一个很成熟的系统，目前市面上很多的开发板都基于该系统进行设计，故本设计中也采用了该版本的系统。
2.2.2WEB服务器的工作原理
WEB服务器是基于TCP/IP协议的一个典型应用，WEB服务器的工作流，如图3所示。其主要工作原理：①网络控制器上的WEB服务器软件（如BOA软件）时刻扫描HTTP端口，等待远程客户端的TCP连接请求，当远程客户端（如洗碗机）向WEB服务器发起一个TCP连接请求后，WEB服务器确认请求的合法即建立TCP连接，实际上远程客户端和WEB服务器需要进行“3次握手”来建立起TCP连接。
②WEB服务器在接收到远程客户端的HTTP请求消息后，WEB服务器对消息进行解析，按照解析结果，WEB服务器执行相应的动作。
③远程客户端收到WEB服务器的反馈信息后，在远程客户端对HTTP的信息进行分析，并显示在相应的HTML网页中。
2.2.3BOA软件
目前，嵌入式设备中，常使用的WEB服务器主要有：boa、lighttpd、mini_httpd、appweb、shttpd、thttpd、apache等。文章中WEB服务器的软件采用的是BOA软件。BOA软件，是一个专门针对嵌入式型的小型Web服务器软件，而且它是免费开源软件。它的基本功能包括：WEB服务器与远程客户端建立TCP连接，接收远程客户端提交的HTTP请求消息，将HTTP响应消息返回给客户端，关闭TCP连接等。BOA的移植过程，一般包含的主要步骤有：下载源码，解压源码、生成并修改Makefile文件、编译生成可执行的BOA文件、生成BOA配置文件、生成HTML的静态网页等。
2.2.4CGI软件
CGI是运行在WEB服务器上的一个应用程序，能让WEB服务器与外部浏览器进行交互，也就是说，CGI程序接收外部浏览器发送给WEB服务器的HTML表单信息，并对信息进行处理，最后，将运行的结果返回给WEB服务器及WEB浏览器。一般将CGI软件都存放在WEB服务器的CGI_BIN文件夹中。CGI程序的调用方法一般有两种：
①通过URL方式直接调用；②通过交互式网页调用，使用者在网页上录入信息，或由相应的按钮产生信息，并将信息发送给CGI程序同时调用执行相应程序。
3、测试结果
经过设计，可以形成一个基本智能家电的远程控制系统，即在远程控制PC机或移动终端的浏览器中智能家电控制系统中的网络控制器的网关平台的IP地址或URL地址，会出现网络控制器中控制网页的控制页面，并通过对控制页面中的相应按键进行操作，从而实现洗碗机的程序设定、开始、暂停、停止等控制，即可控制在远程对洗碗机进行设定和控制。
4、结语
基于ARM核的嵌入式硬件平台和linux嵌入式系统软件，并利用BOA作为Web服务器软件，可以构建一个适合家庭使用，可以推广、应用的远程控制系统，该系统可实现在线控制，并能通过网页在Internet网的进行远程控制。设计表明这种系统既能实现洗碗机的在线控制功能，同时。也扩展了洗碗机的应用领域。
参考文献
[1]周洋.基于嵌入式系统的网络视频监控系统设计与实现[D].南京：南京航空航天大学，2007.
[2]牛文超.基于Davinci平台的远程控制图像显示系统的设计与实现[D].天津：天津大学，2008.
[3]沈飞.远程监控技术在网络洗碗机中的研究与应用[D].广州：广东工业大学，2008.
论文作者:邓鹏
论文发表刊物:《基层建设》2019年第3期
论文发表时间:2019/4/18
标签：洗碗机论文; 家电论文; 服务器论文; 系统论文; 信息论文; 网络论文; 软件论文; 《基层建设》2019年第3期论文;