一种智能电冰箱及其控制方法 【技术领域】
本发明涉及冰箱技术及数字通讯技术，更具体地说是涉及可以与网络连接的多功能智能电冰箱及其控制方法。
背景技术
传统型的电冰箱作为一种常用的家电产品通常仅以能制冷并储藏食物为其功能，用户对冰箱温度的设定功能也过于简单，操作介面小且不直观。
也有的冰箱在控制上设置网络通讯模块及通讯口，使得冰箱可以通过通讯口与外部计算机和国际互连网(Internet)连接，用户家中的冰箱运行参数可以通过互连网传送到厂家的监控计算机，厂家可以对冰箱的内部状态进行实时的监控，当冰箱出现故障时可以进行直观的报警，厂家维修部可以及时进行维修。这种网络冰箱虽在传统冰箱功能上有所拓展，但冰箱的温度控制较为简单，用户操作介面复杂，使用者不能简单地通过冰箱显示部分直接对冰箱进行控制，也不能将网上的一些生活信息下载到冰箱上。现在随着数字技术的发展和人们生活水平的提高，对冰箱的智能化有了越来越高地要求，人们要求冰箱能为自己的生活提供更多的便利、更多的功能。
【发明内容】
为解决上述技术问题，本发明旨在提供一种新型的智能冰箱，该冰箱不仅可以通过外部计算机与Internet连接，还可以将网上信息下载至冰箱上，而且冰箱的控制设定功能强大、操作介面直观。
本发明的另一目的是提供一种智能冰箱的控制方法，利用这种方法可以解决冰箱输入与冰箱控制间的数据传递问题，并使冰箱可以与监控计算机通讯。
解决上述问题的方案是这样的：构造一种智能电冰箱，包括主控制板CPU处理单元、电源电路、存贮单元、检测单元、负载电路，其特征在于，还包括包含冰箱输入单元和显示单元的个人数字助理PDA；使所述PDA的CPU处理单元与冰箱主控制板的CPU处理单元通讯连接的通讯数据收发模块和通讯口，所述通讯口分别安装于冰箱主控制板和所述PDA的控制板上并通过电缆线连接；以及所述PDA可与外部计算机通讯的通讯数据收发模块和安装在PDA的控制板上的通讯口。
上述的智能电冰箱中，所述的通讯模块是串行异步RS-232模块。PDA以可拆卸方式安装在冰箱门上。在冰箱门体上内嵌塑料壳，PDA可嵌入所述塑料壳内。PDA还可以包括一个万能遥控单元，这个万能遥控单元包括一个迅号发送器和包含两个以上不同编码方法的编码模块。PDA包括内部充电控制电路，和与所述电源单元相连并使PDA得电运行的充电接口。PDA还可以内置锂电池或镍氢电池，用以在PDA被拆卸下来后对PDA进行供电。
上述的智能电冰箱的控制方法，通过触摸屏输入的命令通过通信信道传送给冰箱控制板，并接受来自控制板的冰箱实时状态的信息；控制板通过PDA传送来的控制信息对冰箱的设定信息进行相应的更改；其特征是在这个过程中包括以下步骤：
1)DA存储器中取出预设定的数据；
2)根据预设定的数据进行屏幕显示；
3)向MCU发送冰箱运行状态的查询命令；
4)接收MCU发送回的数据正确否，如不正确返回步骤3)；
5)根据所接受到的数据作实时显示；
6)接收来自触摸屏的设定更改，并将此数据发送给MCU；MCU将此数据存入存储器；
7)根据存储器的数据控制冰箱的运行；
8)将运行状态发送回PDA；
9)返回步骤3)。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和有益效果：
1.冰箱利用个人数字助理(PDA)内嵌式中文操作平台作为冰箱的智能终端，通过PDA与冰箱MCU之间的数字通讯可为用户提供智能化的各温室的温度调节，使冰箱的控制设定功能更加强大。利用个人数字助理(PDA)的触摸屏功能，使设定操作介面直观，用户使用方便。
2.PDA还能通过PC和互连网与冰箱厂家的监控计算机通讯，达到实时的故障报修和相关的技术支持，并可以下载屏保，将相关信息传送给智能冰箱。
【附图说明】
图1为本发明的通讯系统示意图
图2为本发明与PC、网络连接的结构示意图
图3为PDA的控制流程图
图4为冰箱主控制板的控制流程图；
图5为本发明电路结构原理图
图6为本发明的冰箱结构示意图
图7为本发明的PDA万能遥控单元的结构示意图
【具体实施方式】
下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
参见图1，本发明的智能电冰箱在传统电脑冰箱的基础上，利用个人数字助理(PDA)内嵌式中文操作平台的强大功能作为冰箱的智能终端，与冰箱主控制板(MCU)组成冰箱控制系统。MCU作为下位机完成冰箱物理参数如温度等的数据采集；传输给上位机(PDA)进行显示及数据处理。PDA作为上位机对冰箱的参数进行设定及发出控制命令；同样以一定格式通过通讯接口传输给下位机(MCU)，由下位机输出控制电信号完成对冰箱负载的控制。
图2示出PDC的一种外部连接方式。PDA 1通过外部计算机3和互联网与冰箱厂家的监控计算机4通讯，达到实时的故障报修和相关的技术支持。为了与外部计算机PC通讯，PDA控制板上包含通讯数据收发模块和通讯口，通讯口通过电缆线可以与外部计算机PC连接并实现PC与PDA间的数据通讯，PDA将MCU检测到的冰箱运行数据发送给PC，PC通过调制解调器上Internet网与厂家的监控计算机联网，将数据传送给监控计算机，向公司维修部反馈冰箱运行情况或进行故障报修；PDA也可以向PC发出要求监控计算机传送参数的命令并接受监控计算机的数据，在显示单元中显示。也可以从网上下载屏保信息，PC将屏保信息按一定格式存储在PDA中；也可以下载和更新菜谱等与食品有关的知识和信息。PDA与冰箱MCU之间、PDA与PC之间采用串行异步通信RS-232方式，通讯口用RS-232串行口。还可以采用USB通信方式及USB串行口；如果需要加快传送速度，也可以采用并行口通讯。
图3示出PDA的控制流程。当通电时，PDA首先进行初始化，初始化后进行主程序的设定，读取并显示在PDA存储器中预设定的数据，PDA每隔3秒向MCU发送查询命令，以对MCU进行实时检测，查询命令包括设备检查命令或查询冰箱各室设定温度。MCU在1秒内回复要求查询的参数，PDA对MCU传送回来的参数进行校验，若校验结果正常则显示该参数。如果PDA在向MCU发送查询命令后1S内未收到MCU的数据，或收到回答但数据校验异常，则每隔1S重发此命令，连续发送5次若仍未收到从机回答的数据，则判断为通讯故障，显示并报警。当PDA接收到用户对冰箱状态的设定更改后1S之内向MCU发送冰箱各室的设定温度、各室的开关状态、冰箱的运行模式；PDA发送完上述设定温度、各室的开关状态、冰箱的运行模式后3S之内，PDA应向MCU查询一次冰箱各室的设定温度、各室的开关状态、冰箱的运行模式。
图4是MCU的控制流程，冰箱上电后主控制板CPU进行初始化，从E2PROM存贮器中读取数据对冰箱进行控制。在正常状态下接收PDA的查询命令并校验。若接收到从主机PDA发送来的数据后，数据异常则发送请求指令要求PDA重发命令，数据正常则主控制板CPU对设定的命令进行处理，将设置更改写入E2PROM，相应控制负载电路的工作。采集箱内温度等参数发送给主机PDA。
结合图5和图6进一步说明本发明。在冰箱主控制板上主要有CPU处理单元、包括电源电路的电源模块、用以存贮数据的存贮单元(图5中未示出)、与CPU处理单元相连作为信号转换的I/O部分、主要由温度传感器组成的检测单元，检测单元检测包括冷藏室温度、冷冻室温度、蒸发器温度等数据，并通过I/O部分输入CPU处理单元、控制包括压缩机、加热器等负载电路运行的控制模块，重要的是，个人数字助理PDA与冰箱主控制板MCU通讯连接。PDA控制板上主要有CPU处理单元及电源模块、时钟模块、语音模块、万能遥控模块(图5中未示出)等功能模块，关键的是，还包括与冰箱主控制板MCU通讯的通信模块。MCU与PDA均是用RS-232通信模块，在两者控制板上安装有通讯口，并用电缆线连接。PDA中文操作平台上接有输入单元和显示单元，PDA作为上位机接受用户命令和参数的修改，用户用手触摸PDA屏幕上的功能模块，进入输入单元，对冰箱的控制参数进行设定。设定后的参数或命令通过通讯串口和包括有通讯协议、数据定义的通讯数据收发模块按RS-232方式传送给作为下位机的MCU。MCU检测单元通过温度传感器采集冰箱箱内温度等物理参数，数据通过双向数据传递串行异步RS-232方式传送到PDA上的显示单元，在显示单元中示出。显示数据包括冷藏室显示温度、变温室显示温度、冷冻室显示温度，和门开关信息等。MCU的CPU处理单元根据采集到的数据和输入设定进行处理，输出控制电信号完成对冰箱负载的控制。负载一般包括压缩机、电磁阀、加热器等等。负载电路通过控制模块与MCU的CPU连接。PDA对冰箱的功能控制通过对冰箱MCU的数据设定来实现的。PDA与CPU之间的数据通讯采用查询式的通讯方式。传输波特率为4800bps；传输电压为12V。PDA把屏幕上用户输入的信息通过接口传送到CPU，CPU据此信息对负载电路输出控制信号进行控制。用户还可以在PDA屏幕上设置智能、速冷、速冻功能，或设定冷藏室、变温室、冷冻室开启/关闭的功能。见图6，PDA个人数字助理1嵌于冰箱2的门面板上。在冰箱2的门体上内嵌塑料壳，PDA以可拆卸方式嵌入塑料壳内，具体可以是在PDA的外沿框上设置一些卡钩，用卡钩钩紧塑料壳的开口边沿(图6未示出)。
本发明的PDA可以拆卸使用，成为便携式掌上PDA。PDA从门面板上取下，把与MCU通讯的电缆线从通讯口拨出，卸下PDA的智能冰箱从E2PROM存贮器中读取数据对冰箱进行控制。把PDA上与RS-232通讯模块相边的通讯口用电缆线和外部计算机PC连接，就可以实现与PC的通讯功能。PDA上可以有两个以上的RS-232通讯口，一个用于与MCU相连，另一个与PC相连。PDA还具有万能遥控功能，参见图7，万能遥控单元5设置在PDA 1的上部中间，包括一个迅号发送器和包含两个以上的编码模块，编码模块根据不同产品、品牌采用不相同的编码方法。可以分别对例如空调、电视机等不同家电产品或不同品牌的产品进行遥控。
PDA内部电源模块中包括有充电控制电路和一个可以与主控制板MCU连接的充电接口。当PDA置于冰箱门上与MCU通讯连接时，可以接受来自MCU电源电路的交流电源充电，使PDA得电运行。PDA还有内置锂电池或镍氢电池，以作备用。
PDA的时钟模块具有时间显示、时间设定、闹钟功能。语音模块包括语音存储与录音、放音电路，使冰箱具有留言功能。