【正文】 場的激烈競爭再加上技術創(chuàng)新推動價格下滑，預計 2021 年洗衣機市場整體價格仍呈穩(wěn)步下降趨勢，在這樣的 形式之下， 100 左右的盈利每部，不是一個非?？捎^的數(shù)字嗎？ 2021 年 16 月洗衣機市場產量 1340 萬臺，其中國內銷量為 850 萬臺，較 2021年同期下降 ％，但零售額同比增長率為 ％；出口為 490 萬臺，累計同比增長率達19％，繼承了近兩年來較好的發(fā)展態(tài)勢。同時，僅 05 年一年，全國需要更新?lián)Q代的洗衣機數(shù)量已達到 400 萬臺，保守估計本產品占其中的 1％。從全自動 波輪分價格結構發(fā)現(xiàn)， 1200 元以下細分市場份額已經由 2021 年 1 月的 43％下降到 2021 年 6 月的 ％， 2021 元以上各細分市場各有不同吉林農業(yè)大學本科畢業(yè)設計論文 8 幅度的上升。 3 方案可行性分析 技術發(fā)展趨勢 (1)高度自動化 從最初的單桶洗衣機，到雙桶?？傊恳淮渭夹g的進步極大地推動了洗衣機自動化程度的提高。自從榮事達集團在中國首家掌握抗菌技術，并將抗菌技術首家應用于洗衣機領域后，在中國掀起一股 抗菌 家電熱潮。海爾 保健雙動力 洗衣機，獨特之處在于機器本身所具有的專利全自動消毒技術和 HY 專用消毒劑，不僅能洗凈肉眼可以看見的污漬，更能消滅各種有害菌和病毒：對各種細菌的有效率達 99%以上，對各類病毒可使其由陽性變陰性，且無任何毒副作用，其有效率可以跟目前殺菌消毒效果最好的人體注射前的皮膚消毒媲美。 (3)大容量和微型化 大容量洗衣機，滿足了人們洗大件衣物的需求。 (4)組合化 榮事達集團最近推出的子母分洗式洗衣機，正好迎合了這部分消費者的需求，它的大桶容量為 公斤，小桶容量為 2． 5 公斤兩桶并列，縮小了 較大一部分空間，而且具有人工智能模糊控制功能。 智能化基礎理論 綜上所述，洗衣機高度智能化已成趨勢?，F(xiàn)階段，可以嵌入到洗衣機之中的主要智能技術方法歸納如下： （ 1）啟發(fā)式搜索 啟發(fā)式搜索是人工智能求解中開發(fā)出來的對目標求解的最 優(yōu)化方法。這種方法在洗衣機的程序選擇過程中是十分有用的。洗衣機在運行中其參數(shù)會隨著時間的遷移而變化，在神經網絡不斷運行中進行性能學習，預測出洗衣機變化的趨向，以及在參數(shù)變化后的最優(yōu)控制方法，從而保持洗衣機始終處于一種優(yōu)秀的工作狀態(tài)。 （ 3）模糊 邏輯理論 模糊邏輯控制在洗衣機指標控制中是一種極有效的智能化方法。以模糊控制方法控制洗衣機更適合人類的智慧思維及處理過程。這種優(yōu)化方法在洗衣機中較適用于進行狀態(tài)參數(shù)最優(yōu)組合。 采用模糊控制的洗衣機稱為模糊洗衣機，它和普通洗衣機有著很大區(qū) 別。工作程序可以在一定程度上隨時變化，因而具有人工智能，比普通微電腦更精確，更適用。 系統(tǒng)功能結構框圖 Fig. Function Structure Fame of the System 系統(tǒng)功能如 框圖所示，用按鍵可對控制器進行操作選擇，單片機上電以后進行吉林農業(yè)大學本科畢業(yè)設計論文 10 內部的初始化，然后等待外圍傳感器輸入各種檢測到的信號，外圍傳感器具有檢測布質、布量、溫度、水濁度和水位等信號的功能，為單片機提供各種處理數(shù)據。顯示模塊顯示洗衣狀況，使使用者對操作一目了然。 系統(tǒng)的技術特點和優(yōu)勢： 技術特點：應用紅外線傳感器，稱重傳感器和濁度傳感器判斷衣服情況；使用單片機智能化控制洗衣；在確保信號精確度方面采用模糊算法；在現(xiàn)有的洗衣機基礎上進行嵌入式設計。采用傳感器感知衣服情況，取代人工判斷，真正達到 “人性化 ”設計。 智能及節(jié)能 (1)洗滌程序 “隨衣應變 ”，滿足各種衣料的洗滌要求。 (2)自動特技： “額外漂洗 ”自動增加一次漂洗，做到更為徹底的洗衣粉味道清除； “強力去污 ”在主洗時段，增加摔打搓揉的時間和強度； “防皺免熨 ”在衣物甩干之后自動抖散抖勻，減少皺痕節(jié)省熨燙時間； “預洗 ”在主洗程序前自動增加一次完整的洗滌程序。 (4)在保證洗衣機洗凈比的前提下，減少洗滌劑的用量，可以有效減少洗衣機的漂洗用水量，充分發(fā)掘和 利用洗衣機的機械力和旋流力等物理過程的洗滌作用，或展開新型洗滌劑的用量，從而達到節(jié)水目的。 (6)在漂洗程序設計時，按照 “少量多次 ”的原則進行漂洗程序的設計，同時，盡量使每次的漂洗用水量相等。同時 采用全模糊技術：相當于一臺簡單的機器人看到什么衣物就知道用什么程序、放入多少衣服就知道用多少水洗滌，此智能洗衣機嵌入式模塊采用無限水位段原理，因此比一般段式水流洗衣機明顯節(jié)水。 (2)濁度傳感器技術參數(shù) ： 7997100 濁度傳感器 測量范圍：可編程 0～ 2NTU 至 0～ 30NTU 分 辨 率： 重 復 性：優(yōu)于量程的 1% 精 度：顯示滿度的 177。 最好的洗衣效果：當把滾筒看作時鐘時，洗衣機的跌落位置在 10 點半到 1 點半的范圍內時，洗凈效果較好，其噪音在洗衣時不大于 40dB，脫水時小于 45dB，烘干時小于40dB。但我國家用電動洗衣機產品性能質量大多數(shù)處于 C 級、 D 級的中低水平。就目前我國家用電動洗衣機購買的群體來講，第一次購買的已經占據少數(shù)，無論對產品的了解程度和使用經驗來講和前些年都發(fā)生了何大變化，所以根據中國消費者的普遍消費心理，在下一輪的購買中肯定注重的是產品的質量、功能的完善、 技術的創(chuàng)新等一系列方面。本產品正是鐘對中國市場的實際進行開發(fā)而適用于市場的一種中介產品，這樣作為一個小廠可以從中賺取名牌企業(yè)所想不到而又有適量利潤空間的產品。本系統(tǒng)主要由單片機及其外圍控制模塊、電源及開關模塊、傳感器模塊、外設驅動模塊、顯示模塊、等模塊構成。其智能和節(jié)能，以及通過嵌入控制電路完成智能化改造的特點，決定了該產品巨大的利潤空間。開始對該項目進行硬件和軟件的開發(fā)，首先從總體設計入手。于是，我們通過紅外線傳感器檢測衣服堆積的高度來確定其體積；稱重傳感器檢測衣服的重量。然后開動電機進行低速轉動，暫停后浸泡一段時間。同時，控制智能洗衣粉投放器選擇相應種類的洗 衣粉，并初步決定其投放的劑量。再由單片機選擇標準、省時、輕柔、毛毯四種洗衣方式的一種。直到蜂鳴器發(fā)出完成信號提示洗衣全過程結束。 吉林農業(yè)大學本科畢業(yè)設計論文 13 總體設計方案和策略 圖 系統(tǒng)總體框圖 Fig. Diagram of the Cverall System 如圖 所示用 8051 單片機對洗衣機實現(xiàn)控制 下面介紹模糊型智能洗 衣機控制策略。這是一個多輸入，多輸出系統(tǒng)。輸出量中的洗滌劑量、水流、水位、脫水時間由洗滌前的模糊推理求得，而洗滌時間、漂洗方式及次數(shù)則由實時模糊控制器控制 [3]。 (2)混濁度檢測 在洗衣機排水管出口處安裝濁度傳感器。輸出信號經整形調理后輸入至單片機內的 A／ D 通道進行模數(shù)轉換。每次斷電后讓電機以慣性繼續(xù)運轉，在此期間，電機處于發(fā)電機狀態(tài)，將此反電勢經外電路輸入單片機 A／ D 通道加以判別。而不同的布阻抗使電機的制動性能不同，利用電機在不同的布阻抗時的制動特性，進行 大量試驗，分析整理，歸納出模糊推理規(guī)則，從而就能根據反電勢的大小及持續(xù)時間長短，推斷出吉林農業(yè)大學本科畢業(yè)設計論文 14 布量布質。 輸出量的檢測 輸出量是洗滌劑投放量、水位、洗滌時間、漂洗方式、次數(shù)、脫水時間、水流六個量，其中洗洗劑投放量、水位、水流、脫水時間是在洗滌開始之前完成的推理結果，而洗滌時間和漂洗方式、次數(shù)則采用實時模糊控制。水位由布量布質決定，并由面板上 LED 顯示。 為了保證既能洗凈衣物又使洗滌時間短，減輕衣物磨損，在洗滌過程中采取實時模糊控制。當混濁度接近飽和時，可認為洗滌過程已完成，可以停止洗滌，因繼續(xù)洗滌已意義不大。 漂洗方式由布量及洗滌結束后水的混濁度所決定，若布量多且混濁度大則采用溢水漂，否則采用盛水漂。剛開始漂洗時，注入清水，隨著漂洗進行，水由清變混，然后達到飽和值。因此漂洗過程是雙輸入、單輸出的模糊控制過程。 5 硬件電路設計 主電路 如圖 所示控制板電路主要由控制單鍵，顯示屏，蜂鳴器，紅外線傳感器，稱重傳感器，濁度傳感器，洗衣劑投放器，水位高低，程序選擇電路，洗滌脫水雙速電動機，進水閥洗滌預加熱器，指示電路等組成 [4]。 如圖 5. 2 各部分分布圖 [5] 圖 各部分分布圖 Fig. Distribution of All Parts AT89C51的簡單描述 AT89C51 單片機是整個控制板電路的核心 ,要實現(xiàn)控制板的各項功能 ,首先要了解AT89C51 的管腳分布 ,以便我們對控制板的總體設計。 主引腳 (1)Vcc 電源端 GND 接地端 外接晶體引腳 XTAL1 和 XTAL2 (1)XTAL1 接外部晶體的一個引腳。采用外部振蕩器時 ,該引腳接收振蕩器的信號 ,即把此信號直接接到內部時鐘發(fā)生器的輸入端。在單片機內部 ,它是上述振蕩器的反相放大器的輸出端。 控制或與其它電源復用引腳 RST,ALE,和 Vpp (1)RET 復位輸入端。 (2)EA/Vpp 外部訪問允許端。 當端保持高電平 (接 Vcc 端 )時 ,CPU 則執(zhí)行內部程序存儲器中的程序。 輸入 /輸出引腳 、 、 (1)P0 端口 () P0 是一個 8 位漏極開路型雙向 I/O 端口。 在訪問外 部程序和數(shù)據存儲器時。 (2)P1 端口 () P1 是一個帶有內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 端口 .P1 的輸出緩沖器可驅動 (吸收或輸出電流方式 )4 個 TTL 輸入。作輸入口使用時，因為有內部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸出一個電流 (Ii)。 P2 的輸出緩沖器可驅動 (吸收或輸出 電流方式 )4 個 TTL 輸入。 P2 作輸入口使用時，因為有內部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸出一個電流 (Ii)。在整個訪問期間不會改變。 直流穩(wěn)壓電路 該部分由電源變壓器，整流濾波，穩(wěn)壓電路和保護電路所組成，選用固定式三端穩(wěn)壓器 LM780CT 組成的穩(wěn)壓電源如圖 所示。由于在本設計電路中 ,需要使用一個 AT89C51 單片機 ,5 只 NPN 型三極管 9013,一個低噪三極管 901 16 只發(fā)光二極管和一只蜂鳴器 ,這些都需要消耗一定的功率 ,而 且根據變壓器輸出電壓至少比所需直流電壓高 3V 的原則 ,我們選用輸出 9V/2VA 的變壓器。我們用的是單相橋式整流電路， B1 的四個整流二極管組成單相橋式整流電路，將穩(wěn)壓器輸出的 9 伏交流變成脈動的直流電壓。我們采用了 C 型濾波電路，即在脈動的直流電壓上并聯(lián)一個 1000ufv/25V 的電容C1，利用電容的儲能作用，周而復始 的進行充放電，進而減少電壓的波動，輸出近似鋸齒波電壓。固定式三端穩(wěn)壓器 LM7805CT 輸出固定電壓 +5V,C2 參數(shù)為100ufv/16V，一般不起濾波作用，只是抑制 LM7805CT 振蕩，保證 LM7805CT 能正常工作。穩(wěn)壓輸出的 5V電壓接到 89C51芯片的 Vcc腳，地線接 89C51的 GND 腳。這個放大器與作為反饋元件的片外石英振一起可構成一個自激振蕩器，振蕩電路的連接方法如圖 所示。對外接電容 C1 和 C2 的值雖然沒有嚴格的要求，但電容的大小會影響振蕩頻率的高低、振蕩器的穩(wěn)定性、起振的快速和溫度穩(wěn)定性。10PF），所以，我們 C1 和 C2 都取 22PF。 圖 振蕩電路 Fig. Oscillation Circuit 復位電路 當振蕩器運行時，在 RST 端口上出現(xiàn)兩個機器周期的高電平將使單片機復位。電路如圖 所示 [7]。于是利用三極管接成個放大電路，具體電路如圖 所示 端口接一個 的電阻，再接到 NPN 三極管的 B 極，三極管的 C 極接 Vcc，三極管的 E 極接到峰鳴器 [8]。當今社會競爭如此激控制序的開關，控制洗衣機工作，停止的按鍵。 傳感器的靈敏度：所使用的傳感器靈敏度高，延遲時間短，精確度比較高。采用輪輻式彈性體與單膜片密封結構。當你把衣服扔進洗衣機里 ,然后輕輕按下控制單鍵 .洗衣機首先就啟動了稱重傳感器 .它主要是檢測衣服的重量 ,然后根據檢測的模擬信號 ,通過耦合濾波 ,放大傳送到 adc0804,變成數(shù)字信號送給單片機 .單片機再進行模糊算法的計算 ,從 輸出控制水位選擇 ,選擇高 1,高 2,中 ,低 1,低 2 五種水位 . 如圖 稱重傳感器連接電路及稱重傳感器外形圖 圖 稱重傳感器連接電路及稱重傳感器外形圖 Fig. Weighing Sensors Connected Circuit and Weighing Sensor Shape Plans 吉林農業(yè)大學本科畢業(yè)設計論文 21 表 Weighing sensor technology indicators 名稱 單位 GkCT151A GkCT151B GkCT151C 量程范圍 t 0－ 200 0~100 020 精度等級 %F178。S ， ， ， ， 重復性 %F178。S/30mm ， ， ， ， 零位輸出 %F178。1 177。10 395177。10 輸出電阻 Ω 350177。5 35