一种家电水位高度识别系统及方法与流程

1.本发明属于智能家电领域，涉及水位识别技术，具体是一种家电水位高度识别系统及方法。


背景技术：

2.从目前的形式来看，洗衣机市场普及程度已经超过了76％，其中城镇市场已经超过了96％，农村市场也已经超过了53％；且节水将成未来洗衣机重点发展方向。
3.现有的洗衣机家电行业对水位测量的精准度要求较高，市场上成熟的水位读取方案一般采用：水位传感器+外围电路连接mcu，通过水压改变进而改变电路输出频率，mcu读取频率后和水位关联。
4.因此如果要获得准确的频率值，mcu所用的时钟源精度要求较高，所以增加外部高精度震荡源成为行业解决水位测量比较成熟的方案，但高精度震荡源仅仅应用于水位读取，实用价值远远小于所增加的成本，带来了高成本但是实用价值小的问题。
5.为此，本发明提出一种家电水位高度识别系统及方法。


技术实现要素：

6.本技术的目的是提供一种家电水位高度识别系统及方法，解决了现有技术中高精度震荡源仅仅应用于水位读取，实用价值远远小于所增加的成本，带来了高成本但是实用价值小的问题。
7.为实现上述目的，本技术提供了一种家电水位高度识别系统，包括微控制单元、电压转化模块、水位传感器以及模数转化模块；
8.所述微控制单元自带内部时钟；
9.所述电压转化模块用于对220v电压进行转化，为微控制单元进行供电，并且电压转化模块还用于提供频率为y hz的交流电；
10.所述水位传感器通过橡皮管与洗衣机桶内部固定连接，用于获取水位高度模拟信号；
11.所述模数转化模块与水位传感器连接，用于将水位传感器获取的模拟信号转化为数字方波信号，并获取方波频率，将方波频率发送至微控制单元；
12.所述温度控制模块用于控制洗衣机桶内的温度值，使得洗衣机桶的水维持在一个设定的温度值。
13.优选地，所述模数转化模块内置反相器，模数转化模块通过内置的反相器将水位传感器发送的模拟信号转化成数字方波信号进而得到方波频率发送至微控制单元，完成水位高度和方波频率相关联。
14.优选地，所述微控制单元内部时钟的温漂曲线固定。
15.优选地，利用水位传感器获取不同温度值下不同档位水位的水位高度模拟信号，模数转化模块将水位高度模拟信号转化为方波频率并反馈至微控制单元；
16.微控制单元对接收到的方波频率进行记录，并将不同温度值下不同档位水位与方波频率进行一一对应，建立变化曲线。
17.优选地，以微控制单元内部时钟为基准，接入频率为y hz的交流电并触发外部中断；
18.当前微控制单元内部晶振是x mhz，当前交流电频率为y hz，由内部时钟x mhz产生的计时器经过m次累加与产生n次外部中断的时间相等，
19.得到：1/(x*1000000)*m＝n*(1/y)。
20.优选地，通过m值推断出当前mcu的内部晶振频率x值，再通过测量该mcu在不同温度值下不同档位水位的波频率读取数据，与x值建立一一对应关系得到水位高度。
21.一种家电水位高度识别方法，基于一种家电水位高度识别方法实现，包括以下步骤：
22.步骤一：利用水位传感器获取不同温度值下不同档位水位的水位高度模拟信号，模数转化模块将水位高度模拟信号转化为方波频率并反馈至微控制单元；
23.步骤二：微控制单元对接收到的方波频率进行记录，并将不同温度值下不同档位水位与方波频率进行一一对应，建立变化曲线；
24.步骤三：以微控制单元内部时钟为基准，接入稳定频率的交流电并触发外部中断；
25.当前微控制单元内部晶振为x mhz，当前交流电频率为y hz，由内部时钟x mhz产生的计时器经过m次累加与产生n次外部中断的时间相等；
26.步骤四：通过m值就可以推断出当前mcu的内部晶振频率x值，再通过测量该mcu在不同温度值下不同档位水位的波频率读取数据，与x值建立一一对应关系得到准确的水位高度。
27.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
28.本发明不依靠外部高精度震荡源，通过mcu内部时钟为基准，接入稳定频率的交流电并触发外部中断；由内部时钟x mhz产生的计时器经过m次累加可以与产生n次外部中断的时间相等，通过m值推断出当前mcu的内部晶振频率x值，再通过测量该mcu在不同温度下对同一水位值读取数据，与x值建立一一对应关系就可以得到准确的水位值，可以实现对洗衣机水位精准读取，同时降低成本，节约资源。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1为本发明一种家电水位高度识别系统的结构框图；
31.图2为本发明一种家电水位高度识别方法的流程框图。
具体实施方式
32.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是
本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
33.实施例1
34.具体请参照图1，本实施例提出一种家电水位高度识别系统，该家电水位高度识别系统包括：
35.微控制单元(mcu)，所述微控制单元自带内部时钟，并且内部时钟的温漂曲线固定；
36.电压转化模块，所述电压转化模块用于对220v电压进行转化，为微控制单元进行供电，并且电压转化模块还用于提供稳定的、频率为y hz的交流电，且将频率为y hz的交流电作为外部中断条件；
37.水位传感器，其本质为不复位的压力传感器，通过橡皮管与洗衣机桶内部固定连接，用于获取水位高度模拟信号；水位传感器所受到的不同水位高度给定的水压值会改变水位传感器内部电感l的参数，进而改变lc震荡频率，得到水位高度模拟信号；
38.模数转化模块，与水位传感器连接，用于将水位传感器获取的模拟信号转化为数字方波信号，并获取方波频率，将方波频率发送至微控制单元；
39.需要进行说明的是，模数转化模块内置反相器，模数转化模块通过内置的反相器将水位传感器发送的模拟信号转化成数字方波信号进而得到方波频率发送至微控制单元，进而完成水位高度和方波频率相关联；
40.温度控制模块，所述温度控制模块用于控制洗衣机桶内的温度值，使得洗衣机桶的水维持在一个设定的温度值；
41.在一个实施例中，温度控制模块设定不同的温度值，并控制洗衣机桶内的水位高度处于不同的档位水位；
42.利用水位传感器获取不同温度值下不同档位水位的水位高度模拟信号，模数转化模块将水位高度模拟信号转化为方波频率并反馈至微控制单元，微控制单元对接收到的方波频率进行记录，并将不同温度值下不同档位水位与方波频率进行一一对应，建立变化曲线；
43.以微控制单元内部时钟为基准，接入稳定频率的交流电并触发外部中断；
44.当前微控制单元内部晶振是x mhz，当前交流电频率为y hz，那么由内部时钟x mhz产生的计时器经过m次累加与产生n次外部中断的时间相等，
45.可以得到：1/(x*1000000)*m＝n*(1/y)
46.当mcu内部晶振频率随温度产生变化为x1、x2时；
47.若x1》x，则m1》m；
48.若x2《x，则m2《m。
49.通过m值就可以推断出当前mcu的内部晶振频率x值，再通过测量该mcu在不同温度值下不同档位水位的波频率读取数据，与x值建立一一对应关系就可以得到准确的水位高度。
50.例如：例如用内部时钟频率为48mhz的微控制单元，在220v 50hz的交流电环境下；
51.外部中断触发时间为20ms，触发一次外部中断，计时器中断中的m值应该为960000；
52.如果m值约等于962000可以认定为微控制单元内部时钟频率为48.1mhz。
53.根据已经测得的微控制单元的真实频率，通过此前测得的变化曲线的数据对应找出真实的水位频率，以此达到矫正mcu内部晶振频率因温度产生的误差，提高水位读取的精度。
54.本实施例提出的家电水位高度识别系统，不依靠外部高精度震荡源，通过mcu内部时钟为基准，接入稳定频率的交流电并触发外部中断；由内部时钟x mhz产生的计时器经过m次累加可以与产生n次外部中断的时间相等，通过m值推断出当前mcu的内部晶振频率x值，再通过测量该mcu在不同温度下对同一水位值读取数据，与x值建立一一对应关系就可以得到准确的水位值，可以实现对洗衣机水位精准读取，同时降低成本，节约资源。
55.实施例2
56.具体请参照图2，本实施例提出一种家电水位高度识别方法，该家电水位高度识别方法具体包括以下步骤：
57.步骤一：利用水位传感器获取不同温度值下不同档位水位的水位高度模拟信号，模数转化模块将水位高度模拟信号转化为方波频率并反馈至微控制单元；
58.步骤二：微控制单元对接收到的方波频率进行记录，并将不同温度值下不同档位水位与方波频率进行一一对应，建立变化曲线；
59.步骤三：以微控制单元内部时钟为基准，接入稳定频率的交流电并触发外部中断；
60.当前微控制单元内部晶振为x mhz，当前交流电频率为y hz，由内部时钟x mhz产生的计时器经过m次累加与产生n次外部中断的时间相等；
61.步骤四：通过m值就可以推断出当前mcu的内部晶振频率x值，再通过测量该mcu在不同温度值下不同档位水位的波频率读取数据，与x值建立一一对应关系得到准确的水位高度。
62.本实施例提出的家电水位高度识别方法，不依靠外部高精度震荡源，通过mcu内部时钟为基准，接入稳定频率的交流电并触发外部中断；由内部时钟x mhz产生的计时器经过m次累加可以与产生n次外部中断的时间相等，通过m值推断出当前mcu的内部晶振频率x值，再通过测量该mcu在不同温度下对同一水位值读取数据，与x值建立一一对应关系就可以得到准确的水位值，可以实现对洗衣机水位精准读取，同时降低成本，节约资源。
63.上述公式均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者大量数据模拟获得。
64.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种家电水位高度识别系统，其特征在于，包括微控制单元、电压转化模块、水位传感器以及模数转化模块；所述微控制单元自带内部时钟；所述电压转化模块用于对220v电压进行转化，为微控制单元进行供电，并且电压转化模块还用于提供频率为y hz的交流电；所述水位传感器通过橡皮管与洗衣机桶内部固定连接，用于获取水位高度模拟信号；所述模数转化模块与水位传感器连接，用于将水位传感器获取的模拟信号转化为数字方波信号，并获取方波频率，将方波频率发送至微控制单元；所述温度控制模块用于控制洗衣机桶内的温度值，使得洗衣机桶的水维持在一个设定的温度值。2.如权利要求1所述的一种家电水位高度识别系统，其特征在于，所述模数转化模块内置反相器，模数转化模块通过内置的反相器将水位传感器发送的模拟信号转化成数字方波信号进而得到方波频率发送至微控制单元，完成水位高度和方波频率相关联。3.如权利要求1所述的一种家电水位高度识别系统，其特征在于，所述微控制单元内部时钟的温漂曲线固定。4.如权利要求1-3任一项所述的一种家电水位高度识别系统，其特征在于，利用水位传感器获取不同温度值下不同档位水位的水位高度模拟信号，模数转化模块将水位高度模拟信号转化为方波频率并反馈至微控制单元；微控制单元对接收到的方波频率进行记录，并将不同温度值下不同档位水位与方波频率进行一一对应，建立变化曲线。5.如权利要求4所述的一种家电水位高度识别系统，其特征在于，以微控制单元内部时钟为基准，接入频率为y hz的交流电并触发外部中断；当前微控制单元内部晶振是x mhz，当前交流电频率为y hz，由内部时钟x mhz产生的计时器经过m次累加与产生n次外部中断的时间相等，得到：1/(x*1000000)*m＝n*(1/y)。6.如权利要求5所述的一种家电水位高度识别系统，其特征在于，通过m值推断出当前微控制单元的内部晶振频率x值，再通过测量该微控制单元在不同温度值下不同档位水位的波频率读取数据，与x值建立一一对应关系得到水位高度。7.一种家电水位高度识别方法，基于一种家电水位高度识别方法实现，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：利用水位传感器获取不同温度值下不同档位水位的水位高度模拟信号，模数转化模块将水位高度模拟信号转化为方波频率并反馈至微控制单元；步骤二：微控制单元对接收到的方波频率进行记录，并将不同温度值下不同档位水位与方波频率进行一一对应，建立变化曲线；步骤三：以微控制单元内部时钟为基准，接入稳定频率的交流电并触发外部中断；当前微控制单元内部晶振为x mhz，当前交流电频率为y hz，由内部时钟x mhz产生的计时器经过m次累加与产生n次外部中断的时间相等；步骤四：通过m值就可以推断出当前mcu的内部晶振频率x值，再通过测量该mcu在不同温度值下不同档位水位的波频率读取数据，与x值建立一一对应关系得到准确的水位高度。

技术总结
本发明公开了一种家电水位高度识别系统及方法，属于智能家电领域，涉及水位识别技术，包括微控制单元、电压转化模块、水位传感器以及模数转化模块；不依靠外部高精度震荡源，通过MCU内部时钟为基准，接入稳定频率的交流电并触发外部中断；由内部时钟X MHz产生的计时器经过M次累加可以与产生N次外部中断的时间相等，通过M值推断出当前MCU的内部晶振频率X值，再通过测量该MCU在不同温度下对同一水位值读取数据，与X值建立一一对应关系就可以得到准确的水位值，可以实现对洗衣机水位精准读取，同时降低成本，节约资源。节约资源。节约资源。


技术研发人员：张国庆 陈浩天
受保护的技术使用者：合肥惟新数控科技有限公司
技术研发日：2023.06.15
技术公布日：2023/9/12