2 机械结构设计
智能电饭煲机械结构如图2所示。量米装置是由米缸、红外传感器、挡板1、螺母1、丝杠1、联轴器1、电机1等组成；淘米装置是由淘米器等组成；加水排水装置是由排水管、排水泵和送水泵等组成；放米装置是由电机2、联轴器2、螺母2、挡板2等组成；煲饭装置是由电磁继电器开关和煲饭锅等组成。
米缸存有一定量的米，工作时，红外传感器检测米缸有无存米，当有存米时，电机1通过联轴器1带动丝杠1回转，与螺母1相固定的挡板1将回转运动转化为直线运动，从而实现挡板1水平伸缩运动实现量米，米漏到淘米器中；送水泵启动送水，达到规定水量送水泵停止，在淘米器开始搅拌淘米，当淘米完成，排水泵启动从排水管排出淘米水；淘米结束后，电机2通过联轴器2带动丝杠2回转，与螺母2相固定的挡板2将回转运动转化为直线运动，从而实现挡板2水平伸缩运动实现放米，米漏到煲饭层里，送水泵启动注入适当的水，送水泵停止，电磁继电器开关通电闭合，开始煲饭，直到煲饭完成。
3 控制系统的设计
3.1 硬件设计
控制系统的硬件电路原理图如图3所示。主控制器使用台湾合泰公司的HT46RU232单片机，该单片机通过外部4 MHz晶振起振，低电平复位，其中TX、RX、IGT管脚分别作为TC35远程控制模块上下行串口通讯端口和使能端口；PA0-7管脚为4×4键盘扫描输入、输出与1602 LCD液晶屏8位数据并行输入的复用端口；PB1为650 nm红光检测端口；PB4-7作为4-16译码器数据选择端口；PC2-4作为1602 LCD液晶屏时钟与数据控制位端口。
TC35远程控制模块使用RS 232串口总线与主控制器通讯，并通过天线连接至GSM移动通讯网络。用户通过手机短信的方式给TC35模块发送煮饭时间和煮饭米量的命令，TC35远程控制模块接收到短信后，提取相应信息，通过串口给单片机发送控制指令，单片机接收到指令后执行相应煮饭动作。
传感与报警模块由红外传感器和蜂鸣器组成，直接连接至主控制器I/O端口。其中红外传感器负责检查米缸有无米，连接至主控制器外部中断接口，一旦红外传感器检测到无米，将通过主控制器I/O端口发出信号，系统将进入外部中断并停止系统工作，蜂鸣器负责报警，其控制引脚与单片机I/O口相连，当出现意外情况时，单片机输出电流，通过三极管驱动蜂鸣器，使其报警。发射管与接收管分别按照在米缸与淘米器接口处，分别相对。当米缸无米时，接收管接收到发射管发射的红色激光信号，输入至单片机，从而检查米缸有无米。发射管固定发射频率为180 kHz频闪激光（180 kHz频率由555定时器结合RC震荡产生），激光波长为650 nm；接收管固定检测180 kHz左右频率红光（接收到其余频率与波长时，接收管无反应）。
电机驱动模块由主控制器发出的PWM波直接驱动，供电采用外置24 V独立电源。采用L393D、L298N芯片，工作电压高，最高电压可达36 V；输出电流大，瞬间峰值可达2 A，持续工作电流为1 A的特点。YY0-YY9连接 4-16译码器，单片机PB4-7作为4-16译码器数据选择端口，从而实现对电机的选择和控制。
手动输入模块与显示模块通过并行总线与主控制器连接，分时复用同一组8位并行总线，节约了主控制器的I/O口，实现单片机检查键盘输入信号并将相关信息通过1602 LCD显示屏显示。
开关模块由主控制器I/O口驱动，并使用继电器进行隔离和扩流。放米并加入一定量的水后，单片机输出高电平，通过三极管驱动电磁继电器，使其开关闭合，启动煲饭。
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