智能饮水机控制系统
智能饮水机控制系统设计
智能饮水机控制系统设计一、引言随着智能科技的发展，智能饮水机作为一种智能化产品，被越来越多的人所接受和应用。
智能饮水机不仅能够提供饮水服务，还可以通过控制系统实现更加智能化的功能。
本文将介绍智能饮水机控制系统的设计。
二、系统架构智能饮水机控制系统包括硬件和软件两部分，整体架构如下：1. 硬件部分•传感器模块：用于检测水温、水质等信息•执行模块：包括水泵、加热器等•控制主板：负责控制传感器和执行模块的通信和协调2. 软件部分•控制算法：根据传感器检测到的信息，控制执行模块的工作•用户界面：提供用户交互界面，可以实现远程操控和监测三、系统设计1. 传感器模块设计智能饮水机的传感器模块需要能够准确地检测水温、水质等信息。
常用的传感器包括温度传感器、PH传感器等。
传感器模块通过数据采集将检测到的信息传输给控制主板。
2. 执行模块设计执行模块主要包括水泵和加热器，在控制主板的指令下完成对水的输送和加热。
水泵和加热器的控制需要根据传感器检测到的信息进行智能调节，以保证水质和水温的符合要求。
3. 控制主板设计控制主板作为整个系统的核心，负责传感器模块和执行模块之间的通信和协调。
控制主板需要集成控制算法，实时监测传感器数据，并做出相应的控制指令。
4. 软件设计软件部分包括控制算法和用户界面设计。
控制算法需要根据传感器数据实时调整执行模块的工作状态，以保证水的质量和温度。
用户界面设计可以通过APP或网页实现，用户可以远程监测和控制智能饮水机。
四、功能设计智能饮水机控制系统设计的功能包括： - 自动出水：根据用户需求，智能控制水泵进行出水 - 水温控制：根据用户设定的温度，智能控制加热器进行加热 - 水质检测：通过传感器检测水质，保证水质符合标准 - 远程控制：用户可以通过手机或电脑远程监控和控制智能饮水机五、总结通过本文对智能饮水机控制系统的设计，我们可以看到，智能饮水机不仅提供了基本的饮水功能，还能实现智能化的控制和监测。
饮水机温度控制系统
经过处理 ， Ｐ 由 １口输出段码和位选控制信号 ， 通过 ７４ ４ ７丌 ＬＢ Ｄ译码器译码 ， ／Ｃ 由其余三位 Ｌ Ｄ显示 Ｅ
器 动 态 显 示 水温 值 。
键盘 电路 由温水键 、 开水键 ２个独立式按键 组
成， 控制饮水机的两种加热模式 ， 系统将根据用户的
Ｄ １ Ｂ Ｏ是 美国 Ｄ Ｌ Ａ Ｓ８ ２ Ａ Ｌ Ｓ公司生产的一种可 组网的单线数字式温度传感器 ， 它采用单线总线结
构， 集温 度 测量 和 ＡＤ 转 换 于 一 体 ， 接 输 出 数 字 ／ 直 量 ， 一根 ｌ 线就 可 以传 送 数据 与命 令 。 用 ／ ｏ 并可 兼 作
电源线 。 其温度测量范 围为 一 ５ ～＋ ２ ℃ ， ５℃ １ ５ 精度 为 ±０５ ； ℃ 使用 中无需外部器件 ， 以利用数据线 可 或外部电源提供 电能 ， 供电电压 范围为 ３３～５５ ； ． ．Ｖ 通过编程可实现 ９～１ ２位分辨率读 出温度数据。 使 用时。将 Ｄ 侣Ｂ Ｏ的数据信号线 Ｄ Ｓ ２ Ｑ与单 片机的一位具有三 态功能的双向 口相连接 ， 就可实 现数据的传输 。Ｄ １ Ｂ ０采用两种供电方式： Ｓ８ ２ 外部 电源供电（Ｄ 接电源） ＶＤ 和数据线供 电（。 和 ＧＮ ＶＤ Ｄ接 地） 方式 。为保证在有效的 Ｄ 侣Ｂ Ｏ时钟周期内提 Ｓ ２ 供 足够的电流 ， 采用外部 电源单独 供电时 ， 需在数
按键选择进入温水模式或开水模式 ，并执行相应操
作。
系 统 采 用 ～ 根 不锈 钢 水 位 探 测 棒 作 为 探 测 器 ， 探 测 棒一 端 与 单 片机 的 Ｐ ３Ｏ 口相 连 ， 另一 端 浸 入 饮 １
恒温饮水机原理
恒温饮水机原理
恒温饮水机是一种设备，通过一系列机制来保持饮水的温度稳定。
其原理主要包括以下几个方面：
1. 恒温控制系统：恒温饮水机内置了一个智能的恒温控制系统，通过传感器实时监测饮水机内的水温，并根据设定的温度值进行调节。
该系统可以根据温度的变化自动启动或关闭加热或制冷功能，以保持饮水的恒温状态。
2. 加热装置：恒温饮水机配备了一个加热装置，一般采用电加热器的形式。
当饮水机内的水温低于设定的温度值时，加热装置会自动启动，将电能转化为热能，加热水的温度直到达到设定的目标温度。
3. 制冷装置：有些恒温饮水机还配备了制冷装置，用于在水温高于设定温度时进行降温。
制冷装置一般采用制冷剂循环的原理，通过压缩、膨胀等过程将热量从水中吸收并排出，从而使水温降低到设定的目标温度。
4. 绝热材料：恒温饮水机内部通常采用绝热材料进行包裹，以减少热量的散失。
绝热材料能够有效地隔离内外温度，保持饮水机内的温度稳定，并减少能量的消耗。
综上所述，恒温饮水机通过恒温控制系统、加热装置、制冷装置以及绝热材料等机制来实现饮水的恒温效果。
这些机制相互配合，保证饮水机内的水温始终保持在设定的范围之内，为用户提供舒适和方便的使用体验。
饮水机控制系统基本原理
饮水机控制系统基本原理引言：饮水机控制系统是指用于控制饮水机运行的一套系统，通过该系统可以实现饮水机的开关、制冷、加热、制水等功能。
本文将介绍饮水机控制系统的基本原理，包括硬件和软件两个方面。
一、硬件部分饮水机控制系统的硬件部分主要包括传感器、执行器、控制器和电源等组成部分。
1. 传感器：传感器是饮水机控制系统中非常重要的部件，它能够感知环境的变化并将其转化为电信号。
常用的传感器包括温度传感器、水位传感器、压力传感器等。
温度传感器用于感知水温，水位传感器用于感知水位高低，压力传感器用于感知水压等。
传感器将检测到的信号传输给控制器，控制器根据这些信号做出相应的控制动作。
2. 执行器：执行器是饮水机控制系统中负责执行具体控制动作的部件。
常用的执行器包括电磁阀、压缩机、加热器等。
电磁阀用于控制水流的开关，压缩机用于制冷，加热器用于加热等。
执行器接收控制器发出的信号，并执行相应的动作。
3. 控制器：控制器是饮水机控制系统的核心部件，它负责接收传感器传来的信号，并根据预设的控制逻辑做出相应的控制动作。
控制器通常由微处理器、存储器、输入输出接口等组成。
微处理器负责运算和逻辑判断，存储器用于存储程序和数据，输入输出接口用于与传感器和执行器进行通信。
4. 电源：电源是饮水机控制系统的能量供应部分，它为整个系统提供所需的电能。
饮水机通常采用交流电源或直流电源，电源的稳定性对系统的正常运行起着至关重要的作用。
二、软件部分饮水机控制系统的软件部分主要包括程序设计和控制逻辑的实现。
1. 程序设计：程序设计是饮水机控制系统的重要环节，它决定了系统的功能和性能。
程序设计主要包括控制算法的设计、功能模块的编写和界面设计等。
控制算法的设计是根据需求和传感器信号来制定相应的控制策略，功能模块的编写是将控制策略转化为具体的程序代码，界面设计是为用户提供友好的操作界面。
2. 控制逻辑：控制逻辑是饮水机控制系统的核心，它决定了系统的运行方式和控制策略。
智能饮水机嵌入式控制系统设计
智能饮水机嵌入式控制系统设计发表时间：2019-08-30T16:55:30.463Z 来源：《基层建设》2019年第16期作者：胡承欢[导读] 摘要：文章主要针对家用饮水机为例，设计了一套基于嵌入式的智能饮水机控制系统。
美的饮水机制造有限公司广东佛山 528000摘要：文章主要针对家用饮水机为例，设计了一套基于嵌入式的智能饮水机控制系统。
系统以STM32单片机为控制核心，采用FreeRTOS实时操作系统及STemWin图形界面系统，并配备水质监测模块和无线通讯模块等，用户可通过本系统监测到饮水机的工作情况和水质水量情况，并可通过手机APP对饮水机进行远程监测和控制，具有操作便捷、稳定性好、健康节能的特点。
关键词：嵌入式系统；STM32；饮水机；STemWin1.系统功能本系统由STM32单片机、LED灯、继电器、水量传感器、水质检测系列传感器、LCD屏以及WiFi模块组成，饮水机具备状态显示、温度监控、水质水量监测、无水断电、加热控制、远程监控与控制等功能。
系统采用LCD触摸屏控制及智能手机APP控制两套模块，饮水机上配备的LCD触摸屏不仅可实时显示饮水机的工作状态、水温、剩余水量、饮用水的Tds（溶解性固体总量）值，还可通过触摸LCD屏控制加热，大大改善了体验感。
2.系统硬件设计2.1STM32单片机单片机是整个控制系统的核心，具有极其重要的作用。
由于本设计采用了实时操作系统及图形界面系统，因此所选单片机必须具有存储容量大、性能强的特点。
综合比较之下，本设计采用STM32F407单片机。
STM32F407单片机由意法半导体开发，采用Cortex-M4为内核的高性能32位微控制器，拥有1M的内部FLASH、192KB的内部SRAM以及丰富的内部外设，符合本设计对单片机的要求。
2.2WiFi模块WiFi模块负责把饮水机的状态信息发送给手机，并把手机发过来的信息传递给单片机。
国内外WiFi芯片生产厂商很多，芯片性能越来越好。
智能饮水机控制系统设计
智能饮水机控制系统设计
智能饮水机控制系统设计包括硬件和软件两个方面。
硬件设计：
1. 传感器选择：选择适合饮水机的温度传感器、水位传感器和压力传感器等传感器，并将其与控制器进行连接。
2. 控制器选择：选择适合饮水机的微控制器单元（MCU），
如Arduino或Raspberry Pi，用于控制饮水机的功能。
3. 执行器选择：选择适合饮水机的执行器，如电磁阀用于控制水的出水和停水，同时可以使用液晶显示器（LCD）用于显示当前温度和水位等信息。
4. 电源设计：为饮水机设计合适的电源系统，包括电源适配器或者电池。
软件设计：
1. 系统架构设计：根据需求和硬件设计，设计系统的软件架构，包括数据采集和控制模块。
2. 数据采集：编写代码获取传感器数据，例如温度、水位和压力等信息，并将其转换为可用的数据格式。
3. 控制模块：根据用户设置或环境要求，编写代码控制执行器，实现饮水机的功能，例如启动和停止水流、调整温度等。
4. 用户界面设计：设计适合饮水机的用户界面，可以使用液晶显示器和按钮等硬件元件，或者通过手机APP等软件实现用
户与饮水机的交互。
总结：
智能饮水机控制系统设计需要考虑硬件和软件两个方面，硬件
需要选择合适的传感器、控制器和执行器，并设计合适的电源系统；软件方面需要设计系统架构、数据采集和控制模块，并设计用户界面实现用户与饮水机的交互。
智能饮水机控制系统设计毕业论文
智能饮水机控制系统设计毕业论文目录摘要 (1)第1章绪论 (2)1.1 课题研究的背景 (2)1.2 市场饮水机现状 (2)1.3 课题研究的目的和背景 (3)1.4 本课题主要研究的内容 (3)1.5 本章小结 (4)第二章单片机功能简介 (5)2.1 概念 (5)2.2 单片机的产生及发展 (6)2.3 单片机的分类 (7)2.4 单片机的引脚介绍 (8)2.5 单片机攻击技术 (8)2.6 单片机的应用 (10)2.7 本章小结 (11)第3章智能饮水机的硬件结构设计 (12)3.1 智能饮水机的总体设计 (12)3.2 主控系统 (12)3.3 输入控制 (13)3.4 显示部分 (14)3.5 温度控制部分 (16)3.6 其他功能部分 (18)3.7 本章小结 (18)第4章智能饮水机的软件设计 (19)4.1 系统分配方式 (19)4.2 主程序设计 (19)4.3 温度检测程序设计 (24)4.4 显示程序设计 (25)4.5 中断程序服务 (26)4.6 其他相关程序 (27)4.7 本章小结 (27)第5章调试及性能分析 (28)5.1 硬件调试 (28)5.2 软件调试 (28)5.3 性能分析 (28)5.4 本章小结 (29)结论 (30)致谢 (31)参考文献 (31)附录1 (33)附录2 (34)附录3 (35)摘要目前,大多数家庭使用的饮水机只有一些基本的功能(加热、恒温)。
然而，随着人们物质生活的不断提高，对饮水机的性能要求也不断提高。
为了满足人们对饮水机的性能要求，本课题研究智能饮水机，它主要功能是100%沸腾，以65°为恒温底线95°为恒温上线之间的任意整数为恒温值。
定时关机、过热保护防干功能等。
本课题的控制核心采用单片机，单片机内集成了中央处理器（CPU）、存储器、输入和输出接口、振荡电路、计数器等电路的一块集成电路，而且具有体积小、功能强、成本低、功耗小等优点。
智能饮水管理系统介绍桶装水
智能饮水管理系统介绍（桶装水）一、公司简介我公司是一家专业从事智能卡应用设备研发、生产、销售以及系统集成的高科技企业。
公司立足于智能卡应用领域，自成立以来，始终坚持不懈地致力于“ 一卡通”产品的专业研究生产。
已经成功投入市场的产品有：IC控水器、IC饮水机、网吧读写器、考勤门禁机、收费机、数据通讯器、智能控制器、发卡机、读头、充值机、保管箱等。
产品涵盖了收费、控水/水控、饮水、洗衣、考勤门禁、网吧收费、485 通讯器材、保管箱控制等系列智能卡相关设备。
产品已广泛应用于国内外的学校、工厂、小区、医院等各种场所。
公司的产品完全拥有自己的知识产权，公司已拥有“卡诚”、“水管家”两个商标，同时在饮水和控水收费设备上拥有多项国家专利。
公司能不断壮大，是因为领路达方始终遵循了：以技术创新赢得市场；以产品质量稳定赢得客户；以说到做到的服务赢得信赖。
我们始终坚持为客户提供一流的产品、周到科学的系统解决方案及完善的售后服务。
二、智能饮水的现状及市场需求节约用水已经成为国际社会迫切需要解决的问题，研究证明，12-35岁的正常人，标准是一天喝水为1500－2500毫升/人，每个国家地区的饮水需求量在不断增长，而经济发展的同时也给河流带来极大的环境污染，健康用水面临极大的挑战，喝到健康水已经是地球上每个人迫切需要解决的事实。
要解决60亿的地球人口的饮水问题，已经成为各国家政府以及各单位个人的关注的重大问题，中国个人平均淡水量非常少，要解决13亿人口的饮水问题，肯定是个大问题（天消费饮水量：13亿*1500－2500毫升/人）。
毫无疑问，社会正在急需一种节约高效的饮水方式。
IC卡智能饮水机是专业为解决公共场所饮水收费难的课题而设计的,主要为饮用水生产企业提高水的销量,特别是解决学校、企业、医院等单位饮水问题，利用IC卡饮水机这个高科技产品去占领学校这个巨大的市场，一次性投资长期性获利符合国家关于在学校、医院推选健康饮水的政策。
智能饮水机使用说明书
智能饮水机使用说明书欢迎您购买智能饮水机。
本使用说明书将为您提供详细的操作步骤和相关注意事项，以确保您正确使用这一智能设备。
一、产品概述智能饮水机是一款集饮水、净水、保温、环保等功能于一体的高科技产品。
其主要特点包括：1. 高效净水：采用先进的滤芯技术，有效去除水中的杂质和有害物质，提供健康纯净的饮水；2. 智能控制：内置智能芯片，可以实现自动供水、定时预约供水、温度控制等功能；3. 保温节能：具备保温功能，可以根据用户需求调控温度，节能环保；4. 友好设计：外观美观，操作简便，适合各种生活场景的使用。
二、基本操作步骤以下是智能饮水机的基本操作步骤，您可以按照以下顺序进行操作：1. 准备工作：a) 确保饮水机已经接通电源，并且处于待机状态。
可以通过观察面板上的指示灯来确认；b) 将净水桶中的活性炭滤芯和颗粒活性炭滤芯按照说明书中的方法正确安装到机器内部。
2. 供水操作：a) 在面板上选择所需的供水模式，如冷水、常温水或热水；b) 如果您需要自动供水，可以使用定时预约功能，将所需的供水时间设置进去。
3. 温度调节：a) 如果需要调节水温，在面板上选择所需的温度档位；b) 饮水机会自动加热或制冷，直至达到所需的温度，然后停止工作。
4. 使用净水功能：a) 如果需要净化水源，可以选择净水模式；b) 饮水机会通过滤芯去除水中的杂质和有害物质，提供纯净的饮水。
5. 停止运行：a) 在使用完毕后，关闭饮水机的供水功能；b) 确保机器停止运作后，可以拔掉电源插头。
三、注意事项为了确保您能够正确、安全地使用智能饮水机，以下是一些需要注意的事项：1. 请严格按照本使用说明书的操作步骤进行操作，不要随意拆卸或修改饮水机的零件；2. 在清洁过程中，确保拔掉电源插头，以避免触电事故；3. 定期更换滤芯，以确保饮水机的正常运行和提供干净的饮水；4. 安装饮水机时，请确保电源稳定，地面平整坚固，避免发生不必要的事故；5. 请不要将饮水机暴露在高温或潮湿的环境中，以免影响设备正常使用寿命；6. 如果长时间不使用饮水机，请拔掉电源插头，以节约能源。
智能饮水机控制系统设计
毕业设计（论文）智能饮水机控制系统设计Design of control system for intelligent drinking water machine班级学生姓名学号 1指导教师职称导师单位徐州工业技术职业学院论文提交日期论文真实性承诺及指导教师声明学生论文真实性承诺本人郑重声明：所提交的作品是本人在指导教师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果，内容真实可靠,不存在抄袭、造假等学术不端行为。
除文中已经注明引用的内容外，本论文不含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
如被发现论文中存在抄袭、造假等学术不端行为，本人愿承担本声明的法律责任和一切后果.毕业生签名：日期：指导教师关于学生论文真实性审核的声明本人郑重声明：已经对学生论文所涉及的内容进行严格审核,确定其内容均由学生在本人指导下取得，对他人论文及成果的引用已经明确注明,不存在抄袭等学术不端行为.指导教师签名：日期：摘要在现代生活当中中，饮水机已经成为了我们日常生活中必不可少的家用电器。
但是，有的饮水机的功能只是普通的加热功能，有的功能比较强大，如可以掌控水温的具体控制，但往往这样的饮水机价格使很多人望而止步，根本不能适用于普通家庭.根据这个情况，我设计了这款智能饮水机，这款饮水机的价格相对低廉但是功能却非常强大。
一部分利用单片机对水温的控制，在加上液晶屏幕显示温度，得到稳定的人与机器的操作，这款饮水机有很多的模式可以使用，如:冲咖啡和沏茶等。
这个设计也添加了团情况的紧急措施，如果水箱在缺水的情况下使用，无法使之加热，它会通过智能报警的方式告知饮水机主人提醒主人以保证其该系统的安全性,让人用起来更加稳定。
对于这个设计来说，在确保用户使用过程中的安全的情况下为用户的使用更加方便、舒心。
这个设计的智能化水平相对来说比较高，自动化操作可以根据用户自己来实现.关键词：智能饮水机，单片机，控制AbstractIn modern life，drinking water machine has become essential householdappliances in our daily life。
智能饮水机控制系统设计【开题报告】
智能饮水机控制系统设计【开题报告】毕业论文开题报告电子信息工程智能饮水机控制系统设计一、课题研究意义及现状我国是一个干旱缺水严重的国家。
淡水资源总量为28000亿立方米，占全球水资源的6％，仅次于巴西、俄罗斯和加拿大，居世界第四位，但人均只有2300立方米，仅为世界平均水平的1／4、美国的1／5，在世界上名列121位，是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。
扣除难以利用的洪水泾流和散布在偏远地区的地下水资源后，我国现实可利用的淡水资源量则更少，仅为11000亿立方米左右，人均可利用水资源量约为900立方米，并且其分布极不均衡。
到20世纪末，全国600多座城市中，已有400多个城市存在供水不足问题，其中比较严重的缺水城市达110个，全国城市缺水总量为60亿立方米。
据监测，目前全国多数城市地下水受到一定程度的点状和面状污染，且有逐年加重的趋势。
日趋严重的水污染不仅降低了水体的使用功能，进一步加剧了水资源短缺的矛盾，对我国正在实施的可持续发展战略带来了严重影响，而且还严重威胁到城市居民的饮水安全和人民群众的健康。
水利部预测，2030年中国人口将达到16亿，届时人均水资源量仅有1750立方米。
在充分考虑节水情况下，预计用水总量为7000亿至8000亿立方米，要求供水能力比现在增长1300亿至2300亿立方米，全国实际可利用水资源量接近合理利用水量上限，水资源开发难度极大。
随着社会的发展，饮水机成为了普通家庭和公共场合中常见的一种家电。
但老式饮水机只能对水进行简单的加热，而无法根据环境温度以及人们的需求自动调整，更严重的是，它还存在着种种的弊端。
而智能饮水机，使用者可以按照管理需求个性化用水，较好地解决了学校、公司、商场等公共场合的水资源浪费问题，而且能解决老式饮水机的弊端，具有很好的应用价值。
智能饮水机加大了饮水机智能化与健康化的同时，限制了成本最小的增加。
去除了许多高端智能饮水机不必要的功能，而又独创性地提出了饮水机根据周遭人群取水的动作以及环境温度适时调节加热周期。
智能水控制系统
智能水控制系统智能水控制系统是一种通过技术手段实现对水资源的智能化管理和控制的系统。
它利用先进的传感器、控制器和通信技术，实时监测和控制水资源的使用、供应和排放，以实现对水资源的高效利用和保护。
本文将从系统的原理、功能、优势和应用等方面，详细介绍智能水控制系统。
一、原理智能水控制系统基于物联网和人工智能技术，通过传感器采集环境中的水资源相关数据，如水位、水质、水温等。
这些数据经过处理分析，并与预设的指标进行比较，系统可以智能地判断当前水资源的状况，并进行相应的控制。
系统可以实现对水资源的自动化监测、调控和管理，提高水资源的利用效率和管理水平。
二、功能1. 实时监测：智能水控制系统可以实时监测水资源的各项指标，包括水位、水质、水温等，通过数据的采集和传输，及时掌握水资源的动态情况。
2. 远程控制：通过互联网连接，智能水控制系统可以实现远程控制，用户可以通过手机或电脑等终端设备，随时随地对系统进行监测和控制。
3. 智能预警：系统可以根据设定的阈值进行智能预警，一旦水资源出现异常情况，系统会及时发出警报，并采取相应的措施，确保水资源的安全和可持续利用。
4. 数据分析：系统可以对采集到的数据进行分析和处理，生成相关的统计图表和报告，为水资源管理者提供决策依据和参考。
三、优势1. 节约水资源：智能水控制系统可以实时监测和控制水资源的使用，避免浪费和滥用，最大程度地提高水资源利用效率。
2. 提升管理水平：智能水控制系统可以实现自动化管理和控制，解放人力，提高管理效率和水平。
3. 精确预测：通过对历史数据和实时数据的分析，系统可以提供精确的水资源预测，为相关部门和用户提供决策支持。
4. 降低运营成本：智能水控制系统的运行和维护成本相对较低，可以降低水资源管理的运营成本。
四、应用智能水控制系统可以广泛应用于城市供水、农田灌溉、污水处理、工业生产等领域。
在城市供水方面，系统可以实现对水压、水质、用水量等的监测和控制，提高城市供水的稳定性和可靠性。
智能饮水机控制系统设计毕业论文
智能饮水机控制系统设计毕业论文目录第1章绪论 (1)1.1研究的目的及意义 (1)1.2国内外研究的现状 (1)1.3研究的主要内容 (2)第2章系统总体设计方案 (3)2.1系统实现的功能 (3)2.2设计思路 (3)2.3总体设计框图 (3)2.4系统设计选择 (4)2.4.1主控芯片 (4)2.4.2温度传感器 (4)2.4.3液位传感器 (5)2.4.4数码显示模块 (5)2.4.5电源模块 (6)2.4.6加热模块 (6)2.4.7制冷模块 (6)第3章系统硬件设计 (7)3.1概述 (7)3.2主控模块 (7)3.2.1主控芯片STC89C52 (7)3.2.2晶振电路 (9)3.2.3复位及复位电路 (9)3.2.4最小系统电路设计 (10)3.3温度采集模块 (11)3.3.1DS18B20温度传感器简介 (11)3.3.2温度采集模块电路设计 (12)3.4液位采集模块 (12)3.4.1Water Sensor简介 (12)3.4.2AD转换芯片简介 (12)I3.4.3 单片机对ADC0832的控制原理 (13)3.4.4液位采集模块电路设计 (14)3.5数码显示模块 ······································································错误！未定义书签。
陈玉杰智能饮水机控制系统设计
某某铁道大学四方学院毕业设计智能饮水机控制系统设计The Design of Intelligent Water MachineControl System2016届电气工程系专业电气工程与其自动化学号20127330学生某某陈玉杰指导教师孙秀婷完成日期2016年5月22日摘要目前国内所使用的饮水机绝大局部只能实现一些例如，储存，加热、保温的根本功能。
但是随着人们生活水平的逐步提高，简单的饮水机远远不能满足人们的日常需求。
人们对于饮水机功能更加智能化的要求，使得饮水机的销售方面更加的有市场竞争力，本课题研究智能饮水机控制系统。
这次的设计主要完成饮水机控制系统硬件电路设计和软件的编程，并对所使用的硬件设施进展分析，系统使用单片机STC89C52进展控制，用DS18B20温度传感器采集水的温度，通过液位传感器检测水位，加热工作和制冷工作如此通过两个继电器的导通与断开来控制工作是否进展。
显示局部通过数码显示器分别显示水温上下和液位的情况，并通过指示灯显示来确定加热模式或制冷模式是否在运行。
通过软件编程，将各个模块整合为智能饮水机控制系统，经调试，所设计的智能饮水机控制系统，具有操作简单、生产本钱低、使用安全等优点，具有很大的市场竞争力，开展前景广阔，有效的满足了人们对于智能饮水机的需求。
关键词：STC89C52单片机温度传感器液位传感器AbstractCurrently the vast majority of domestic water dispenser can be used to achieve some, for example, storage, heating, insulation basic functions. But with the gradual improvement of people's living standard, simple fountain can not meet people's daily needs. More intelligent people for drinking functionality requirements, making sales more dispenser market petitiveness, this research intelligent dispenser control systems.The program is designed primarily to plete the dispenser control system hardware circuit design and software and hardware facilities and used for analysis, control system using a microputer STC89C52 with DS18B20 temperature sensors collect water temperature, water level by level sensor heating and cooling work work turned on and off through two relays to control the work is carried out. Display section displays the situationand the level of high and low temperature, respectively, through the digital display, and the display is determined by heating mode indicator or cooling mode is running.Through software programming, the various modules integrate smart dispenser control system, the debugging, the design of intelligent dispenser control system, simple operation, low production cost, safety, etc., has great market petitiveness, development prospects broad, effectively meet the needs of the people for the smart dispenser.Key words：STC89C52 SCM Temperature Sensor Level Sensors目录第1章绪论11.1研究的目的与意义11.2国内外研究的现状11.3研究的主要内容2第2章系统总体设计方案32.1系统实现的功能32.2设计思路32.3总体设计框图32.4系统设计选择42.4.1主控芯片42.4.2温度传感器42.4.3液位传感器52.4.4数码显示模块562.4.6加热模块62.4.7制冷模块6第3章系统硬件设计63.1概述73.2主控模块73.2.1主控芯片STC89C5273.2.2晶振电路93.2.3复位与复位电路93.2.4最小系统电路设计103.3温度采集模块113.3.1DS18B20温度传感器简介11113.4液位采集模块123.4.1Water Sensor简介12AD转换芯片简介123.4.3 单片机对ADC0832的控制原理123.4.4液位采集模块电路设计143.5数码显示模块错误!未定义书签。
饮水机温控原理
饮水机温控原理
饮水机的温控原理是通过温度传感器感知饮水机内部的温度，并根据设定的温度范围来控制加热或制冷系统的运行，以保持饮水机内部的水温稳定。
饮水机通常采用的温度传感器是热敏电阻器（RTD）或热敏电阻（PTC）。
当饮水机开始使用时，温度传感器会测量水的当前温度，并将该信息传送给控制系统。
在加热模式下，如果测得的水温低于设定的温度范围下限，控制系统就会发送信号给加热系统，启动加热器将水加热至设定温度。
一旦水达到设定温度，控制系统会停止加热器的运行。
而在制冷模式下，如果测得的水温高于设定的温度范围上限，控制系统会发送信号给制冷系统，启动制冷器降低水温。
当水温降至设定温度时，控制系统会停止制冷器的运行。
整个过程中，温度传感器会不断地感知到水的温度变化，并将数据传送给控制系统进行实时调控，以保持饮水机内部水温的稳定。
通过这种温控原理，饮水机能够根据用户的需求自动调节水的温度，为用户提供适宜的饮水体验。
净水器智能管理系统及方法
净水器智能管理系统及方法随着人们对饮用水质量的要求日益提高，净水器成为许多家庭中必不可少的设备。
然而，由于各种原因，净水器的维护和管理常常困扰着用户。
为了解决这一问题，一种净水器智能管理系统及方法被提出。
净水器智能管理系统基于物联网技术，通过将净水器连接到网络，实现了实时监测、远程控制和智能维护等功能。
这一系统由硬件设备和软件平台组成，下面将详细介绍其具体实现方法。
首先，硬件设备方面，净水器需要配备一套传感器系统，用于实时监测水质、水量和净水器的运行状态。
这些传感器将净水器的各项参数传输到中央控制器，中央控制器将数据上传到云服务器，实现数据的存储和共享。
同时，净水器还需要安装一个通信模块，用于与云服务器进行数据交互。
其次，软件平台方面，净水器智能管理系统需要开发一套具有用户界面的应用程序，供用户进行操作和监控。
这个应用程序可以运行在智能手机、平板电脑或电脑等终端设备上，并且可以通过云服务器和净水器进行实时通信。
用户可以通过应用程序查看当前的水质情况、水量消耗情况，也可以设置一些预警参数，以便在水质异常或水量不足时进行提醒。
净水器智能管理系统的工作原理如下：当净水器的传感器监测到水质异常时，中央控制器会将这个信息上传到云服务器，并通过应用程序发送给用户，用户可以根据情况进行处理。
例如，用户可以选择远程控制净水器进行排污或更换滤芯。
此外，系统还会根据用户的用水习惯和净水器的运行状态，生成相应的报告和建议，以帮助用户更好地管理和维护净水器。
净水器智能管理系统的优点在于提高了用户对水质和净水器运行状态的实时监控能力，减轻了用户的维护负担，并且能够为用户提供个性化的水质管理方案。
此外，系统还可以通过收集大量的净水器数据，进行数据分析和挖掘，不仅有助于优化净水器的设计和制造，还可以为水质监测机构和政府部门提供数据支持。
然而，净水器智能管理系统也存在一些挑战和问题。
首先，系统的可靠性和稳定性是一个关键的问题。
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1前言随着电子技术的发展，各种电子设计产品逐步渗透到生活的各个角落。
21世纪，微电子将有更为迅猛的发展，微电子产品在国民经济发展中占有越来越重要的地位。
可以想象，当今世界，脱离了电子产品将是一个黑暗与枯燥的世界。
运用电子设计理论，充分结合生活实际，我们设计了该智能饮水机控制系统。
饮水机存在于现代每个家庭生活中，但是目前大部分的饮水机功能仅限于烧水功能，对现代人来说，功能还是不完善或者说存在一定的缺陷，比如对水温没有显示装置，对加热次数没有合理控制等，这些都与对健康水质的追求相矛盾。
为了解决以上问题，我们结合所学电子设计理论知识，设计了本套智能饮水机控制系统。
该系统结合了电子线路设计、数字电子技术、Protel仿真设计软件等相关知识，考虑现实需要来完成的。
主要实现的功能为对饮水机加热后的水温测量及其3位半的数字显示和对饮用水加热次数进行自动控制的功能。
功能一可以通过热敏电阻，经过一些电路变换（电桥电路），感应出特定电压信号，经过A/D转换电路变成相应的温度，直接3位半显示器来实现显示；也可以通过集成温度传感器比如AD590，将感应电流接入特定的A/D转换电路，最后译码实现温度数显功能。
功能二的实现为利用饮水机加热信号灯会的亮灭状态，我们想利用这个特点和一个光敏器件结合，这样就可以产生脉冲信号，输入到计数器，根据设定的数值，让相应的计数器管脚作为输出，再利用输出的这个脉冲切断主电路（用到特定的继电器）；也可以利用饮水机内部加热电路的断开状态来通过脉冲感应出加热次数，再利用脉冲实现控制。
本设计综合功能一和功能二，采用AD590及光敏器件的设计方案实现电路。
经测试仿真，该套设计系统整体性能良好，基本实现各功能，使得普通饮水机更加智能化、更加人性化，但也存在一定控制灵敏度和抗干扰缺陷。
可以预见，智能饮水机将来的发展前景很宽广，可以添加些更多的新功能，新技术，比如可以加入无线和网络控制装置，实现各家电的联网控制等。
相信，在现代电子设计技术日新月异的发展下，智能饮水机将会是更全面的、更丰富的控制系统。
2总体设计方案2.1设计方案一2.1.1方案一方框图图2.1.1方案一方框图2.1.2 方案论证该方案的设计流程方框图如上所示，分两块功能电路。
功能一电路采用AD590作为温度检测电路来检测温度，将传感器的电流信号（需转换成电压信号）输入到AD转换器中，经译码电路和选通电路最终实现3位半LED的数显；功能二电路采用光感应器件（光敏三极管），将感应脉冲送至74LS160计数器，计数器设定了一定的计数次数，当达到此次数时，发出一脉冲送至相应控制电路中，进而控制继电器工作，实现切断加热电路。
本方案运用温度传感器AD590和光感应器光敏三极管件作为检测感应器件，其中AD590的输出是电流，在输入到A\D转换器中需要先转换成电压信号。
该方案整体上易于实现，采用了很多集成器件，使得整体电路结构完整、清晰，各功能结构简单。
2.2设计方案二2.2.1方案二方框图图2.2.1方案二方框图2.2.2方案论证该方案的设计电路流程图如上面所示，对比方案一，该方案设计检测电路由光敏电阻组成的电桥电路和感应脉冲电路组成，实现原理也较为简单，结构简洁，但功能一电路误差较大，增加整形放大电路的情况下，扩大了误差范围，同时也不适用饮水机环境；功能二区别一方案一在于检测电路采用了饮水机内部加热电路的开关状态原理，感应出电路脉冲，从而实现对加热次数的显示与控制。
2.3方案比较与选择两种方案比较，在功能一方面，方案一运用了AD590温度传感器作为检测电路器件，方案二运用热敏电阻构成的电桥电路作为检测电路，虽然两种方案均能实现温度的数显和控制，但方案二电路检测误差较大，且一定程度上不适用于饮水机系统中。
而方案一采用AD590的集成温度传感器作为热检测电路，这种检测方法灵敏度高，线性度好，适用测温范围较饮水机系统合适。
功能二方面，方案一采用光感应器件光敏三极管作为脉冲计数来源，且存在一定的误差，方案二采用内部加热电路的开关状态作为脉冲来源，稳定性较好，不易受外界影响，但是实现不方便。
方案二的设计模块中检测电路、AD转换电路、控制显示电路，主要是检测电路对整个功能实现影响较大，且A/D转换电路需要放大电路的作用，导致整体误差的扩大，而控制显示电路采用了单片机设计，不容易实现微型化。
最后对两种方案进行protel99se 软件的仿真测试，通过验证比较，方案一电路稳定，显示准确，决定选取方案一作为最终的设计方案。
3单元模块设计3.1直流稳压源电路该直流稳压源电路实现是+5V的电压输出，原理图如下所示：图3.1 直流稳压源电路图在连接电路中，需要在变压器的副边接入保险丝FU，以防电路短路损坏变压器或其它器件，其额定电流要略大于Iomax，选FU的熔断电流为1A。
整个电源电路结构形式为220V电压经过变压器输入桥式整流电路中，而后经几个极性电容滤波接入到可调式三端稳压器CW317输入端，稳压器内部含有过流、过热保护电路。
R1和RP1组成电压输出调节电路，输出电压Vo≈1.25(1+RP1/R1) ……………………… (3.1) 由于设计要求+5V，根据上面公式计算参数得到：RP1/R1=3,取R1=240,RP1为4.7K Ω的滑动变阻器。
电容C2与RP1并联组成滤波电路，以减少输出的纹波电压，二极管VD的作用是防止输出端与地短路，损坏稳压器，起到保护稳压管的作用。
相关主要元器件选择及数量下表3.13.2温度检测电路在饮水机系统温度检测电路中，运用AD590温度传感器构成T~V变换电路，如下图3.2所示：图3.2 温度检测电路图如图所示，电位器R2用于调整零点，R4用于调整运放LF355的增益。
调整方法如下：在0℃时调整R2，使输出VO=0，然后在100℃时调整R4使VO=100mV。
如此反复调整多次，直至0℃时，VO=0mV，100℃时VO=100mV为止。
最后在饮水机水温下进行校验，例如，若水温为25℃，那么VO应为25mV。
冰水混合物是0℃环境，沸水为100℃环境。
要使电路中的输出为200mV/℃，可通过增大反馈电阻（图中反馈电阻由R3与电位器R4串联而成）来实现。
MC1403是高精度集成稳压器，可以提供输出可调的基准电压。
本模块电路中用到的是电流型AD590，采用集成运算放大器LF355构成的电路实现电压的输出，同时增加了电路的精度和可靠性。
温度检测电路中用到的主要电子器件和数量如表3.2附表3.23.3 A/D转换及显示电路采用MC14433、CD4511、MC1413等集成器件，电路连接图如图3.3所示：图3.3 A/D转换及显示电路图如图3.3所示的电路为3位半温度显示电路，其中，MC14433为集成电路驱动器，它含有7个反向驱动单元，各单元采用达林顿晶体管电路。
因为MC14433的DS1~DS4为高电平有效，经MC1413反相后，正好与4只共阴极LED的千位、百位、十位及个位的阴极有效相连。
当MC14433在每次A/D转换结束时，EOC端输出一个脉宽为Tcp/2的正脉冲，该正脉冲过后，就在DS1~DS4端依次输出脉宽为18Tcp的位选通正脉冲，其中，Tcp为时钟脉冲周期。
当DS1输出正脉冲时，Q3、Q2和Q0输出的最高位数据0或1用来表示超量程、欠量程和极性标志等等。
当Q3=1时，最高位显示0表示欠量程，Q3=0时最高位显示1表示超量程；Q2表示被测电压极性，即Q2=1极性为正，Q2=0极性为负，这时+5V 电压通过电阻Rm使“-”号点亮；Q0表示量程，即Q0=说明输入电压在正常范围内，Q0=1表示在正常范围之外。
Rm和Rh分别是负极性和小数点显示的限流电阻。
在DS1输出位选通正脉冲后，DS2、DS3和DS4输出的正脉冲使Q3~Q0端输出相应的BCD码数据。
CD4511为7段译码驱动器，当输入电压过载时，OR=1，控制CC4511的灭灯端BI，使显示灯熄灭。
MC14433提供输出可调的基准电压Vref，当基准电压为2V或200mV时，满量程分别为1.999V或199.9mV。
优点为具有自动校零和自动量程转换功能。
MC14433的时钟频率fcp与CP0、CP1两端所接电阻Rc值有关。
当Rc=470KΩ时，fcp=66KHz；当Rc=750KΩ时，fcp=50KHz，每个A/D转换周期约需16400个时钟脉冲，若时钟频率fcp=66KHz是，由式T=N/fcp=4N/fosc可得一次A/D转换所需时间为T=0.25s，则测量速度为4次/s。
积分元件R1C1的取值可由下式估算：R1C1=Vimax.T1/△Vc1 ……………………………(3.3)式中，△Vc1=VDD-Vimax-0.5V,T1=4000/fcp,4000为信号积分阶段所需时钟脉冲数。
电路中用到的相关主要电子器件表3.3附表3.33.4 光敏检测及计数电路3.4.1光敏三极管感应电路为显示饮水机加热次数，需要检测加热电路开关状态次数，运用光敏三极管作为感应器件，将感应到的脉冲送到后续电路中，从而实现加热次数的显示，光敏感应电路如下所示：图3.4.1 光敏三极管感应电路3.4.2 计数及继电器控制电路该电路为功能二实现的核心电路，运用74LS161及继电器等主要器件，电路图如下所示：图3.4.2计数及继电器控制电路图3.4.2为计数及继电器控制电路，它由74LS161及继电器、二极管等组成。
可以这样测试电路效果，当接通电源时，用手挡住VT2 光敏三极管的光线，其内阻增大，使VT3集电极为高电位。
这样使VT4，VT5复合管饱和导通，VD2发光二极管发光变亮，同时电流流过继电器线圈，产生磁场，开关触点吸合接通到另一边，切断了~220VD电压的供应；反之，若不用手挡住VT2，光敏三极管内阻较小，VT3基极为高电位，使VT3导通，其集电极为低电位，这样VT4、VT5复合管截止，发光二极管VD2不亮，继电器线圈中也没有电流通过，继电器不工作，开关触点继续保持220V接头上电路中VD1为继电器的保护二极管。
当VT4、VT5复合管从导通突然转变为截止时，继电器线圈中会产生一个较大的反电动势，反电动势产生的脉动电流，给VD1放电，使继电器线圈不受损坏，从而达到保护继电器的作用。
外接晶体采用12.000MHz和两个30pH的电容组成，电容C3和C4构成并联谐振电路，接在放大器的反馈回路中。
4特殊器件介绍4.1双积分型A/D转换器MC14433MC14433是单片集成3位半A/D转换器，其内部结构如图4.1.1所示：图4.1.1 MC14433原理框图MC14433属于双积分型A/D转换器，其中集成了双积分式A/D转换器所有的CMOS 模拟电路和数字电路。