基于STM32的智能饮水机的设计
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。
基于STM32的饮水提醒水杯及缺水量检测系统
基于STM32的饮水提醒水杯及缺水量检测系统
引言
随着智能硬件的高速发展，市面上出现了一系列智能水杯。
但大部分水杯都是根据固定饮水量对用户进行饮水提醒，这样的方式忽视个体差异。
而真正的健康饮水方式是根据身体需水量，来对饮水进行规划。
为了根据不同人的身体机能的差异对用户进行饮水提醒，设计了一款基于人体盐分流失检测进行饮水提醒的智能水杯。
本设计通过用户基础信息计算给出建议饮水量，并通过对人体盐分流失检测来进一步校正建议饮水量，实现智能提醒用户饮水。
其主要以单片机STM32系列芯片、压力传感器、压敏传感器等为硬件基础，通过软件编程实现记录数据，绘制相应的饮水曲线，对饮水习惯进行评价，定量提醒用户饮水等功能，使用户养成健康的饮水习惯。
1、系统总体设计
本系统由智能水杯端（以下简称水杯端）及人体盐分检测端（以下简称检测端）组成，智能水杯系统框图如图1所示。
其中水杯端的主控芯片为STM32F103C8T6，供电电压2．0V～3．6V，一系列的省电模式保证低功耗。
基于STM32的红外感应饮水机漏水检测装置
基于STM32的红外感应饮水机漏水检测装置目录1. 内容概要 (2)1.1 背景与意义 (2)1.2 研究内容与方法 (3)1.3 文档结构 (4)2. 系统设计概述 (5)2.1 系统总体设计 (6)2.2 硬件设计 (7)2.3 软件设计 (9)3. 硬件设计 (10)3.1 红外感应模块 (11)3.2 STM32微控制器 (12)3.3 电源电路设计 (13)3.4 连接器与接线图 (14)4.1 系统需求分析 (16)4.2 程序设计流程 (17)4.3 关键代码实现 (18)4.4 测试与调试 (19)5. 系统功能与实现 (20)5.1 漏水检测原理 (22)5.2 红外感应功能实现 (23)5.3 数据处理与报警功能 (23)5.4 用户界面设计 (25)6. 测试与实验 (26)6.1 实验环境搭建 (27)6.2 功能测试 (28)6.3 性能测试 (30)6.4 故障排查与优化 (31)7.1 研究成果总结 (33)7.2 存在问题与不足 (34)7.3 未来工作展望 (36)1. 内容概要本文档主要介绍了基于32的红外感应饮水机漏水检测装置的设计和实现。
该装置旨在通过红外感应技术实时监测饮水机的水位状况，并在检测到漏水情况时及时发出警报，以避免水资源浪费及可能引发的安全问题。
本文首先概述了项目的背景和意义，接着详细阐述了装置的主要功能、技术原理及组成部分。
然后，介绍了基于32微控制器的硬件设计，包括红外感应器、水位检测模块、报警模块等。
此外，还讨论了软件设计方面的内容，如数据处理、控制算法及人机交互等。
对装置的性能特点、实际应用及未来发展方向进行了总结。
1.1 背景与意义随着科技的进步和人们对生活品质的追求，智能家居系统逐渐成为现代家庭的重要组成部分。
在智能家居系统中，饮水机的安全运行显得尤为重要。
传统的饮水机往往缺乏有效的漏水检测机制，一旦发生漏水不仅会造成水资源浪费，还可能引发安全隐患，如电气短路、触电等。
基于STM32的蓝牙智能饮水机设计
MOS 管 模块
可控硅 模块
加热则是采用了可控硅控制，可控硅可以用很 小的功率控制较大的功率，本身的压降损耗仅 1 V 左右。电路采用 MOC3063 光电耦合器驱动可控硅， 根据官方的 Datasheet 的典型参考电路，如图 4 所示： 光耦的 1 脚接电路供电电压，2 脚接控制信号，3、5 脚为空脚，两个 360 赘 电阻防止误触发可控硅，并联 一个 RC 吸收电路吸收尖峰电压，负载接在 4 脚和零 线之间。
《装备制造技术》2017 年第 09 期
基于 STM32 的蓝牙智能饮水机设计
黄嘉成，艾苏高，黄典昆，朱俊宇
（桂林电子科技大学 机电工程学院，广西 桂林 541004）
摘 要：水是一切生命之源，人们常说，“每天八杯水”，换算成数字大约是每天 2000mL 的需水量，合理科学地饮水成了人 们日常生活的难题。项目通过改造基础饮水机机型，利用 STM32 系列单片机达到智能控制饮水机实现定时定量定温加 热，实时测量水温，提醒饮水的功能。饮水机内还加入蓝牙模块，实现用手机操作也能智能饮水的功能。此次改造成本低， 具有一定的市场价值，适合大量推广。 关键词：饮水机；STM32；智能；蓝牙
2 硬件搭建
本项目使用的基础饮水机机型为 Y1262LKD-C 安吉尔立式电子冷热饮水机，只有提供冷水和热水 的基本功能。如图 1 所示，在饮水机内部，主要有一 个电子冷胆和一个加热箱分散在机体两侧，用于制 冷和制热，机体边缘还有一块 12 V 的开关电源电路 板和制冷制热的开关装置。12 V 开关电源给制冷片 和风扇供电，加热管则是由 220 V 交流直接供电。电 子冷胆实际上是由一个半导体制冷片和一个散热风 扇组成。半导体制冷片的工作原理是在一端吸收热 量达到制冷的目的，而在另一端释放热量。散热风扇 组装在制热一侧，以便于持续散热和提高制冷效率。
基于STM32单片机的智能饮水机设计
基于STM32单片机的智能饮水机设计
原一丹;程春雨;吴振宇;商云晶;马驰;吴雅楠
【期刊名称】《实验室科学》
【年(卷),期】2022(25)2
【摘要】介绍了一种智能饮水机实验教学系统。
该系统用于指导学生根据功能需求设计系统结构,完成壳体、丝杆滑台、蠕动泵等机械部件的选型及制作安装,引导学生自主学习水温检测、过零检测、激光测距、电能计量、加热功率控制等电路控制原理和软件开发设计流程,掌握热量闭环和功率闭环设计。
学习整个系统的设计有助于帮助学生熟练应用STM32单片机设计制作电子产品,有利于提高学生自学能力、动手能力和创新能力。
【总页数】7页(P57-63)
【作者】原一丹;程春雨;吴振宇;商云晶;马驰;吴雅楠
【作者单位】大连理工大学电子信息与电气工程学部;大连理工大学创新创业学院【正文语种】中文
【中图分类】G642
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基于stm32的智能饮水机控制开题报告
基于STM32的智能饮水机控制开题报告一、概述随着人们生活水平的提高，人们对饮水质量的要求也越来越高。
传统的饮水方式已经无法满足人们的需求，因此智能饮水机成为了一种新的时尚选择。
智能饮水机不仅可以提供净化的饮用水，还可以通过智能控制实现多种功能，如温水、冷水、热水的选择，定时喝水提醒等。
而基于STM32的智能饮水机控制系统，可以实现更多的功能，并且具有更高的稳定性和可靠性。
二、研究背景传统的饮水机控制系统通常采用单片机或者PLC来实现，但是这些系统存在一些问题，如功能受限、稳定性差、扩展性差等。
而基于STM32的智能饮水机控制系统，可以克服传统系统的这些问题，实现更加智能化、稳定化的控制。
三、研究目的和意义本研究旨在设计并实现一种基于STM32的智能饮水机控制系统，通过对STM32的相关技术和智能饮水机的控制需求进行分析，设计出一种功能强大、稳定可靠的控制系统。
这将为智能饮水机行业的发展提供技术支持，为用户提供更加便捷、安全、健康的饮水体验。
四、研究内容和技术路线1. 对STM32技术进行深入研究，掌握其基本原理和开发环境。
2. 分析智能饮水机的控制需求，包括温水、冷水、热水的控制、定时喝水提醒等功能。
3. 设计基于STM32的智能饮水机控制系统的硬件和软件架构，包括传感器模块、执行模块、显示模块等。
4. 开发相应的控制算法，实现对智能饮水机的各项功能进行精准控制。
5. 调试和优化系统，确保系统稳定、可靠。
五、研究进展和计划安排目前已经完成对STM32技术的深入研究，并初步分析了智能饮水机的控制需求。
下一步将进行硬件和软件设计，开发控制算法，并进行系统调试和优化。
计划在6个月内完成系统的设计、开发和测试工作。
六、研究预期成果1. 实现基于STM32的智能饮水机控制系统的设计和开发。
2. 实现饮水机的温水、冷水、热水的精准控制功能。
3. 实现定时喝水提醒等智能功能。
4. 提高智能饮水机的稳定性和可靠性。
stm32 毕业设计
基于STM32的毕业设计可以选择的课题有很多，以下是一些例子：
基于STM32的智能衣柜系统设计：通过STM32控制衣柜内的LED灯、温度传感器、湿度传感器等设备，实现智能化管理衣柜的功能。
基于STM32的智慧家庭健康医疗系统设计：通过STM32连接各种医疗传感器，如心率传感器、血压传感器等，实现家庭健康监测的功能。
基于STM32的智能饮水机系统设计：通过STM32控制饮水机的加热、制冷等功能，实现饮水机的智能化管理。
基于STM32的寻迹小车设计：通过STM32控制小车的电机、传感器等设备，实现小车的自动寻迹功能。
基于STM32的快递箱设计：通过STM32控制快递箱的锁具、传感器等设备，实现快递箱的智能化管理。
基于STM32的智能节能风扇设计：通过STM32控制风扇的电机、温度传感器等设备，实现风扇的智能化管理，达到节能的目的。
基于STM32的个人健康助手设计：通过STM32连接各种健康传感器，如计步器、睡眠监测器等，实现个人健康数据的监测和分析。
基于STM32的病房监控系统设计：通过STM32连接各种医疗传感器和监控设备，实现病房环境的实时监测和报警功能。
基于STM32的智能书房系统设计：通过STM32控制书房内的灯光、空调等设备，实现书房环境的智能化管理。
基于STM32的香薰灯设计：通过STM32控制香薰灯的加热、喷香等功能，实现香薰灯的智能化管理。
以上只是部分基于STM32的毕业设计课题，实际上还有很多其他的应用场景可以选择。
在选择课题时，可以根据自己的兴趣和专业知识背景来选择适合的课题。
基于单片机的智能饮水机的设计
基于单片机的智能饮水机的设计智能饮水机是一种集水、净化、加热、冷却、消毒等多功能的设备，能够为用户提供安全、健康的饮用水。
它通过单片机控制系统，实现了自动化的智能功能。
首先，智能饮水机的外部结构应符合人体工程学原理，方便用户使用和保养。
设备应采用食品级材料，确保饮用水的卫生安全。
其次，智能饮水机应具备自动感应功能。
通过人体感应器，当用户靠近饮水机时，饮水机会自动感应用户的存在，并打开水龙头。
用户只需将杯子放在水下，便可自动倒水。
当用户离开饮水机时，水龙头会自动关闭，避免浪费。
智能饮水机还可以借助单片机控制系统实现水质检测和净化功能。
通过水质传感器可以检测水质，如PH值、溶解氧含量、重金属含量等，然后通过单片机控制系统对水质进行分析判断，如果水质不合格，系统会启动净化装置，如活性炭、超滤、反渗透等技术进行处理，保证供应的水质安全可靠。
智能饮水机还可以加热和冷却水。
通过温度传感器检测水温，然后通过单片机控制系统控制加热器或制冷器的开关，实现水的加热或冷却。
用户可以通过面板上的按钮或手机APP进行温度的调节，满足不同用户的需求。
智能饮水机还可以配备消毒功能，通过紫外线杀菌灯或臭氧器等技术，对水进行消毒处理，杀死水中的细菌和病毒，确保饮用水的卫生安全。
智能饮水机还可以具备统计功能，通过单片机控制系统记录用户的饮水量和时间，用户可以通过手机APP查询自己的饮水情况，更好地了解自己的饮水习惯，并进行调整。
最后，智能饮水机可以通过单片机控制系统进行远程监控和管理。
用户可以通过手机APP随时随地进行远程监控和管理，如开启关闭水龙头、调节水温、查询饮水记录等，方便实用。
在设计智能饮水机时，还可以考虑其他的功能和创新点，如识别用户身份，为不同用户提供个性化的服务；配备音乐播放器，让用户在饮水的同时享受音乐的愉悦等。
总之，基于单片机的智能饮水机的设计不仅要满足安全卫生要求，还要具备智能感应、水质检测和净化、加热和冷却、消毒、统计等多种功能，为用户提供便利和健康的饮用水。
基于单片机智能饮水机系统的毕业设计
一、前言随着科技的发展，智能化产品已经渗透到人们的生活中的各个方面。
智能饮水机作为智能化产品的一种，正逐渐成为人们办公室、家庭和公共场所的必备设备。
基于单片机的智能饮水机系统设计，是一项结合了嵌入式系统、传感器技术、网络通信等多个技术领域知识的综合性毕业设计课题。
二、需求分析1. 对于用户而言，智能饮水机的基本功能是直饮、热饮、冷饮和常温饮水四种饮水模式的切换。
2. 为了实现对饮水机状态的监控和远程控制，需要与手机APP或者Web端进行数据交互。
3. 系统应具备故障诊断和报警功能，及时发现并解决故障，保证饮水机的正常运行。
三、总体设计1. 系统采用单片机控制，以STC89C52为主控芯片，搭载温度传感器、液位传感器等感知器件，实现对饮水温度、水位等参数的检测。
2. 采用WiFi模块和服务器进行数据传输，用户可以通过手机APP或Web端对饮水机进行远程控制。
3. 利用短信或者邮件等方式实现故障报警功能，保证用户及时得知饮水机的运行状态。
四、硬件设计1. 主控模块：STC89C52单片机模块，负责控制饮水机的整体运行。
2. 传感器模块：包括温度传感器、液位传感器等，用于检测饮水机的运行环境和状态。
3. WiFi模块：采用ESP8266模块，实现与服务器之间的数据通信。
4. 电源模块：包括稳压电源、开关电源等，保证饮水机的正常供电。
五、软件设计1. 主控程序设计：采用C语言编程，实现对饮水机的整体控制和管理。
2. 数据通信程序设计：通过WiFi模块与服务器进行数据交互，实现远程控制和监控。
3. 用户界面设计：设计手机APP和Web端的用户界面，提供用户友好的操作体验。
六、系统测试1. 功能测试：对系统的基本功能进行测试，包括饮水模式切换、远程控制等。
2. 故障模拟测试：模拟饮水机出现故障的情况，验证系统的故障诊断和报警功能。
3. 稳定性测试：长时间运行系统，检测系统的稳定性和可靠性。
七、结论与展望通过本次毕业设计，成功设计并实现了一款基于单片机的智能饮水机系统。
基于单片机的智能节能饮水机系统的设计
题目：智能节能饮水机系统的设计目录摘要 (4)前言 (5)第一章智能节能饮水机系统的设计背景 (5)1.1 智能节能饮水机的优势 (5)1.2 智能节能饮水机系统的设计目的 (5)1.3 系统设计的要求 (5)第二章智能节能饮水机系统的设计方案分析 (6)2.1系统总体功能描述 (6)2.2 系统工作原理 (6)2.3设计方案论证 (7)第三章智能节能饮水机系统硬件电路设计 (8)3.1 STC89C52型单片机 (8)3.2 温度检测电路 (8)3.3 液晶显示电路 (10)3.4 水阀继电器控制电路 (11)3.5 红外发射接收对管电路 (12)3.6 加热控制电路 (13)3.7 键盘设置电路 (13)3.8 供电部分 (14)第四章智能节能饮水机系统软件设计 (15)4.1 软件设计思路 (15)4.2 总体软件流程 (15)4.3 按键扫描程序 (17)第五章系统测试与分析 (18)5.1 原件清单 (18)5.2 电路焊接...................................................................................................................... 错误!未定义书签。
5.3 测试与分析.................................................................................................................. 错误!未定义书签。
结论 .. (19)参考文献 (20)附录一： (21)总体硬件设计电路原理图 (21)附录二： ............................................................................................................. 错误!未定义书签。
基于单片机的智能饮水机设计-毕业论文
前言随着嵌入式的应用变得愈来愈广泛错误!未找到引用源。
，单片机的开发也变得很灵活和高效，单片机的应用开发在很多方面也有着广泛的应用，用于智能家居方面可以提高人们生活的自动化水平，在这些应用中很多都需要测量当前系统的温度，此时我们可以选择温度芯片来得到相应的信息。
我们可以利用芯片设置温度的上、下采集区间，并且它的采样精度很高。
在很久之前饮水机就存在于中国的家庭中了，饮水机的出现让生活变得更方便，以前的饮水机仅仅用于饮水，没有别的功能，后来随着时代的发展，饮水机实现了加热的功能，但是也仅仅只是加热，别的功能都是没有的，随着人们对于生活质量要求的提高错误!未找到引用源。
，使得科技变得越来越进步，现在很多的发明都是为了使人们的生活变得更方便和简单，让人们可以尽情的享受生活便捷化带来的幸福感，这些智能化的出现让很多人都有时间和精力去做自己想做的事。
智能饮水机也是在这种时代背景下出现的，智能化的饮水机应该不仅限于加热，还应当结合人们的需求和创新去完成，饮水机一直循环的加热会导致很多的问题产生，比如人们的健康问题和饮水机的寿命问题等错误!未找到引用源。
，围绕着这个，我们提出了给智能饮水机加入定时加热功能、自动清洗功能以及缺水报警并加水功能，在饮水机中加入了时钟芯片，使得饮水机不会在夜间无人饮用时也会自动加热的问题，加入了蜂鸣器报警模块和模拟自动加水模块，饮水机缺水或在设定时间范围内自动加水、自动清洗，智能饮水机的各个模块的设计都是一步步慢慢实现的，电路的设计、软件的设计是息息相关的。
这次的设计是把STC89C52作为核心元件错误!未找到引用源。
，然后结合温度芯片DS18B20利用独立按键和显示屏来实现对智能饮水机的控制，这个系统具有简单、实用等特点，论文中对每个模块要实现的功能进行介绍，对水的温度进行控制和调节。
1 绪论1.1研究背景随着时代的发展，几乎在每家每户都能看到饮水机的身影，饮水机被使用的量变得很大，饮水机能满足人们随时喝热水的需求，由于饮水机自身拥有的机身小巧、操作简单、结构可变性等一系列的特点，因此被放于于家庭、工作以及其他场合，慢慢的很多人开始逐渐依赖于饮水机而生活，带动了饮水机的市场需求。
基于单片机的饮水机温度控制系统的设计设计
基于单片机的饮水机温度控制系统的设计设计饮水机温度控制系统是一种能够自动控制饮水机温度的系统，可以根据用户的需求来调节饮水机内部的温度，从而保证饮水的舒适度和安全性。
本文将基于单片机来设计这样一个系统，下面将从硬件设计、软件设计和系统测试三个方面进行详细的介绍。
一、硬件设计：1.传感器选择：为了检测饮水机内部的温度，我们可以选择一款温度传感器，比如DS18B20，它具有精度高、测量范围广等优点。
2.控制器选择：为了实现温度的控制，我们可以选择一款小型化的单片机，比如STM32F103C8T6，它具有强大的计算能力和丰富的外设接口。
3.电热丝：为了调节饮水机内部的温度，我们可以选择一款适当功率的电热丝，它可以通过加热和停止加热来控制温度。
4.显示屏：为了方便用户了解当前的温度和设定的温度，我们可以选择一款OLED显示屏，它可以显示字符和图形。
二、软件设计：1.温度检测：利用DS18B20传感器通过单片机的引脚读取饮水机内部的温度值，并通过串口与单片机进行通信，将温度值传输到单片机内部。
2.温度控制：根据用户设定的温度值和当前的温度值进行比较，如果当前的温度值低于设定的温度值，则控制电热丝加热，如果当前的温度值高于设定的温度值，则停止加热。
3.显示控制：将当前的温度值和设定的温度值通过OLED显示屏显示给用户，以便用户了解当前的温度状态。
三、系统测试：1.校准温度传感器：使用温度计等工具校准DS18B20传感器的准确性，确保温度读取的准确性。
2.温度控制测试：将饮水机设定的温度值设置为不同的温度，观察系统是否能够自动控制温度，并在合适的范围内保持稳定。
3.用户界面测试：通过操作按钮或旋钮等输入设备，调整设定的温度值，观察系统是否能够正确响应并更新显示屏的显示内容。
通过以上硬件设计、软件设计和系统测试，我们可以设计出一款基于单片机的饮水机温度控制系统。
该系统具有温度检测、温度控制和显示功能，可以根据用户的需求自动调节饮水机的温度，从而提供舒适和安全的饮水体验。
基于单片机的智能饮水机的设计毕业设计(论文)
本科毕业设计（论文）题目基于单片机的智能饮水机的设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
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除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
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涉密论文按学校规定处理。
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【物联网技术论文】物联网技术下的智能饮水机设计
【物联网技术论文】物联网技术下的智能饮水机设计摘要：利用物联网技术设计了一款智能饮水机控制系统，系统的主控芯片为STM32103C8T6，结合了传感器、wifi通信模块、触摸屏、物联网平台构成了一款支持多种控制方式、远程实时监控、精准出水量控制、自动水温和水量调节的智能饮水机系统.饮水机系统通过对传感器检测到的数据，进行处理和控制，同时通过物联网通信技术发送到物联网平台，人机交互软件则对物联网平台的饮水机数据进行获取和操控，从而实现了饮水机系统的远程监控和自动调节功能.系统可以应用需要精准水量的地方，如母婴室、医院等场合，具有实际的应用价值.关键词：物联网；饮水机；精准出水1引言随着物联网技术的快速发展，物联网已经融入到各个行业，促进各行业产品快速更新[1].针对市场上的饮水机大部分仍趋向传统，功能仅限于烧水、保温，相对比较单一；本文结合物联网通信技术、手机软件设计、芯片编程、传感器和执行器设计了一款可远程监控、精准出水、自动调节温度和水量的饮水机，满足人们对饮水机的智能化性能需求.2系统总体设计本系统设计采用模块化设计，系统框图如下图 1.如上系统框图所示，本设计采用STM32103C8T6作为主控芯片，作为系统的控制芯片，其特点为运行速度快、价格低廉、抗干扰强.设计了三种人机交互方式，分别是HMI触摸屏控制、手机APP控制、语音识别控制.由触摸屏电路、语音模块电路、手机app软件实现.另外使用温湿度传感器、水流量控制模块、水位控制模块，实现饮水机的温湿度采集、水温调节保持、自动加水等功能.电源模块，用于给主控芯片STM32103C8T6、HMI触摸屏、WIFI模块、语音识别模块等模块进行供电.3系统硬件设计本设计的硬件电路主要包括：系统主控制电路、水位检测电路模块、水流量控制电路模块，水温控制电路模块、语音识别电路模块、触摸屏电路模块、WIFI模块、电源电路模块、温湿度传感器模块.3.1系统主控制电路部分系统主控制芯片电路主要由芯片STM32F103C8T6最小系统构成，该芯片的特点是价格便宜，处理速度快，抗干扰能力强，自带串口较多，能够满足云饮水机系统的控制.主控电路主要完成整个系统的协调、处理和控制的功能.3.2水位检测模块部分水位检测模块电路主要完水槽自动加水的功能，主要通过水中的金属触点采集液位的信息，经NE555芯片比较和处理，再控制继电器、抽水泵的工作，从而实现自动加水、控制液位的功能.3.3水流量控制模块部分如下图10所示，主控芯片STM32F103C8T6使用管脚A1对霍尔元件的输出脉冲信号进行采集，判断、计算当前的出水流量，并通过A0管脚控制水流电磁阀的关闭，控制出水，两者结合，实现精确控制出水流量的功能.3.4水温控制模块部分水温控制模块电路结合了温度传感器DS18B20和W1411数字温控器，由温度传感器获取温度，温控器根据温度数据对加热棒进行处理，从而实现水温的恒定控制.3.5语音识别模块电路部分采用US-LDV7语音识别模块，使用STM32F103C8T6的串口3与其进行通讯与控制.语音识别模块通过上位机进行训练[2]，实现饮水机语句的识别，再通过主控芯片STM32F103C8T6的处理和控制，实现语音控制饮水机的动作控制.3.6触摸屏电路部分触摸屏采用串口HMI屏，使用上位机对触摸屏的界面和逻辑进行设计[3]，由主控芯片的串口1进行通信和控制.触摸屏主要用来进行现场的人机交互，包括显示出水量、温湿度、出水指令、wifi信息输入等功能.3.7WIFI模块电路部分WIFI模块采用ESP8266模块，由主控芯片的串口2进行通信和控制；实现功能为：作为中继，连接主控芯片和物联网服务器，实现两者之间的数据通信.3.8电源电路部分电源适配器提供24V直流电，经过稳压模块进行电压转化，满足主控芯片、HMI触摸屏、语音识别模块等工作电压（3.3V、5V）的需求，满足水位检测模块工作电压12V电压需求，提供整个系统的工作电源.3.9温湿度模块电路部分温湿度模块电路主要由DH11温湿度传感器组成，其主要功能：实时监测环境温度.由主控芯片STM32F103C8T6的A4管脚进行驱动和读取，实现实时监测饮水机周围的温湿度的功能.4系统软件设计本系统的软件设计主要分为三个部分：系统主控芯片STM32F103C8T6的程序设计、手机app的界面组件和程序设计、触摸屏界面组件和程序设计.4.1系统主控芯片的软件设计主控芯片STM32F103C8T6的程序总体流程图如上图17所示,整个程序的运行过程如下：（1）初始化：启动时进行初始化工作，包括串口初始化、定时器初始化、霍尔传感器驱动初始化、水泵开关初始化、温湿度模块的初始化等.（2）采集温湿度及显示：主控芯片STM32F103C8T6读取温湿度模块数据并控制触摸屏显示，通过WIFI模块上传数据到物联网服务器.（3）串口处理：处理从WIFI模块（最初信息源来源手机app）、触摸屏、语音识别模块经串口通信发送过来的出水指令、WIFI热点信息.按通信协议对数据进行处理.（4）控制精确出水：控制电磁阀打开，饮水机出水，同时对霍尔水流传感器的输出脉冲信号进行计量，并与输入水流量数值进行计算判断，当计算的实际出水量与设置出水量相等时，控制关闭电磁阀，饮水机停止出水.4.2手机app的界面组件和程序设计本设计的手机app采用app-inventor软件进行设计[4].手机app界面由出水量输入框，启动、停止出水按钮、温湿度文本、累计出水量文本、wed客服端等构成.App启动后，通过手机网络连接云服务器，检测饮水机在线情况，获取服务器的温湿度数值并在app界面显示.完成人机交互操作，并将用户的操作出水量数据发送到物联网服务器供下位机获取，饮水机每间隔两秒连接物联网服务器获取数据，再进行出水量控制.另外，APP完成已出水的总量进行累加.目前，设计已完成手机app远程控制精确出水，后续设计方向是朝共享饮水机发展[5].用户通过扫描触摸屏上的二维码，网站服务器，在服务器网页填入出水量，服务器计算付费信息，用户进行支付宝、微信等付费，然后服务器再控制饮水机按出水量精准出水，达到饮水机共享的目的.共享饮水机可服务于各个公共场合，特别是需要精确出水需求的地方，例如：医院、母婴室等地方.4.3触摸屏界面组件和程序设计触摸屏的软件设计包括三个界面的设计和各种界面的后台程序的设计，三个界面分别为：主界面，wifi设置界面，出水量输入界面.（1）主界面：包含的组件有：文字说明部分、环境参数显示部分、出水量输入框、用水累计标签、wifi连接提示标签、出水提示标签，出水量实时动态进度条、启动按钮、wifi设置按钮、二维码框、定时器等构成.触摸屏启动后，进入到主界面，通过串口通信从主控芯片的串口1接收实时的环境温湿度数据并在温湿度标签上进行显示，提示用户的wifi设置信息.处理用户的用水量输入数据并串口发送到主控芯片，主控芯片接受到数据进行处理，进行水流量控制.同时，控制画面进度条与实际出水量相对称[6]，处理水量累计结果和处理.二维框显示饮水app的下载地址，方便用户的下载使用.（2）wifi输入界面：当用户在主界面点击wifi设置按钮进入此界面.设计了虚拟键盘供用户在触摸屏上录入wifi信息.（3）出水量输入界面：包括虚拟的数字键盘，供用户在触摸屏上录入出水量数据信息.5系统测试与结合分析（1）出水量测试数据表格：经多次重复性测试分析，饮水机的平均误差为5.4%.在大部分情况下，除去人为误差影响，出水量精准.（2）手机控制反应时间测试：经实验测试、分析，手机APP控制饮水机反应时间，最快01.12s，最慢04.22s，平均速度2.9722s，且经实验发现，反应时间与饮水机连接的WIFI网速有直接关系.6总结设计相对于传统的家庭饮水机，有了较大的改进，包括控制和精确出水方面的创新；可以适用于家庭，作为智能饮水机使用，也适用于公共场合，特别是适合需要精确用的地方，如：医院、母婴室等场合；具备有实用价值和经济价值.参考文献：〔1〕钱志鸿,王义君.物联网技术与应用研究[J].电子学报,2012(05):1023-1029.〔2〕胡永利,孙艳丰,尹宝才.物联网信息感知与交互技术[J].计算机学报,2012(06):1147-1163.〔3〕申斌.张桂青.汪明.李成栋.基于物联网的智能家居设计与实现[J].自动化与仪表，2013(02)：6-10.〔4〕闫坤,沈苏彬.一种基于智能家居的用户行为预测方法[J].计算机技术与发展,2020(01):1-7.〔5〕王保云.物联网技术研究综述[J].电子测量与仪器学报,2009(12):1-7.〔6〕李航,陈后金.物联网的关键技术及其应用前景[J].中国科技论坛,201(01):81-85.。
基于stm32的智能水杯课程设计
基于stm32的智能水杯课程设计随着人们对健康生活的追求，智能水杯作为一种新型的智能设备，逐渐引起了人们的关注。
基于stm32的智能水杯是一种集温度监测、饮水提醒、水质检测等功能于一体的智能化产品。
本文将介绍基于stm32的智能水杯的设计方案和实现过程。
我们需要明确设计的目标和功能。
基于stm32的智能水杯的主要目标是监测用户的饮水习惯，提醒用户适时补水，并通过实时监测水质，保障用户的健康饮水。
具体功能包括温度监测、饮水提醒、水质检测、数据存储和显示等。
接下来，我们需要选择合适的硬件平台。
stm32是一种常用的嵌入式微控制器，具有低功耗、高性能和丰富的外设接口等特点，非常适合用于智能水杯的设计。
同时，我们还需要选择温度传感器、水质传感器、显示屏等外围设备。
在硬件选型确定后，我们开始进行软件设计。
首先，我们需要编写驱动程序，与硬件进行通信，并获取传感器的数据。
然后，我们需要设计算法，对获取的数据进行处理和分析。
例如，通过温度传感器获取的数据可以判断水杯中的水温是否适宜饮用，从而提醒用户是否需要加热或冷却水杯中的水。
通过水质传感器获取的数据可以判断水质是否合格，如果不合格则提醒用户更换水源。
在数据处理和分析完成后，我们需要设计用户界面。
通过显示屏可以实时显示水温、水质等信息，并提醒用户适时补水。
用户可以通过按键或触摸屏与智能水杯进行交互，例如调节水温、查看历史数据等。
我们还可以通过无线通信模块将智能水杯与手机或电脑连接，实现远程监控和数据传输。
用户可以通过手机App或电脑软件查看水杯的状态和历史数据，实现更加智能化的使用体验。
我们需要进行整体系统测试和优化。
通过模拟实际使用场景，测试系统的稳定性和可靠性。
同时，根据测试结果对系统进行优化，提高系统的性能和用户体验。
通过以上的设计和实现，基于stm32的智能水杯可以帮助用户监测饮水习惯，并提供相应的提醒和建议。
同时，通过监测水质，保障用户的健康饮水。
这种智能水杯不仅具有实用功能，还能提高用户的生活品质和健康水平。
基于stm32的智能饮水机开题报告
基于stm32的智能饮水机开题报告基于STM32的智能饮水机开题报告一、项目背景和意义随着科技的快速发展，智能家居成为了人们生活中不可或缺的一部分。
其中，智能饮水机作为家庭健康生活的重要设备，其智能化程度和用户体验日益受到关注。
本课题旨在开发一款基于STM32的智能饮水机，通过智能化控制和人性化设计，提升用户使用体验，满足人们对健康、便捷生活的需求。
二、研究内容1. 系统总体设计本系统主要由STM32主控制器、温度传感器、水位传感器、加热模块、显示模块和通信模块等组成。
STM32主控制器负责处理用户指令、采集传感器数据、控制加热模块等工作。
2. 硬件设计（1）主控制器：选用STM32F103系列微控制器，具有高性能、低功耗、丰富的外设接口等特点。
（2）温度传感器：采用DS18B20数字温度传感器，可实现高精度测温。
（3）水位传感器：采用超声波水位传感器，可实现水位的非接触式测量。
（4）加热模块：采用PTC陶瓷加热片，具有加热速度快、安全可靠等特点。
（5）显示模块：选用OLED显示屏，可实现温度、水位的实时显示。
（6）通信模块：选用WiFi模块，实现与手机APP的通信，方便用户远程控制。
3. 软件设计（1）主程序设计：完成系统初始化、传感器数据采集、加热控制等工作。
（2）人机交互程序设计：实现温度、水位的实时显示及用户指令的接收。
（3）通信程序设计：实现与手机APP的数据传输和控制指令的接收。
三、预期目标1. 实现温度、水位的实时监测和显示。
2. 实现加热控制功能，可根据用户需求设定加热温度。
3. 实现手机APP远程控制功能，方便用户随时随地控制饮水机。
4. 提高饮水机的智能化程度和用户体验。
四、研究方法与步骤1. 硬件平台搭建：根据设计方案搭建硬件平台，包括主控制器、传感器、加热模块等器件的选型和连接。
2. 软件开发环境搭建：搭建适合STM32的软件开发环境，编写程序并调试。
基于STM32的智能饮水机的设计
基于STM32的智能饮水机的设计作者：王心淇宁棋凌崇森汪瑾来源：《科技视界》2016年第17期【摘要】针对传统饮水机功能过于单一的弊端，本项目对饮水机的多功能化进行了研究，并设计出一款智能饮水机。
该饮水机系统主要利用了电加热、STM32系统控制及无线通信原理，实现了定时开启、关闭饮水机，自动出杯，自动接水、加水等功能，同时还能够进行温度过高及水位过低报警，并且能对是否接满水进行自动判断。
此款智能饮水机的设计及研制，为广大用户提供了极大的便利，具有一定的应用推广价值。
【关键词】饮水机；STM32；智能；远程数据传输0 引言本系统是基于STM32芯片设计的一款饮水机，该智能饮水机主要通过手机的wifi或蓝牙功能实现对饮水机的温度、出水量等进行不同模式的智能控制。
例如，定时开启、关闭饮水机，实现防溢出、温度过高及水位过低报警，同时还能够定时提醒用户更换滤芯，以保证水质的干净和安全；与此同时该饮水机更具人性化的是它可以记录您一天的饮水量是否已经达到八杯水的量，可以帮助您更好的进行身体保健，大大节省了用户的时间，方便了用户的生活。
实现生活的智能化，是现在社会的一个趋势，智能化的社会将会使我们的生活更加方便，更加的人性化。
同时智能化也可以让我们的资源得到有效的利用，实现节能环保。
智能饮水机的研制很好地实现了以上的功能，控制出水量和防溢出节约了水资源，而定时控制则可以节约电能，手机控制饮水机让用户不需要亲自跑到饮水机旁去调温度，也不需要自己把握饮水机的出水量，用户只要在自己的座位用手机就可以轻松实现全部功能，大大的方便了人们的生活，同时也节约了用户的时间。
这是生活智能化最好的一个体现。
1 系统方案总体介绍本系统以STM32，GSM模块和各类传感器为核心外加多种接口电路组成，其包括：系统核心STM32F103ZET6芯片，测量水位的超声波传感器，控制饮水机开关的继电器模块，进行温度检测的温度传感器模块，及其他各类传感器，如WIFI模块，蓝牙模块，红外传感器等等，总体框图如图1所示。
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基于STM32的智能饮水机的设计
智能饮水机是一种可以智能检测并精确控制水温、供水量和水质的新型饮水设备。
它不仅可以给人们带来舒适的饮水体验，更可以保证饮用水的安全和健康。
本文将介绍一种基于STM32的智能饮水机的设计方案，包括硬件设计和软件实现。
一、硬件设计
1.主控芯片选择
本设计采用了STM32F103C8T6作为主控芯片，它拥有高性能的ARM Cortex-M3内核，可以支持高速运算和实时控制，同时拥有丰富的外设资源，如计时器、ADC、DAC等。
2.温控系统设计
本设计采用了DS18B20温度传感器和PWM电压调节器组成的温控系统。
DS18B20是一种数字式温度传感器，具有精准度高、响应快等特点，能够精确监测水温，并将数据传输给主控芯片进行处理。
PWM电压调节器则能根据主控芯片输出的PWM信号调节加热杆的功率，从而控制水温在设定的范围内。
3.供水系统设计
本设计采用了电磁阀组成的供水系统，它能够根据主控芯片输出的信号控制水泵的启停，从而实现精确的供水量控制。
同时，为了保证水质的安全和健康，供水系统还配备了PP棉过滤器和紫外线杀菌器，能够有效地过滤较大的杂质和杀灭水中的有害微生物。
二、软件实现
1.系统框图设计
本设计采用了分层结构的系统框图，如下图所示。
其中，底层驱动是硬件的底层驱动程序，主要包括
DS18B20驱动和电磁阀驱动；中间层为封装了主要控制逻辑
的应用程序，包括温控程序和供水程序；顶层为用户界面
程序，显示水温、供水量及水质信息等。
2.主要控制逻辑实现
（1）温控程序
温控程序是整个系统的核心，其主要工作流程如下：
①初始化DS18B20传感器，设置PWM电压调节器的初始
占空比。
②定时采集DS18B20传感器数据，并根据控制算法计算
温度偏差，并输出PWM信号控制加热杆功率变化。
③根据设定的温度范围控制加热杆的开关，保证水温在
设定范围内。
（2）供水程序
供水程序主要负责控制水泵的启停和监测水位，其主要
工作流程如下：
①初始化电磁阀驱动程序，并设置电磁阀初始状态。
②定时监测水位传感器数据，从而控制水泵的启停。
③根据设定的供水量，控制电磁阀的开关，保证供水量
的精确控制。
三、结论
本文提出了一种基于STM32的智能饮水机的设计方案，
包括硬件设计和软件实现。
该设计方案采用了DS18B20和PWM电压调节器组成的温控系统和电磁阀组成的供水系统，
并融合了智能算法和分层控制结构，能够实现精确的水温、供水量和水质控制。