一种智能饮水杯设计

Artificial Intelligence and Robotics Research 人工智能与机器人研究, 2019, 8(2), 83-89

Published Online May 2019 in Hans. /journal/airr

https:///10.12677/airr.2019.82010

Design of an Intelligent Drinking Cup

Shengyang Zhang, Jiale Zhou, Zonghao Guo, Yinzhong Xie*

School of Automation and Electrical Engineer, Linyi University, Linyi Shandong

Received: Apr. 30th, 2019; accepted: May 16th, 2019; published: May 23rd, 2019

Abstract

With the development of science and technology, intelligent drinking cup has entered daily life.

According to people's living habits, intelligent drinking cup guides drinking water scientifically.

Through research and design, it can work in different modes, have temperature measurement, measure the amount of water in the cup, calculate the amount of drinking water, remind, heat preservation, rich content display, and can be controlled by APP through Bluetooth and mobile phone connection. The system uses STC15W4K56S4 MCU of STC Micro Company as the control core, DS18B20 temperature sensor to measure temperature, thin film piezoresistive tactile sensor to measure the weight of water in the cup, a wireless charging system is designed between the bottom of the cup and the base of the smart cup, and the function of human infrared induction set-ting is operated. The prototype shows that the intelligent design function improves the traditional water cup and adds science and fashion to people's modern life.

Keywords

Intelligent, Electronic Design, Single Chip Microcomputer System, Wireless Charging

一种智能饮水杯设计

张盛阳，周家乐，郭宗昊，谢印忠*

临沂大学自动化与电气工程学院，山东临沂

收稿日期：2019年4月30日；录用日期：2019年5月16日；发布日期：2019年5月23日

摘要

随着科技的发展，智能化已经走进日常生活，智能饮水杯根据人们的生活习惯科学引导饮水，通过研究设计出一款可以不同模式工作，具有测温、测量杯内水量、计算喝水量、提醒、保温、丰富内容显示，*通讯作者。

张盛阳 等

并能通过蓝牙与手机连接用APP 控制的智能饮水杯。系统采用宏晶科技公司的STC15W4K56S4单片机为控制核心，DS18B20温度传感器测温，薄膜压阻式触觉传感器测量杯内水的重量；在杯体底部与智能杯底座间设计了无线充电系统；通过人体红外感应设定功能操作。样机表明，设计功能智能化改进了传统水杯，为人们的现代生活添加了科学和时尚。

关键词

智能化，电子设计，单片机系统，无线充电

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/licenses/by/4.0/

1. 引言

在如今科技飞速发展的时代，智能家具在传统家具功能保留完好的基础上不断优化，普通百姓也从中获得无限的乐趣[1] [2]，智能电视、全自动洗衣机、自动调节冰箱，用手机APP 控制的烤箱选择烘焙大师的智能菜谱等等，都便捷了我们的生活，带来了乐趣。人们在繁忙的工作生活中，时常忘记喝水，当感到口渴时，身体已经缺水[3]，通过对市场智能水杯性能研究，以方便生活，利于健康为理念，利用自动化知识设计出一款以单片机为控制核心的可以设定喝水时间提醒、水量显示和提醒、水温显示、个人饮水信息采集分析，通过蓝牙通讯模块与手机APP 通信等功能，合理提醒科学饮水的多功能智能水杯。

2. 电路系统设计方案

智能水杯设计以单片机为控制核心[4]，包括显示模块、压力传感器、电阻电压转换模块、蓝牙模块、人体热释电感应模块、无线充电模块、稳压模块、温度传感器等功能模块[5] [6]。如图1所示。

由于STC15W4K56S4单片机为宏晶科技公司生产的一款高速、高可靠、低功耗性增强型51单片机

[7]，机器周期可达1 T ，工作电压适应范围宽：2.5~5.5 V ，无需编程器利用ISP/IAP 系统在线编程，提供8通道10位高速ADC ，8路可复用为8路D/A 的PWM 发生器，内部集成一组ISP 总线、一组高速SPI 同步串行通信端口。

Figure 1. Block diagram of system control structure

图1. 系统控制结构框图