基于STM32单片机控制的智能水杯设计
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Key words: intelligent water cup; MCU; design
1 引言
自二十一世纪来随着国内经济高速发展及科技技术 的快速发展，直接促进了人们对于生活体验的提高，智能 水杯技术在人们的需求之下出现，近几年间得以迅猛发 展。智能加热水杯作为一个独立的行业，逐步由起步阶 段慢慢成熟。原始的智能水杯只有单纯的温度检测功 能，之后出现了智能水杯与手机相连互动，出现了手机提 醒用户功能。2015 年国外出现了智能加热水杯技术，该 款水杯的功能存在着明显的温度功能限制性，只能加热 至七十摄氏度，对人们的需求是远远不够的。随着人们 对饮水需求的提高，对水杯加入了智能成分的功能设计， 智能水杯应运而生 。 [1] 卢伟等人设计的智能温控杯电路
2 系统总体设计
这款智能水杯控制系统是由 STM32 单片机作为主 要控制芯片，接受和发送信号给温度传感器，进行温度检 测；温度检测是由温度传感器来执行，实时采集水杯内液 体温度并利用 LCD 屏显示；电池检测由电池电压指示电 路进行操控，实时检测电池电量，并通过 LED 灯进行提 示；内置充电电池充电可提供无线和 USB 接口充电方式； 控温及发热系统由 PTC 发热体构成，并利用闭环控制使
关键词 : 智能水杯；单片机；设计 中图分类号：TP368.1 文献标志码:A 文章编号:1003-7241(2019)08-0139-05
Design of an Intelligent Waห้องสมุดไป่ตู้er Cup Based by STM32
MO Hui-fang
( Guangzhou Vocational College of Technology & Business, Guangzhou 511442 China )
3.2 电池充电电路
充电系统由 USB 接口或者无线充电底座进行无线充 电。无线充电利用初级线圈一定频率的交流电，通过电 磁感应在次级线圈中产生一定的电流，从而将能量从传 输端转移到接收端，从而为电池进行充电[6]。锂电池充电 选用南京拓微的 TP4056，TP4056 是一款完整的单节锂离 子电池，采用恒定电流/恒定电压线性充电器，可以对锂 电池进行 CV/CC 充电，而且恒流充电电流可调节。电池 充电电路原理图如图 3 所示。
*基金项目：2018年广东大学生科技创新培育专项资金项目（编号pdjhb0847）; 2018 年广东省高职教育机电教指委教改项目（编号 GDJD-2018-46） 收稿日期:2018-10-23
板体积大、成本较高[2]；侯卫周等人设计的温控智能水杯 具有测温、加热调温功能，但没有 APP 控制[3]。本文介绍 的智能水杯主要由控制系统，检测系统，显示系统，控温 装置，电池充电系统，App 控制系统等组成。通过传感器 的感应、按钮的指令和手机 App 的控制，使水杯实现充 电、加热、保温以及显示等功能，能提示当前电量以及加 温状态，适用于不同人群[4]。
行业应用与交流
Industrial Applications and Communications
《自动化技术与应用》 2019 年第 38 卷第 8 期
基于 STM32 单片机控制的智能水杯设计*
莫慧芳
(广州科技贸易职业学院机电工程学院 ，广东 广州 511442)
摘 要 : 本设计介绍了一种基于 STM32 单片机控制的智能水杯，可利用插口式电源或无线充电底座为加热器提供能量，并在达到某 种饮品所需温度时进行保温。水杯内置充电电池，可选用 USB 接口或无线充电。在水杯内部设置无线模块，用户利用手机 App 与水杯进行匹配进行加热操作，加热完后水杯会通过手机 App 和液晶显示屏实时反馈液体温度，通过指示灯显示电量 情况等，给用户进行提醒。该智能水杯设计创新，实用价值较高。
图 1 系统方框图
3 智能水杯硬件设计
3.1 核心电路设计
控制系统是由型号为 STM32F103C8T6 的单片机作 为主要控制芯片，采用电压测量的方法实时检测聚合物 锂电池电量，与单片机进行数据交换，最终电池电量则通 过 LED 灯进行提示，分别显示高电压、中高电压、中低电 压和低电压下的电池电量。STM32F103C8T6 型号单片 机 主 要 优 点 是 高 性 能 、低 成 本 、低 功 耗 ，工 作 温 度 范 围 在：-40℃～80℃，能够很好的节约成本，其核心电路原理 图如图 2 所示。
Abstract: This paper introduces an intelligent water cup based by STM32 microcontroller, it can provide energy for the heater by socket type power supply or wireless charging base, and hold temperature needed for some kind of drink. Builtedin rechargeable battery, water cup can use USB or wireless charging. The wireless module is set up inside it, and customers can use mobile App to match and heat. After heating, water cup feeds back liquid temperature through the mobile App, and then displays on LCD, reminds users through the indicator light. The intelligent water cup is designed innovatively and has high practical value.
Techniques of Automation & Applications 139
《自动化技术与应用》 2019 年第 38 卷第 8 期
行业应用与交流
Industrial Applications and Communications
水杯液体温度恒温；利用无线模块，接收来自手机 App 所 发出的指令，通过手机 App 与水杯进行匹配进行加热操 作，并反馈水杯的使用状态[5]。系统方框图如图 1 所示。
1 引言
自二十一世纪来随着国内经济高速发展及科技技术 的快速发展，直接促进了人们对于生活体验的提高，智能 水杯技术在人们的需求之下出现，近几年间得以迅猛发 展。智能加热水杯作为一个独立的行业，逐步由起步阶 段慢慢成熟。原始的智能水杯只有单纯的温度检测功 能，之后出现了智能水杯与手机相连互动，出现了手机提 醒用户功能。2015 年国外出现了智能加热水杯技术，该 款水杯的功能存在着明显的温度功能限制性，只能加热 至七十摄氏度，对人们的需求是远远不够的。随着人们 对饮水需求的提高，对水杯加入了智能成分的功能设计， 智能水杯应运而生 。 [1] 卢伟等人设计的智能温控杯电路
2 系统总体设计
这款智能水杯控制系统是由 STM32 单片机作为主 要控制芯片，接受和发送信号给温度传感器，进行温度检 测；温度检测是由温度传感器来执行，实时采集水杯内液 体温度并利用 LCD 屏显示；电池检测由电池电压指示电 路进行操控，实时检测电池电量，并通过 LED 灯进行提 示；内置充电电池充电可提供无线和 USB 接口充电方式； 控温及发热系统由 PTC 发热体构成，并利用闭环控制使
关键词 : 智能水杯；单片机；设计 中图分类号：TP368.1 文献标志码:A 文章编号:1003-7241(2019)08-0139-05
Design of an Intelligent Waห้องสมุดไป่ตู้er Cup Based by STM32
MO Hui-fang
( Guangzhou Vocational College of Technology & Business, Guangzhou 511442 China )
3.2 电池充电电路
充电系统由 USB 接口或者无线充电底座进行无线充 电。无线充电利用初级线圈一定频率的交流电，通过电 磁感应在次级线圈中产生一定的电流，从而将能量从传 输端转移到接收端，从而为电池进行充电[6]。锂电池充电 选用南京拓微的 TP4056，TP4056 是一款完整的单节锂离 子电池，采用恒定电流/恒定电压线性充电器，可以对锂 电池进行 CV/CC 充电，而且恒流充电电流可调节。电池 充电电路原理图如图 3 所示。
*基金项目：2018年广东大学生科技创新培育专项资金项目（编号pdjhb0847）; 2018 年广东省高职教育机电教指委教改项目（编号 GDJD-2018-46） 收稿日期:2018-10-23
板体积大、成本较高[2]；侯卫周等人设计的温控智能水杯 具有测温、加热调温功能，但没有 APP 控制[3]。本文介绍 的智能水杯主要由控制系统，检测系统，显示系统，控温 装置，电池充电系统，App 控制系统等组成。通过传感器 的感应、按钮的指令和手机 App 的控制，使水杯实现充 电、加热、保温以及显示等功能，能提示当前电量以及加 温状态，适用于不同人群[4]。
行业应用与交流
Industrial Applications and Communications
《自动化技术与应用》 2019 年第 38 卷第 8 期
基于 STM32 单片机控制的智能水杯设计*
莫慧芳
(广州科技贸易职业学院机电工程学院 ，广东 广州 511442)
摘 要 : 本设计介绍了一种基于 STM32 单片机控制的智能水杯，可利用插口式电源或无线充电底座为加热器提供能量，并在达到某 种饮品所需温度时进行保温。水杯内置充电电池，可选用 USB 接口或无线充电。在水杯内部设置无线模块，用户利用手机 App 与水杯进行匹配进行加热操作，加热完后水杯会通过手机 App 和液晶显示屏实时反馈液体温度，通过指示灯显示电量 情况等，给用户进行提醒。该智能水杯设计创新，实用价值较高。
图 1 系统方框图
3 智能水杯硬件设计
3.1 核心电路设计
控制系统是由型号为 STM32F103C8T6 的单片机作 为主要控制芯片，采用电压测量的方法实时检测聚合物 锂电池电量，与单片机进行数据交换，最终电池电量则通 过 LED 灯进行提示，分别显示高电压、中高电压、中低电 压和低电压下的电池电量。STM32F103C8T6 型号单片 机 主 要 优 点 是 高 性 能 、低 成 本 、低 功 耗 ，工 作 温 度 范 围 在：-40℃～80℃，能够很好的节约成本，其核心电路原理 图如图 2 所示。
Abstract: This paper introduces an intelligent water cup based by STM32 microcontroller, it can provide energy for the heater by socket type power supply or wireless charging base, and hold temperature needed for some kind of drink. Builtedin rechargeable battery, water cup can use USB or wireless charging. The wireless module is set up inside it, and customers can use mobile App to match and heat. After heating, water cup feeds back liquid temperature through the mobile App, and then displays on LCD, reminds users through the indicator light. The intelligent water cup is designed innovatively and has high practical value.
Techniques of Automation & Applications 139
《自动化技术与应用》 2019 年第 38 卷第 8 期
行业应用与交流
Industrial Applications and Communications
水杯液体温度恒温；利用无线模块，接收来自手机 App 所 发出的指令，通过手机 App 与水杯进行匹配进行加热操 作，并反馈水杯的使用状态[5]。系统方框图如图 1 所示。