德州學(xué)院 張應(yīng)新 王志坤 張鑫 姜巖偉 李磊

一種基于單片機的智能燒水器

德州學(xué)院 張應(yīng)新 王志坤 張鑫 姜巖偉 李磊

這項設(shè)計是一項基于單片機控制的智能燒水器，主要是為了解決現(xiàn)在市場上燒水器存在的沒有斷電系統(tǒng)和燒不開水的問題。這項設(shè)計的核心是溫度傳感器和向單片機傳遞信號，單片機控制蜂鳴器、定時器和GSM模塊發(fā)出報警或保溫等一系列動作。

燒水器；單片機；智能家居

1 研究目的

現(xiàn)在市場上的幾種燒水器，大都存在一些弊端。比如水燒開時不會自動斷電，浪費電能；或者當水燒開時，燒水器會立刻斷電，而健康的燒水方法是當水燒開后再沸騰2～3分鐘。為解決上述問題，我們給燒水器加上一套單片機控制系統(tǒng)和外圍電路,使其可以燒出健康的水，定時保溫，不產(chǎn)生水堿，使用戶喝上健康的水。并且其結(jié)構(gòu)緊湊，設(shè)計合理，維護方便，便于批量化生產(chǎn)。

2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

目前國內(nèi)對于燒水器的研究僅限節(jié)省電力方面，也就是使水燒開后立即斷電。但是這樣燒的水卻不健康。國外對于燒水器的研究也只是對于外觀的改造，并沒有在智能化上作出改進。

3 結(jié)構(gòu)設(shè)計

3.1 結(jié)構(gòu)部分

本裝置包括：普通燒水器、單片機、定時器、蜂鳴器、電熱絲、GSM模塊。蜂鳴器安裝在燒水器的上部，溫度傳感器安裝在壺嘴處，定時器、單片機、電熱絲位于同一水平位置，GSM模塊安裝在水壺外側(cè)。圖1為本設(shè)計的結(jié)構(gòu)圖。

圖1 設(shè)計結(jié)構(gòu)圖

3.2 電路設(shè)計

電源線與各元件均連接，對各元件集中供電；電熱絲與單片機之間有導(dǎo)線連接，單片機控制其溫度，從而控制狀態(tài)為加熱或者保溫；溫度傳感器通過導(dǎo)線與單片機連接，單片機控制其感應(yīng)水溫；定時器通過導(dǎo)線與單片機連接，單片機控制其決定加熱與保溫狀態(tài)的時間；蜂鳴器和GSM模塊均與單片機用導(dǎo)線相連，單片機控制其發(fā)出警報。

3.3 工作方式

本設(shè)計的思路是電熱絲對水進行加熱。當溫度感應(yīng)器感應(yīng)到水加熱到100℃時，向單片機發(fā)送信號。單片機控制定時器啟動，定時時間為2～3分鐘。定時器達到預(yù)定時間后，單片機控制蜂鳴器震動發(fā)出警報，提醒人來斷電。若有人來斷電則一個工作流程結(jié)束；若超過1分鐘沒有人來斷電，則單片機控制電熱絲降溫到55℃，對水進行保溫。同時單片機驅(qū)動定時器再次定時，定時時間為30分鐘。若30分鐘后依然沒有人來斷電，則單片機控制GSM模塊發(fā)出警報，提醒人來斷電，同時電熱絲不再工作。這樣既節(jié)省了電能，又減少了水堿的產(chǎn)生，保護了用戶的用水健康。

4 總結(jié)

相比于市面上傳統(tǒng)的燒水器而言，本設(shè)計所需的元器件價格低廉，電路結(jié)構(gòu)簡單，便于批量化生產(chǎn)；且操作簡單，能夠保障用戶的安全。論及本設(shè)計的不足之處，在于本設(shè)計模式單一，沒有太周全地考慮到老年人用戶和兒童的安全，所以只限于成年人使用。

張應(yīng)新，男，1998年出生，山東省德州市武城縣人，本科，研究方向：機械設(shè)計制造及自動化。