高源 李姿* 沈陽工學(xué)院

1 設(shè)計背景

生活中的人們很少會注意到自己每天飲水量的多少，其實人體每天都需要定量的水分，不然會增加心臟疾病的發(fā)生，如何計算自己每日的飲水量成了我們需要解決的問題，其次我們每天喝水時水的溫度有時候過涼有時候過熱，這也會引發(fā)腸胃疾病的發(fā)生，如何實時保持水溫也是我們需要解決的問題。

2 設(shè)計原理

智能水杯是以STC98C51單片機為核心，利用外部模塊的配合，實現(xiàn)實時保持水溫與計算每日的飲水量，通過oneNET建立數(shù)據(jù)平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，本次設(shè)計用到的傳感器具體名稱和功能如下：

2.1 溫度傳感器

本次使用的溫度傳感器為DS18b20，它可以檢測出水杯中的水溫情況，該傳感器是一種小型溫度傳感器，具有精準(zhǔn)，穩(wěn)定的特點。

2.2 壓力傳感器

該傳感器可以通過形變來計算出壓力的大小，本次設(shè)計中該模塊通過檢測杯子的重量來分析出杯內(nèi)剩余的水量，根據(jù)水量的變化計算出每日的飲水狀況。

2.3 加熱模塊

該模塊是由22V電熱帶、光電耦合器和鋰電池組成，可以通過單片機或用戶在手機上發(fā)出的信號來對杯中的水進(jìn)行加熱。

2.4 WiFi模塊

本次設(shè)計采用WiFi模塊的型號為ESP8266，該模塊通過互聯(lián)網(wǎng)來與oneNET平臺實現(xiàn)通訊，用戶可以使用手機登錄該平臺，通過該平臺向水杯發(fā)送命令(加熱到某一溫度)。

2.5 顯示模塊

本次設(shè)計所使用的顯示模塊為LCD1602液晶顯示器，該顯示器是為了顯示水杯的水量、水溫和時間。

圖2 智能水杯的系統(tǒng)框圖

3 結(jié)論

本次設(shè)計的智能水杯可以通過水杯的重量檢測出人體飲水的情況并記錄到單片機中，單片機內(nèi)部具有時鐘系統(tǒng)，可以準(zhǔn)確的記錄時間(每24時清除一次數(shù)據(jù))溫度傳感器可以檢測水杯中的水溫，當(dāng)水溫低于一定程度時就會控制加熱模塊加熱水溫至合適溫度，智能水杯還可以通過手機來控制水溫，智能水杯中具有WiFi模塊，可以與oneNET平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，用戶可以通過手機登陸該平臺發(fā)送指令(如發(fā)送51為加熱至51度)控制水杯加熱。

圖1 智能水杯的仿真電路圖

圖3 oneNET平臺的應(yīng)用數(shù)據(jù)展示