项目编号:mcubee-027

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总字数:15806

摘要

 

伴随着当前科学技术的不断发展,保温杯作为人们生活所比需的产品之一,也在不断的革新,且当前设计的保温杯,也越来越趋近认知话和人性化。此次设计一款蓝牙智能保温杯,这款保温杯主要通过STC89C52单片机作为控制系统、TDS水质颗粒浓度检测模块、DS18B20温度检测模块、蜂鸣器定时提醒喝水模块、舵机控制保温杯杯盖打开或者关闭系统、加热片和制冷片可保温杯杯盖系统及其液晶显示屏LCD1602显示模块。此次设计主要利用水质模块检测保温杯中的水质,通过水温检测模块检测水温,然后对保温杯中的环境进行检测,然后将检测的数据显示在LCD1602显示屏上,且用户可以通过按键可以自行设置保温杯中温度上下限,当保温杯中的水温高于或者低于设置的范围之内,则会自动驱动对于的加热片或者制冷片进行工作使得保温杯中的水温在设置的范围之内。为了使得此次设计更加的人性化,此次设计可以定时提醒喝水的功能,当定时到达时,蜂鸣器进行提醒,且用户可以通过。实用手机通过连接蓝牙远程控制水杯的加热制冷及其当前保温杯中的水温及其水质等。此次设计的保温杯,也更加的对当前国内的科技的发展作为诠释,也可以体现使得当前生活产品更加的智能化和人性化。

关键词

水温控制;水质检测;智能化;自动技术;蓝牙技术

Abstract

With the development of science and technology, as one of the daily products, the vacuum cup is constantly iterating and updating, becoming more and more intelligent and humanized. This paper designed a multifunctional intelligent vacuum cup, mainly including single-chip microcomputer control system, water particle concentration detection system, water temperature detection system, buzzer timing remind drinking system, four-phase stepper motor drive system, automatic temperature rise system and LCD1602 display system. This design mainly use of water quality detection module and temperature detection module, the measurement of water in the vacuum environment, and the measured results show that on the LCD1602, at the same time, can through the button to set temperature upper and lower limits of temperature, make the water temperature in the water stability within the upper and lower limits, if it is higher than the set the upper limit or below the setting of lower limit, Then start the corresponding cooling plate or heating plate to make the water temperature reach the threshold range, users can also manually control the heating and cooling, in order to be more humanized, the design has a timer to remind the function of drinking water. Through this design, can better interpret the development of science and technology, reflect the intelligent life articles, humanization.

Keywords

water temperature control; Water quality testing; Intelligent; Automatic technology

目录

摘要

Abstract

第一章 前言

1.1 选题背景及实际意义

1.2 国内外发展历程

1.3 相关技术介绍

1.3.1 单片机技术

1.3.2 无线传输技术

1.3.3 液晶显示技术

1.4 本论文研究目标与框架

第2章 需求分析

2.1 可行性分析

2.1.1 技术可行性分析

2.1.2 经济可行性分析

2.1.3 操作可行性分析

2.2 系统需求分析

2.3 主要元器件选择

2.3.1 主控芯片选择

2.3.2 检测水温方案选择

2.3.3 显示方案选择

2.4 整体设计方案

2.5 本章小结

第3章 系统设计

3.1 设计模型的建立

3.1.1 模块划分原则

3.1.2 软件结构图

3.2 系统ER图

3.3 主控电路模块

3.4 水质和水温检测模块

3.5 舵机驱动电路模块

3.6 LCD1602显示模块

3.7 继电器模块

3.8 报警提醒模块

3.9 指示灯模块

3.10 独立按键模块

3.11 蓝牙模块

3.12 本章小结

第四章 系统实现

4.1 编程软件介绍及实物展示

4.2 主程序流程设计

4.3 按键函数流程设计

4.4 显示函数流程设计

4.5 处理函数流程设计

4.6本章小结

第五章 实物测试

5.1 测试的目的

5.2 测试的方法

5.3 实物测试过程

5.4 水质和水温检测实物测试

5.5 调整定时时间实物测试

5.6 调整水温上下限阈值实物测试

5.7 蓝牙控制保温杯实物测试

5.8 实物测试的结果

5.9 本章小结

结论

参  考  文  献

致谢

第一章 前言

1.1 选题背景及实际意义

随着当前科技的不断发展,人们的生活水平不断的提高,随之而来的也是对当前产品智能化的要求逐渐增加。当前人们使用的保温杯大多还是较为传统的保温杯,其功能主要就是保温的作用,且在使用的过程中,经常出现保温杯在进行热水冷切的过程不注意撞到保温杯热水烫伤周围用户及其自己的事故,且当前使用保温杯的人群不同,对保温杯中的水温要求也不同,且当前市面上的保温杯都不能反应当前保温杯水环境等问题。部分用户在外出处理实物及其住宿的时候,经常需要考虑新环境水质问题,且当前购买的保温杯经常部分保温杯由于质量问题,导致保温杯金属含量较高,使得人们金属中毒等问题。
本文设计的蓝牙保温杯,就是在当前人们无法及时获取当前保温杯的水温和水质的条件下进行设计的。此次设计一款保温杯,可以自动控制保温杯中的水保持在用户设置的温度范围之内的,并且增加了可以检测保温杯中的水质是否满足当前人们使用的范围之内,从而使得此次设计可以有效解决当前特别是当前很多较为年长及其年幼的用户对保温中的水温和水质不能及时进行判断,在不知情的情况下容易喝到凉水或者温度较高的热水,或者由于用户在热水冷切过程中不注意烫伤周围人或者自己的情况。及其及时将保温杯当前的水质检测显示在显示屏及其手机上。此外,此次设计还增加了定时蜂鸣器提醒喝水时间问题,用户根据自己的需求设计定时喝水时间,然后每间隔相同的时间,会自动提醒喝水一次,提醒结束会自动打开保温杯杯盖,解决当前用户忘记喝水使得身体缺水问题,此次设计的蓝牙水杯,是在顺应了当前我国社会发展的基本之上,符合当前社会需求的前提之下进行设计的,具有一定的研究价值和研究意义,并可以对当前人们的身体检测造福的一个产品。

1.2 国内外发展历程

在1892年的时候,世界上第一个保温杯的雏形由苏格兰的一个教授进行设计,对开始设计的第一款保温杯将小玻璃被放置到大玻璃杯中,然后对两个保温杯中的空气进行抽空,使得小保温杯中的水温下降变慢来进行设计的。后来,随着铁等金属的发现,由于使用玻璃保温其寿命较短,经常出现摔坏的问题,后来使用不锈钢作为保温杯的材质,使得保温杯的保温效果更好,保温的时间更长。
当前,随着人们生活品质的不断提高,人们对保温杯的质量、功能及其使用的便捷度要求也越来越高。当前市面上出现较多可以将保温杯当前的水温检测显示在保温杯上的功能,入英国设计的一款银保温杯,这款保温杯可以检测水温、可以定时提醒喝水的等,另外由我国华为设计的一款保温杯,可以对保温杯中的水质进行检测,也可以进行语音提醒,当前这两款保温杯都没有解决保温杯在进行水温冷却过程中烫伤周围人及其自己的问题,这也是此次设计的毕设的思路来源之一。因此此次设计一款可以实时监测水温、水质、自动控制温度,可以自动打开杯盖的保温杯。

1.3 相关技术介绍

1.3.1 单片机技术

此次设计的蓝牙温控水杯采用单片机技术作为此次设计的主控芯片,单片机简单而言就是一种集成电路,主要就是将一些中央处理器及其一些存储器、中断、定时器等进行集成到一个小的板子上面,使得很小的一个硅片就可以进行工作,实现不同的功能,当前单片机技术的不断发展,使其从最开始的4位单片机发展到后来的8位单片机到当前一些可以达到3000M的单片机,且单片机的体积也朝着越来越小,存储空间越来越大,运行速度越来越块,功能越来越多的方向进行发展。

1.3.2 无线传输技术

此次设计采用蓝牙无线传输技术作为此次设计温控水杯无线传输远程控制技术,无线传输技术主要利用空气中电磁波的传输来进行设计的,麦克斯韦尔在1865年的时曾经预言空气中有电磁波的存在,直到1887年的时候,德国的研究学者赫兹通过实验发现电子运动证明了麦克斯韦尔的预言,在使用,人们只需要在电路中加入天线,则就可以使得电磁板进行传输,从而传输部分信息,使得尽管相距一定的距离用户也可以接收到传输的信息。

1.3.3 液晶显示技术

此次设计采用液晶显示技术作为此次设计温控水杯的显示屏,液晶显示屏是当前用在数字时钟和一些计算机较为常见的一种液晶显示屏。LCD液晶显示主要使用两块被极化过的材料进行设计,在两块材料之间通过液体进行填充,当液晶之间电流流通过时对导致水晶被重新排列起来,导致光线无法被穿透。所以液晶的作用和窗户差不多,可以使得光线被穿过也可以遮挡光线。当前液晶显示屏朝着体积小、显示界面清晰、厚度小的方向进行发展。当前计算器使用的显示屏的发展方向也朝着该方向进行发展,在最开始的时候,使用的液晶显示屏都是采用一些显示管来进行显示,但是显示管的体积较大也耗电量大的缺点,使得无法满足人们的需求,当前液晶的发展使得人们的享受效果越来越好。

1.4 本论文研究目标与框架

测传感器随时检测保温杯里面的水环境实时情况,并通过LCD1602 显示出来。杯子中的水温是稳定在一个上下限值区间内,当温度高于设置最大值或低于设置的最小值时,就会自动启动相对应的制冷继电器或者加热继电器从而使制冷片或加热片工作,最终使得水温保持在所需要稳定的范围之间,另外,最大值和最小值可以通过按键进行修改。此外,本设计还添加了蜂鸣器定时提醒功能,当间隔计时达到时,蜂鸣器开启,提醒使用者喝水,并通过步进电机自动打开杯盖,当使用者喝完水后,可通过按键关闭杯盖, 定时时间间隔也可通过按键进行调整,还可以通过按键进行保温杯中水进行加热制冷工作,并将检测得水温和水质通过蓝牙传输到手机上,用户也可以通过手机控制水温加热或者制冷。

本论文框架:

第一章主要是介绍本毕业设计题目的选题背景和实际意义,和目前国内外的发展现状,以及本论文设计的目标。

第二章主要是需求分析,从技术、经济、操作等方面对项目进行了简单分析,并且对项目元器件进行了比较和项目的设计方案。

第三章主要是系统设计,包含了该设计的主控电路、水质颗粒浓度检测、水温检测、舵机驱动、继电器控制、报警、蓝牙通信以及 LCD 显示。

第四章主要介绍该设计的软件开发环境及软件设计流程,包含了软件的使用过程和总体软件设计流程、按键模式切换流程等等。

第五章主要介绍项目测试过程,主要是针对此次测试的目的、方法、过程,以及实物测试的结果分析。

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