智能水杯软件设计说明
基于单片机的智能学生水杯的设计与实现
基于单片机的智能学生水杯的设计与实现摘要:为了更好的实现对水杯的智能化设计，给人们一个健康、安全的日常饮水环境提供保障，设计并开发了本次基于单片机的智能学生水杯。
可以实时地获得温度的实时数据，可以在上位机中对系统阈值进行设定，还可以对系统检测到的温度进行实时显示。
可以对学习计划进行设置，并进行提示等功能，从而达到了智能学生水杯设计的目标，实现了对智能学生水杯信息的高效整合和利用，提升了信息资源的使用效率，促进了智能学生水杯的信息化管理，因此，它具有一定的研究意义。
关键词:单片机;传感器;后台管理;实时显示;中图分类号 TP 391 文献标识码 B0引言近年来智能硬件异军突起，智能硬件产品呈爆炸式发展，并深刻影响着人们的生活。
随着智能硬件的发展，智能水杯概念逐渐进入大众视野。
本设计力求设计一款适合学生的智能水杯，具有根据自动检测温度数据的功能，同时加入学习计时、学习数据汇总功能，水杯多功能的设计实现了智能学生水杯信息的有效整合和利用，提高了信息资源的利用效率，推进了智能学生水杯的信息化管理。
以美国、欧洲等发达国家为例，其对水杯环境监控检测的研究是比较成熟的，在国外的智能学生水杯研究中，都是根据不同需求来设计出不同的智能学生水杯。
智能学生水杯有很多种，大多以传感器模块实现自动采集和数据监控，以单片机系统来实现对整个功能模块的控制，从而实现水杯环境监控检测的良好效果[1]。
1系统总方案设计本系统所用到的技术分为下位机技术和App技术。
其中下位机技术包括STM32单片机技术、传感器技术、显示技术、WiFi无线通信技术。
App端技术包含SSM框架技术、VUE技术以及JAVA等技术。
智能学生水杯采用STM32主控制器为核心芯片，外围电路由温度传感器、蜂鸣器模块、舵机模块等模块组成。
系统总体结构图如下图1 所示。
图1 智能水杯系统结构图2硬件电路设计系统使用了RISC内核，工作频率是72 MHz，内部有高速存储器，内含高品质的通讯介面，可提供多种节能方式，确保低能耗的应用需求[2]。
智能水杯设计计划报告
智能水杯设计计划报告1. 引言智能水杯是一种结合了物联网技术和健康管理的新型产品。
它能够智能地监测用户的饮水习惯，提醒用户及时饮水，并记录用户的饮水数据，让用户更好地了解自己的饮水情况。
本设计计划旨在开发一款功能全面、易于使用的智能水杯，以帮助用户养成良好的饮水习惯。
2. 计划目标- 设计一款外观精美、质量过关的智能水杯；- 实现监测饮水习惯、提醒用户饮水等核心功能；- 开发配套的手机应用，供用户查看饮水数据。
3. 设计原理与技术3.1 监测饮水习惯智能水杯将配备一组传感器，用于监测用户的饮水情况。
通过检测水杯内的液位变化来判断用户是否饮水，进而统计用户的饮水频率和饮水量。
传感器的选择将采用压力传感器和液位传感器的组合，以提高监测的准确性。
3.2 提醒用户饮水智能水杯将配备一块显示屏和一个蜂鸣器。
显示屏可以向用户展示目前的饮水情况，提醒用户是否需要补充水分。
蜂鸣器将用于发出声音提醒用户饮水。
用户可以在手机应用上设置提醒的规则，例如每隔一段时间提醒一次或者在特定时间段内提醒。
3.3 手机应用我们将开发一款配套的手机应用，与智能水杯进行连接。
用户可以通过手机应用查看自己的饮水数据，包括饮水量、饮水频率等。
手机应用还可以根据用户的身体指标提供个性化的饮水建议，帮助用户合理补水。
4. 设计方案4.1 外观设计智能水杯将采用简洁、流线型的外观设计，以提升产品的美观度和舒适度。
水杯的材质将选用不易滑动和易清洁的防滑塑料，以增加用户的使用便利性。
4.2 功能设计智能水杯的核心功能包括：监测饮水习惯、提醒用户饮水、记录饮水数据。
水杯将采用低功耗的蓝牙模块与手机应用进行连接，实现数据的传输与同步。
4.3 软件设计手机应用将提供以下功能：- 饮水数据展示：用户可以查看自己的饮水量和饮水频率，还可以查看近期的饮水曲线图。
- 饮水提醒设置：用户可以根据自己的需求设置饮水提醒的规则，例如每小时提醒一次或者每天某个时间段内提醒。
智能水杯方案 设计
智能水杯方案设计引言智能水杯是一种结合了智能技术和健康生活理念的新型产品。
它配备了各种传感器和智能芯片，能够监测用户的喝水习惯、水质情况，并提供相应的数据分析和提醒功能。
本文将介绍一个智能水杯的设计方案，包括硬件和软件的设计以及产品的功能特点。
设计目标智能水杯的设计目标是提供一个智能化、便携和功能全面的产品，为用户打造健康的喝水习惯并满足其个性化的需求。
具体目标如下： 1. 监测用户的饮水量和饮水频率，并根据用户的身体指标提供合理的饮水建议。
2. 实时检测水质，包括温度、PH值等，为用户提供安全的饮水保障。
3. 提供个性化的喝水计划和提醒功能，帮助用户培养良好的饮水习惯。
4. 与手机APP连接，将数据上传到云端，为用户提供更全面的数据分析和健康报告。
硬件设计智能水杯的硬件设计包括传感器模块、控制模块和显示模块。
传感器模块传感器模块是智能水杯的核心部分，主要用于监测用户的喝水情况和水质情况。
传感器模块包括以下几种传感器： - 压力传感器：用于监测用户的饮水量。
- 温度传感器：用于监测水的温度，以提供不同温度的饮水建议。
- PH传感器：用于监测水的PH值，以提供饮用水的安全性评估。
- 加速度传感器：用于判断用户是否在饮水，以及饮水的速度。
控制模块控制模块用于接收传感器模块的数据并进行处理，并根据用户的设定提供相应的提醒功能。
控制模块包括以下功能： - 数据处理：将传感器模块采集到的数据进行处理和分析。
- 喝水计划：根据用户的身体信息和设定的喝水计划，提供个性化的饮水建议和提醒。
- 蓝牙连接：与用户的手机APP进行蓝牙连接，将数据上传到云端。
显示模块显示模块用于显示用户的喝水情况、水质情况和提醒信息。
显示模块采用液晶显示屏，可以显示以下内容： - 饮水量：显示用户的饮水量和目标饮水量。
- 温度：显示水的温度，提供不同温度的饮水建议。
- PH值：显示水的PH值，评估水的安全性。
- 提醒信息：显示提醒信息，如喝水提醒、饮水建议等。
智能水杯设计方案
智能水杯设计方案一、智能水杯方案的结构我们都知道水杯是由杯盖、杯体组成，而智能水杯就需要再分细点咯，杯盖、杯体、杯底。
其中杯盖上设有存储区，杯体上嵌有智能控制系统(显示模块、按键模块、报警模块、通讯模块、存储模块)，而杯底一般不会添加其他元件，若是需要，也可以添加其他功能，比如说添加称重模块，来测量杯子内的质量(一般没有添加称重功能)。
二、智能水杯方案设计理念水是生命之源，每个人都离不开水，人每天也都要喝水。
这就使得智能水杯的概念具备足够吸引力，比如让你及时喝水，平衡体内平衡。
尤其冬天的时候，空气干燥，及时补水就显得尤为重要；夏天由于大量的运动和出汗同样需要及时补水，但是我们往往都是等到渴了才想到喝水，那时候身体其实已经对水很渴望了，这就是智能水杯存在的理论依据。
三、智能水杯方案特点1、监测方便智能水杯利用高精度压力传感器准确检测到您每一次的喝水量，3D加速度传感器能准确的判断水是被倒掉的还是喝掉的，从而防止饮水量误统计的发生。
将您每次的喝水量做了图表化记录，因此您可以看到您每天甚至每月的饮水曲线。
当用户拿起水杯时，其人体感应系统会将LCD显示为活跃状态，通过杯身的LCD显示屏，用户可以知道杯内的水量、温度等信息，避免匆忙被热水烫到的风险。
2、TFT真彩屏互动这款智能水杯搭配TFT真彩屏，饮水的各项数据会实时显示在彩屏上，手势操控，离开手机APP同样可以体验。
当然搭配手机端APP，互动体验更精彩，聊天，发送动态静态表情到水杯彩屏，查看对方饮水数据并相互提醒饮水。
日常中人们对于一些智能化产品都是非常关注的，智能化的产品让人们生活的更加温馨，在使用智能水杯的时候，水杯会时刻提醒你每天的饮水问题，让生活充满了爱意。
不过人们对于智能水杯方案有不一样功能需求，你像我就不太喜欢时时刻刻记录自己的饮水习惯，最好建议把它删除，简单点就好。
完全可以设计一款，当水杯到达一定温度通过灯的变化或者一段舒缓的音乐提醒主人饮水，并且可以设置在一定的温度下提醒，这样主人可以根据自己的饮水(温度)习惯饮用。
基于单片机智能水杯设计方案 -回复
基于单片机智能水杯设计方案-回复智能水杯是近年来兴起的一种科技产品，它结合了单片机技术和电子传感器技术，为人们的生活带来了极大的便利和舒适。
本文将一步一步地介绍基于单片机的智能水杯的设计方案。
首先，我们需要确定智能水杯的主要功能。
智能水杯的主要功能是监测和记录用户的饮水习惯，提醒用户适时补水，并提供水质检测功能。
这些功能将通过单片机的控制实现。
接下来，我们需要选择合适的单片机。
由于智能水杯需要进行数据的采集和处理，我们需要选择有足够计算能力和IO口的单片机。
常见的选择有基于ARM架构的单片机，例如STM32系列。
这些单片机具备较好的性能和资源，能够满足我们的需求。
然后，我们需要设计智能水杯的硬件结构。
智能水杯主要由水杯本体、传感器模块和显示模块组成。
水杯本体应该具备密封性和保温性能，以保证饮用水的卫生和温度。
传感器模块包括温度传感器、压力传感器和光线传感器，用于测量水温、压力和水质，并将数据传输给单片机。
显示模块可以选择液晶显示屏或LED显示屏，用于显示水温、剩余水量等信息。
接下来，我们需要编写单片机的程序。
首先，我们需要编写采集传感器数据的代码，通过单片机的IO口读取温度、压力和光线传感器的数据，并保存到内存中。
然后，我们需要编写计算补水量的代码，根据用户的饮用水量和时间计算出应该补充的水量，并提醒用户。
最后，我们需要编写水质检测的代码，根据采集到的数据进行水质分析，并提醒用户是否需要更换水源。
在程序编写完成后，我们还需要进行软硬件的测试和调试。
首先，我们需要测试传感器是否正常工作，确保能够准确测量水温、压力和光线。
然后，我们需要模拟用户的使用场景，验证补水和水质检测功能的可行性和准确性。
如果出现问题，我们需要对程序进行调试和优化，确保智能水杯的稳定和可靠性。
最后，我们可以选择对智能水杯进行优化和升级。
可以考虑增加WiFi模块，实现远程监测和控制功能，或者添加蓝牙模块，与智能手机进行连接，实现更多的交互和显示功能。
第4课 Cuptime智能水杯-创客教程
1、学习打印水杯，掌握水杯建模特点。
2、利用开源编程知识，赋予水杯倒计时功能，一、我们身边的水杯Science水是生命之源，在我们的日常生活中水杯是不可或缺的重要物品。
随着个性化时代的发展，水杯这类生活小物件的造型和功能也在不断地变化，我们在追求造型新颖的同时，也在追求智能化的功能。
今天我们将学习如何使用3D打印机打印出一个个性水杯，现在请同学们开动脑筋想一想，在自己的生活中见过那些造型奇特、功能多样的水杯呢？图4.1 我们身边的水杯二、水杯建模过程演示Technology and Engineering同学们，你们想好要做一个什么样的水杯了吗？在正式做水杯之前我们还是需要像上节课一样，对要打印的水杯先进行建模，然后再导入3D打印机进行打印。
参照以下步骤开始行动吧！1.利用123D Design建模（1）建立模型在新建文件内放置圆面，复制刚才放置的圆面到指定位置，两者高度差为80mm。
这两个圆面即为杯底和杯口，将杯底的直径设置为50mm，杯口的直径设置为54mm。
图4.2 杯口与杯底（2）放样处理拖动右键选择一个俯视的角度，选中杯底圆面，按住Shift键的同时点击杯口圆面，光标移到小齿轮出现快捷菜单，点击“放样”（Loft），按下回车键完成放样。
图4.3 放样（3）利用“扫描”（Sweep）制作杯把。
在视图中，点击“TOP”(顶视图)，视图会切换到工作台面上，用“Skecth”(草绘)工具中的“Spline”(样条线）在平台上画一条曲线。
在台面上点击任意点作为起点，拖动鼠标画出自己想要的曲线。
拖动过程中，单击可实现曲线的转折。
按下回车键，杯柄曲线就初步绘制完成了。
图4.4 杯把曲线制作（4）调整曲线弧度鼠标移近曲线上的连接处出现小圆圈，拖动鼠标可改变曲线的弧度。
若曲线不合适，可选中曲线，按Delete键进行删除操作。
图4.5 杯把曲线调整（5）绘制杯柄在台面上放置一个椭圆，并设定椭圆的长径和短径。
solidworks杯子设计教学
SolidWorks杯子设计教学SolidWorks是一种流行的计算机辅助设计（CAD）软件，广泛应用于工程和制造领域。
本文将向读者介绍如何使用SolidWorks进行杯子设计。
我们将涵盖从创建基本几何形状到添加细节和完成设计的各个方面。
第一步是打开SolidWorks软件并创建一个新的零件文件。
选择“文件”选项卡，然后点击“新建”按钮。
在弹出的对话框中选择“零件”，然后点击“确定”。
接下来，我们将绘制杯子的外形。
选择“绘制”工具栏中的“线”工具，然后在工作区上点击来绘制杯子的轮廓。
可以使用直线、圆弧和曲线工具来创建所需的形状。
确保绘制时保持对称和平滑的轮廓。
完成外形绘制后，我们需要使用“拉伸”命令将轮廓拉伸成为杯子的体积。
选择“特征”工具栏中的“拉伸”工具，在弹出的对话框中选择先前绘制的轮廓，然后输入所需的高度来拉伸形状。
可以选择拉伸的方式，如盲拉伸、到面拉伸等。
根据设计要求进行选择，并点击“确定”。
现在，我们已经创建了杯子的基本体积，但还需要一些细节来使其更真实。
选择“特征”工具栏中的“倒角”或“圆”工具，然后在杯子的上沿、底部和手柄等区域添加圆角。
通过增加适当的半径值来获得所需的效果，并在不同的区域应用不同的圆角。
接下来，我们可以添加杯子的手柄。
选择“特征”工具栏中的“草图”工具，然后在杯子的侧面创建一个新的草图。
在该草图中，绘制手柄的轮廓，然后使用“拉伸”命令将其拉伸成为实体。
使用“倒角”或“圆”工具来添加适当的边缘。
此外，我们还可以在杯子上添加纹理或图案。
选择“外观”工具栏中的“纹理”工具，然后选择杯子的表面并选择所需的纹理。
可以根据需要调整纹理的颜色、大小和方向等属性，以获得所需的外观效果。
最后，确保我们的设计符合要求并进行适当的检查。
选择“评估”工具栏中的“质量”工具来检查设计中的任何问题，如过细或过厚的壁，不良的几何形状等。
根据检查结果进行必要的修改和调整。
通过以上步骤，我们成功地在SolidWorks中设计了一个杯子。
智能温控水杯系统
设计作品名称摘要本项目主要完成对水壶改造，实现水壶壶盖室外饮水。
并在此基础上设计了智能水温检测，通过温度传感器对水杯温度进行实时监控。
利用微处理器对水温数据进行分段处理，实现不同人员对水温的不同需求。
并通过按键实现不同需求（不同模式)的选择，当水温达到对应需求时可进行短信提示饮水。
除此之外，手机App也可查询对应的数据。
关键词：温度传感器；App; 短信提示目录摘要 (I)第一章绪论 (1)1.1设计背景 (1)1.2所涉技术发展现状 (2)1.2.1国内外技术发展 (2)1.2.2存在的技术问题 (3)1.3创新点 (4)1.3.1主要解决的问题 (4)1.3.2设计内容简介 (4)第二章方案设计 (6)2.1水杯外形结构设计 (6)2.2 智能水杯软件设计72.2.1 方案叙述82.2.2 模块介绍82.3 技术应用前景122.3.1消费者需求122.3.2技术优势13参考文献 (15)致谢 (16)第一章绪论1.1设计背景随着中国经济越来越发达，人们的生活的水平越来越高，对于生活的质量的要求越来越高。
现代人越来越注重健康的生活方式，健康是每个人的追求，在日常生活中，我们总是在寻找各种各样的方式来保养，因为我们已经明白，保养和预防比治疗更重要。
而水的重要性就不言而喻了。
众所周知的是水的分类，比如说矿泉水、纯净水、苏打水等等。
会喝水才健康水作为人类生存的三大要素之一，没有人能够离开它，而且随着人们生活水平的提高和人们健康意识的逐渐增强，人们越来越关心自己的饮水健康。
但水这个看似最熟悉、最常用的“生命素”，对于人类来说，其实也是最陌生的！因为，由于不健康、不科学饮水所导致的健康危机正在成为人类最大的威胁之一。
会喝水才健康世界卫生组织WHO调查发现：人类疾病80%与水有关。
现代营养学家认为：饮水质量是我们生活质量的重要组成部分。
你今天的饮水习惯也将决定着你10年后的健康状况。
很少人知道水的温度也是影响我们健康的重要原因，其一，饮水过热易得消化道癌经常饮用温度过高的水，会使口腔、食道或胃黏膜发生炎症，长期发炎下去，可引起黏膜的质变，发生癌症。
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i++;
if(i>50000)//等待>50MS
return 0;//初始化失败
}
return 1;//初始化成功
}
3
写周期最少为60微秒，最长不超过120微秒。写周期一开始做为主机先把总线拉低1微秒表示写周期开始。随后若主机想写0，则将总线置为低电平，若主机想写1，则将总线置为高电平，持续时间最少60微秒直至写周期结束，然后释放总线为高电平至少1微秒给总线恢复 。而DS18B20则在检测到总线被拉底后等待15微秒然后从15us到45us开始对总线采样，在采样期总线为高电平则为1，若采样期总线为低电平则为0。写周期时序图如图6所示。
若要送出1则释放总线为高电平。主机在一开始拉低总线1微秒后释放总线，然后在包括前面的拉低总线电平1微秒在的15微秒时间完成对总线进行采样检测，采样期总线为低电平则确认为0。采样期总线为高电平则确认为1。完成一个读时序过程至少需要60微秒才能完成。其读周期的时序图如图7所示。
（6）测量参数可配置DS18B20 的测量分辨率可通过程序设定 9~12 位。
3.
主机首先发出一个480－960微秒的低电平脉冲，然后释放总线变为高电平，并在随后的480微秒时间对总线进行检测，如果有低电平出现说明总线上有器件已做出应答。若无低电平出现一直都是高电平说明总线上无器件应答。作为从
图5DS18B20初始化时序图
1.前言
随着社会进步与经济发展，人们对生活质量的要求越来越高，每天的饮水量是衡量健康的重要指标。但有多少人因为忙碌的工作而全天忘记喝水？当你感到口渴想要喝水的时候，体的失水已经达到2%，口渴本身其实是体已经严重缺水的表现，这是造成 “亚健康”状态的致命习惯之一。同时，越不注意喝水，喝水的欲望就会越低，人就会变得越来越缺水。研究表明，通常情况下，正常人每次喝水应控制在300ml，间隔时间为30到60分钟。
本课程设计就此设计出一款智能水杯，用来智能显示水温和提醒喝水，既方便了生活，又保持了健康。本报告针对智能水杯的软件系统进行阐述，软件编程在keil上操作。
2.
2.1
硬件结构框架图如图1所示。
图1 硬件结构简图
（1）水温检测
使用DS18B20温度传感器，完成水温的时时检测功能。
（2）水温及定时时间显示
图6DS18B20写周期时序图
/****************************************************************
* 函数名 : Ds18b20WriteByte
* 函数功能: 向18B20写入一个字节
* 输入 :
* 输出: 无
****************************************************************/
void Ds18b20WriteByte(unsigned char dat)
{
unsigned int i,j;
for(j=0;j<8;j++)
{
Desport=0;//每写入一位数据之前先把总线拉低1us
i++;
Desport=dat&0x01; //然后写入一个数据，从最低位开始
i=6;
while(i--); //延时68us，持续时间最少60us
使用LCD1602液晶显示屏，完成水温及定时时间的显示功能。
（3）智能提醒
使用定时器0，开启定时器中断，蜂鸣器提醒。
（4）定时时间设置
使用外部中断0扩展电路，用三个按键触发中断，完成对应定时开启和定时时间加减的功能。
2
总体程序流程图分为主程序和中断程序两部分，其中中断程序分为外部中断程序和定时器中断程序。流程图如下图所示。
{
unsigned int i;60us
i=70;
while(i--);//延时642us
Dsport=1;//然后拉高总线，若DS18B20做出反应会将在15us~60us后将总线拉低
i=0;
while(Desport)//等待DS18B20拉低总线
Desport=1;//然后释放总线，至少1us给总线恢复时间才能接着写入第二个数值
dat>>=1;
}
}
3.
读周期是从主机把单总线拉低1微秒之后就得释放单总线为高电平，以让
DS18B20把数据传输到单总线上。作为从机DS18B20在检测到总线被拉低1微秒后，便开始送出数据，若是要送出0就把总线拉为低电平直到读周期结束。
* 函数名 : Ds18b20Init
* 函数功能: 初始化
* 输入 : 无
* 输出: 初始化成功返回1，失败返回0
****************************************************************/
unsigned char Ds18b20Init()
图2 主程序流程图图3 外部按键中断流程图
图4 定时器中断程序设计流程图
3.水温采集模块
3.1
DS18B20 单线数字温度传感器，即“一线器件”，其具有独特的优点：
（1）采用单总线的接口方式，与微处理器连接时，仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。单总线具有经济性好，抗干扰能力强，适合于恶劣环境的现场温度测量，使用方便等优点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新概念。
（2）测量温度围宽，测量精度高 DS18B20 的测量围为 -55 ℃ ~+ 125 ℃ ； 在 -10~+ 85°C 围，精度为 ± 0.5°C 。
（4）持多点组网功能 多个DS18B20 可以并联在惟一的单线上，实现多点测温。
（5）供电方式灵活DS18B20 可以通过部寄生电路从数据线上获取电源。因此，当数据线上的时序满足一定的要求时，可以不接外部电源，从而 使系统结构更趋简单，可靠性更高。
器件的DS18B20在一上电后就一直在检测总线上是否有480－960微秒的低电平出现，如果有，在总线转为高电平后等待15－60微秒后将总线电平拉低60－240微秒做出响应存在脉冲，告诉主机本器件已做好准备。若没有检测到就一直在检测等待。初始化时序图如图5所示。
/****************************************************************