饮水机控制系统的设计
饮水机温控系统
摘 要
论文采用高性价比的AT89C2051单片机作为核心控制芯片，外围部件由防水数字温度传感器DS18B20，键盘电路，水位探测器，LED显示电路，加热控制器组成。实现了：
(1)能检测饮水机加热体中的水量和水温并能LED数码管显示水温。 水量低于设定值时禁止加热;
(2)防止干烧。 设定两种加热模式;
(3)温水键可以把水加热到60度，开水键可以把水加热到100度并实时显示水温。管显示水温。水量低于设定值时禁止加热;
(4)系统自动比较水温和系统设定温度，当水温低于设定温度10度时，加热器开始加热，当水温达到设定温度时，加热器停止工作。
饮水机设置温水键、开水键对水温进行控制。接通电源后，系统检测饮水机加热体中的水量及水温，并将水温清晰地显示在LED数码显示器上。为防低于系统设置，系统处于待机状态，此时温水键和开水键无效，待用户加足水后按键功能有效。
本设计中的数字温度传感器采用DS18B20。键盘电路由温水键、开水键2个独立式按钮组成。显示电路由4位七段码LED显示器组成。水深探测器为一根金属棒。加热控制器为MOTOROLA公司生产的单片集成光电耦合可控硅驱动器件
MOC3041。
关键字 温度/控制/单片机/传感器
DESIGN OF TEMPERATURE CONTROL
SYSTEM OF DRINKING MACHINE
ABSTRACT
In this thesis, cost-effective AT89C2051 MCU as a core control chip, the external
parts of the waterproof digital temperature sensor DS18B20, keyboard circuit, water level
detector, LED show circuit, the heating controller. Achieved: 1. Can detect water
fountains and water temperature and water temperature can be used LED digital display. 2.
The prohibition of water below the set value of heating, to prevent dry. 3. To set two
heating mode, warm water key to the water heated to 60 degrees, water key to the water
heated to 100 degrees and display the water temperature. 4. Comparison of water
temperature and the system automatically set the temperature, when the water
temperature 10 degrees below the set temperature, the heater began to heat, when water
temperature reaches the set temperature, the heater stopped working.
There are two buttons on drinking water temperature control. When powered
on,temperature clearly displayed on the LED digital display. To prevent dry
damagedheater, heating system uses water level detector to monitor the water level in the
body,if the water is lower than the setting, the system is in standby mode, the cursor
keysand warm water key is invalid, when the user to add a little water to key
functioneffectively.
In this design's digit temperature sensor is DS18B20. Key keyboard circuitconsists
of warm water, water stand-button key component 2. Display circuit consistsof four seven
segment LED display composition. During the heating controller is themonolithic
integrated electro-optic coupling silicon-controlled rectifier whichMOTOROLA
Corporation produces actuates MOC3041.
KEY WORDS temperature,control,SCM,sensor 目 录
中文摘要 .................................................................................................. .......Ⅰ
英文摘要 ................................................................................................... ......Ⅱ
1 引言............................................................................................................... 1
1.1 课题的目的及意义 ............................................................................. 1
1.2 国内外发展现状及研究概况............................................................. 1
1.3 设计的主要技术指标与参数 ............................................................. 2
1.4 设计的主要内容 ................................................................................. 2
2 设计要求的分析和方案的确定 ............................................................... 3
2.1 设计要求分析 ..................................................................................... 3
2.2 方案的确定 ......................................................................................... 4
3 总体电路的设计 ......................................................................................... 5
3.1 电路组成及工作原理 ......................................................................... 5
3.1.1 电路的组成 .................................................................................. 5
3.1.2 电路系统框图 ............................................................................... 6
3.2 单元电路的设计与元件选择 ............................................................. 7
3.2.1 主控制单元的设计 ........................................................................ 7
3.2.2 温度传感系统的设计 ................................................................... 10
3.2.3 加热控制系统的设计 ................................................................... 13
3.2.4 水位探测系统的设计 ................................................................... 15
3.2.5 显示电路及键盘电路的设计 ........................................................ 17
3.3 整体电路图 ....................................................................................... 23 4 系统软件设计 ........................................................................................... 24
4.1 系统主程序设计 ............................................................................... 24
4.2 按键处理子程序 ............................................................................... 25
4.3 温度检测子程序 ............................................................................... 27
基于单片机的饮水机温控系统的设计
龙源期刊网
基于单片机的饮水机温控系统的设计
作者：林奇盛 熊器 彭伟强
来源：《电子世界》2012年第03期
【摘要】介绍一种饮水机的温度控制系统。该系统利用软件编程实现饮水机的智能温控，在保温阶段采用双位调节进行温度控制，控制精度为±2℃，采用该温控系统可以使得饮水机在使用过程不产生“千滚水”。保温温度、保温时间和预加热时间可以自由设定，使得饮水机使用起来更加方便。
【关键词】单片机；温度控制；节能减排
1.引言
随着我国经济发展和国际能源紧张局势的加剧，人们环保意识的提高，越来越多的人在购买家电产品时都把节能当做重要的衡量指标。饮水机作为一种常用的家用电器，给我们的日常生活带来了极大方便。目前市场上大部分饮水机采用热敏电阻进行温控，饮水机将水从室温加热到沸腾，温控开关断开，停止加热；之后温度缓缓下降，当温度下降到一定时，温控开关闭合，然后又继续加热到沸腾，如此周而复始。如果用户在喝完水之后忘记切断电源，就会使水反复烧开，不仅浪费能源，而且容易形成含有重金属、砷化物等有害物质的“千滚水”。本文主要讨论如何应用单片机，为饮水机设计一个节能环保的温控系统，弥补饮水机的这些缺点。实验结果表明该温控系统具有稳定性好、易于操作、性价比高的特点，将会有广泛的发展前景。
2.硬件电路设计
系统主要实现时间显示，温度显示，保温阶段防止水反复烧开，保温温度、保温时间和预加热时间可自由设定的功能。系统硬件框图如图1所示，以STC89C516RD单片机为核心，扩展外部存储器构成系统的主控模块[1]。STC89C516RD单片机具有超强抗干扰/高速/低功耗的特点，工作电压为3.4V～5.5V，工作频率0～40MHZ，其指令代码完全兼容传统8051单片机，12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可以任意选择，内部自带看门狗。
即热式智能饮水机设计与实现
即热式智能饮水机设计与实现
摘要：本次研究中，重点主要集中在对于传统饮水机所存在问题地分析，随后围绕存在的问题进行了智能式饮水机设计和改进。设计中，以即热式智能饮水机为主，将51单片机作为饮水机核心，利用即热式电加热器替换掉传统的加热罐，实现即时出水目标的同时，也可显著预防出现千滚水类情况，最终实现饮水机使用的智能化。
关键词：智能化；饮水机；传感器
前言：传统饮水机使用过程中，经常出现节能、安全或是健康一类问题，比较常见的安全隐患就是当饮水机之内无水时，会导致饮水机在长时间干烧下被烧坏，一旦严重，还会造成火灾等情况出现。此外，传统的饮水机在加热时，不仅加热的时间间隔长，同时还需由人工手动进行出水开关或是电源开关的管理，不够人性化。鉴于此，针对即热式智能饮水机设计与实现这一内容进行深入分析具有重要现实意义。
一、工作原理分析
在本次设计中，即热式智能饮水机之上安装了热释点红外线传感器，该设备的运行时，会自动针对饮水机周边是否有人接近进行检测处理。同时，在设计中，还在即热式智能饮水机之上安装了光敏传感器，用于针对饮水机使用常见的白天或是夜晚进行时间上的识别，借此精准判定是否需要将欢迎语音功能打开[1]。此外，实验中所研究的即热式智能饮水机加热时，主要是利用即热式电热管将冷水加热，并能够做到即时出水，避免出现千滚水的情况，且同时饮水机前用户也无需等待冷水加热[2]。此过程中，饮水机之内的温度传感器会自动针对水温情况进行监测，当判定温度异常时，就可以将电源自动切断[3]。期间，液位传感器也会就饮水机内当前的水位是否满足用水需求进行检测，不足时会自动发出警报，满足则开启照明灯，利用热管完成加热过程，为用户放出热水。
二、系统设计 本次研究中，饮水机需要保障具备即热功能，且带有节能、安全及语音提示功能，随后，根据功能的设定，借助模块化设计方案的执行，将51单片机应用于智能化饮水机设计中。
（一）系统硬件设计
基于单片机的水温控制系统设计
基于单片机的水温控制系统设计
引言
在能源日益紧张的今天，电热水器，饮水机，电饭煲之类的家用电器
在保温时， 由于其简单的温控系统，利用温敏电阻来实现温控，因而会造
成很大的能源浪费浪费。
利用 AT89C51 单片机为核心，配合温度传感器，信号处理电路，显示
电路， 输出控制电路，故障报警电路等组成，软件选用汇编语言编程。单
片机可将温度传感器检测到的水温模拟量转换成数字量，显示于LED 显示
器上。该系统灵活性强，易于操作，可靠性高，将会有更广阔的开发前景。
本设计任务和主要内容
设计并制作一个水温自动控制系统，控制对象为1升净水，容器为搪
瓷器皿。水温可以在一定范围内由人工设定，并能在环境温度降低时实现
自动控制，以保持设定的温度基本不变。
本设计主要内容如下：
（1）温度设定范围为40～90℃，最小区分度为1℃，标定温度≤1℃。
（2）环境温度降低时温度控制的静态误差≤1℃。
（3）用十进制数码管显示水的实际温度。
（4）采用适当的控制方法，当设定温度突变（由40℃提高到60℃）时，
减小系统的调节时间和超调量。
（5）温度控制的静态误差≤0.2℃。
系统主要硬件电路设计
单片机控制系统原理框图
温度采样电路
选用传感器AD590。其测量范围在-50℃--+150℃，满刻度范围误差为
±0.3℃，当电源电压在5—10V之间，稳定度为1﹪时，误差只有±0.01℃。
此器件具有体积小、质量轻、线形度好、性能稳定等优点。
系统的信号采集电路主要由温度传感器（AD590）、基准电压（7812）
及A/D转换电路（ADC0804）三部分组成。
信号采集电路
温度控制电路
此部分电路主要由光电耦合器MOC3041和双向可控硅BTA12组成。
MOC3041光电耦合器的耐压值为400v，它的输出级由过零触发的双向可控
硅构成，它控制着主电路双向可控硅的导通和关闭。100Ω电阻与0.01uF
电容组成双向可控硅保护电路。
部分控制电路
智能饮水机设计与实现
智能饮水机设计与实现
一、引言
随着人们健康意识的提升，饮用水质量的安全已经成为一个备受关注的问题。传统的饮水方式不再能够满足人们的需求。在这样的情况下，智能饮水机应运而生。基于人工智能技术，智能饮水机不仅提供了高品质的饮用水，而且实现了智能化管理。本文将从智能饮水机的设计、实现及未来发展前景等方面进行探讨。
二、智能饮水机的设计
在智能饮水机的设计中，无论是外观还是内部结构，都要符合人机工程学原理，使人机之间的交互更加便捷，并且所有的材料要经过安全检测。智能饮水机应当具有如下的设计特点：
1. 高效的净水技术
在水处理的实现上，高效的净水技术是非常重要的。智能饮水机应该采用优质过滤器，能够利用活性炭等材料去除有害物质，并能保证水质的纯净度。
2. 人性化设计
智能饮水机的人性化设计主要是为了方便用户，减少使用过程中的困难。比如，可以配备有显示屏幕，用户可通过触控操作使智能饮水机进入工作状态，调整水温等。 3. 外观美观
由于智能饮水机作为厨房的家电，其外观美观度也至关重要，因此其外观可以考虑采用流线型设计，使其更具美感。
三、智能饮水机的实现
智能饮水机的实现离不开现代科技技术的支持，其中最重要的是人工智能，它可以使得智能饮水机更加智能化精准地掌控温度、水量水质等信息，使人们能够更加方便有效的使用智能饮水机。
在实现上，智能饮水机需要结合人性化设计去实现，比如可以设置微信服务号既方便用户查看和查询智能饮水机的运行状况，也便于管理人员对设备进行数据监控，便捷快速地响应用户反馈的信息。智能饮水机的实现还需要设备所采用的电子元件和科技享有不断的创新和进步，拥有更强的处理能力和更高的精度。
四、智能饮水机的发展前景
当前，为了满足人们对饮水质量的不断提升要求，各种品牌的智能饮水机已经开始走进了人们的生活，而且其市场需求呈上升趋势。据市场调查数据显示，未来五年中国智能饮水机市场规模将达到160亿，因此，这是很吸引人的市场，也是很有市场前景的。
饮水机工作方案设计
饮水机工作方案设计
一、引言。
随着人们对健康的重视和环境保护意识的增强，饮水机在日常生活中的作用越来越受到重视。饮水机不仅可以为人们提供方便的饮水方式，还可以减少塑料瓶的使用，对环境起到一定的保护作用。因此，设计一套合理的饮水机工作方案显得尤为重要。
二、饮水机工作原理。
饮水机的工作原理主要是通过净化水源，使其符合人体饮用水标准。一般来说，饮水机主要包括过滤、杀菌、冷热处理等步骤。首先，水源经过过滤器过滤，去除水中的杂质和异物；然后经过杀菌器杀菌，确保水质安全；最后经过冷热处理器进行冷却或加热，使水达到适宜的饮用温度。整个过程中，饮水机需要不断地运转，确保饮用水的持续供应。
三、饮水机工作方案设计。
1. 水源选择。
饮水机的水源选择非常重要，直接关系到饮用水的质量。一般来说，可以选择自来水作为饮水机的水源，因为自来水经过层层净化和消毒处理，水质相对较好。另外，也可以选择桶装水或纯净水作为水源，但需要定期更换水桶或水箱，增加了管理和维护成本。
2. 过滤器设计。
过滤器是饮水机中非常重要的部件，直接影响到水质的净化效果。因此，过滤器的设计需要考虑过滤材料的选择、过滤孔径的大小、过滤速度等因素。一般来说，可以选择活性炭、陶瓷等材料作为过滤介质，通过物理或化学的方式去除水中的杂质和异物。此外，过滤器的清洗和更换也需要考虑在内，以确保过滤效果和延长使用寿命。
3. 杀菌器设计。
杀菌器是保证饮水机水质安全的关键部件，可以选择紫外线杀菌器或臭氧杀菌器。紫外线杀菌器通过紫外线的照射杀灭水中的细菌和病毒，臭氧杀菌器则通过臭氧的氧化作用去除水中的有机物和异味。在设计杀菌器时，需要考虑杀菌器的功率、杀菌效果和使用寿命等因素。
4. 冷热处理器设计。
冷热处理器是饮水机中的另一个重要部件，可以通过压缩机制冷和电加热的方式实现冷热水的供应。在设计冷热处理器时，需要考虑制冷剂的选择、制冷效果和加热功率等因素。另外，还需要考虑冷热水的储存和保温，以确保饮用水的温度和质量。
智能家居中的智能饮水机设计研究
智能家居中的智能饮水机设计研究
智能家居是当今科技发展的一个重要领域，它将越来越多的智能设备整合到一个网络中，通过人机交互实现各种功能，极大地方便了人们的生活。智能饮水机作为智能家居的一部分，是一个重要的方向。本文将探讨智能饮水机的设计思路以及未来的发展趋势。
一、智能饮水机的设计目标
智能饮水机作为一种智能家电，其设计目标主要是在保证饮用水的质量的前提下，提供更加智能化、舒适化、便捷化的饮水体验。因此，智能饮水机的设计应该具有以下特点：
1. 智能控制：智能饮水机应该具有人性化、智能化的控制系统，让用户可以通过手机或其他智能设备远程控制和监测饮水机的运行状态；同时，饮水机的自动化程度越高，用户的使用体验也就越好。
2. 环保节能：智能饮水机应该采用环保、节能的设计理念，能够在节约能源的情况下，提供恰好适合的饮用水，减少水资源的浪费。
3. 全面保障：智能饮水机应该坚持“健康是硬道理”的设计思想，严格保障饮用水的质量和卫生安全，让用户能够放心使用。
4. 人性化设计：智能饮水机应该注重人性化设计，方便用户使用；为了迎合不同用户的需求，饮水机应该提供多种饮水模式，例如冷热自由调节、按需出水、预约出水等，以满足不同用户和不同场景下的需求。
二、智能饮水机的设计理念
智能饮水机的设计理念是基于实用与可靠性的基础上，注重功能和用户需求的平衡。它的设计需从以下方面展开： 1. 外观设计：智能饮水机的外观设计应该考虑美学与功能的平衡，同时注重与智能家居整体风格的协调，符合人们审美的同时也能为他们的生活增添一些舒适感。
2. 智能控制：智能饮水机的智能控制应该注重人机交互，让用户可以轻松掌握操作技巧，通过简单的操作或者APP就可以实现丰富的功能，智能化程度越高，用户体验也就更好。
3. 饮水安全保障：智能饮水机的饮水安全保障应该注重质量监测和过滤技术的升级，杜绝二次污染，确保提供符合国家标准的饮用水。
三、智能饮水机的发展趋势
智能型家用饮水机系统设计
设计开发 瓣 Ｉ散字执术 斗广＿；；
智能型家用饮水机系统设计１
吴慧峰刘政杨双 （桂林航天工业高等专科学校电子工程系广西桂林５４１００４）
摘要：目前市场上多数的饮水机在无人看管的情况下，系统会对已经烧开的水反复加热，或者在无水的时候，系统仍处于空烧状态。为了 解决上述问题，在常见某饮水机的基础上，引入了单片机构成的控制系统，加入保温、水量检测、使用情况检查等电路检测相关信号，并送单 片机处理，由反馈信号控制加热器的电源部分，完成对饮水机系统进行升级。经过实验证明，改进后的系统实用性强，同时还具备环保与节能 功效 关键词：单片机智能系统传感器固态继电器 中图分类号：ＴＰ２７４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００７—９４１６（２０１２）０３—０ｌ１６—０２ １、引言 目前市场的饮水机如果功能较齐全，则价格昂贵，若价格合适，则功 能简单，不具备自动控制、节能环保的特｜ ，本系统在某饮水机原有简单 系统的基础上加以改进，引入单片机控制模块，增加了以下功能：（１ 听加 入温度传感器实时俭测当前温度，并利用数码管实时显 ；（２ 破控制 范围在Ｏ℃—＋１ １０￣Ｃ；（３脸测水桶所剩水量腈况，根据水量ｌ青况做出相应 处理；（４服用的监控情况，若１小时无人使用，则系统自动断电。 本系统不改变原有系统基础上，新加的单片机模块价格便宜， 此改进后的系统价格合适。 ２、饮水机的单片机控制系统 由于本系统的改进是在成本与实用性的基础上进行的，从尽可 能降低成本的方面可虑，新改进的系统尽可能保留原有系统的电路； 从实用性方面考虑，新改进后的系统引入单片机部分可以作为一个 独 系统“１，与原有系统的关联在于利用晶闸管和继电器控制电阻丝 加热器的导通与截止，新加入的单片机控制系统框图如下图１所示。 使用情况 －ｌ剩余水量 —－ 检测音Ｉ５分 单片 Ｉ检测部分 ｆ 机 — 继电器 温度测量卜＿ ＡＴ８９ ｆ Ｓ５１ —＋Ｉ报警系统ｌ 温度 示｛－－一 图１单片机控制系统框图
基于物联网技术的智能饮水系统设计与实现
基于物联网技术的智能饮水系统设计与实现
摘要：为探究人身体健康和饮水状况之间的关系，提出基于机智云物联网和阿里云数据库技术的饮水状况智能检测系统设计。系统由智能杯垫硬件、手机APP程序和云端分析程序3个部分组成。本文以优能拓智能家居(深圳)有限公司的智能饮水系统为例进行研究，优能拓水系统支持手机APP操作，用户可在手机或其它智能设备上进行水温调节、定时设置、在线购买获取技术支持等多种操作，能够满足人们高品质的生活需求。
关键词：智能饮水系统；物联网；云数据库
水是人的生命之源，人身体的70%是水，人体血液中水份含量是83%，人体的生命代谢活动都离不开水[1]。随着人生理机能渴觉退化，身体已经缺水也不会觉得口渴。本文基于物联网建立人饮水监测系统采集及分析人饮水状态，根据居住环境温湿度、人体基本生理参数、慢性病情况等提出个性化健康饮水建议，进而帮助人们调节身体健康。目前已有一些系统采用物联网技术采集人们的生活、行为数据用于健康分析。如杨君仪等人设计了一套能够监测老年人心率、血压的可穿戴式监测系统，该系统由可穿戴设备、监测终端、云端、用户终端等4个部分组成。李威等联合开发了远程人体监测仪，采用高精度三维位置的MXTOS2-200模块和MXT8051MCU模块设计终端产品，通过对人体心电、呼吸频率、行走状况(跌倒)等生理状态参数的实时采集测量，与正常生理参数范围做比较，进行预警动作。苹果公司研发的iWatch可以进行对使用者心率偏低和偏高时的预警通知，进行摔倒预测，多达五项的运动指标检测。
1系统总体设计
本文采用了4个直流电机驱动的机械模块，倒水模块采用机械臂送水。控制系统包括UPSquared处理器、电机驱动模块、STM32F103x(MCU)模块、Zigbee无线模块、UWB定位模块、机械臂模块、供电与稳压系统。机械系统包括运输以及倒水系统，通过机械系统和控制系统的密切配合保证运动的稳定性和功能的可靠性。按照如下步骤进行操作：
基于单片机的智能饮水机的设计毕业论文
.WORD版本. 基于单片机的智能饮水机的设计毕业论文
目 录
前 言 ............................................................. 4
1绪 论 ........................................................... 6
1.1 课题研究的背景 ...................................... 6
1.2 市场饮水机现状 ...................................... 6
1.3 课题研究的目的和意义 ................................ 7
1.4 智能饮水机的主体功能 ................................ 8
1.5 课题设计的主体容 .................................... 9
2 智能饮水机的硬件结构设计 .................................... 10
2.1 智能饮水机的总体设计 ............................... 10
2.2 元器件选择 ......................................... 11
2.3 AT89S52的主要性能 ................................. 11
2.3.1 AT89S52功能特性描述 ............................ 12
2.3.2 AT89S52晶振电路的设计 .......................... 13
2.4 测温电路的设计 ..................................... 14
基于stm32的智能饮水机控制开题报告
基于STM32的智能饮水机控制开题报告
一、概述
随着人们生活水平的提高，人们对饮水质量的要求也越来越高。传统的饮水方式已经无法满足人们的需求，因此智能饮水机成为了一种新的时尚选择。智能饮水机不仅可以提供净化的饮用水，还可以通过智能控制实现多种功能，如温水、冷水、热水的选择，定时喝水提醒等。而基于STM32的智能饮水机控制系统，可以实现更多的功能，并且具有更高的稳定性和可靠性。
二、研究背景
传统的饮水机控制系统通常采用单片机或者PLC来实现，但是这些系统存在一些问题，如功能受限、稳定性差、扩展性差等。而基于STM32的智能饮水机控制系统，可以克服传统系统的这些问题，实现更加智能化、稳定化的控制。
三、研究目的和意义
本研究旨在设计并实现一种基于STM32的智能饮水机控制系统，通过对STM32的相关技术和智能饮水机的控制需求进行分析，设计出一种功能强大、稳定可靠的控制系统。这将为智能饮水机行业的发展提供技术支持，为用户提供更加便捷、安全、健康的饮水体验。
四、研究内容和技术路线 1. 对STM32技术进行深入研究，掌握其基本原理和开发环境。
2. 分析智能饮水机的控制需求，包括温水、冷水、热水的控制、定时喝水提醒等功能。
3. 设计基于STM32的智能饮水机控制系统的硬件和软件架构，包括传感器模块、执行模块、显示模块等。
4. 开发相应的控制算法，实现对智能饮水机的各项功能进行精准控制。
5. 调试和优化系统，确保系统稳定、可靠。
五、研究进展和计划安排
目前已经完成对STM32技术的深入研究，并初步分析了智能饮水机的控制需求。下一步将进行硬件和软件设计，开发控制算法，并进行系统调试和优化。计划在6个月内完成系统的设计、开发和测试工作。
六、研究预期成果
1. 实现基于STM32的智能饮水机控制系统的设计和开发。
2. 实现饮水机的温水、冷水、热水的精准控制功能。
3. 实现定时喝水提醒等智能功能。