智能飲水杯控制系統(tǒng)設(shè)計_第1頁
智能飲水杯控制系統(tǒng)設(shè)計_第2頁
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文檔簡介

摘要傳統(tǒng)的社會產(chǎn)業(yè)管理主要依賴人工操作,主觀性較強,存在生產(chǎn)成本高、生產(chǎn)效率低、數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確等問題。隨著信息技術(shù)和自動化水平的不斷提升,時代的發(fā)展帶來了旺盛的需求,也促使各行各業(yè)逐漸向智能化方向發(fā)展。以機器代替人工作業(yè)的方式已經(jīng)逐漸成為主流。其中,智能家居領(lǐng)域吸引了眾多科研學(xué)者的關(guān)注,為自動化控制領(lǐng)域的研究提供了新的思路,成為當(dāng)前最炙手可熱的科研方向之一。在這樣的背景下,本文對水杯的控制手段進行了提檔升級,基于單片機技術(shù),提出了一種低功耗、低成本的智能水杯設(shè)計方案。該系統(tǒng)以硬件控制為主體,通過C語言編程實現(xiàn),以STM32開發(fā)板為核心控制器,結(jié)合多傳感器融合技術(shù),能夠感知水杯內(nèi)的水溫、水位和水質(zhì)。在此基礎(chǔ)上,系統(tǒng)實現(xiàn)了水杯的自動加熱功能,并設(shè)計了定時提醒喝水的功能。同時,通過WIFI無線通信技術(shù),系統(tǒng)與App建立連接,實現(xiàn)了水杯的遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。該智能水杯系統(tǒng)能夠有效提升飲水健康管理水平,滿足不同人群的飲水需求,對智能家居領(lǐng)域的研究具有重要的推動作用。關(guān)鍵詞:智能水杯;STM32單片機;C語言;WIFI無線通信

AbstractTraditionalsocialindustrymanagementprimarilyreliesonmanualoperations,whicharehighlysubjectiveandplaguedwithsignificantdrawbacks,suchashighproductioncosts,lowefficiency,andinaccuratedata.Withthecontinuousadvancementofinformationtechnologyandautomation,thegrowingdemandsoftheerahavepropelledvariousindustriestowardsintelligentdevelopment.Thereplacementofmanuallaborwithmachineshasgraduallybecomethemainstream.Amongthesedevelopments,thefieldofsmarthometechnologyhasgarneredtheattentionofnumerousresearchers,providingnewideasforthestudyofautomatedcontrolandbecomingoneofthehottestresearchdirectionstoday.Againstthisbackdrop,thispaperupgradesthecontrolmethodsofwaterbottles.Basedonmicrocontrollertechnology,alow-power,low-costsmartwaterbottledesignisproposed.Thesystem,withhardwarecontrolasthemainbody,isimplementedthroughClanguageprogramming.ItusestheSTM32developmentboardasthecorecontrollerandintegratesmulti-sensorfusiontechnologytoperceivethewatertemperature,waterlevel,andwaterqualityinsidethebottle.Onthisbasis,thesystemachievesautomaticheatingofthewaterbottleanddesignsafunctiontoreminduserstodrinkwateratregularintervals.Additionally,throughWIFIwirelesscommunicationtechnology,thesystemconnectswithanapptoenableremotemonitoringofthewaterbottle.Thissmartwaterbottlesystemcaneffectivelyenhancethemanagementlevelofdrinkingwaterhealth,meetthedrinkingneedsofdifferentgroups,andplayanimportantroleinpromotingresearchinthefieldofsmarthomes.Keywords:SmartWaterBottle;STM32Microcontroller;CLanguage;WIFIWirelessCommunication

目錄1引言 圖3-1所示。圖3-SEQ圖3-\*ARABIC1單片機模塊電路溫度傳感器電路設(shè)計其中,負(fù)責(zé)溫度采集的傳感器設(shè)備為DS18B20,內(nèi)置了NTC測溫元件,原理是通過溫敏元件感應(yīng)水中的實際溫度,獲取產(chǎn)生的電壓信號,再將電壓信號進行數(shù)模轉(zhuǎn)換處理,其電路設(shè)計如圖3-2所示,比較簡單,引腳2接地,引腳3接入電源5V,引腳1與單片機模塊的PA6接口連接實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。圖3-SEQ圖3-\*ARABIC2DS18B20電路圖水質(zhì)傳感器電路設(shè)計在本設(shè)計中,負(fù)責(zé)水的渾濁度信號采集的傳感器設(shè)備為TDS水質(zhì)傳感器。TDS傳感器的核心是其內(nèi)部的電極系統(tǒng)。當(dāng)水流經(jīng)傳感器時,兩個電極之間會形成電場。由于水中溶解的離子具有導(dǎo)電性,它們會在電場中傳遞電流,使得通過水的電流強度與水中溶解固體的濃度成正比關(guān)系。傳感器通過精密的電路設(shè)計,將電流變化轉(zhuǎn)換為可讀的TDS值。簡言之,TDS值越高,表明水中溶解的固體物質(zhì)越多,水質(zhì)相對較差;反之,TDS值越低,則說明水質(zhì)較為純凈。在硬件連接方面,TDS傳感器的引腳3接地,引腳4接入5V電源,引腳1連接到單片機的PA0接口,用于實現(xiàn)水的渾濁度信號的傳輸與通信。其電路設(shè)計如圖3-3所示。圖3-SEQ圖3-\*ARABIC3水質(zhì)傳感器電路圖水位傳感器電路設(shè)計在本設(shè)計中,水位采集采用電容式水位傳感器,其工作原理基于電容的變化來感知水位高低。電容是描述兩個導(dǎo)體之間儲存電荷能力的物理量,其大小與導(dǎo)體間的距離、面積以及介電常數(shù)密切相關(guān)。在電容式水位傳感器中,通常包含一個固定電極和一個隨水位升降而移動的電極(或探頭)。當(dāng)水位上升時,移動電極浸入水中,水的介電常數(shù)大于空氣,導(dǎo)致電極間的電容值增大;反之,當(dāng)水位下降時,電極浸入水中的部分減少,電容值隨之減小。傳感器通過精確測量電容值的變化,能夠?qū)崟r推算出水位的高度變化。在硬件連接方面,該水位傳感器的引腳3接地,引腳4接入5V電源,引腳1連接到單片機的PA4接口,用于實現(xiàn)水位信號的傳輸與通信。這種設(shè)計不僅能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的水位監(jiān)測,還具備良好的穩(wěn)定性和抗干擾能力。其電路設(shè)計如圖3.4所示,為系統(tǒng)的水位監(jiān)測提供了可靠的硬件支持。圖3-SEQ圖3-\*ARABIC5水位傳感器電路圖顯示模塊電路設(shè)計本系統(tǒng)選用0.96英寸OLED顯示屏作為輸出設(shè)備,其電路設(shè)計如圖3.7所示。電源電路通過接入VCC為顯示屏供電,確保其正常運行。OLED顯示屏采用TFT驅(qū)動器來控制像素點發(fā)光,實現(xiàn)清晰的顯示效果。SCL引腳作為時鐘信號線,連接至單片機的PA12接口,用于控制顯示數(shù)據(jù)的時序。SDA引腳作為數(shù)據(jù)信號線,連接至單片機的PA11接口,用于傳輸顯示數(shù)據(jù)。通過這兩條信號線,OLED顯示屏能夠?qū)⒊绦虻妮敵鰞?nèi)容實時顯示出來。圖3-SEQ圖3-\*ARABIC6顯示模塊電路圖按鍵控制電路設(shè)計本設(shè)計中的按鍵模塊采用4位矩陣按鍵,每個按鍵對應(yīng)不同的指示功能,通過按鍵狀態(tài)的變化來控制程序電路的狀態(tài)。具體來說,按鍵模塊的工作原理如下:當(dāng)沒有按鍵被按下時,按鍵內(nèi)部的觸點與程序電路之間沒有接觸,因此按鍵電路處于斷開狀態(tài),程序電路保持初始狀態(tài),不會觸發(fā)任何操作。相反,當(dāng)按鍵被按下時,按鍵內(nèi)部的觸點與程序電路接觸,電路狀態(tài)從斷開變?yōu)殚]合,從而觸發(fā)對應(yīng)的指令操作,并將信號傳遞給微控制器。微控制器接收到信號后,會進行處理并做出相應(yīng)的響應(yīng)。在硬件連接方面,按鍵模塊通過單片機的PB12、PB13、PB14、PB15接口與主控電路相連,分別對應(yīng)按鍵1、按鍵2、按鍵3和按鍵4,實現(xiàn)信號的傳輸與交互。這種連接方式確保了按鍵模塊與單片機之間的穩(wěn)定通信,能夠準(zhǔn)確地將按鍵操作轉(zhuǎn)化為程序控制指令。其電路設(shè)計如圖3.6所示,清晰展示了按鍵模塊的連接關(guān)系和功能實現(xiàn)。圖3-SEQ圖3-\*ARABIC7按鍵控制電路圖

系統(tǒng)軟件設(shè)計本課題的軟件設(shè)計采用模塊化思路,將系統(tǒng)功能分解為多個獨立模塊,每個模塊負(fù)責(zé)特定任務(wù),確保系統(tǒng)運行高效且結(jié)構(gòu)清晰。在系統(tǒng)運行時,主程序或服務(wù)程序會調(diào)用相應(yīng)子程序,完成濁度信號檢測、信號處理和數(shù)據(jù)展示等功能。軟件基于C語言開發(fā),并使用KeiluVision5作為開發(fā)環(huán)境,為單片機提供了高效靈活的編程支持。系統(tǒng)程序主要由以下幾個核心子程序組成:主程序、A/D轉(zhuǎn)換、液晶顯示以及串口通信(發(fā)送和接收)。每個子程序?qū)W⒂谄涮囟üδ?,協(xié)同實現(xiàn)系統(tǒng)的整體運行。主程序設(shè)計本智能水杯的軟件部分通過本地操作界面進行交互和顯示。系統(tǒng)啟動時,首先初始化各功能模塊。按鍵模塊用于設(shè)置水溫閾值或定時時間,設(shè)置完成后,系統(tǒng)啟動各傳感器設(shè)備,開始采集水的渾濁度、水量和溫度信號。采集到的信號經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換后,以數(shù)字形式顯示在OLED顯示屏上。用戶可以通過按鍵選擇系統(tǒng)的功能模式。在自動模式下,如果檢測到數(shù)據(jù)異常,單片機模塊會發(fā)送控制指令,啟動指示模塊或執(zhí)行器進行相應(yīng)操作。在定時模式下,用戶通過按鍵啟動或暫停定時功能。當(dāng)按鍵啟動后,紅外傳感器開始采集人體信號,檢測到人體信號后,表示喝水完成,系統(tǒng)將重新開始計時,循環(huán)該喝水定時周期。整個軟件設(shè)計流程如圖4-1所示,系統(tǒng)通過模塊化設(shè)計,實現(xiàn)了功能的靈活切換和高效運行,同時簡化了用戶操作流程,提升了用戶體驗。圖4-SEQ圖4-\*ARABIC1主系統(tǒng)程序流程圖液晶顯示子程序設(shè)計本系統(tǒng)選用OLED顯示屏作為顯示模塊,其發(fā)光原理基于半導(dǎo)體材料的特性。具體工作流程如下:當(dāng)系統(tǒng)通電后,電流從顯示屏的陽極和陰極注入到內(nèi)部的有機半導(dǎo)體材料中。這些電流激發(fā)材料中的電子,形成激子。激子在移動過程中會釋放能量,以光子的形式發(fā)出光線,從而實現(xiàn)顯示功能。這一過程如圖4-2所示,展示了OLED顯示屏的發(fā)光機制。圖4-SEQ圖4-\*ARABIC2液晶顯示模塊程序流程圖傳感器模塊程序設(shè)計傳感器模塊包括水的渾濁度、水位、溫度和人體信號采集等功能,并將采集到的信號依次經(jīng)過放大、濾波和模數(shù)轉(zhuǎn)換,最終轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號傳輸給微控制器(MCU)。具體流程如下:首先,MCU控制各傳感器啟動并進入工作狀態(tài)。各傳感器根據(jù)自身功能獨立運行:應(yīng)變電阻片感應(yīng)環(huán)境變化并輸出對應(yīng)的電壓信號,隨后在傳感器內(nèi)部完成模數(shù)轉(zhuǎn)換,將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,并通過引腳傳輸給MCU進行計算和處理。傳感器模塊的軟件流程設(shè)計如圖4-3所示。圖4-SEQ圖4-\*ARABIC3傳感器程序流程圖按鍵模塊程序設(shè)計按鍵模塊作為人機交互的核心接口,用于向系統(tǒng)輸入指令。當(dāng)用戶按下按鍵時,按鍵內(nèi)部的觸點與電路接觸,形成閉合回路,從而觸發(fā)對應(yīng)的指令信號并發(fā)送給微控制器(MCU)。MCU接收到信號后,執(zhí)行相應(yīng)的操作并輸出結(jié)果。在本系統(tǒng)中,按鍵模塊主要用于實現(xiàn)功能切換、閾值設(shè)置和定時設(shè)置等操作。按鍵模塊的軟件流程設(shè)計如圖4-4所示。圖4-SEQ圖4-\*ARABIC4按鍵模塊程序流程圖指示模塊程序設(shè)計本程序設(shè)計了三種不同范圍的水量區(qū)間:0~30、30~50和50以上,并通過LED燈的亮起狀態(tài)直觀顯示當(dāng)前水杯內(nèi)的水量。具體規(guī)則為:當(dāng)傳感器檢測到水位低于30時,LED3亮起;當(dāng)水位在30~50之間時,LED2亮起;當(dāng)水位超過50時,LED1亮起。不同LED燈的亮起狀態(tài)分別對應(yīng)不同的水量區(qū)間,方便用戶快速了解水杯內(nèi)的水量情況。此外,在定時模式下,當(dāng)?shù)竭_設(shè)定的喝水時間時,三個LED燈(LED1、LED2和LED3)會同時亮起,提醒用戶喝水,其指示模塊的程序設(shè)計如圖4-5所示。圖4-SEQ圖4-\*ARABIC5指示模塊程序流程圖小結(jié)本部分重點闡述軟件設(shè)計在系統(tǒng)開發(fā)中的關(guān)鍵作用。C語言以其簡潔高效、靈活通用的特點,以及豐富的運算符和數(shù)據(jù)類型,成為廣泛適用的編程語言。它不僅能生成高效的機器代碼,還具備強大的可移植性,適用于從底層系統(tǒng)開發(fā)到高級應(yīng)用編程的廣泛場景。這些特性使C語言成為實現(xiàn)本系統(tǒng)軟件設(shè)計的理想選擇。系統(tǒng)程序由多個核心模塊組成,包括主程序、A/D轉(zhuǎn)換子程序、OLED顯示子程序以及串口通信(發(fā)送和接收)子程序。各模塊的子程序及其工作流程在本部分進行了詳細(xì)說明。流程圖作為一種圖形化工具,用于直觀展示解決問題的方法和算法邏輯。其規(guī)范的符號、清晰的結(jié)構(gòu)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿?,使得?fù)雜的設(shè)計思路易于理解和描述。在本次軟件設(shè)計中,通過模塊化架構(gòu)、效率優(yōu)化和代碼可讀性的提升,結(jié)合流程圖的有效應(yīng)用,成功構(gòu)建了一個功能完備、運行穩(wěn)定的系統(tǒng)。然而,在回顧整個開發(fā)過程時,我們也發(fā)現(xiàn)了一些潛在的改進空間,例如代碼細(xì)節(jié)的優(yōu)化和用戶交互界面的進一步完善。展望未來,我們將致力于提升系統(tǒng)性能,優(yōu)化用戶體驗,并持續(xù)探索新技術(shù),以推動系統(tǒng)的持續(xù)改進和發(fā)展。

系統(tǒng)調(diào)試焊接調(diào)試在組裝單片機電路板時,我們嚴(yán)格按照預(yù)先設(shè)計好的原理圖來操作。首先,把插接件穩(wěn)穩(wěn)地安裝到電路板上,這是基礎(chǔ),位置一定要準(zhǔn)確。接著,把OLED顯示屏的引腳和電路板上的焊點連接起來,同時確定好它在電路板上的位置。顯示屏安裝好后,就開始焊接其他部件,比如溫度傳感器、pH傳感器、濁度傳感器和藍(lán)牙模塊。焊接的時候要特別小心,檢查每個焊點,確保沒有虛焊或者短路的情況。所有部件焊接完成后,把編譯好的程序燒錄到STM32F103C8T6單片機里,然后把單片機插到電路板上。接下來就是測試環(huán)節(jié)。給電路板接上5V直流電源,閉合開關(guān)后,先看看OLED顯示屏能不能正常工作。如果顯示屏能正常顯示,那就說明第一步成功了,接下來就可以測試其他傳感器,看看整個電路系統(tǒng)是不是能正常運行。如果顯示屏沒問題,那就說明電路板和程序都沒問題,一切順利。要是有問題,那就要仔細(xì)檢查,看看是哪個環(huán)節(jié)出了岔子,是硬件沒接好,還是程序有問題,然后針對性地解決。功能調(diào)試在單片機測試沒問題后,就開始調(diào)試各個功能,主要是驗證軟件的準(zhǔn)確性。重啟單片機后,OLED屏幕和藍(lán)牙模塊先初始化,接著逐個測試傳感器。OLED屏幕被分成三行,分別顯示溫度、水位和水質(zhì)(TDS值)。把傳感器浸入水中,大概幾秒鐘后,屏幕上就會顯示出對應(yīng)的溫度、水位和水質(zhì)數(shù)值。通過按鍵操作,可以在自動模式、定時模式和閾值設(shè)置模式之間切換。在定時模式下,可以用按鍵選擇開關(guān),打開或關(guān)閉開關(guān),還能設(shè)置倒計時時間。時間到了,所有燈光會亮起提醒喝水,OLED屏幕上也會顯示提示信息。如果有人碰一下水杯,提醒就會暫停,等手移開后又重新開始倒計時。在閾值設(shè)置模式下,可以用按鍵調(diào)整水溫、水位和水質(zhì)的閾值。比如,當(dāng)水溫低于設(shè)定的閾值時,加熱片會自動打開,模擬加熱;當(dāng)水溫高于閾值時,加熱就會停止。水位顯示也很直觀:水量低于30時,LED3亮;水量在30到50之間時,LED2亮;水量超過50時,LED1亮,這樣就能很方便地知道水杯里的水量情況。系統(tǒng)硬件模塊調(diào)試本智能水杯的調(diào)試包括了硬件部分中單片機各模塊的調(diào)試。硬件部分的調(diào)試主要是對其代碼進行編譯運行,首先查看代碼是否存在問題或者錯誤,并針對提出的問題作出修改,直至沒有Bug為止,代碼調(diào)試成功后,根據(jù)代碼執(zhí)行硬件設(shè)備,驗證是否能夠成功實現(xiàn)水的TDS渾濁度、水位、溫度信號以及人體信號的采集。其調(diào)試結(jié)果如下表5-1所示。表5-1系統(tǒng)硬件調(diào)試結(jié)果調(diào)試用例預(yù)期結(jié)果實際結(jié)果單片機模塊能夠成功發(fā)送、接收程序指令,并控制各連接外設(shè),以及可以成功計算處理程序數(shù)據(jù)能夠成功發(fā)送、接收程序指令,并控制各連接外設(shè),以及可以成功計算處理程序數(shù)據(jù)傳感器模塊各傳感器能夠成功檢測到環(huán)境信號,并完成數(shù)模轉(zhuǎn)換傳輸至單片機模塊各傳感器能夠成功檢測到環(huán)境信號,并完成數(shù)模轉(zhuǎn)換傳輸至單片機模塊按鍵模塊按下按鍵時,程序能夠作出正確的輸出結(jié)果按下按鍵時,程序能夠作出正確的輸出結(jié)果顯示模塊啟動程序后,OLED顯示屏?xí)@示正確的字符串,包括各項檢測數(shù)據(jù)啟動程序后,OLED顯示屏?xí)@示正確的字符串,包括各項檢測數(shù)據(jù)指示模塊當(dāng)檢測到不同的水位時,對應(yīng)的LED燈會亮起;當(dāng)程序處于定時模式的時候,到達喝水時間后,LED燈會同時亮起進行提醒當(dāng)檢測到不同的水位時,對應(yīng)的LED燈會亮起;當(dāng)程序處于定時模式的時候,到達喝水時間后,LED燈會同時亮起進行提醒執(zhí)行模塊當(dāng)檢測到水溫低于閾值的時候,加熱片會驅(qū)動進行水杯加熱,繼電器的指示燈會亮起當(dāng)檢測到水溫低于閾值的時候,加熱片會驅(qū)動進行水杯加熱,繼電器的指示燈會亮起定時模塊在定時模式下,第二個按鍵切換開關(guān),第三個按鍵控制開關(guān)的開和關(guān)。第四個按鍵用來設(shè)置時間(時、分、秒),還可以加時間。按下開始/暫停鍵后,倒計時開始,時間到了就亮燈提醒喝水,OLED屏顯示提示。如果有人碰一下水杯,紅外感應(yīng)會停止提醒,然后重新倒計時。在定時模式下,第二個按鍵切換開關(guān),第三個按鍵控制開關(guān)的開和關(guān)。第四個按鍵用來設(shè)置時間(時、分、秒),還可以加時間。按下開始/暫停鍵后,倒計時開始,時間到了就亮燈提醒喝水,OLED屏顯示提示。如果有人碰一下水杯,紅外感應(yīng)會停止提醒,然后重新倒計時。

總結(jié)通過參與本次智能水杯控制系統(tǒng)的開發(fā)實踐,我在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用方面獲得了寶貴的經(jīng)驗,同時也深刻體會到了理論與實踐相結(jié)合的重要性。在電路設(shè)計、程序編寫、系統(tǒng)測試以及文檔整理等各個環(huán)節(jié)中,我不斷面對各種技術(shù)難題和挑戰(zhàn)。這些問題促使我在綜合運用所學(xué)理論知識的基礎(chǔ)上,進一步鍛煉了解決實際問題的能力。通過查閱大量資料、與同學(xué)和老師深入交流以及反復(fù)試驗,我逐步攻克了這些難題,也更加深刻地理解了知識學(xué)習(xí)與運用之間的緊密聯(lián)系。在項目啟動階段,我首先對智能水杯的市場需求和功能進行了詳細(xì)的調(diào)研和分析。通過這些工作,我掌握了傳感器與微控制器接口的基本原理,并初步確定了系統(tǒng)的整體架構(gòu)和功能模塊。隨后,我選擇了合適的傳感器(如溫度傳感器、水位傳感器和TDS傳感器)和STM32F103C8T6作為核心控制器,搭建了硬件電路,并進行了初步的測試和調(diào)試。在這個過程中,我不斷優(yōu)化電路設(shè)計,確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。通過對實驗數(shù)據(jù)的分析和總結(jié),我逐步完善了硬件設(shè)計,并開始著手編寫控制程序。在軟件開發(fā)階段,我遇到了許多技術(shù)難題,尤其是在傳感器數(shù)據(jù)采集、定時提醒功能以及與OLED顯示屏的交互方面。這些問題不僅考驗了我的編程能力,還促使我深入學(xué)習(xí)了STM32F103C8T6的底層硬件特性以及相關(guān)外設(shè)的驅(qū)動原理。通過不斷學(xué)習(xí)和實踐,我逐步掌握了如何高效地利用有限的硬件資源來實現(xiàn)復(fù)雜的功能。同時,我也意識到,扎實的理論基礎(chǔ)是解決這些問題的關(guān)鍵,但更重要的是將這些理論知識靈活地應(yīng)用到實際開發(fā)中。在這個過程中,團隊協(xié)作發(fā)揮了重要作用。通過與同學(xué)們的密切合作,我們不僅分享了各自的經(jīng)驗和見解,還共同攻克了許多技術(shù)難題。這種合作不僅提高了開發(fā)效率,也加深了我對團隊精神的理解和體會。經(jīng)過數(shù)周的努力,我們成功實現(xiàn)了一個基于STM32F103C8T6的智能水杯控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測水溫、水位和水質(zhì)(TDS值),并通過OLED顯示屏直觀地展示給用戶。此外,系統(tǒng)還具備定時提醒喝水功能,用戶可以通過按鍵設(shè)置定時時間,并在時間到達時通過燈光和聲音提醒用戶喝水。通過紅外感應(yīng)模塊,系統(tǒng)還能檢測到用戶是否觸碰水杯,從而智能地暫?;蛑匦聠犹嵝压δ?。這不僅提高了系統(tǒng)的智能化水平,也為用戶提供了更加便捷的使用體驗。總之,本次設(shè)計充分展現(xiàn)了STM32F103C8T6的強大功能和靈活性,同時也體現(xiàn)了模塊化設(shè)計在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中的優(yōu)勢。通過本次實踐,我不僅提升了自己在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)方面的技術(shù)能力,還深刻體會到了團隊協(xié)作和知識共享的重要性。我相信,隨著技術(shù)的不斷進步,基于STM32F103C8T6的智能控制系統(tǒng)將在更多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,為人們的生活帶來更多便利。

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附錄A硬件電路原理圖附錄B實物焊接圖

附錄C相關(guān)程序#include"sys.h"#include"usart3.h"#include"MyRTC.h"SENSORSensorData;//傳感器結(jié)構(gòu)體定義THRESHOLDThreshold;//閾值結(jié)構(gòu)體定義SYSTEMSystem;//系統(tǒng)標(biāo)志位結(jié)構(gòu)體定義TIMINGTiming;//定義定時時間結(jié)構(gòu)體voidmqttPublic(void);voidThreshold_Init(THRESHOLD*Threshold);intmain(void){delay_init();//延時函數(shù)初始化TIM2_Init(499,7199);//定時器2初始化定時掃描按鍵定時將消息發(fā)布標(biāo)志置位NVIC_Config();//中斷優(yōu)先級配置NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);Usart3_Init(9600);Adc_Init();//adc初始化,讀取傳感器值oled_Init();//oled初始化DS18B20_Init();Tsc_Init();Beep_Init();//蜂鳴器初始化LED_GPIO_Config();//LED燈初始化KEY_Init();//按鍵初始化Threshold_Init(&Threshold);//傳感器閾值及執(zhí)行器件開關(guān)變量初始化oled_Clear();/**************臺燈初始化**********/RELAY_GPIO_Config();TIM1_Int_Init(6800-1,3600-1);/*******************************************/while(1){SensorData.Ds18b20Val=DS18B20_GetTemperture();//獲取水溫;SensorData.StageVal=Get_Adc_Average(4,5)/41;//獲取水位SensorData.TDSVal=Get_Adc_Av

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