1. 研究目的与意义
随着科技的发展,人们生活水平不断提高,科技把人们的生活变的更加智能化。
放眼未来,产品智能化是大势所需而与单片机相关的智能产品也越来越多,其中智能家居系列产品属于代表,其中很多产品开始走进千家万户,给人们的生活带来了越来越多的便利。
本项目设计的基于单片机的智能杯垫就是这样一款产品。
2. 课题关键问题和重难点
基于单片机控制的智能杯垫设计问题关键是实现以下几个基本功能:(1)手动开关控制:根据用户的饮水需求通过按键进行杯垫电源的通断以及是否加热;(2)温度、重量自动检测:按开电源开关,当放上一杯水,可以自动检测到水的温度、重量,并在液晶屏上显示;(3)自动保温控制:一开始水温过高时,等降到适宜温度,绿灯亮,同时蜂鸣器响提醒使用者喝水,水杯拿走小灯灭蜂鸣器停响;(4)手动加热控制:一开始水温过低时,按加热键,红灯亮,通过加热水至适宜温度,红灯灭,进入自动保温状态;(5)报警控制:电源接通当按加热键后,若无杯或杯子里无水,蜂鸣器报警提醒且自动进入待机状态。
其中存在的难点是:(1)杯子的重量不定,当使用不同重量的杯子时如何测得正确的水重量;(2)加热元件的选择,哪种材质型号的元件加热性能好以及加热受到的外界条件干扰;(3)单片机进行数据采集时,会遇到数据的随机误差,如按键方面的机械误差,采用何种方法才能消除此类问题.
3. 国内外研究现状(文献综述)
1、课题研究的背景及意义:水是生命之源,是生命的重要组成部分,除了必要的补充外多喝水还能促进身体的代谢。
在日常生活中还可以发现国人比较喜爱热饮,而当人们饮用一杯热水时,水温会随时间而逐渐变凉。
人们感到口渴想喝水时,说明身体已经处于缺水的状态,这时无论水温过高还过低都对身体不好,还会影响饮用水的次数和量。
4. 研究方案
1、放置好温度、重力传感器,并设计相应的硬件电路;2、设计数据采集模块与单片机间的电路,完成显示屏模块的设计;3、结合设计目的进行声光报警提醒电路的设计;4、系统软硬件调试。
本设计以单片机stc89c52rc作为控制芯片,电源的通断由按键开关控制,按下电源键开关闭合电源接通,进入待机状态液晶屏显示当前日期时间,放上一杯水后通过LM35温度传感器和全桥称重传感器采集到水杯里水的温度和重量,然后通过AD转换电路将数据传给单片机,数值由液晶屏显示出来。
进入加热状态时用红色小灯表示,当水杯温度到适宜饮用时,用绿色小灯且蜂鸣器发出提醒声音,通过声音和光控制来提醒使用者喝水。
5. 工作计划
第1周: 接受任务书,领会课题含义,查阅相关资料,列出阶段实施计划;第2周:继续查阅相关资料,并翻译不少于3000字的外文文献,论证设计的可行性,研究设计方案和设计思路;第3周:确定设计方案和关键技术,拟定采取的解决措施,撰写毕业设计开题报告;第4周:指导教师审阅开题报告,提出修改意见,学生整改并完成毕业设计开题报告,同时开始设计系统组成原理框图,进行系统电路原理图设计;第5周:设计信号调理、温度和水位传输电路参数,完善系统组成,进行元件件选择、参数计算等等;第6周:设计单片机扩展电路并绘制单片机系统电路,购买材料,准备期中检查第7周: 分析单片机扩展电路工作原理,设计控制软件框图;第8周: 完成软件程序;第9周: 硬件制作和完善软件设计,同时列写毕业论文大纲,准备起草论文;第10周:进行系统的整体调试,整理资料,撰写毕业论文;第11周:修改、完善毕业论文,完成毕设论文查重,提交毕设论文终稿和检测报告,接受答辩资格审查;第12周:指导教师评阅毕业论文,修改后准备毕业答辩;第13周: 制作完善答辩ppt,列出阶段实施计划毕业设计答辩。
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