德州学院 张应新 王志坤 张鑫 姜岩伟 李磊

一种基于单片机的智能烧水器

德州学院 张应新 王志坤 张鑫 姜岩伟 李磊

这项设计是一项基于单片机控制的智能烧水器，主要是为了解决现在市场上烧水器存在的没有断电系统和烧不开水的问题。这项设计的核心是温度传感器和向单片机传递信号，单片机控制蜂鸣器、定时器和GSM模块发出报警或保温等一系列动作。

烧水器；单片机；智能家居

1 研究目的

现在市场上的几种烧水器，大都存在一些弊端。比如水烧开时不会自动断电，浪费电能；或者当水烧开时，烧水器会立刻断电，而健康的烧水方法是当水烧开后再沸腾2～3分钟。为解决上述问题，我们给烧水器加上一套单片机控制系统和外围电路,使其可以烧出健康的水，定时保温，不产生水碱，使用户喝上健康的水。并且其结构紧凑，设计合理，维护方便，便于批量化生产。

2 国内外研究现状

目前国内对于烧水器的研究仅限节省电力方面，也就是使水烧开后立即断电。但是这样烧的水却不健康。国外对于烧水器的研究也只是对于外观的改造，并没有在智能化上作出改进。

3 结构设计

3.1 结构部分

本装置包括：普通烧水器、单片机、定时器、蜂鸣器、电热丝、GSM模块。蜂鸣器安装在烧水器的上部，温度传感器安装在壶嘴处，定时器、单片机、电热丝位于同一水平位置，GSM模块安装在水壶外侧。图1为本设计的结构图。

图1 设计结构图

3.2 电路设计

电源线与各元件均连接，对各元件集中供电；电热丝与单片机之间有导线连接，单片机控制其温度，从而控制状态为加热或者保温；温度传感器通过导线与单片机连接，单片机控制其感应水温；定时器通过导线与单片机连接，单片机控制其决定加热与保温状态的时间；蜂鸣器和GSM模块均与单片机用导线相连，单片机控制其发出警报。

3.3 工作方式

本设计的思路是电热丝对水进行加热。当温度感应器感应到水加热到100℃时，向单片机发送信号。单片机控制定时器启动，定时时间为2～3分钟。定时器达到预定时间后，单片机控制蜂鸣器震动发出警报，提醒人来断电。若有人来断电则一个工作流程结束；若超过1分钟没有人来断电，则单片机控制电热丝降温到55℃，对水进行保温。同时单片机驱动定时器再次定时，定时时间为30分钟。若30分钟后依然没有人来断电，则单片机控制GSM模块发出警报，提醒人来断电，同时电热丝不再工作。这样既节省了电能，又减少了水碱的产生，保护了用户的用水健康。

4 总结

相比于市面上传统的烧水器而言，本设计所需的元器件价格低廉，电路结构简单，便于批量化生产；且操作简单，能够保障用户的安全。论及本设计的不足之处，在于本设计模式单一，没有太周全地考虑到老年人用户和儿童的安全，所以只限于成年人使用。

张应新，男，1998年出生，山东省德州市武城县人，本科，研究方向：机械设计制造及自动化。