高源 李姿* 沈阳工学院

1 设计背景

生活中的人们很少会注意到自己每天饮水量的多少，其实人体每天都需要定量的水分，不然会增加心脏疾病的发生，如何计算自己每日的饮水量成了我们需要解决的问题，其次我们每天喝水时水的温度有时候过凉有时候过热，这也会引发肠胃疾病的发生，如何实时保持水温也是我们需要解决的问题。

2 设计原理

智能水杯是以STC98C51单片机为核心，利用外部模块的配合，实现实时保持水温与计算每日的饮水量，通过oneNET建立数据平台实现数据交互，本次设计用到的传感器具体名称和功能如下：

2.1 温度传感器

本次使用的温度传感器为DS18b20，它可以检测出水杯中的水温情况，该传感器是一种小型温度传感器，具有精准，稳定的特点。

2.2 压力传感器

该传感器可以通过形变来计算出压力的大小，本次设计中该模块通过检测杯子的重量来分析出杯内剩余的水量，根据水量的变化计算出每日的饮水状况。

2.3 加热模块

该模块是由22V电热带、光电耦合器和锂电池组成，可以通过单片机或用户在手机上发出的信号来对杯中的水进行加热。

2.4 WiFi模块

本次设计采用WiFi模块的型号为ESP8266，该模块通过互联网来与oneNET平台实现通讯，用户可以使用手机登录该平台，通过该平台向水杯发送命令(加热到某一温度)。

2.5 显示模块

本次设计所使用的显示模块为LCD1602液晶显示器，该显示器是为了显示水杯的水量、水温和时间。

图2 智能水杯的系统框图

3 结论

本次设计的智能水杯可以通过水杯的重量检测出人体饮水的情况并记录到单片机中，单片机内部具有时钟系统，可以准确的记录时间(每24时清除一次数据)温度传感器可以检测水杯中的水温，当水温低于一定程度时就会控制加热模块加热水温至合适温度，智能水杯还可以通过手机来控制水温，智能水杯中具有WiFi模块，可以与oneNET平台实现数据交互，用户可以通过手机登陆该平台发送指令(如发送51为加热至51度)控制水杯加热。

图1 智能水杯的仿真电路图

图3 oneNET平台的应用数据展示