一種新型家居、戶外飲水管家

鄭佳旺 崔玉玲 曹洋 褚延龍

摘 要：本設(shè)計正是基于人們快節(jié)奏的生活需求，對現(xiàn)有產(chǎn)品進行改進，拓展與創(chuàng)新。本設(shè)計基于STC89C52單片機為內(nèi)部控制核心，利用手機App、電阻觸屏實際操作控制;本設(shè)計采用低能耗加熱消毒，可以遠程控制飲水設(shè)備，具有實時監(jiān)測飲水狀況的功能，并減少設(shè)備體積和擴大應(yīng)用范圍，具有方便快捷的功能。在人們喝到健康飲水的同時，以方便快捷實用的特點使人們有更美好的生活體驗，促進身體健康，從而適應(yīng)社會的發(fā)展需求。

關(guān)鍵詞： STC89C52單片機;物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用;節(jié)能環(huán)保;室內(nèi)外多用;智能管理

【Abstract】 This design is based on the needs of people's fast-paced life， to improve， expand and innovate the existing products， This design applies STC89C52 single chip microcomputer as the internal control core， using mobile phone App， resistance touch screen actual operation control; This design uses the low energy consumption heating disinfection， realizes the remote control drinking water equipment， has the real-time function of monitoring drinking water condition， as well as the convenient quick function，which could reduce the equipment volume and expand the application scope. At the same time when people drink healthy drinking water， the convenient， fast and practical characteristics enable people to have a better life experience， promote physical health， so as to adapt to the needs of social development.

【Key words】 ?STC89C52 single chip microcomputer; Internet of Things applications; energy saving and environmental protection; indoor and outdoor multi-purpose; intelligent management

0 引 言

現(xiàn)如今，在都市人們生活和工作的新常態(tài)中已經(jīng)清晰呈現(xiàn)出高節(jié)奏、便捷化的特征。具體到日常飲水的情形中，也概莫能外。眾所周知，水是生命之源，現(xiàn)實中的人們卻由于忙碌而常常未能對健康飲水給予應(yīng)有重視。因此，設(shè)計研發(fā)一套實時管理飲水的系統(tǒng)就顯得尤為重要。

基于STC89C52單片機的飲水管家就滿足了這一需要。本設(shè)計采用STC89C52單片機為控制核心，利用手機App、電阻觸屏控制來實時監(jiān)測人們飲水情況，同時對水源進行更為科學的加工處理并減少能耗，用現(xiàn)代化的模式管理人們的飲水，既方便快捷，有利于身體健康，而且也適應(yīng)了社會的發(fā)展需求。

1 裝置設(shè)計

本系統(tǒng)共分為2部分，即：居家辦公管理和旅行飲水管理。這里，對此可做闡釋分述如下。

1.1 居家辦公管理

研究后可得，居家辦公飲水管理設(shè)計如圖1所示，同時這里還對各主題研究內(nèi)容進行了如下重點論述。

1.1.1 工作過程

設(shè)備運行原理如圖2所示。由圖2可知，從設(shè)備下部抽取水源，先對水源進行消毒殺菌處理，到達中部，需求者可自行選控水源溫度，通過手機選定時間，可隨時享用優(yōu)質(zhì)水源。并且，此設(shè)備免去無人使用情況下反復加熱所造成的能源損耗，在出水孔進行快速加熱，使輸出水源達到飲用與設(shè)定標準，保證用戶身體健康。

1.1.2 元器件解析

（1）電阻觸屏。可將矩形區(qū)域中觸摸點（X，Y）的物理位置轉(zhuǎn)換為代表X坐標和Y坐標的電壓。很多LCD模塊都采用了電阻式觸摸屏，這種屏幕可以用四線、五線、七線或八線來產(chǎn)生屏幕偏置電壓，同時讀取觸摸點的電壓。是整個設(shè)備對外輸出的核心，用戶可以根據(jù)使用偏好或者已經(jīng)提前設(shè)定好的溫度來選擇出水，反映、且滿足了用戶需求。

（2）LCD12864液晶顯示屏。LCD12864的顯示屏顯示分辨率為128×64，自帶字庫，有超過八千漢字和ASCII字符集。用來實時顯示用戶的每日飲水量，隨著輸出水源，自動計數(shù)測定用戶飲水量，并提醒用戶飲水，使用戶每日飲水量達到健康值，享受健康生活。

（3）水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)。對進入設(shè)備的水源進行監(jiān)測，與飲用水標準進行比較，使輸出水源健康安全，同時內(nèi)附殺菌凈水裝置，進一步過濾水中的雜質(zhì)，確保水源質(zhì)量。

（4）快速加熱。內(nèi)附厚膜加熱鐵，對進入裝置的水源進行加熱，在溫控系統(tǒng)的配合下，達到用戶設(shè)定的溫度，快速加熱出水，同時免去了裝置在無人使用的情況下無效加熱所造成的能源損耗，具有節(jié)能的功效。

（5）物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計模塊。用戶可以遠程通過手機App實現(xiàn)對設(shè)備的遙控，在手機上，用戶可以設(shè)定用水的時間、溫度等指標，回到家就可以喝到優(yōu)質(zhì)飲用水。

（6）水泵抽水，智能管理。實行冷熱水分離，制冷、制熱迅速，定期提醒用戶清洗裝置，保證水質(zhì)的潔凈健康，符合飲用水的標準。

（7）傳感器。傳感器是能夠感受規(guī)定的被測量，并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)化成可用輸出信號的裝置。采用傳感器刷卡輸出水源，更好地記錄水源流量，科技新穎。

1.2 旅行飲水管理

當人們在戶外長時間游玩時，女游客、老人等可能會有熱水的需求，而現(xiàn)有的保溫杯對水源的保溫效果與時間又有一定的限制，此管理系統(tǒng)正可滿足游客在此方面的需求，隨時提供指定溫度的飲用水，讓游客們在外游玩時也能隨時享受用飲用熱水的舒適體驗。研究可知，運用Protel DXP 2004對電熱毯進行加熱的電路設(shè)計如圖3所示。類比于此裝置，運用低功率輸出即可完成對水源的加熱、保溫。

旅行飲水管理設(shè)備內(nèi)部設(shè)計如圖4所示。文中對其工作原理做簡述如下：采用低功率輸出加熱，外附保溫絕緣層，在這層內(nèi)壁中含有電阻絲纏繞，用生活中電源來緩慢加熱，可做到絕對安全，對層中放入水杯，時刻對水杯中的水進行加熱，能夠長時間保持恒定水溫，保護人們身體健康。

2 應(yīng)用前景探究

在繁忙快節(jié)奏的都市生活中，壓力使人們常常忽視對每日正常飲水量要求，如飲水不足，會對身體的腎臟等器官造成一定的傷害，影響人們的健康。本設(shè)計具有提醒人們飲水并記錄飲水量的功能，能夠直觀地反映人們的用水指標，喚醒人們對飲水問題的高度重視。

另外，本設(shè)計應(yīng)用于居家辦公與戶外游玩等場所，應(yīng)用范圍廣泛。對于用戶對象中諸如老人、兒童等行動不便者，本設(shè)計也進行了調(diào)整，方便此類群體的使用;而且本設(shè)計還實現(xiàn)了自動控制的效果，較現(xiàn)有市場上的產(chǎn)品做出了合理優(yōu)化與改進，有著可觀的應(yīng)用前景。

3 實用優(yōu)點

（1）本款設(shè)計方便了一些行動不便的社會群體，適用對象得到擴大，應(yīng)用范圍更廣。

（2）在安全加熱水的同時，保證了水源的持續(xù)恒定溫度，減少了在無人使用情況下造成的能源損耗，具有節(jié)能的功效。

（3）用戶可根據(jù)自己的喜好來調(diào)節(jié)溫度，更加人性化。

（4）本設(shè)計應(yīng)用與手機App相結(jié)合的方式，更加方便快捷，隨時隨地可為用戶帶來享用熱水的便利。

（5）提醒用戶飲水，強化對每日飲水的意識，促進身體健康。

4 結(jié)束語

本設(shè)計表現(xiàn)出較好的實用性，符合當今的社會形勢，為人們健康增添了一層保障，并且該設(shè)計應(yīng)用科技方法，節(jié)能環(huán)保，配備有完整的功能體系。此外，該設(shè)計還方便了人民大眾，具有大眾化的特點，其應(yīng)用前景廣闊，對同類產(chǎn)品的研發(fā)也將起到有益的推動作用。

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