基于AT89C52單片機(jī)的智能飲水機(jī)的設(shè)計(jì)與開發(fā)

1、 基于AT89C52單片機(jī)的智能飲水機(jī)的設(shè)計(jì)與開發(fā) 劉建男 孫美琪摘 要： 目前，大多學(xué)校、大型工廠等大型場(chǎng)所所使用的傳統(tǒng)的飲水機(jī)大多都只有基本的加熱功能。隨著社會(huì)的發(fā)展，科技的進(jìn)步，人們生活質(zhì)量不斷提高，對(duì)飲水機(jī)性能的要求也不單單只是加熱而已。所以我們從實(shí)際生活出發(fā)，設(shè)計(jì)了一款基于AT89C52單片機(jī)2為主要芯片的多功能飲水機(jī)，采用DS18B20實(shí)現(xiàn)溫度采集，過濾器采用總馨進(jìn)口名牌逆滲透（RO）膜，應(yīng)用多重過濾技術(shù)有效濾除水中的懸浮顆粒、重金屬、細(xì)菌等。再結(jié)合相關(guān)傳感器技術(shù)，實(shí)現(xiàn)溫度水位的顯示與控制防止千沸、安全鎖等功能。Key： 智能飲水機(jī);AT89C52單片機(jī);溫度采集1 緒論“水乃生命

2、之源”這句話足以看出水的重要性。隨著科技的發(fā)展為了讓水更好的利用到人類的生活中，飲水機(jī)這個(gè)詞漸漸流行起來，慢慢的應(yīng)用到生活中?，F(xiàn)在，在人工智能的推動(dòng)下人們希望飲水機(jī)能向著更多功能化、智能化的方向發(fā)展。傳統(tǒng)飲水機(jī)工作的弊端與局限性也暴露出來。首先功能簡(jiǎn)單，不能根據(jù)溫度改變工作狀態(tài)，能耗大，無人時(shí)也處于開機(jī)狀態(tài)，在能源短缺的今天急需得到解決，其次長(zhǎng)期使用飲水機(jī)中未燒開或反復(fù)加熱的水將對(duì)人體健康造成很大危害，還有長(zhǎng)時(shí)間使用后，飲水機(jī)內(nèi)部造成大量污垢，清洗起來十分困難等等這些問題?；谏鲜鰡栴}我們研制了一款環(huán)保型智能飲水機(jī)，是專門針對(duì)飲水人數(shù)較多的公共場(chǎng)所如學(xué)校、工廠、醫(yī)院而設(shè)計(jì)的高新技術(shù)節(jié)能產(chǎn)品。它

3、可以在水燒開后進(jìn)行保溫處理，防止水被反復(fù)加熱3形成千滾水對(duì)人體健康造成危害。還設(shè)有水量自動(dòng)控制3模塊，無需人為看守，就可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)斟滿自動(dòng)斷開。以上這些功能能夠更加滿足中國(guó)人飲水的要求，具有健康、安全、環(huán)保等特點(diǎn)，便利的服務(wù)更能溫暖在外游子的心。所以在科技高速發(fā)展的今天，它的出現(xiàn)是必然的。2 設(shè)計(jì)概述及目的為了有效解決上述問題，本文擬設(shè)計(jì)的智能飲水有如下主要功能：（1）極致過濾：過濾器采用臺(tái)灣十大品牌“總馨”它采用進(jìn)口名牌逆滲透（RO）膜，運(yùn)用目前國(guó)際上先進(jìn)的逆滲透技術(shù)工藝設(shè)備純水。五級(jí)過濾，綜合發(fā)揮各濾芯的有效作用，清除原水中的泥沙、懸浮物、膠體、有機(jī)物、重金屬、可溶性固體、細(xì)菌、病毒、熱源和

4、其他有害雜質(zhì)，僅保留水分子、溶解氧等有益物質(zhì)。（2）溫度控制：外部采用三檔口水龍頭，分別有冷水，熱水，自定義三種選擇。為防止熱水不足時(shí)，機(jī)器自動(dòng)加入冷水造成混合，進(jìn)而導(dǎo)致熱水溫度降低，本機(jī)內(nèi)部采用雙內(nèi)膽裝置，輪流工作，保證熱水溫度，在水燒開后，保溫系統(tǒng)自動(dòng)工作，可以保證長(zhǎng)時(shí)間保持溫度適中，避免加熱系統(tǒng)重復(fù)加熱對(duì)人體造成危害。同時(shí)擁有水溫控制系統(tǒng)，能設(shè)置自己想飲用的溫度。（3）水量控制：分為智能取水4與人為控制兩類。 智能取水：通過傳感器掃描容器高度，然后傳感器將數(shù)據(jù)傳輸給芯片處理，芯片再控制由電磁鐵控制的防水裝置進(jìn)行出水，接著另一組傳感器測(cè)水位，反饋到芯片，再根據(jù)編好的程序確認(rèn)，當(dāng)水位達(dá)到高度

5、的85%，停止出水。 人為控制：智能飲水機(jī)顯示面板上有選擇出水量的按鈕，出水量（以ml為單位），當(dāng)選擇此功能時(shí)機(jī)器自動(dòng)處理數(shù)據(jù)。這樣可以解決無人看守時(shí)水滿溢出造成資源不必要的浪費(fèi)（如果選項(xiàng)中沒有想要的水量可以按一鍵鎖定立即停止出水）。（4）自動(dòng)清理：機(jī)器結(jié)合紅外線檢測(cè)系統(tǒng)，1每隔一段時(shí)間在室內(nèi)無人時(shí)自動(dòng)進(jìn)行。另外，機(jī)器為可拆卸式，各個(gè)部件在防護(hù)罩的保護(hù)下都可以保證拆卸隔菌，所以，如若使用時(shí)間較長(zhǎng)，需要整體大面積清理，也支持人為拆卸清理。（5）環(huán)保節(jié)能。應(yīng)用新型的熱能交換回收技術(shù)，水燒開100度后經(jīng)過熱交換器降溫成溫開水確保每一滴水都是開水，還可以大量節(jié)省電費(fèi)開支。特設(shè)紅外線傳感器掃描容器是否被

6、拿走，如果檢測(cè)到被移動(dòng)拿走，機(jī)器緊急停止出水，防止水資源浪費(fèi)。3 智能飲水機(jī)模塊分析與設(shè)計(jì)智能飲水機(jī)的系統(tǒng)框圖如下圖所示，包括下列幾個(gè)主要組成部分：主控芯片：AT89C52。本產(chǎn)品采用AT89C52作為主控芯片，該芯片是一種低功耗，高性能CMOS工藝的8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。其通用的微處理器和Flash存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，可反復(fù)擦寫的Flash存儲(chǔ)器可有效地降低開發(fā)成本。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU為系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。溫度檢測(cè)：DS18B20單線數(shù)字溫度傳感器，可直接將被測(cè)溫度轉(zhuǎn)化為串行數(shù)字信號(hào)，供單片機(jī)處理。水量控制：由流量傳感器、流量定量控制儀

7、、電磁閥和計(jì)時(shí)控制器等裝置組成。系統(tǒng)采用先進(jìn)的溫度跟蹤、密度補(bǔ)償?shù)挠?jì)量方法，確保液體在計(jì)量過程中由于溫度變化造成的計(jì)量誤差，精度始終控制在千分之二以內(nèi)。數(shù)碼顯示：由LED數(shù)碼管、LED液晶顯示屏、溫度傳感器構(gòu)成。系統(tǒng)框圖4 總結(jié)本設(shè)計(jì)是制作一個(gè)基于STC89S52單片機(jī)的智能飲水機(jī)，與傳統(tǒng)的飲水機(jī)相比有更人性化的智能的設(shè)計(jì)在原有的基礎(chǔ)技術(shù)之上結(jié)合DS18B20傳感器，流量傳感器，流量定量控制儀，LED數(shù)碼管溫度傳感器等技術(shù)，從智能控制角度出發(fā)達(dá)到不僅限于把水燒到沸騰還可以實(shí)現(xiàn)溫度控制、水量控制、一鍵鎖定等擁有更好用戶體驗(yàn)的智能飲水機(jī)。Reference：1趙杰，謝文娣.基于多傳感器的智能飲水機(jī)設(shè)計(jì)J.科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2018（11）.2楊崇海.基于單片機(jī)的智能飲水機(jī)系統(tǒng)J.科技風(fēng)，2017（11）：17.3梅夢(mèng)瑤.淺談多功能的智能飲水機(jī)J.電子測(cè)試，2018（12）.4彭永杰，龍洋，吳熹.數(shù)字式智能飲水機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)J.重慶電力高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2015（2）：41-43.科技風(fēng)2019年5期科技風(fēng)