摘 要

生活中每个人都需要喝水，健康的生活要求我们每天都摄入足够的水。现在大多数人使用的都是普通水杯，即使是智能水杯也只是能进行实时检测，无法与手机APP进行通信，水杯丢失也无法进行查找，本文将设计一款满足此需求的智能蓝牙水杯。

本文首先对智能水杯的市场现状和技术现状进行了综述，给出了设计中所采用的方案，然后对每个模块主要组件的选择方案及软件设计进行了详细说明，最后总结调试过程。本文设计的智能水杯系统包括了水温、水质、定位以及重量数据的采集、处理与显示这三个部分。STM32先获取得到DS18B20采集到的水温、TDS传感器采集的水质、称重传感器采集的重量以及GPS定位信息四个数据，经过数据处理，把数据通过蓝牙发送并且显示在LCD上，在合适的参数范围内提醒饮水。

经过测试，本设计的各个模块的功能确定均已达到相应要求。

关键词：水质测量 智能水杯 蓝牙通讯

Design of intelligent bluetooth water cup with detection function

Abstract

Everyone needs water in life. A healthy life requires us to take in enough water every day. Nowadays most people use ordinary water cups. Even smart water cups can only be detected in real time. They can not communicate with mobile phone APP and can not find out the lost water cups. This paper will design a smart Bluetooth water cup to meet this demand.

Firstly, the market and technology status of intelligent water cup are summarized, and the design scheme is given. Then, the selection scheme and software design of the main components of each module can be explained. Finally, the debugging process is summarized. The intelligent water cup system designed in this paper includes three parts: water temperature, water quality, positioning and weight data acquisition, processing and display. STM32 first acquires four data: water temperature collected by DS18B20, water quality collected by TDS sensor, weight collected by weighing sensor and GPS positioning information. After data processing, the data is sent through Bluetooth and displayed on LCD, reminding drinking water in the appropriate parameter range.

After testing, the function of each module of this design has met the corresponding requirements of this design.

Key words: water quality measurement, intelligent water cup, bluetooth communication

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 课题研究背景 1

1.2 课题研究现状 1

1.2.1 水质参数的研究现状 1

1.2.2 实时通讯的研究现状 2

1.2.3 实时定位的研究现状 2

1.3 课题研究的目的和意义 3

1.4 论文结构安排 3

第二章 方案设计与选择 5

2.1 总体方案设计 5

2.2核心器件选择 6

2.3 本章小结 7

第三章 硬件电路设计 9

3.1 系统设计的需求 9

3.2 处理器模块 9

3.3 其他子模块的设计 10

3.3.1 水温采集模块 10

3.3.2 水质采集模块 11

3.3.3 重量采集模块 12

3.3.4 实时定位模块 12

3.3.5 蓝牙通信模块 13

3.3.6 显示模块 14

3.4 本章小结 14

第四章 智能水杯的软件设计 17

4.1 主程序的设计 17

4.2 温度采集功能的实现 17

4.3 水质检测功能的实现 21

4.4 称重功能的实现 23

4.5 实时定位功能的实现 26

4.6 显示功能的实现 27

4.7 蓝牙功能的实现 29

4.8 实际生活中的指标 30

4.9 本章小结 31

第五章 系统调试与结果展示 33

5.1 系统调试 33

5.2 结果展示 34

5.3 本章小结 35

第六章 总结展望 37

6.1 工作总结 37

6.2 课题展望 37

参考文献 39

致 谢 43

附录 源程序 45

第一章 绪论

1.1 课题研究背景

智能水杯因为科技的发展，变得越来越受到关注。依据市场调查显示，人们购买水杯的动机主要取决于水杯的外观与价格。市场价格在100元以下的普通水杯大多数人都可以接受，但智能水杯的市场价格一般在500元左右，因为智能水杯的价格远远高于普通的水杯，同时智能水杯的设计也不够完善和吸引消费者，所以智能水杯的受众面还比较狭窄；但因智能水杯的新奇性和时代性，很大一批年轻人还是会被其吸引。

目前市场上的主流的智能水杯一种是检测型，一种是控制型。

检测型的代表是Cuptime智能水杯，水杯内嵌入了温度传感器，当水温过高时，LED灯变为红色，提醒使用者小心饮用。同时该水杯还可以记录饮用的水量，记录保存在手机APP上，通过手机进行饮水量的提醒。

控制型的代表是Brugo智能水杯，对于水杯内液体温度过高或过低有显着的解决办法。水杯有双层，其中里面一层可以长期保温，外面一层是降温层。当水温过高时，只要将杯子倾斜，液体就会流入外层进行降温。要想进行保温，则让水保持在内层即可。

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