全新物聯網解決方案，可手機控制的健康飲水機智能控制系統完整方案

一，項目性能指標

本文引用地址：http://www.104case.com/article/201706/346851.htm

1 具有常規飲水機的取水、加熱、保溫功能。可以方便取用冷水和熱水。

2 改變燒水時的續水模式，在接開水時，熱水膽中不會在有新水注入，直至全部熱水放出后，再注入熱水加熱，從而防止部分水水被反復燒開形成“千滾水”。

3 改變加熱保溫模式

用戶可以通過按鍵人工設置熱水保溫溫度、時間等，并選擇多種加熱模式以滿足客戶對不同溫度熱水的需求。

4 綁定手機，智能遙控

飲水機的開關可以由與其綁定的手機遠程控制，同時飲水機加熱保溫達到一定時間后，會向使用者發送短信通知，用戶可以通過短信形式向飲水機發送控制命令，實現飲水機模式設定、溫度設定以及打開關閉等操作。

二、項目設計中包含的創新思想

我們的項目立意基于對物聯網技術探索。

物聯網是一個基于互聯網、傳統電信網等信息承載體，讓所有能夠被獨立尋址的普通物理對象實現互聯互通的網絡；在本項目中，飲水機通過GSM裝置連入2G移動網絡，實現電器設備運行狀況時時通信，以及運行狀態遠程控制。

三、項目設計中低功耗與環保理念的體現

傳統家用飲水機使用過程中主要有兩個問題，一是會造成極大的能源浪費，飲水機是家庭的“耗電大戶”，以制造1升熱水為例，在不關機的狀態下，功率為0.5千瓦的傳統家用飲水機日均要耗電1.8度。因為其“燒燒停停”的工作原理，造成了90%以上的能源浪費，十分不環保；二是部分熱水會被反復加熱形成“千滾水”，令水中的礦物質、微量元素形成不可溶微粒，對我們的健康是極大的影響。

因此我們設計了飲水機智能控制系統并對飲水機結構進行了改造，改變常規加熱和保溫模式，避免了反復燒開導致的“千滾水”，保證了飲用水的健康安全問題，也減少不必要的電能浪費，降低飲水機的電能消耗，實現低能耗的環保理念。同時，我們的飲水機的保溫溫度是可以人工調節的，熱水膽中的水可以保持在用戶設定的保溫溫度上，不用長時間保持在較高溫度，減少了不必要的能源浪費。

四、項目設計的實際應用價值

1 使用方便

利用現有手機實現狀態信息傳遞和操作控制，無需購置其他控制終端，減少消費者的資金投入，用戶友好。

2 健康電器

飲水機的溫水反復加熱,形成所謂的“千滾水”,令水中的微量元素、礦物質積累形成不可溶微粒，這對我們的健康有著極大的影響。本項目對飲水機的加熱和保溫方式進行了改進，并對飲水機熱水膽結構進行了改造，防止“千滾水”的形成，符合現代人的健康生活理念。

3 智能電器的市場需求

在三網融合及物聯網技術應用的推動下，家電也步入了智能化時代，可以遠程監控的家電將是未來家庭的重要組成部分，也是信息系統的重要環節。但目前市場上的智能化家電多集中在空調、洗衣機等較為大型、大投入的設備上，小家電智能化具有很大的市場缺口，因此智能化的飲水機將是對智能化家電的很好的探索形式，具有極大的市場潛力。

五、項目中關于AVR MCU特性的使用情況

AVR微控制器具有AD轉換快、中斷響應快、功耗低等特點，這便于我們實現對溫度的高精度監測，對控制命令的即時響應，節能等功能。

我們主要使用了AVR MCU的I/O端口，串口，按鍵，定時器，計時器，AD轉換等部分。

系統軟件架構：

系統硬件結構

六、項目設計中遇到的困難以及運用創新思維解決問題的方法

1.我們在設計之初想要找到合適的水位傳感器，通過查閱資料，我們發現水位傳感器比較大，很難應用于我們的系統，而且水位傳感器可能會對水質進行影響。我們放棄了之前的想法，我們想到用壓力傳感器來解決這個問題。我們通過壓力傳感器的值來反饋熱水膽中的水位。

2.我們的系統剛完成時候并沒有加入加熱檔位的設置。后來，我們在討論的時候，想到有些時候我們會需要特定溫度的熱水，例如泡茶需要80°左右的溫度，于是我們有了設置加熱檔位的想法，即調整到某檔位之后，熱水會加熱到特定溫度，然后進入保溫模式。

3.對于遠程控制功能的實現，我們想到了用藍牙、無線通信等多種方式，但是它們都有距離短、調試不方便等不足，我們最終采用了GSM模塊，將飲水機控制系統和手機綁定，通過手機短信來控制，這樣有效地增加了系統的實用性。

七、項目設計的最終效果

我們的作品實現了一下功能:

1.更好的人際界面，

我們的作品可以顯示飲水機熱水膽的水溫和用戶設定的保溫溫度，保溫溫度可以手動調節。

2.多種加熱保溫模式

我們為飲水機設置了三種加熱模式，三種加熱模式對應了加熱檔A/B/C檔，A檔位常規加熱，熱水會被少開，然后進入保溫模式；B檔熱水會被加熱到80°，然后進入保溫模式，這個溫度使用于泡茶等；C檔熱水會被加熱到50°，然后進入保溫模式，這個溫度適合直接引用。

3.全新的熱水續水模式，杜絕“千滾水”

我們的飲水機在水桶和熱水膽之間加入了電磁閥，電磁閥的開關由AVR控制的繼電器控制。熱水機熱水膽下方裝有壓力傳感器，通過壓力傳感器的數值來判定水位變化。在接開水時，熱水膽中不會在有新水注入，直至全部熱水放出后，再注入熱水加熱，從而防止水被反復燒開形成“千滾水”。

4.綁定手機，智能遙控

我們的飲水機通過GSM模塊實現了手機與微控制器的通信。我們可以通過綁定的手機控制飲水機的開關和加熱模式的選擇；飲水機加熱保溫達到一定時間后，會向綁定的手機發送短信通知，詢問飲水機是否需要繼續工作，用戶可以通過短信形式向飲水機發送控制命令，實現飲水機模式設定、溫度設定以及通斷電等操作。