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摘 要：你还在为工作忙碌而抱怨喝水的不便吗？还在为开车的集中精神而不便喝水烦恼吗？为了让我们能在口渴的时候及时补充水源，本文将介绍智能水杯的发展背景及应用原理，为您推出一款智能水杯帮助您解决这一系列的问题。该水杯在智能化构造上，是采用360度可触摸压力传感器、温度传感器、充电电池、防摔水杯、USB接口、单片机、水量和温度LCD显示模块组合而成，是一个集合智能设备和水杯相结合的产物。它能够在你不方便开瓶喝水的情况下帮助你在不影响工作或者开车的同时让你能够轻松的喝上热水。
关键词：智能水杯;传感器;方便;单片机
引言
随着经济社会的深入发展，人们的生活水平越来越高，物质生活方面的重视也随之上升。面对当今变化多端的环境，人们对健康的需求和要求也日益增加。而水作为生命之源，是每天必需补充的身体能量之一，其重要性广受人们的关注。因此，对于饮水方面的讲究及规范也注重得更多了。比如开车、工作、出远门，很多人首选自带水杯。所以，在一定程度上推动了水杯制造业的发展。在市场上，你可以看到各式各样的水杯，它的设计也是五花八门。那么问题来了，你要怎样选择实用质量良好的水杯。关于水杯近年也是有许多消费者反应水杯的各种问题。例如，水杯的防摔效果较低且易碎，杯盖难打开或者拧不紧，杯盖的防漏水设计不到位、容易漏水，以及其设计使得开车或工作忙碌时不方便喝水等一些问题，引发很多消费者对于新型高品质水杯的需求。本项目产品在此趋势下应运而生。在智能化的基础上，为消费者提供一个方便、耐用、便携的水杯。
1.智能水杯研究方案
本产品经过市场调查，以及信息收集，针对传统水杯的各种问题，研制出一款融入智能化领域的水杯。
1.1材质方面
由于近年的水杯大都注重容量和外观方面的设计，因此忽略其他地方的影响，就像有些水杯它的材料忽视了对污染方面的检查，用久了会影响水的质量，有些水杯它采用的材料质量较低，大大减少水杯的寿命和质量。本产品采用最新的316不锈钢材质，耐抗摔，其含碳量低，对于身体健康好，以及有益于延长水杯寿命。
1.2结构方面
结构上采用杯盖和水杯一体化设计，杯盖安装了触摸传感器，可360度无死角感应，进而触发活塞驱动部件，自动打开出水口，再也不需要用手开杯盖喝水。另外，我们在杯子中部设置一个LCD显示器，可以显示杯内的水温和水量，方便你了解杯内信息，让你能够喝上不冷不热的水。该产品我们利用单片机作为产品的核心元件，用于控制水杯的元件运行及数据存储，相比于传统的水杯，多了一个智能的大脑。
1.3电池方面
我们使用锂电池作为水杯的电源来源，电池容量用3000MAH，大容量的电池利于提高水杯器件的续航性，最长可用一个星期，无需频繁充电，而且这类电池的寿命较长且耐用。
2.原理结构及硬件模块
2.1，总电路原理
该产品的设计STC89C52单片机用为主模块，将其作为控制器。溫度采集使温度传感器把模拟信号通过AD转换电路[1]将数字信号交于单片机处理数据，从而传数据至显示屏显示。而集成的压力触摸传感器也是相同的原理，不同的是数字信号传至驱动模块运行，由驱动模块做出反应推动活塞，杯中的水流出水，从而实现不开盖也能喝水。蓝牙模块作为新元素，与手机上App相结合，为用户提供每天饮水量以及一段时间的记录表。USB接口作为电池充电端为单片机提供电源需求，要将其优化，将USB接口换为无线充电。使得整个电路设计具有合理，从而实现整体运作。
2.2单片机
本设计是以STC98C52单片机[2]为主控器，具有高性能，低耗能，低成本，微小易安置等优点，能同时接收温度传感器、压力传感器的信号处理，并且还能储存杯中水的温度以及用量的数据，连接蓝牙模块可传数据至手机App实时观察。
2.3传感器
使用DS18B20温度传感器[3]对水温检测，它具有体积小，精度高，抗干扰能力强的优点，能安置在杯体且能减少占用空间，测量温度的范围为-25摄氏度的稳定工作。还有压力传感器，安置在杯底处可以实时反应水杯的质量的增减情况，再通过单片机设定的时间，一天为一周期，周期内用水量为用户饮水量。
2.4驱动模块
为实现不开盖也能喝水的理念，杯盖设计上，就要有所改进，用户如何嘴唇触碰杯盖压力触摸传感器就能出水，只要在于杯口出水端作出反应，短时间推动活塞使水流出，应用上集成的触摸传感器用线圈绕活塞周围均匀分布，当用户嘴唇触碰到集成的触摸传感器时，立刻作出反应推动杯盖内置活塞，并对应360度杯口出水，从任何方向都能喝到水。传感器工作需要电，而电池安置在杯体下方，要让电流从杯体与杯盖连接处经过，首要解决电流的输送方式。用永磁体使杯盖紧吸杯体，分别提供两处电源接触柱，达到电源稳定使用，有助于延长传感器使用寿命。
3.软件模块设计
3.1.无线连接
本产品以单片机为核心作为水杯的处理芯片，内部设有蓝牙模块元件，其器件采用超级蓝牙技术，它的连接范围可达20米左右，使得手机可以通过无线蓝牙连接到智能水杯，收取通过单片机进行处理的信息。再通过下载专门的App软件即可实现信息同步，在手机上也可以查看水杯的LCD显示器上的数据。
3.2.App应用
该App拥有语音提醒功能，当你每天喝水少于一定的量时，手机便会语音提醒你多喝喝水。另一方面，当水杯的水低于一定的值时，app便会语音提醒你水杯没水了。
4.可行性分析
市场前景的预测判断主要有以下几个因素：（1）目前智能水杯这个产品在市场的状况，包括，品牌、价位、质量和产品的附加值等等;（2）目前同类产品在市场竞争情况分析，主要评估目前的竞争水平和市场空间;（3）我们团队产品的性价比、市场营销方面、产品综合的优势和市场同类相对比;（4）综合以上三点评估得出以下结论：一是我们团队在市场的竞争空间;二是我们团队的市场营销方面。
5.产品的先进性
（1）本产品是一个集单片机，LCD显示器，传感器于一水杯的设备，需要拥有较高的联接技术支持。
（2）该产品在饮水方面采用智能自动感应开瓶设备，相比于传统的用手拧开杯盖喝水更加方便。
（3）通过融入蓝牙技术实现水杯与手机App互联查看，可在手机下载App查看杯子的状态信息，是一次实现硬件和软件相结合的水杯。
6.未来扩展延伸
随着社会的发展，国家的不断强大，人们对生活条件也越来越高，对喝水的要求也越来越高，智能水杯将和更多的健康管理智能化相结合。通过智能水杯可以看水杯里水的多少和温度，蓝牙连接App，查找水杯的位置，不易丢失。功能的多样化和智能化大大增加了消费者的使用频率，从而得到大多数人的认可和认知，让智能化走进人们的日常生活中[4]。
结束语
本文研究智能水杯符合人们的日常生活，基本上解决了日常忙碌而饮水不足的问题。这款智能水杯适应各个阶层的人们，独具特色、又不失潮流，功能多样化，使用起来方便。
参考文献：
[1]李名宇，李姿.<基于单片机的智能健康水杯设计>.沈阳工学院信息与控制学院
[2]彭家强、朱晓峰.<一种有温控指示的智能水杯设计>.新余学院机电工程学院
[3]金慧，石莉莉，曹永利.<智能多功能水杯设计研究>.青岛黄海学院
（本项目来源于：广州南洋理工职业学院大学生创新创业训练计划，项目编号：NY-2018CQ2DC-07。 通讯作者：罗小军）
关键词：智能水杯;传感器;方便;单片机
引言
随着经济社会的深入发展，人们的生活水平越来越高，物质生活方面的重视也随之上升。面对当今变化多端的环境，人们对健康的需求和要求也日益增加。而水作为生命之源，是每天必需补充的身体能量之一，其重要性广受人们的关注。因此，对于饮水方面的讲究及规范也注重得更多了。比如开车、工作、出远门，很多人首选自带水杯。所以，在一定程度上推动了水杯制造业的发展。在市场上，你可以看到各式各样的水杯，它的设计也是五花八门。那么问题来了，你要怎样选择实用质量良好的水杯。关于水杯近年也是有许多消费者反应水杯的各种问题。例如，水杯的防摔效果较低且易碎，杯盖难打开或者拧不紧，杯盖的防漏水设计不到位、容易漏水，以及其设计使得开车或工作忙碌时不方便喝水等一些问题，引发很多消费者对于新型高品质水杯的需求。本项目产品在此趋势下应运而生。在智能化的基础上，为消费者提供一个方便、耐用、便携的水杯。
1.智能水杯研究方案
本产品经过市场调查，以及信息收集，针对传统水杯的各种问题，研制出一款融入智能化领域的水杯。
1.1材质方面
由于近年的水杯大都注重容量和外观方面的设计，因此忽略其他地方的影响，就像有些水杯它的材料忽视了对污染方面的检查，用久了会影响水的质量，有些水杯它采用的材料质量较低，大大减少水杯的寿命和质量。本产品采用最新的316不锈钢材质，耐抗摔，其含碳量低，对于身体健康好，以及有益于延长水杯寿命。
1.2结构方面
结构上采用杯盖和水杯一体化设计，杯盖安装了触摸传感器，可360度无死角感应，进而触发活塞驱动部件，自动打开出水口，再也不需要用手开杯盖喝水。另外，我们在杯子中部设置一个LCD显示器，可以显示杯内的水温和水量，方便你了解杯内信息，让你能够喝上不冷不热的水。该产品我们利用单片机作为产品的核心元件，用于控制水杯的元件运行及数据存储，相比于传统的水杯，多了一个智能的大脑。
1.3电池方面
我们使用锂电池作为水杯的电源来源，电池容量用3000MAH，大容量的电池利于提高水杯器件的续航性，最长可用一个星期，无需频繁充电，而且这类电池的寿命较长且耐用。
2.原理结构及硬件模块
2.1，总电路原理
该产品的设计STC89C52单片机用为主模块，将其作为控制器。溫度采集使温度传感器把模拟信号通过AD转换电路[1]将数字信号交于单片机处理数据，从而传数据至显示屏显示。而集成的压力触摸传感器也是相同的原理，不同的是数字信号传至驱动模块运行，由驱动模块做出反应推动活塞，杯中的水流出水，从而实现不开盖也能喝水。蓝牙模块作为新元素，与手机上App相结合，为用户提供每天饮水量以及一段时间的记录表。USB接口作为电池充电端为单片机提供电源需求，要将其优化，将USB接口换为无线充电。使得整个电路设计具有合理，从而实现整体运作。
2.2单片机
本设计是以STC98C52单片机[2]为主控器，具有高性能，低耗能，低成本，微小易安置等优点，能同时接收温度传感器、压力传感器的信号处理，并且还能储存杯中水的温度以及用量的数据，连接蓝牙模块可传数据至手机App实时观察。
2.3传感器
使用DS18B20温度传感器[3]对水温检测，它具有体积小，精度高，抗干扰能力强的优点，能安置在杯体且能减少占用空间，测量温度的范围为-25摄氏度的稳定工作。还有压力传感器，安置在杯底处可以实时反应水杯的质量的增减情况，再通过单片机设定的时间，一天为一周期，周期内用水量为用户饮水量。
2.4驱动模块
为实现不开盖也能喝水的理念，杯盖设计上，就要有所改进，用户如何嘴唇触碰杯盖压力触摸传感器就能出水，只要在于杯口出水端作出反应，短时间推动活塞使水流出，应用上集成的触摸传感器用线圈绕活塞周围均匀分布，当用户嘴唇触碰到集成的触摸传感器时，立刻作出反应推动杯盖内置活塞，并对应360度杯口出水，从任何方向都能喝到水。传感器工作需要电，而电池安置在杯体下方，要让电流从杯体与杯盖连接处经过，首要解决电流的输送方式。用永磁体使杯盖紧吸杯体，分别提供两处电源接触柱，达到电源稳定使用，有助于延长传感器使用寿命。
3.软件模块设计
3.1.无线连接
本产品以单片机为核心作为水杯的处理芯片，内部设有蓝牙模块元件，其器件采用超级蓝牙技术，它的连接范围可达20米左右，使得手机可以通过无线蓝牙连接到智能水杯，收取通过单片机进行处理的信息。再通过下载专门的App软件即可实现信息同步，在手机上也可以查看水杯的LCD显示器上的数据。
3.2.App应用
该App拥有语音提醒功能，当你每天喝水少于一定的量时，手机便会语音提醒你多喝喝水。另一方面，当水杯的水低于一定的值时，app便会语音提醒你水杯没水了。
4.可行性分析
市场前景的预测判断主要有以下几个因素：（1）目前智能水杯这个产品在市场的状况，包括，品牌、价位、质量和产品的附加值等等;（2）目前同类产品在市场竞争情况分析，主要评估目前的竞争水平和市场空间;（3）我们团队产品的性价比、市场营销方面、产品综合的优势和市场同类相对比;（4）综合以上三点评估得出以下结论：一是我们团队在市场的竞争空间;二是我们团队的市场营销方面。
5.产品的先进性
（1）本产品是一个集单片机，LCD显示器，传感器于一水杯的设备，需要拥有较高的联接技术支持。
（2）该产品在饮水方面采用智能自动感应开瓶设备，相比于传统的用手拧开杯盖喝水更加方便。
（3）通过融入蓝牙技术实现水杯与手机App互联查看，可在手机下载App查看杯子的状态信息，是一次实现硬件和软件相结合的水杯。
6.未来扩展延伸
随着社会的发展，国家的不断强大，人们对生活条件也越来越高，对喝水的要求也越来越高，智能水杯将和更多的健康管理智能化相结合。通过智能水杯可以看水杯里水的多少和温度，蓝牙连接App，查找水杯的位置，不易丢失。功能的多样化和智能化大大增加了消费者的使用频率，从而得到大多数人的认可和认知，让智能化走进人们的日常生活中[4]。
结束语
本文研究智能水杯符合人们的日常生活，基本上解决了日常忙碌而饮水不足的问题。这款智能水杯适应各个阶层的人们，独具特色、又不失潮流，功能多样化，使用起来方便。
参考文献：
[1]李名宇，李姿.<基于单片机的智能健康水杯设计>.沈阳工学院信息与控制学院
[2]彭家强、朱晓峰.<一种有温控指示的智能水杯设计>.新余学院机电工程学院
[3]金慧，石莉莉，曹永利.<智能多功能水杯设计研究>.青岛黄海学院
（本项目来源于：广州南洋理工职业学院大学生创新创业训练计划，项目编号：NY-2018CQ2DC-07。 通讯作者：罗小军）