基于ARM的智能健康饮水机控制系统的研究-文献综述

第1页开题报告（文献综述）1.本课题研究动态：从饮水机问世以来，在中国的发展趋势逐年增加。随着人们生活水平的提高，人们对其功能的要求也越来越高，所以，对智能饮水机的需求就逐渐显现了出来。臭氧杀菌技术由于空气中漂浮的灰尘很容易引起储物柜中的物品变质,为了使饮水机储物柜中的物品能长久保鲜,可以充分利用臭氧环保卫生的强大消毒功能对储物柜进行消毒灭菌11。饮水机具有饮水时尚、结构简单，操作方便、清洁卫生，价廉物美等优点。在饮水机步入高潮的今天，市场十分活跃，已经成为了每个单位，家庭等必备的用品。但是，我们对饮水机的选择已经不是停留在过去的眼光，而是高标准，不仅使用而且要求外形脱俗，而在功能上，我们也有了更高的要求。因此，智能饮水机已是饮水机发展的必然趋势。随着社会的不断向前发展,人们的饮水观念随之发生变化,大桶饮用水逐渐进入办公室和家庭。大桶水必须经饮水机后才能方便饮用。出厂时合格的大桶饮用水经过未消毒的饮水机后其细菌总数超标数百倍,长期饮用这种水,将严重危害消费者健康12。所以，研究健康型智能饮水机已经迫在眉睫。2.目的及意义：传统饮水机的局限性一般体现在以下几个方面：第一，功能相对简单。只有简单的温度控制，而且用户还不能自己根据与自己的喜好设定温控参数。第二，能耗较大。在没有人使用的时候饮水机也处在开机状态，无疑会造成能源的大量的浪费。第三，长期饮用饮水机里的水会对健康不利。由于广泛使用的饮水机烧水不能完全沸腾，长期饮用这种水对身体造成较大的伤害。单片机在电子产品中的应用已经越来越广泛，在很多电子产品中也用到了温度检测和温度控制。目前广泛使用的饮水机，具有价格低廉，制造简便等优点。但随着用户长时间的使用，这些饮水机功能单一、能耗较大、长时间饮用饮水机的水对健康不利等缺点逐渐暴露出来。因此，本次设计的主要目的在于，设计出一个全新的智能控制系统，该系统具有温度检测、温度控制、是否需要启动饮水机加热，检测是否有人饮用等功能。本次设计饮水机智能控制，也就是要符合人们需求的生活用水，先要把水烧开，然后使水温保持一定的温度，同时检测此次加热的水有多长时间没有被饮用，是否需要放水换水。掌握好对饮水机的控制，就能在一定程度上把我们身边的水充分利用起来，防止了第2页每次加热都使水沸腾，既节能又能更好的满足人们的需求。3.研究的基本内容：温度传感器DS18B20能在-55摄氏度至120摄氏度范围内检测水温8，通过键盘设计需要保持的水温，实时显示水的温度，静态控制精度为1摄氏度。其次，本系统并有一个简单的测量液面的设计，可以使得用户不必自己给饮水机加水，当饮水机的水位低于一定值时，单片机会检测到一个信号，并驱动电子阀门打开，给饮水机的水桶加水。当水位达到一定高度时，单片机又会控制阀门关闭解决的主要问题：在达到一定温度后自动断电保持水的温度，在水温低到一定程度后自动通电烧水，DS18B20数字温度计以9位数字量的形式反映器件的温度值。单片机的接口信号是数字信号，要想用单片机获取温度这类非电信号的信息，毫无疑问，必须使用温度传感器，这是需要将温度信息转换为电流或电压输出。在温度检测系统中!大多采用单片机对温度传感器进行控制!实现数据采集。本设计介绍的温度检测系统是采用OPEN103Z开发板、人体感应开关、光电耦合电路和DS18B20温度传感器构成。DS18B20温度传感器共有9个字节的内部暂存存储器，3个字节的非易失性44567O和每片出厂时已写入的唯一64位ROM编码。其中非易失性EEPROM是用于存放温度报警上下限值和系统配置控制字的。用户可通过写入系统配置字节，来选择确定温度转换的分辨率5。光电耦合器的主要结构是把发光器件和光接收器件组装在一个密闭的管壳内，然后利用发光器件的管脚作输入端，而把光接收器的管脚作为输出端。当在输入端加电信号时，发光器件发光。这样,光接收器件由于光敏效应而在光照后产生光电流并由输出端输出。从而实现了以“光”为媒介的电信号传输，而器件的输入和输出两端在电气上是绝缘的。这样就构成了一种中间通过光传输信号的新型半导体光电子器件1。4.研究方法步骤及措施1.对饮水机智能控制的设计理念做个全面的了解，整理出该电路应实现的功能，有个全方面的定位才能一步步去实现功能。2.查阅参考大量的单片机(ARM)内容，掌握更多单片机知识，进一步熟悉语言编程。3.通过查阅OPEN103Z开发板、人体感应开关、光电耦合电路和DS18B20温度传感器相关工作原理，自学相关设计软件，完成设计方案的理论分析，并进一步设计、制作实际电路，从而达到理论与实际相结合的效果。第3页5.工作进度安排调查、资料收集，了解相关背景知识。2013.10.252013.10.27撰写文献综述、完成外文翻译。2013.10.282013.11.1进行课题的主要设计工作。2013.11.22013.11.30完善课题的设计、进行论文编写。2013.12.012013.3.10论文定稿、提交打印。2013.3.112013.3.13准备答辩。2013.3.142013.3.15参考文献1.沙占友.集成温度传感器原理与应用.北京：机械工业出版社，2002，8495.2.阮海蓉.DS18B20在实时控制系统中的应用J.制造业自动化，1009-0134（1012）03（上）-0120-053.宋吉江.光电耦合器的工作原理及应用J.家庭电子.1143(总571)4.朱向荣.人体感应开关J.电子制作.2011.065.李华.水温水位定时控制器设计J.家电控制技术专题6.王卫东.影响光电耦合器可靠性的工艺因素及其对策J.2003-127.齐婉玉,梦英红,沈满.用DS18B20进行温度检测的方法与技巧J.仪器仪表学报.第24卷第4期刊8.Dallassemiconductor.Ds18b20progarmableresolution1-wiredigitalthermometerJ.20109.张国勤,洪健.中国饮水机行业的领头羊J.中国质量与品牌.2