一種基于單片機的智能燒水器

德州學院 張應新 王志坤 張鑫 姜巖偉 李磊

一種基于單片機的智能燒水器

德州學院 張應新 王志坤 張鑫 姜巖偉 李磊

這項設計是一項基于單片機控制的智能燒水器，主要是為了解決現在市場上燒水器存在的沒有斷電系統和燒不開水的問題。這項設計的核心是溫度傳感器和向單片機傳遞信號，單片機控制蜂鳴器、定時器和GSM模塊發出報警或保溫等一系列動作。

燒水器；單片機；智能家居

1 研究目的

現在市場上的幾種燒水器，大都存在一些弊端。比如水燒開時不會自動斷電，浪費電能；或者當水燒開時，燒水器會立刻斷電，而健康的燒水方法是當水燒開后再沸騰2～3分鐘。為解決上述問題，我們給燒水器加上一套單片機控制系統和外圍電路,使其可以燒出健康的水，定時保溫，不產生水堿，使用戶喝上健康的水。并且其結構緊湊，設計合理，維護方便，便于批量化生產。

2 國內外研究現狀

目前國內對于燒水器的研究僅限節省電力方面，也就是使水燒開后立即斷電。但是這樣燒的水卻不健康。國外對于燒水器的研究也只是對于外觀的改造，并沒有在智能化上作出改進。

3 結構設計

3.1 結構部分

本裝置包括：普通燒水器、單片機、定時器、蜂鳴器、電熱絲、GSM模塊。蜂鳴器安裝在燒水器的上部，溫度傳感器安裝在壺嘴處，定時器、單片機、電熱絲位于同一水平位置，GSM模塊安裝在水壺外側。圖1為本設計的結構圖。

圖1 設計結構圖

3.2 電路設計

電源線與各元件均連接，對各元件集中供電；電熱絲與單片機之間有導線連接，單片機控制其溫度，從而控制狀態為加熱或者保溫；溫度傳感器通過導線與單片機連接，單片機控制其感應水溫；定時器通過導線與單片機連接，單片機控制其決定加熱與保溫狀態的時間；蜂鳴器和GSM模塊均與單片機用導線相連，單片機控制其發出警報。

3.3 工作方式

本設計的思路是電熱絲對水進行加熱。當溫度感應器感應到水加熱到100℃時，向單片機發送信號。單片機控制定時器啟動，定時時間為2～3分鐘。定時器達到預定時間后，單片機控制蜂鳴器震動發出警報，提醒人來斷電。若有人來斷電則一個工作流程結束；若超過1分鐘沒有人來斷電，則單片機控制電熱絲降溫到55℃，對水進行保溫。同時單片機驅動定時器再次定時，定時時間為30分鐘。若30分鐘后依然沒有人來斷電，則單片機控制GSM模塊發出警報，提醒人來斷電，同時電熱絲不再工作。這樣既節省了電能，又減少了水堿的產生，保護了用戶的用水健康。

4 總結

相比于市面上傳統的燒水器而言，本設計所需的元器件價格低廉，電路結構簡單，便于批量化生產；且操作簡單，能夠保障用戶的安全。論及本設計的不足之處，在于本設計模式單一，沒有太周全地考慮到老年人用戶和兒童的安全，所以只限于成年人使用。

張應新，男，1998年出生，山東省德州市武城縣人，本科，研究方向：機械設計制造及自動化。