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作品名称：基于STM32的智能饮水机系统设计与实验
学校名称：南京工业大学浦江学院
参赛队伍：吃饭喝水队
队伍编号：215072
参赛学生：赵洁武司晨王誉睿邓恩琪
指导老师：陈美玲
投票日期：2025年10月10日 00:00->2025年12月15日 00:00
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详细说明

针对传统饮水机水质不明、操作单一等痛点，本产品以STM32为核心，集成多传感器实现水温、pH、TDS、流量实时监测，支持手动/自动出水模式与双端交互，搭配智能提醒，打造健康智能饮水方案。结构分为感知（多传感器）、控制（STM32）、交互（屏/APP/语音）三层，操作流程简洁：开机初始化→选模式→出水→自动/手动停止。1、设计原理
本智能饮水机以STM32单片机为核心控制单元，构建“感知-处理-控制-交互”的完整系统链路。各类传感器作为“感知端”，将水温、pH值、TDS、水流量等物理量转化为电信号；STM32单片机作为“处理中枢”，通过ADC模块或GPIO接口采集信号后，经滤波、校准等算法处理，输出控制指令；执行部件根据指令实现水温调节、定量出水等功能；交互模块则完成数据显示与远程控制，形成闭环控制体系。

2、设计方案

硬件方案

（1）主控模块选用STM32系列单片机，其丰富的IO口、ADC通道和运算性能，满足多传感器数据采集、多任务控制及算法运算需求，为系统稳定运行提供硬件支撑。

（2）水温监测采用DS18B20传感器，单总线通信方式简化电路设计且测温精度高；pH、TDS传感器选用模拟量输

出类型，直接适配STM32的ADC采集接口；水流量监测采用霍尔流量计，通过外部中断计数脉冲实现流量统计。

（3）加热模块采用陶瓷加热片，制冷模块采用半导体制冷片，二者均通过PWM调速实现精准控温；出水控制选用常闭电磁阀，由STM32的GPIO直接驱动，确保出水控制的及时性与可靠性。

（4）配置OLED屏幕实现本地数据显示，搭载蓝牙模块实现与手机APP的无线通信，同时集成语音模块完成异常与提醒类信息播报。

软件方案

（1）采用模块化设计，分为传感器驱动模块、数据处理模块、控制执行模块、交互通信模块。各模块通过函数调用协同工作，便于功能迭代与故障排查。

（2）水温控制引入PID算法，提升控温精度，使水温波动控制在较小范围；水质数据处理采用滑动平均滤波算法，有效降低干扰，保证数据稳定性；出水控制算法根据霍尔流量计脉冲数实现定量控制。

（3）基于蓝牙串口通信协议开发配套APP，支持Android和iOS平台，实现水质数据实时查看、出水模式设置、参数调整及远程控制等功能。