【IoT智能】一款基于涂鴉智能IoT云平臺(tái)的新型智能藍(lán)牙水杯

1 前言

近些年來(lái)，隨著科技的更新迭代，IoT行業(yè)迎來(lái)了一個(gè)快速膨脹發(fā)展的窗口期，我們隨之可見(jiàn)的是，越來(lái)越多的智能化產(chǎn)品進(jìn)入到了我們的日常生活中，包括發(fā)展比較早的智能家居類(lèi)產(chǎn)品、智能家電類(lèi)產(chǎn)品，還有近些年非?；馃岬?strong>智能穿戴類(lèi)產(chǎn)品，這些都得到了市場(chǎng)很好的反饋。

在都市日常生活工作中，通常的節(jié)奏都比較快，有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)中國(guó)有近75%的人都處于 “亞健康” 狀態(tài)，每個(gè)人都或多或少會(huì)有這樣那樣的健康問(wèn)題。隨著大家對(duì)健康問(wèn)題的關(guān)注度提高，在智能IoT領(lǐng)域，也出現(xiàn)了越來(lái)越多有關(guān)運(yùn)動(dòng)健康類(lèi)的智能單品，這些單品的功能核心都是針對(duì)某個(gè)日常的健康隱患，提供一套智能化的解決方案，使得人們?cè)谙硎芸萍急憬莸耐瑫r(shí)，也提升了自己的健康狀態(tài)。

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2 產(chǎn)品構(gòu)思

結(jié)合當(dāng)下的市場(chǎng)需求，綜合分析各類(lèi)健康問(wèn)題的相關(guān)數(shù)據(jù)，我認(rèn)為日常 健康飲水 問(wèn)題，是一個(gè)具有可觀前景的智能化單品方向。一方面涉及飲水問(wèn)題，這是每個(gè)人每天都繞不開(kāi)的話(huà)題，所以這是一個(gè)有群眾基礎(chǔ)的產(chǎn)品；另一方面，的確有很多人包括我自己會(huì)因?yàn)楦鞣N各樣的原因，使得沒(méi)法保證每一天的飲水?dāng)z入量，這個(gè)在一定程度上會(huì)加劇一些慢性病的爆發(fā)。

隨著大家對(duì)健康意識(shí)的蘇醒和認(rèn)知的提升，越來(lái)越多的人愿意為自己的健康問(wèn)題買(mǎi)單。正是基于這樣的市場(chǎng)調(diào)研考慮，我的想法是設(shè)計(jì)一款新型智能化水杯，著重解決人們?nèi)粘５娘嬎】祮?wèn)題。

2.1 產(chǎn)品名稱(chēng)

飲水健康類(lèi)的智能單品：一款基于藍(lán)牙通訊的新型智能化水杯

2.2 產(chǎn)品主要解決的問(wèn)題

主要解決辦公室白領(lǐng)、年輕情侶及獨(dú)居老人的健康飲水問(wèn)題：

• 作為辦公室白領(lǐng)，由于工作性質(zhì)屬于比較忙的那一種，常常會(huì)因?yàn)?忙，而忘記補(bǔ)充一定量的飲水，這樣導(dǎo)致的問(wèn)題就是每天無(wú)法保證攝入足量的水分，加上辦公室環(huán)境本身就是一個(gè) 久坐 的姿態(tài)，長(zhǎng)此以往容易引發(fā)健康問(wèn)題；
• 作為獨(dú)居老人，往往年紀(jì)比較大，記性較差，時(shí)常會(huì)忘記喝水；同時(shí)可能眼睛不好使或者耳朵不好使，對(duì)普通水杯的容量和溫度不容易判斷，因此引入智能水杯的智能功能很有必要，有助于幫忙獨(dú)居老人在一定程度上解決喝水的健康問(wèn)題；
• 作為情侶，時(shí)常需要使用各種秀恩愛(ài)的手段來(lái)表達(dá)愛(ài)意，智能水杯獨(dú)創(chuàng)的情侶模式，可以很好地解決這個(gè)問(wèn)題。

2.3 產(chǎn)品的創(chuàng)新功能點(diǎn)

• 支持自定義定時(shí)提醒喝水的功能；
• 支持聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)計(jì)分析，智能分析一段時(shí)間內(nèi)的飲水健康問(wèn)題；
• 支持屏顯水容量和水溫；
• 支持語(yǔ)音播報(bào)水容量和水溫；
• 支持用戶(hù)群體設(shè)定（老年人、辦公室白領(lǐng)、兒童等人群分類(lèi)）；
• 首創(chuàng)關(guān)懷模式，智能水杯可以在子女和老人的賬戶(hù)下共享，當(dāng)關(guān)懷模式開(kāi)始時(shí)，子女的賬戶(hù)可遠(yuǎn)程操作APP達(dá)到及時(shí)查看并提醒老人喝水的功能；
• 關(guān)懷模式的升級(jí)版本：情侶模式，主要適用于年輕的情侶直接，支持一方直接發(fā)起即時(shí)語(yǔ)音提醒，達(dá)到秀恩愛(ài)的目的。

3 產(chǎn)品原型

一個(gè)好的產(chǎn)品點(diǎn)子從腦海中誕生，到真正能夠以最快的速度打入市場(chǎng)，并能夠獲得不錯(cuò)的口碑，它的原型設(shè)計(jì)就顯得非常重要；同時(shí)，這個(gè)產(chǎn)品搭在一個(gè)什么樣的平臺(tái)上，也是一個(gè)非常值得調(diào)研和考究的問(wèn)題。

3.1 云平臺(tái)選型

在國(guó)內(nèi)主流的IoT云平臺(tái)有阿里云平臺(tái)、騰訊云平臺(tái)、京東云平臺(tái)、小米云平臺(tái)、華為云平臺(tái)，還有就是涂鴉云平臺(tái)。

每家云平臺(tái)各具特色，各有千秋，這其中阿里云平臺(tái)相對(duì)創(chuàng)立較早，發(fā)展也較為成熟，主要是圍繞天貓精靈為核心打造全景式智能方案。

相對(duì)于阿里云平臺(tái)，涂鴉云平臺(tái)的最大特色是采取 標(biāo)準(zhǔn)模塊化開(kāi)發(fā)規(guī)則，實(shí)現(xiàn)行業(yè)標(biāo)品的標(biāo)準(zhǔn)化；這樣的好處對(duì)于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)，可以大幅降低研發(fā)成本和周期，同時(shí)也大大降低開(kāi)發(fā)門(mén)檻，快速實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品智能化。

正是基于這種標(biāo)品的開(kāi)發(fā)能力，我們可以看到在涂鴉的開(kāi)發(fā)者云平臺(tái)上可以看到大量的行業(yè)標(biāo)品，幾乎覆蓋到了我們所能見(jiàn)到的智能單品，這無(wú)疑給開(kāi)發(fā)者帶了極大的便利。同時(shí)，涂鴉開(kāi)發(fā)者云平臺(tái)上，具有非常豐富的開(kāi)發(fā)文檔，包括設(shè)備終端側(cè)的SDK、手機(jī)APP端側(cè)的SDK、云端的SDK等等都有完備的支持，這對(duì)于看重二次開(kāi)發(fā)的開(kāi)發(fā)者也是一個(gè)非常不錯(cuò)的福音。

IoT領(lǐng)域的智能單品正在爆發(fā)式發(fā)展，隨之帶來(lái)的問(wèn)題就是，產(chǎn)品功能、品質(zhì)無(wú)法建立標(biāo)準(zhǔn)化，而涂鴉智能的出現(xiàn)，正是為了很好地解決這個(gè)痛點(diǎn)，我們也希望這個(gè)方向能夠持續(xù)深化下去，讓我們能夠在涂鴉云平臺(tái)能夠看到更多的標(biāo)品，這樣我們就有更多的思路和方向去打造屬于自己的智能單品。

綜上的幾個(gè)因素，我這個(gè)智能水杯單品，我就選用了 涂鴉IoT云平臺(tái)。

3.2 智能單品的創(chuàng)建

選定了涂鴉IoT云平臺(tái)之后，我就可以在涂鴉的 IoT云平臺(tái) 可以快速地 創(chuàng)建 我需要的智能單品：

更多的介紹文檔，大家可以參考 這里，更多的智能單品案例，可以從 這里 多一份了解。

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4 產(chǎn)品開(kāi)發(fā)

整個(gè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)分為兩大部分：硬件部分和軟件部分。在硬件部分呢，由于涂鴉只提供標(biāo)準(zhǔn)化的模組（Wi-Fi模塊或藍(lán)牙模組等），它并不提供具體的MCU選型以及對(duì)應(yīng)傳感器相關(guān)的選型，這些就需要智能單品開(kāi)發(fā)根據(jù)自己的實(shí)際情況，自行完成選型。

4.1 硬件設(shè)計(jì)

有了基本的IoT云平臺(tái)選型之后，下一步著重要進(jìn)行的就是硬件部分的選型。

硬件選型遵循的原則應(yīng)該是：盡可能選用成熟的硬件方案，選用的硬件型號(hào)應(yīng)略高于滿(mǎn)足你的功能需求，即留有冗余空間，盡可能考慮使用易開(kāi)發(fā)的組件。

4.2 軟件設(shè)計(jì)

主控部分的軟件代碼，采用的是STC12C5A60S2這塊增強(qiáng)型的51單片機(jī)，它的軟件開(kāi)發(fā)完全兼容傳統(tǒng)的51單片機(jī)，它的開(kāi)發(fā)特定就是易上手，IO口豐富，外設(shè)也相對(duì)豐富，基本滿(mǎn)足我需要的功能需求。

在這個(gè)項(xiàng)目，我主要使用它的以下幾個(gè)部分：定時(shí)器、雙串口（一個(gè)串口日志調(diào)試、另一個(gè)串口與藍(lán)牙通訊）、ADC、標(biāo)準(zhǔn)的GPIO、E2PROM等。至于其他幾個(gè)外設(shè)傳感器，均采用的GPIO做通訊協(xié)議的模擬。

值得注意的是，由于我是一個(gè)Linux編譯環(huán)境的重度依賴(lài)者，我實(shí)在沒(méi)法忍受KEIL那蛋疼的編譯的IDE環(huán)境，所以我查找網(wǎng)上的資料，自行搭建了基于 SDCC 的編譯環(huán)境，完美實(shí)現(xiàn)Linux環(huán)境下編譯51單片機(jī)。這塊相關(guān)的教程，我回頭整理下，再發(fā)出來(lái)大家討論討論。

以下便是我的代碼的內(nèi)容的展示，感興趣可以到我的gitee找相關(guān)的開(kāi)源代碼。

本產(chǎn)品的相關(guān)代碼已 開(kāi)源 在gitee，感興趣的童鞋，可以 戳這里 獲得更多內(nèi)容。

4.3 功能調(diào)試

• 模擬調(diào)試

涂鴉 模組調(diào)試助手 是一個(gè)集成了云模組通訊協(xié)議的串口調(diào)試工具，常用于 MCU 低代碼開(kāi)發(fā) 方案的開(kāi)發(fā)調(diào)試。模組調(diào)試助手集成了包括 Wi-Fi、藍(lán)牙、Zigbee、NB-IoT 等云模組常用串口協(xié)議，既可以模擬模組驗(yàn)證 MCU 代碼邏輯，也可以模擬 MCU 調(diào)試配網(wǎng)功能。

這個(gè)助手很好地解決了產(chǎn)品設(shè)計(jì)前期的快速落地驗(yàn)證和原型規(guī)劃，也極大地方便了在實(shí)際開(kāi)發(fā)過(guò)程中遇到數(shù)據(jù)通訊問(wèn)題時(shí)的調(diào)試手段，可以比較快地定位和解決問(wèn)題。

關(guān)于模組調(diào)試助手的詳盡介紹，可以 戳這里 。

• 設(shè)備調(diào)試

有了模擬調(diào)試的基礎(chǔ)之后，就可以在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，進(jìn)行真實(shí)設(shè)備的功能調(diào)試，這里采用的方式也是先從本地的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)入手，先把本地的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)通，比如水溫的探測(cè)、飲水量的檢測(cè)、杯中水量的探測(cè)等等。

• 聯(lián)網(wǎng)調(diào)試

這里主要驗(yàn)證智能水杯的聯(lián)網(wǎng)功能，包括與 智能生活A(yù)PP的發(fā)現(xiàn)配對(duì)、連接，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的上下行對(duì)接，智能場(chǎng)景聯(lián)動(dòng)等核心功能調(diào)試。

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5 產(chǎn)品功能展示

這里我將展示智能水杯單品的核心功能：設(shè)備發(fā)現(xiàn)、設(shè)備配網(wǎng)、設(shè)備解綁、設(shè)備綁定、設(shè)備連接/斷開(kāi)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的屏幕顯示、人機(jī)交互的，數(shù)據(jù)的上下行，設(shè)備與智能APP的聯(lián)動(dòng)感應(yīng)等等。

產(chǎn)品核心功能的完整演示視頻，可以從這里進(jìn)行觀看，感興趣的戳 這里 。

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6 產(chǎn)品功能拓展

由于時(shí)間投入的關(guān)系，本次開(kāi)發(fā)主要集中在開(kāi)發(fā)核心的功能特性上，包括基本數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)的下發(fā)及對(duì)云端數(shù)據(jù)的響應(yīng)等等。

回到最開(kāi)始我規(guī)劃的幾個(gè)特色功能，比如 聯(lián)網(wǎng)分析飲水?dāng)?shù)據(jù)、智能語(yǔ)音播報(bào)、設(shè)備共享、多人提醒互動(dòng)等特色功能，將會(huì)在后續(xù)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中繼續(xù)保持功能迭代，感興趣的童鞋可以保持關(guān)注。

7 結(jié)束語(yǔ)

看似一個(gè)簡(jiǎn)單的智能單品，但是，從最早的產(chǎn)品孵化再到產(chǎn)品原型的設(shè)計(jì)，再到IoT云平臺(tái)、硬件模塊的選型，然后進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)、功能調(diào)試，這一系列的內(nèi)容也是需要經(jīng)過(guò)不斷地思考和打磨，方可把這個(gè)智能化產(chǎn)品真的的落地。

期間，也遇到了不少之前完全沒(méi)有遇到的硬件問(wèn)題、軟件問(wèn)題，也使用了一些以前沒(méi)有調(diào)試過(guò)的傳感器，問(wèn)題都是一個(gè)個(gè)去解決。期間也去請(qǐng)教了一些IoT的da神，一些IoT相關(guān)的問(wèn)題得到了比較好的解決。

另外，這里著重需要感謝的還有 涂鴉智能云平臺(tái)，在這里我可以很快地創(chuàng)建我需要的智能單品，也可以很快地把產(chǎn)品原型進(jìn)行落地開(kāi)發(fā)，它提供了一個(gè)出色的開(kāi)發(fā)者平臺(tái)，有各種詳盡的開(kāi)發(fā)對(duì)接文檔，還有技術(shù)工單等反饋渠道，這些都給了我開(kāi)發(fā)這個(gè)智能單品有了更為強(qiáng)大的技術(shù)信心。

若對(duì)涂鴉智能云平臺(tái)快速創(chuàng)建智能產(chǎn)品想了解更多信息，歡迎從 這里 得到更多了解，智能設(shè)備從這里開(kāi)始！

這段開(kāi)發(fā)經(jīng)歷對(duì)我來(lái)說(shuō)，最大的收獲并不是說(shuō)把幾個(gè)智能化的核心功能給實(shí)現(xiàn)了，反倒是這個(gè)智能單品的開(kāi)發(fā)全流程讓我學(xué)習(xí)到了不少技術(shù)以外的內(nèi)容，這些對(duì)于我深入理解IoT領(lǐng)域提供了極大的幫助，我也相信將來(lái)會(huì)有更多優(yōu)秀的智能單品從這里誕生。

最后，感謝IoT，感謝涂鴉，感謝自己；期待一同進(jìn)步，一同成長(zhǎng)。

代碼開(kāi)源

基礎(chǔ)的應(yīng)用邏輯

這里的基礎(chǔ)應(yīng)用邏輯有包括以下幾點(diǎn)：

• 設(shè)備復(fù)位和設(shè)備配網(wǎng)：當(dāng)按鍵長(zhǎng)按3秒以上時(shí)，則觸發(fā)藍(lán)牙設(shè)備的解綁，所有本地?cái)?shù)據(jù)都講復(fù)位到默認(rèn)值，同時(shí)藍(lán)牙設(shè)備再次發(fā)起廣播，等到手機(jī)APP的自動(dòng)發(fā)現(xiàn)，以及發(fā)起后續(xù)的設(shè)備配網(wǎng)操作。
• 飲水提醒： 當(dāng)手機(jī)APP端下發(fā)的飲水提醒時(shí)間已到，則整個(gè)OLED屏幕開(kāi)始1秒鐘開(kāi)滅一次，直到檢測(cè)到一次新的喝水動(dòng)作。
• 飲水動(dòng)作的檢測(cè)：當(dāng)水杯水容量，前后的變化銳減20ml以上，則認(rèn)為是一次有效的喝水動(dòng)作，此時(shí) 已喝水量 會(huì)增加對(duì)應(yīng)的喝水量，同時(shí)喝水次數(shù)會(huì)加1，且會(huì)上報(bào)一次全量數(shù)據(jù)。
• 本地?cái)?shù)據(jù)定時(shí)上報(bào)：本地的數(shù)據(jù)，每個(gè)5秒鐘會(huì)觸發(fā)上報(bào)，同時(shí)觀察手機(jī)APP，即可看到數(shù)據(jù)的變化。
• 藍(lán)牙連接狀態(tài)顯示：藍(lán)牙有3種狀態(tài)，0狀態(tài)對(duì)應(yīng)的是設(shè)備未綁定，此時(shí)藍(lán)牙圖標(biāo)每秒鐘閃爍一次；1狀態(tài)對(duì)應(yīng)已綁定但未連接手機(jī)，此時(shí)藍(lán)牙圖標(biāo)3秒鐘閃爍一次；2狀態(tài)表示正常已綁定已連接狀態(tài)，測(cè)試藍(lán)牙圖標(biāo)常態(tài)化一直顯示。

電池電量檢測(cè)

本產(chǎn)品由鋰電池或干錳電池供電，借助MCU側(cè)自帶的ADC通道，可以很快地測(cè)出供電電壓。由于STC12C5A60S2的ADC內(nèi)部參考電壓就是供電電壓VCC，所以必須借助2路ADC通道，其中一路外接一個(gè)參考電壓，然后根據(jù)等比關(guān)系計(jì)算出供電電壓VCC。

比如外部參考電壓是V1 = 1.0V，對(duì)應(yīng)這路ADC測(cè)量的電壓值為V11；而另一路ADC測(cè)量出來(lái)的電壓值為V12。他們與VCC的等比關(guān)系是：VCC / V12 = V1 / V11

由此可計(jì)算出： VCC = V1 * V12 / V11

再結(jié)合VCC電壓和鋰電池的降壓特性，初步得出當(dāng)前的電量百分比，隨后送到屏幕展示。

基礎(chǔ)外設(shè)

按鍵觸發(fā)

為了簡(jiǎn)單處理，本項(xiàng)目中采用的簡(jiǎn)單的GPIO實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)按鍵的功能；同時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)單個(gè)按鍵短按和長(zhǎng)按的對(duì)應(yīng)不同的功能，在按鍵處理代碼中，增加了按鍵狀態(tài)機(jī)的處理模型，有效地區(qū)分按鍵短按和長(zhǎng)按狀態(tài)。

OLED顯示

OLED采用的是I2C串行數(shù)據(jù)協(xié)議，考慮到GPIO的分布，本項(xiàng)目采用的是GPIO軟件模擬I2C洗衣的方式，通過(guò)對(duì)不同寄存器的讀寫(xiě)封裝，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)OLED區(qū)域的顯示；同時(shí)配合字模制作軟件，可以生成中文字模以及自定義的各式各樣的圖形和符號(hào)，極大地方便了顯示的多樣性。

溫度傳感器測(cè)溫

DS18B20溫度傳感器采用的是單數(shù)據(jù)線串行協(xié)議，切換單數(shù)據(jù)線的電平切換實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度信息的采集，經(jīng)過(guò)合理的轉(zhuǎn)換運(yùn)算后，得到一個(gè)比較精確的水杯溫度值，用于展示在顯示屏上。

壓力傳感器測(cè)水容量

壓力傳感器用于檢測(cè)水的容量，這是一個(gè)間接的測(cè)量方法，先通過(guò)壓力（重力）傳感器測(cè)得不同水容量下的重量，得出不能容量下的重量分布表；在真正的測(cè)量中，將取得的重量數(shù)據(jù)對(duì)照水容量表格，大致可以得出對(duì)應(yīng)的水容量，從而做水量的數(shù)據(jù)展示。

RTC本地時(shí)鐘

RTC時(shí)鐘，采用的是自定義的串行數(shù)據(jù)協(xié)議，通過(guò)RST、IO、SCK三線的變化，可以準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)對(duì)RTC時(shí)鐘的讀和寫(xiě)；同時(shí)該模塊是采用紐扣電池長(zhǎng)供電的，所以可以長(zhǎng)時(shí)間保持時(shí)鐘的有效性。

涂鴉的MCU側(cè)SDK移植

在涂鴉的IoT云平臺(tái)上創(chuàng)建了對(duì)應(yīng)的智能單品后，云平臺(tái)會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的MCU側(cè)參考SDK，這個(gè)SDK中將對(duì)應(yīng)產(chǎn)品的功能屬性、物模型數(shù)據(jù)都固話(huà)在里面了，并且SDK內(nèi)部已經(jīng)很好地實(shí)現(xiàn)了MCU和藍(lán)牙模組的對(duì)接，當(dāng)收到藍(lán)牙模組的數(shù)據(jù)傳遞時(shí)，自動(dòng)進(jìn)行處理。

在適配的過(guò)程中，只需要根據(jù)SDK包中的參考文檔，將MCU側(cè)幾個(gè)核心的跟串口收發(fā)的接口適配好后，整一個(gè)與藍(lán)牙模組的通訊功能就可以跑起來(lái)了。

這時(shí)，通過(guò)SDK包中的mcu_api.h的接口就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)藍(lán)牙模組的各種操作了。

更為詳盡的移植步驟，可以參考這里。

藍(lán)牙通訊

藍(lán)牙通訊這部分的軟件代碼其實(shí)分為兩部分：藍(lán)牙模組的固件代碼和MCU側(cè)對(duì)接藍(lán)牙模組的軟件代碼。由于我這是在涂鴉云平臺(tái)上直接創(chuàng)建產(chǎn)品，模組直接選用的是涂鴉提供的標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)牙模組，所以藍(lán)牙模組這部分的固件代碼，我是不用開(kāi)發(fā)的，而需要開(kāi)發(fā)的僅僅是通過(guò)簡(jiǎn)單的串口協(xié)議跟藍(lán)牙模塊就能夠?qū)悠饋?lái)。類(lèi)似下邊這張圖的左半部分所展示的這樣：

關(guān)于這種開(kāi)發(fā)方式，涂鴉叫 “MCU低代碼開(kāi)發(fā)”，詳盡的介紹可以參考 這里。

PS：本項(xiàng)目所需要開(kāi)發(fā)資料和相關(guān)硬件物料可以戳 這里 .

MCU主控

代碼整體框架

壓力傳感器模塊

重力/壓力傳感器主要是用于測(cè)量水杯的整體重量，通過(guò)密度、體積、質(zhì)量三者的數(shù)量關(guān)系，從而得出水容量的一種方法。

這里我選用的是 HX711：它是一款專(zhuān)為高精度電子秤而設(shè)計(jì)的24位A/D轉(zhuǎn)換器芯片與同類(lèi)型其它芯片相比，該芯片集成了包括穩(wěn)壓電源、片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器等其它同類(lèi)型芯片所需要的外圍電路，具有集成度高、響應(yīng)速度快、抗干擾性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。降低了電子秤的整機(jī)成本，提高了整機(jī)的性能和可靠性。該芯片與后端MCU 芯片的接口和編程非常簡(jiǎn)單，所有控制信號(hào)由管腳驅(qū)動(dòng)，無(wú)需對(duì)芯片內(nèi)部的寄存器編程。

RTC時(shí)鐘模塊

RTC時(shí)鐘作為一個(gè)本地計(jì)時(shí)的模塊而存在，我選用的是非常經(jīng)典的RTC模塊：DS1302。

DS1302 是美國(guó)DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，它可以對(duì)年、月、日、周、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為2.0V～5.5V。采用三線接口與CPU進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或RAM數(shù)據(jù)。

溫度傳感器模塊

溫度傳感器主要的用途是測(cè)量水杯的溫度，以便于展示真實(shí)的水溫度。這里我選用的是 DS18B20數(shù)字溫度傳感器。

DS18B20是常用的數(shù)字溫度傳感器，其輸出的是數(shù)字信號(hào)，具有體積小，硬件開(kāi)銷(xiāo)低，抗干擾能力強(qiáng)，精度高的特點(diǎn)。 [1] DS18B20數(shù)字溫度傳感器接線方便，封裝成后可應(yīng)用于多種場(chǎng)合，如管道式，螺紋式，磁鐵吸附式，不銹鋼封裝式，型號(hào)多種多樣，有LTM8877，LTM8874等等。

主要根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合的不同而改變其外觀。封裝后的DS18B20可用于電纜溝測(cè)溫，高爐水循環(huán)測(cè)溫，鍋爐測(cè)溫，機(jī)房測(cè)溫，農(nóng)業(yè)大棚測(cè)溫，潔凈室測(cè)溫，彈藥庫(kù)測(cè)溫等各種非極限溫度場(chǎng)合。耐磨耐碰，體積小，使用方便，封裝形式多樣，適用于各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測(cè)溫和控制領(lǐng)域。

按鍵模塊

按鍵這部分相對(duì)比較簡(jiǎn)單，我直接采用的是點(diǎn)觸式非自鎖開(kāi)關(guān)；主要是配合應(yīng)用做一些簡(jiǎn)單的功能切換；比如短按的時(shí)候切換屏幕開(kāi)和關(guān)，長(zhǎng)按的時(shí)候復(fù)位藍(lán)牙模組，進(jìn)入配網(wǎng)流程等。

OLED顯示模塊

這里為了在產(chǎn)品中顯示相關(guān)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，包括當(dāng)前水杯溫度、藍(lán)牙連接狀態(tài)、定時(shí)喝水提醒倒計(jì)時(shí)、電池電量、本地計(jì)時(shí)、杯中水量、已喝水量、目標(biāo)水量等等。

考慮成本和接口設(shè)計(jì)等因素，我采用的是由 SSD1306 芯片驅(qū)動(dòng)的9.6寸的OLED。

OLED 由于同時(shí)具備自發(fā)光，不需背光源、對(duì)比度高、厚度薄、視角廣、反應(yīng)速度快、可用于撓曲性面板、使用溫度范圍廣、構(gòu)造及

制程較簡(jiǎn)單等優(yōu)異之特性，被認(rèn)為是下一代的平面顯示器新興應(yīng)用技術(shù)。同比之下LCD 都需要背光，而 OLED 不需要，因?yàn)樗亲园l(fā)光的，這樣的話(huà)同樣的顯示， OLED 效果要來(lái)得好一些。

藍(lán)牙通訊模塊

這里選用的涂鴉的 BT3L 的的藍(lán)牙模組，它極具性?xún)r(jià)比，在基于藍(lán)牙的智能單品上應(yīng)用非常廣泛，它的基本資料如下：

主控模塊

主控模塊我選用的是開(kāi)發(fā)者最容易上手的增強(qiáng)型 STC12C5A60S2 ，它是宏晶科技生產(chǎn)的單時(shí)鐘/機(jī)器周期(1T)的單片機(jī)，是高速/低功耗/超強(qiáng)抗干擾的新一代 8051單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051,但速度快8-12倍。對(duì)比傳統(tǒng)的51單片機(jī)，它有非常顯著的技術(shù)優(yōu)勢(shì)：