为了适配物质水平的飞速发展，针对传统保温杯的缺陷设计一个智慧型暖暖杯，用户可以自由设定温度，实现控温、恒温的功能，同时监测并显示部分环境数据。本设计基于STM32单片机，包括一个双层暖杯壳和内部控制电路，电路放置在双层杯壳的夹层中。OLED显示屏和触摸按键板贴附在外杯内壁槽，温度传感器紧贴内杯外壁，加热片贴合内部底部固定，其余器件亦合理放置。采用PID增量式控制算法，增强系统恒温的稳定性。PID算法具有精准的控制效果，通过PID算法调节控制加热片的加热时间，使液温在设定温度值上下极小幅波动。在暖杯壁上显示有当前杯内水温和环境监测数据，对环境情况做出有效提醒，具有较强的智慧性。
目录
1．绪论 1
1.1 课题研究背景和意义 1
1.2 课题研究现状及趋势 1
1.3 章节概述 2
2．系统整体设计方案 3
2.1 系统主要功能及设计要求 3
2.2 系统整体设计方案 3
2.3 本章小结 4
3.系统硬件设计 5
3.1 控制模块 5
3.1.1 MCU 5
3.1.1 触摸按键 5
3.2 加热模块介绍 6
3.2.1 双MOS控制开关 6
3.2.2 陶瓷加热片 7
3.2.2 DS18B20温度传感器 7
3.3 显示模块 8
3.4 环境监测模块 9
3.4.1 DHT11温湿度传感器 9
3.4.2 MQ2烟雾传感器 9
3.4.3 光敏电阻 9
3.5 硬件模型设计 10
3.6 本章小结 10
4.系统软件设计 11
4.1 系统总体流程 11
4.2 触摸按键 12
4.3 PID控制算法 12
4.4 加热模块 14
4.4.1 加热片处理 14
4.4.2 PWM波输出 14
4.5 显示模块 16
4.6 环境监测模块 17
4.6.1 温湿度监测 17
4.6.2 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ￥351916072￥ 
烟雾监测 19
4.6.3 环境光监测 19
4.8 本章小结 20
5.系统调试与结果分析 21
5.1 系统测试实物图 21
5.2 系统测试流程 22
5.3 数据与分析 23
5.3.1 环境监测 23
5.3.2 PID恒温 23
5.4 困难及解决方法 25
6、总结 27
参考文献 28
致谢 29
附录 30
1.系统原理图 30
2.部分核心代码 31
1．绪论
1.1 课题研究背景和意义
随着技术的发展，满足基本需求的人们越来越渴望更舒适的生活。恒温杯是日常必需品，深受人们喜爱，可以保持水温。如果在喝水时可以享受到温暖，这对每个人来说都是非常舒适和愉快的，这就是恒温杯存在的意义。虽然近年恒温杯的保温效果得到了进一步的提高，有了更长的保温时间和更慢的降温速度，同时也有许多独特的设计，但也提出要能设置，自动调节和控制温度达到真正的恒温。不同种类的恒温杯具有不同的加热方式，这就导致它们在使用中给我们带来的舒适感不甚相同。
近几年来，恒温杯行业也在持续地发展，恒温杯的出货量在逐年上升，为满足人们各方面的不同需求，市厂上出现了许多种具有不同外观和功能不一的恒温杯。本课题设计的智慧型暖暖杯可以稳定地保持水温在适宜饮用的温度，更加方便而且健康。基于目前不断进步的单片机技术，芯片的体积越来越小，功耗低，可靠性强，具有较强的控制功能。使用STM32单片机，通过PID算法控制加热时间，具有高度稳定性。智慧型暖暖杯便携，环保，功能完善，又易于操作。在完成恒温功能的基础上还有对环境参数的监测与显示功能，具有一定的智慧性。产品成本低，市场可行度高，市场发展空间大。
1.2 课题研究现状及趋势
现在市面上有着多种多样的恒温杯，造型和功效五花八门。一个产品必须有其独到的优点，才能在市场上有所斩获，相较于传统保温杯在保温的同时水温呈现不可逆的下降趋势的缺点，恒温杯的核心竞争优势主要体现在其自身所用的加热方式。通过加热完成对水温的拉升，控制加热程度使得温度恒定。
目前，市场上可购买到的恒温杯，或者有保温功能，或者有加热功能[1]。就具有加热功能的恒温杯来说，有采用普通原式电阻丝加热，采用电磁波杯座加热，采用太阳能加热，采用液体或气体燃料通过内部加热管加热，采用石墨烯加热膜加热这几种方式，还有最近比较新颖的通过热量转移实现的物理加热方式。从原始却普及的电阻丝加热方式到后来的太阳能加热方式，再到石墨烯加热膜加热方式，每种加热方式都有着一定的优点与缺点，而采用石墨烯新型材料的加热方式可以拥有上述加热方式的优点，同时更具有耗能低、安全、便携、不受天气限制等诸多优势[2]。将单片机集成到恒温杯中拓展了开发方式。
在多种恒温杯都具备加热恒温的功能后，如何实现更加高效稳定的恒温效果就成为了市场发展的新要求。因此有必要引入一种高效的温度控制算法，以实现精确的温度控制[3]。PID算法是一种经典的控制算法，在速度控制方面应用十分广泛，在温度控制方面已经有了多年的研究与发展，技术比较成熟。
在实现功能之后人们也对智慧性提出了追求，为了提高产品的智慧性，除了可以由用户自主调节的恒温温度，加上一些环境参数的监测与显示也是暖暖杯升级的必然要求。现今人们对生活环境给予了更大的关注，由此引起了我们对环境监测的重视，在《基于stm32的环境多参数监测系统设计》中就为我们提供了这一系统的基本设计与实现方案[4]。
本设计的智慧型暖暖杯是智能加热杯垫和带有环境参数显示功能的杯体的有机结合，具有更高精度恒温特性的基础上还具有智慧性，便携性，相信是将来的发展趋向之一，有良好的市场前景。
1.3 章节概述
论文包括以下几个方面：
第一部分：绪论，介绍本设计的研究目的和意义，国内外研究现状，以及智慧型暖暖杯的市场前景，简述课题工作，给出论文组织结构。

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