极客专属浪漫！用涂鸦智能压力传感器DIY一款智能杯垫！

北京公共卫生饮用水研究所李复兴教授指出：健康的饮用水习惯能有效提高免疫力、康复和代谢能力，还能提高认知能力和思维反应能力，甚至延缓阿尔茨海默病；饮水不足会增加肥胖、糖尿病、高血压等慢性病的发病率。

智能产品提醒人们按时饮用水，记录不同时期的饮用水量，帮助人们养成良好的饮用水习惯，开始受到市场的青睐。涂鸦智能赋能的智能杯垫实用简单，也可以DIY，让我们一起来看看吧！(如图1所示)

(图1:智能杯垫)

1.系统框架设计

涂鸦智能云模块可以上传通信模块数据App基于涂鸦模块开发的智能杯垫，通过记录饮用水信息、推荐饮用水量、定期饮用水提醒等功能，能科学引导老年人饮水，改变饮水习惯，使用方便，操作简单。

本工程设计重点是通过检测压力传感器获取杯子的重量数据; 涂鸦蓝牙通信模块实时从主控器接收分析数据，并将分析结果传输到涂鸦智能生活App，最后，移动设备端通过服务器查看数据。整个过程框架如图2所示：

(图2:流程框架图)

2.压力传感器

压力传感器是该系统硬件设计的核心，是该系统正常运行监测的关键。在实践中，压力传感器是最常用的传感器，涉及水利、水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等行业。

如图3所示：

（图三）

当弹性元件在特定方向受到外力的机械变形时，会在其内部引起极化；同时，正负相反的电荷从两个对立面衍生出来。

卸下外力时，将恢复到无带电状态，然后通过检测电信号，并通过相关转换计算压力。

3、信号处理

传感器检测到的电压只有几毫伏，所以为了正确地将电压信号反馈给控制器，必须过滤和放大传感器的信号。通过查阅大量信息，我们选择HX711转换芯片。

HX711模块八通道信号增益128倍，传感器检测到的小电压可以放大128倍，然后采样输出24bitAD转换值，stm32f103主控器通过GPIO模拟将24bit读取数据。

在众多的8D转换芯片中，Hx711芯片集成了片内时钟振荡器、稳压电源等同类型IC必要的外围电路。Hx711具有集成度高、响应速度快、抗干扰性强等优点，能有效利用资源，提高系统性能和可靠性。

涂鸦蓝牙模块

蓝牙(Bluetooth)该技术是一种短距离无线通信技术，它可以简化移动设备与因特网和移动通信终端设备之间的通信，因此，因特网与现代通信设备之间的数据传输变得更加快速高效。

BT3L它是由涂鸦智能开发的低功耗嵌入式蓝牙模块。主要由高集成度蓝牙芯片组成 TLSR8250F512ET32 内置蓝牙网络通信协议栈和丰富的库函数，由少量外围电路组成。

BT3L还包含低功耗的 32 位 MCU，蓝牙 5.0/2.4G Radio，4Mbits flash，48Kbyte SRAM，9个可复用的 IO 口。其特点如下：

• 内置低功耗 32 位 MCU，可兼作应用处理器

• 主频支持 48 MHz

• 工作电压：1.8V-3.6V，在 1.8V 到 2.7V 模块可以启动，但不能保证最佳射频性能；在 2.8V-3.6V 模块整体性能正常。

• 外设：5xPWM

• 蓝牙 RF 特性

• BLE 4.2/5.0

• 射频数据速率高达 2Mbps

• TX 发射功率： 10dBm

• RX 接收灵敏度：-94.5dBm@1Mbps

• 内嵌硬件 AES 加密

• 搭配板载 PCB 天线，天线增长2.5dBi

• 工作温度：-40℃ to 85℃

5、软件设计

如图4所示：

（图四）

开发涂鸦模块

涂鸦 IoT 产品开发可以通过几个简单的步骤提供一站式解决方案。首先，进入涂鸦 IoT 开发平台创建产品，选择蓝牙协议（如图5所示） Zigbee 或者 NB-IoT ）。

（图五）

将功能添加到功能定义中，也可以定制所需的功能。

(自定义添加功能)

在设备模板中定义你想要的 App 与其他模块相比，我个人认为这是一个无与伦比的优势。

（App界面）

同时，涂鸦模块提供了标准化的开发过程，在通信协议中可以看到需要报告的指令和接收的指令，然后根据指令进行开发。

（通讯协议指令收发表）

7、智慧生活 App

可以智慧地生活在涂鸦中 App 实时查看数据，如果用户在一定时间内不喝水，就会发出报警。同时，可以设置报警音量和声音类型，也可以打开手机短信或 App 提醒等增值服务。

(压力报警界面和正常界面)

(设置报警音量、时间和铃声类型)

(手机短信通知)

（App弹窗警告)

当然，这种智能产品不仅限于老年人，还可以灵活扩展到许多群体的特殊需求场景。

例如，近年来，中国的腰椎病患者越来越多，腰椎病患者正以惊人的速度从中老年人扩展到中青年人。据不完全统计，中国腰椎间盘突出症患者约占全国人口的15%.2%，其中青壮年群体众多。

如果将老年人群体和青壮年群体的功能需求点再进行细分，打造出符合这两类群体不同定位的产品解决方案，必定可以让企业在数字化转型的浪潮中斩获新的生机。