这款黑科技智能杯垫刷屏朋友圈，凭什么？
1999年，我国65岁及以上老年人口占总人口比例首次超过7%，标志着我国进入人口老龄化社会。随着20世纪中期出生的高峰期人口陆续进入老年，可以预见：21世纪前期将是中国人口老龄化发展最快的时期。
人口老龄化给社会和经济带来巨大压力，老年人群体是所有人群中患慢性病最多的群体。
据北京公众健康饮用水研究所李复兴教授指出：健康的饮水习惯能有效提高免疫力、康复力和代谢能力，也可以提高认知能力和思维反应能力，甚至有利于延缓老年痴呆症；而饮水量不足，则会增加肥胖病、糖尿病、高血压等慢性病的患病几率。
一款按时提醒人们饮水、记录不同时段饮水量、帮助人们养成良好饮水习惯的智能产品开始大受市场青睐。涂鸦智能赋能的智能杯垫实用又简单，还可以diy，接下来我们就一起来看看！
01
系统框架设计
涂鸦智能云模组可以实现通信模块数据上传、手机app检测和查看功能。基于涂鸦模组开发的智能杯垫，通过记录饮水信息、推送建议饮水量、定时饮水提醒等功能，可以科学指导老年人饮水、改变饮水习惯，使用方便、操作简单。
该项目设计的重点主要在于通过压力传感器的检测，来获取水杯的重量数据; 涂鸦蓝牙通讯模块实时从主控器上接收分析后的数据，并将分析结果传输至涂鸦智慧生活app，最终移动设备端通过服务器查看数据。其流程整体框架如图二所示：
（图二：流程框架图）
02
压力传感器
压力传感器在该系统的硬件设计中最为核心，是系统正常运行监测的关键所在。在实践中，压力传感器是最常用的一种传感器，普遍存在各类生活环境中，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、管道等众多行业。
压力传感器的工作原理如图三所示：
（图三）
弹性元件在特定方向上受到外力发生的机械变形时，在其内部会引发极化现象；同时在它的两个对立面上衍生出正负相反的电荷。
当外部力卸去时，会恢复到不带电状态，再通过对电学信号进行检测，并利用相关转换处理计算出所受压力的大小。
03
信号处理
传感器检测到的电压仅仅为几毫伏，所以为了能够正确地获取电压信号反馈给控制器，必须对传感器的信号进行滤波放大处理。通过查阅大量的资料，我们选择hx711转换芯片。
hx711模块八通道带有128倍信号增益，可以将传感器检测到的小电压放大128倍，然后采样输出24bitad转换值，stm32f103主控器通过gpio模拟将24bit数据读取出来。
在众多八d转换芯片中，hx711芯片集成有片内时钟振荡器、稳压电源等其他同等种类ic所必要的外围电路。hx711具有集成度高、响应速度快、抗干扰性强等优点，能够高效地利用资源，提高系统性能和可靠性。
04
涂鸦蓝牙模块
蓝牙(bluetooth)技术是一种短距离无线通信技术，它能简化移动设备与因特网、以及移动通信终端设备之间的通信，从而使因特网与现代通信设备之间的数据传输，变得更加快速与高效。
bt3l是由涂鸦智能开发的一款低功耗嵌入式蓝牙模组。它主要由一个高集成度的蓝牙芯片 tlsr8250f512et32 和少量的外围电路构成，内置了蓝牙网络通信协议栈和丰富的库函数。
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。它的特点如下：
内置低功耗 32 位 mcu，可以兼作应用处理器
主频支持 48 mhz
工作电压：1.8v-3.6v，在 1.8v 到 2.7v 之间，模组可以启动，但是无法保证最优射频性能；在 2.8v-3.6v 之间，模组整体性能正常。
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，天线增益2.5dbi
工作温度：-40℃ to +85℃
05
软件设计
无线压力传感器的软件设计包括硬件以及上位机的设计，如图四所示：
（图四）
06
涂鸦模块开发
涂鸦 iot 开发平台提供一站式解决方案，通过几个简单步骤即可完成产品开发。首先，进入涂鸦 iot 开发平台创建产品、选择蓝牙协议（如图五所示，当然也可以根据实际项目需要，选择 zigbee 或者 nb-iot ）。
（图五）
创建完毕，在功能定义中添加功能，也可以自定义想要的功能。
（自定义添加功能）
在设备模板中定义自己想要的 app 界面，相比于其它的模块，我个人认为这是一个无法比拟的优势。
（app界面）
同时涂鸦模组提供了标准化的开发流程，在通讯协议中可以看到需要上报的指令以及接收的指令，然后根据指令进行开发。
（通讯协议指令收发表）
07
智慧生活 app
可以在涂鸦智慧生活 app 中实时查看数据，若用户一定时间内没喝水则会有告警产生。同时可以设置告警音量和声音类型，也可以开通手机短信或 app 提醒等增值服务。
（压力告警界面和正常界面）
（设置告警音量、时长和铃声类型）
（手机短信通知）
（app弹窗警告)
当然，此类智能产品绝不仅局限于老年人群体，亦可灵活扩展至诸多群体的特殊需求场景中。
例如，近年来我国腰椎病患者日益增多，腰椎病患者正以惊人的速度由中老年向青壮年扩展。据不完全统计，我国腰椎间盘突出症患者已占到全国人口约15.2%，而其中不乏大量青壮年群体。
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。
尘埃粒子计数器的工作原理及使用注意事项
人体热释电红外传感器原理详解
ALS模拟环境光传感芯片的工作原理
关于集成电路发展方向分析介绍
信号二极管的串联方式与并联方式
这款黑科技智能杯垫刷屏朋友圈，凭什么？
芯片上实现激光雷达！产品 3 年内或将落地
蓝牙为什么叫“蓝牙”，它的特点有哪些
压力变送器系列的分类
加拿大初创公司North Focals设计了一副AR智能眼镜
三星DRAM稳固，国产DRAM未来要走的路还有很长
2020年全球手机销量TOP 10公布
工信部：国家无人机系统质量检验中心开始筹建，推动产业发展
光子学将独树一帜 进入发展的曲线阶段
小米接手宝沃？雷军造车路上再得一宝
基于STM32CUBEMX驱动TMOS模块STHS34PF80(3)----修改检测阈值
中国电信天翼云携手欧拉共同完善CTyunOS操作系统
2017款路虎发现车行驶中发动机抖动且加速无力
任正非：不能与谷歌合作的话，华为有其他选择
什么是模拟量，它的概念是怎样的
人口老龄化给社会和经济带来巨大压力，老年人群体是所有人群中患慢性病最多的群体。
据北京公众健康饮用水研究所李复兴教授指出：健康的饮水习惯能有效提高免疫力、康复力和代谢能力，也可以提高认知能力和思维反应能力，甚至有利于延缓老年痴呆症；而饮水量不足，则会增加肥胖病、糖尿病、高血压等慢性病的患病几率。
一款按时提醒人们饮水、记录不同时段饮水量、帮助人们养成良好饮水习惯的智能产品开始大受市场青睐。涂鸦智能赋能的智能杯垫实用又简单，还可以diy，接下来我们就一起来看看！
01
系统框架设计
涂鸦智能云模组可以实现通信模块数据上传、手机app检测和查看功能。基于涂鸦模组开发的智能杯垫，通过记录饮水信息、推送建议饮水量、定时饮水提醒等功能，可以科学指导老年人饮水、改变饮水习惯，使用方便、操作简单。
该项目设计的重点主要在于通过压力传感器的检测，来获取水杯的重量数据; 涂鸦蓝牙通讯模块实时从主控器上接收分析后的数据，并将分析结果传输至涂鸦智慧生活app，最终移动设备端通过服务器查看数据。其流程整体框架如图二所示：
（图二：流程框架图）
02
压力传感器
压力传感器在该系统的硬件设计中最为核心，是系统正常运行监测的关键所在。在实践中，压力传感器是最常用的一种传感器，普遍存在各类生活环境中，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、管道等众多行业。
压力传感器的工作原理如图三所示：
（图三）
弹性元件在特定方向上受到外力发生的机械变形时，在其内部会引发极化现象；同时在它的两个对立面上衍生出正负相反的电荷。
当外部力卸去时，会恢复到不带电状态，再通过对电学信号进行检测，并利用相关转换处理计算出所受压力的大小。
03
信号处理
传感器检测到的电压仅仅为几毫伏，所以为了能够正确地获取电压信号反馈给控制器，必须对传感器的信号进行滤波放大处理。通过查阅大量的资料，我们选择hx711转换芯片。
hx711模块八通道带有128倍信号增益，可以将传感器检测到的小电压放大128倍，然后采样输出24bitad转换值，stm32f103主控器通过gpio模拟将24bit数据读取出来。
在众多八d转换芯片中，hx711芯片集成有片内时钟振荡器、稳压电源等其他同等种类ic所必要的外围电路。hx711具有集成度高、响应速度快、抗干扰性强等优点，能够高效地利用资源，提高系统性能和可靠性。
04
涂鸦蓝牙模块
蓝牙(bluetooth)技术是一种短距离无线通信技术，它能简化移动设备与因特网、以及移动通信终端设备之间的通信，从而使因特网与现代通信设备之间的数据传输，变得更加快速与高效。
bt3l是由涂鸦智能开发的一款低功耗嵌入式蓝牙模组。它主要由一个高集成度的蓝牙芯片 tlsr8250f512et32 和少量的外围电路构成，内置了蓝牙网络通信协议栈和丰富的库函数。
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。它的特点如下：
内置低功耗 32 位 mcu，可以兼作应用处理器
主频支持 48 mhz
工作电压：1.8v-3.6v，在 1.8v 到 2.7v 之间，模组可以启动，但是无法保证最优射频性能；在 2.8v-3.6v 之间，模组整体性能正常。
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，天线增益2.5dbi
工作温度：-40℃ to +85℃
05
软件设计
无线压力传感器的软件设计包括硬件以及上位机的设计，如图四所示：
（图四）
06
涂鸦模块开发
涂鸦 iot 开发平台提供一站式解决方案，通过几个简单步骤即可完成产品开发。首先，进入涂鸦 iot 开发平台创建产品、选择蓝牙协议（如图五所示，当然也可以根据实际项目需要，选择 zigbee 或者 nb-iot ）。
（图五）
创建完毕，在功能定义中添加功能，也可以自定义想要的功能。
（自定义添加功能）
在设备模板中定义自己想要的 app 界面，相比于其它的模块，我个人认为这是一个无法比拟的优势。
（app界面）
同时涂鸦模组提供了标准化的开发流程，在通讯协议中可以看到需要上报的指令以及接收的指令，然后根据指令进行开发。
（通讯协议指令收发表）
07
智慧生活 app
可以在涂鸦智慧生活 app 中实时查看数据，若用户一定时间内没喝水则会有告警产生。同时可以设置告警音量和声音类型，也可以开通手机短信或 app 提醒等增值服务。
（压力告警界面和正常界面）
（设置告警音量、时长和铃声类型）
（手机短信通知）
（app弹窗警告)
当然，此类智能产品绝不仅局限于老年人群体，亦可灵活扩展至诸多群体的特殊需求场景中。
例如，近年来我国腰椎病患者日益增多，腰椎病患者正以惊人的速度由中老年向青壮年扩展。据不完全统计，我国腰椎间盘突出症患者已占到全国人口约15.2%，而其中不乏大量青壮年群体。
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。
尘埃粒子计数器的工作原理及使用注意事项
人体热释电红外传感器原理详解
ALS模拟环境光传感芯片的工作原理
关于集成电路发展方向分析介绍
信号二极管的串联方式与并联方式
这款黑科技智能杯垫刷屏朋友圈，凭什么？
芯片上实现激光雷达！产品 3 年内或将落地
蓝牙为什么叫“蓝牙”，它的特点有哪些
压力变送器系列的分类
加拿大初创公司North Focals设计了一副AR智能眼镜
三星DRAM稳固，国产DRAM未来要走的路还有很长
2020年全球手机销量TOP 10公布
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光子学将独树一帜 进入发展的曲线阶段
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中国电信天翼云携手欧拉共同完善CTyunOS操作系统
2017款路虎发现车行驶中发动机抖动且加速无力
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什么是模拟量，它的概念是怎样的