软件设计 - 基于STM32的饮水提醒水杯及缺水量检测系统

2、软件设计

2．1、喝水量检测算法

水杯端采用电容按键与压力传感器配合执行程序流程以实现精确测定喝水量的功能。其程序流程图如图2所示。

图2  喝水量检测算法流程图

由电容按键的辅助感知，系统可以得到水杯使用前后的水杯内水量差异，再通过执行相应的差值算法将读数转换成对应的喝水量数据，在传感器读数与真实水量间存在一个比例常数（weight_con），该常数决定了计数值与真实值之间存在的转换比例。

具体计算如式（1）：

其中weight_sense为传感器计数值，weight_real为真实水量值，由于weight_con是一个非线性的常数，其值大小与测量范围相关，因此通过绘制散点图来确定其在日常测量范围内的线性区间及对应常数值大小，如图3所示。

图3  比例常数散点图

经计算后得到，在测量范围100～500内，比例常数值波动较小，以一个平均常数代替，取weight_con值为431。当变化值小于或大于该范围时，会产生一定的非线性偏差。