圖2硬件電路結構圖，硬件電路以微控制器為核心，包括兩個水位傳感器、兩個加熱管、一個進水閥、一個連接閥、一個排水閥和一個出水閥，還有一個直流電源、一個人機交換裝置和一個實時時鐘電路。水位傳感器采用高溫投入式液位傳感器，如果為了降低成本，可以自制分級的液位開關替代，進水和排水閥用高溫電磁閥，顯示屏使用帶漢字庫的12864型液晶屏，如果考慮成本，還可使用數碼管或簡易液晶屏。

　　實時時鐘采用SD2058芯片，該芯片是一種具有標準IIC接口的實時時鐘芯片，CPU可使用該接口通過6位地址尋址來讀寫片內64字節寄存器的數據。SD2058內置單路定時/報警中斷輸出，報警中斷時間最長可設至100年;內置時鐘精度數字調整功能，可以在很寬的范圍內校正時鐘的偏差(-189ppm～+189ppm，分辨率3.05ppm)，并且通過外置的溫度傳感器可設定適應溫度變化的調整值，實現在寬溫范圍內高精度的計時功能;該芯片還具有獨立的32768Hz方波脈沖輸出腳。

　　在本系統中，微控制器的主要任務是記錄各個單位時間的用水量，并總結用水規律，確定下階段燒水量和燒水時間，因此在選型時主要考慮微控制器的存儲器空間。本系統選用宏晶科技有限公司最新產品STC12C5A16S2，該芯片具有16k Flash程序存儲器，1280字節SRAM，45k的EEPROM，有8路10位A/D轉換器，LQFP44封裝，只需人民幣5元。

　　4 軟件設計

　　微控制器每十分鐘記錄一次用水量，每天需要144個字節存儲用水量，STC12C5A16S2單片機具有45k的EEPROM，約可記錄3個月每個時間段的用水量。

　　系統首次運行時，始終保持儲水箱2內有充足的開水。當運行至第二天時，控制系統首先根據前一天的用水情況，初步確定當日的燒水情況，當系統已運行多日時，控制琴根據前階段每日的用水曲線，結合前一日的用水情況確定燒水時間和燒水量。系統嘗試以周為周期總結用水規律。為應對用戶突然增加時的用水量，系統儲水保有一定余量，該余量可以自適應生產，也可以人為設定，余量應適中，過大會造成開水浪費。系統還設計了手動強制燒水，用于特殊情況時的應對，該情況的用水量也計入自適應采樣數據。

　　5 結語

　　本系統運行初期可能會留有較大的用水余量，造成較大的水資源浪費，運行穩定后，浪費將減小到較低限度。本系統在規律性越強的場所使用效果越好，在突變性較大的場所會有一定的資源浪費，但同樣具有健康與節能的效果。