本發(fā)明涉及日常生活技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于自主學(xué)習(xí)的智能電熱水壺控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

20世紀(jì)80年代以來，由于信息技術(shù)、計算技術(shù)的快速發(fā)展以及其他相關(guān)學(xué)科的發(fā)展和相互滲透，控制系統(tǒng)向智能控制系統(tǒng)的發(fā)展已成為一種趨勢。20世紀(jì)90年代中期以來，智能控制器行業(yè)日益成熟，市場需求的增長和市場應(yīng)用領(lǐng)域的持續(xù)擴(kuò)大，致使智能控制器至今已經(jīng)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、家用、軍事等幾乎所有領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

目前，現(xiàn)有的智能電熱水壺可以進(jìn)行不同指定溫度的加熱和保溫，但一般均為人為手動控制。而人們有些時候會在有需要的時候才想起去用電熱水壺加熱水，這就導(dǎo)致了需要時間上的等待。并且，如今人們的生活往往是有一定的時間規(guī)律的，在哪一時間段需要用多少溫度的水是有一定的規(guī)律性的?，F(xiàn)有的智能電熱水壺?zé)o法根據(jù)用戶使用的習(xí)慣和規(guī)律來自動運行，會導(dǎo)致用戶在使用時感到不方便。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)所具有的缺陷，本發(fā)明提供一種基于自主學(xué)習(xí)的智能電熱水壺控制系統(tǒng)及方法，實現(xiàn)電熱水壺根據(jù)用戶使用習(xí)慣及其規(guī)律進(jìn)行全自動運行的功能，便捷用戶使用。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種基于自主學(xué)習(xí)的智能電熱水壺控制系統(tǒng)，它包括：輸入裝置、數(shù)據(jù)存儲模塊、萬年歷時鐘芯片、微處理器、顯示裝置、進(jìn)水裝置以及加熱裝置；

所述輸入裝置與微處理器相連，用于用戶手動輸入控制參數(shù)，向微處理器傳送參數(shù)信號；

所述數(shù)據(jù)存儲模塊與微處理器相連，用于存儲用戶手動輸入的控制參數(shù)數(shù)據(jù)以及相應(yīng)的操作時間數(shù)據(jù)；

所述萬年歷時鐘芯片與微處理器相連，用于數(shù)據(jù)存儲模塊存儲用戶手動輸入的控制參數(shù)或者微處理器工作時提供精準(zhǔn)的時間；

所述顯示裝置與微處理器相連，用于顯示系統(tǒng)的工作狀態(tài)；

所述進(jìn)水裝置與微處理器相連，用于在微處理器控制下自動進(jìn)水；

所述加熱裝置與微處理器相連，用于在微處理器控制下進(jìn)行指定溫度加熱以及保溫。

進(jìn)一步的，所述輸入裝置為電熱水壺上的輸入鍵盤。

進(jìn)一步的，所述進(jìn)水裝置為電動閥門，所述電動閥門外接進(jìn)水管道，由電動閥門控制進(jìn)水，電動閥門與微處理器相連，由微處理器控制其開或關(guān)。

進(jìn)一步的，所述加熱裝置由數(shù)字溫度傳感器與加熱電路組成；所述數(shù)字溫度傳感器與微處理器相連，用于測量水溫并將結(jié)果存于內(nèi)部溫度寄存器供微處理器讀?。凰黾訜犭娐钒娮鑂1、NPN三極管Q1、繼電器KA1、二極管D1以及加熱電阻絲R2；具體連接如下：電阻R1一端與微處理器一個I/O端口相連，另一端與NPN三極管Q1的基極相連；NPN三極管Q1的發(fā)射極接地，集電極與繼電器KA1的電感線圈一端相連；繼電器KA1的電感線圈的另一端接VCC；二極管D1與繼電器KA1的電感線圈并聯(lián)，正極與NPN三極管Q1的集電極相連，負(fù)極接VCC；繼電器KA1的常開觸點一端與加熱電阻絲R2的一端相連，加熱電阻絲R2的另一端與零線相連；繼電器KA1的常開觸點另一端與火線相連。

進(jìn)一步的，微處理器控制加熱裝置進(jìn)行指定溫度的加熱和保溫，具體工作流程為：數(shù)字溫度傳感器連續(xù)測量水溫，將結(jié)果存于其內(nèi)部溫度寄存器中，微處理器連續(xù)讀取數(shù)字溫度傳感器內(nèi)部溫度寄存器中的數(shù)值，與用戶所輸入溫度數(shù)據(jù)比較。

若讀取到的溫度寄存器中的數(shù)值未達(dá)到用戶所輸入溫度數(shù)值，微處理器與加熱電路連接的I/O端口將輸出一個高電平，三極管Q1導(dǎo)通，繼電器KA1的線圈有電壓，繼電器KA1的常開觸點閉合，加熱電阻絲R2工作，對水進(jìn)行加熱，此時電熱水壺處于加熱狀態(tài)；

若讀取到的溫度寄存器中的數(shù)值達(dá)到了用戶所輸入溫度數(shù)值，微處理器與加熱電路連接的I/O端口將輸出一個低電平，三極管Q1截止，繼電器KA1的線圈無電壓，繼電器KA1的常開觸點斷開，加熱電阻絲R2不工作，此時電熱水壺退出加熱狀態(tài)，進(jìn)入保溫狀態(tài)；

當(dāng)電熱水壺處于保溫狀態(tài)時，微處理器仍然讀取數(shù)字溫度傳感器內(nèi)部溫度寄存器中的數(shù)值，當(dāng)讀取到的溫度寄存器中的數(shù)值相比于用戶所輸入溫度數(shù)值要小10攝氏度時，電熱水壺將再次進(jìn)入加熱狀態(tài)，加熱水至用戶所輸入溫度時，退出加熱狀態(tài)，進(jìn)入保溫狀態(tài)。

本發(fā)明還提供一種使用上述的系統(tǒng)的基于自主學(xué)習(xí)的智能電熱水壺控制方法，具體步驟以及相應(yīng)的系統(tǒng)內(nèi)部工作如下：

當(dāng)用戶通過輸入裝置開啟了全自動運行模式時，在系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲模塊未存儲用戶輸入的控制參數(shù)數(shù)據(jù)的情況下，系統(tǒng)將自動關(guān)閉，等待用戶手動輸入控制參數(shù)控制系統(tǒng)工作，微處理器接收輸入裝置傳送給它的信號，進(jìn)行處理，然后控制進(jìn)水裝置進(jìn)水、控制加熱裝置進(jìn)行指定溫度的加熱和保溫，以及控制顯示裝置顯示系統(tǒng)工作狀態(tài)；在系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲模塊已存儲了用戶輸入的控制參數(shù)數(shù)據(jù)的情況下，微處理器會從數(shù)據(jù)存儲模塊讀取之前存儲的用戶輸入控制參數(shù)以及時間數(shù)據(jù)，根據(jù)讀取到的數(shù)據(jù)以及萬年歷時鐘芯片提供的時間信號，在相應(yīng)的時間自動控制進(jìn)水裝置、加熱裝置以及顯示裝置工作，在其余時間進(jìn)入低功耗模式；

同時，若用戶在全自動運行模式下手動輸入控制參數(shù)，微處理器將優(yōu)先處理用戶的手動輸入控制參數(shù)信號，按照該信號控制進(jìn)水裝置、加熱裝置以及顯示裝置工作；

同時，若用戶通過輸入裝置開啟了使用習(xí)慣記錄模式，數(shù)據(jù)存儲模塊將不斷存儲用戶輸入的控制參數(shù)以及用戶進(jìn)行輸入操作時萬年歷時鐘芯片提供的精準(zhǔn)時間；若用戶沒有開啟使用習(xí)慣記錄模式，數(shù)據(jù)存儲模塊將不會存儲數(shù)據(jù)。

當(dāng)用戶通過輸入裝置關(guān)閉了全自動運行模式時，微處理器將不會讀取數(shù)據(jù)存儲模塊內(nèi)存儲的數(shù)據(jù)，只能等待用戶通過輸入裝置控制工作。

本發(fā)明與背景技術(shù)相比，具有的有益效果是：

1、本發(fā)明可以記錄一段時間內(nèi)用戶的手動輸入控制參數(shù)數(shù)據(jù)和時間數(shù)據(jù)，然后在全自動模式下可以按照這些數(shù)據(jù)進(jìn)行全自動的運行；

2、用戶可以選擇全自動模式的開啟和關(guān)閉，在日常生活使用電熱水壺時間段規(guī)律性較強(qiáng)時，可以選擇全自動模式運行，在某些使用電熱水壺時間規(guī)律和一般情況不同的時間段，可以關(guān)閉全自動模式，使用方便而且節(jié)約能源。

附圖說明

圖1為基于自主學(xué)習(xí)的智能電熱水壺控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為基于自主學(xué)習(xí)的智能電熱水壺控制系統(tǒng)加熱裝置的加熱電路圖；

圖3為基于自主學(xué)習(xí)的智能電熱水壺控制方法的基本工作流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

如圖1所示，一種基于自主學(xué)習(xí)的智能電熱水壺控制系統(tǒng)，它包括：輸入裝置、數(shù)據(jù)存儲模塊、萬年歷時鐘芯片、微處理器、顯示裝置、進(jìn)水裝置以及加熱裝置；

所述輸入裝置與微處理器相連，用于用戶手動輸入控制參數(shù)，向微處理器傳送參數(shù)信號；

所述數(shù)據(jù)存儲模塊與微處理器相連，用于存儲用戶手動輸入的控制參數(shù)數(shù)據(jù)以及相應(yīng)的操作時間數(shù)據(jù)；

所述萬年歷時鐘芯片與微處理器相連，用于數(shù)據(jù)存儲模塊存儲用戶手動輸入的控制參數(shù)或者微處理器工作時提供精準(zhǔn)的時間；

所述顯示裝置與微處理器相連，用于顯示系統(tǒng)的工作狀態(tài)；

所述進(jìn)水裝置與微處理器相連，用于在微處理器控制下自動進(jìn)水；

所述加熱裝置與微處理器相連，用于在微處理器控制下進(jìn)行指定溫度加熱以及保溫。

作為本發(fā)明的實施例，所述數(shù)據(jù)存儲模塊可采用Waveshare品牌的型號為AT24CXX EEPROM Board的模塊，但不限于此；所述萬年歷時鐘芯片可采用美信公司型號為DS12C887的模塊，但不限于此；所述微處理器可采用TI公司型號為TMS320F2812的產(chǎn)品，但不限于此；

進(jìn)一步的，所述輸入裝置為電熱水壺上的輸入鍵盤。

進(jìn)一步的，所述進(jìn)水裝置為電動閥門，所述電動閥門外接進(jìn)水管道，由電動閥門控制進(jìn)水，電動閥門與微處理器相連，由微處理器控制其開或關(guān)。

進(jìn)一步的，如圖2所示，所述加熱裝置由數(shù)字溫度傳感器與加熱電路組成；所述數(shù)字溫度傳感器與微處理器相連，用于測量水溫并將結(jié)果存于內(nèi)部溫度寄存器供微處理器讀?。凰黾訜犭娐钒娮鑂1、NPN三極管Q1、繼電器KA1、二極管D1以及加熱電阻絲R2；具體連接如下：電阻R1一端與微處理器一個I/O端口相連，另一端與NPN三極管Q1的基極相連；NPN三極管Q1的發(fā)射極接地，集電極與繼電器KA1的電感線圈一端相連；繼電器KA1的電感線圈的另一端接VCC；二極管D1與繼電器KA1的電感線圈并聯(lián)，正極與NPN三極管Q1的集電極相連，負(fù)極接VCC；繼電器KA1的常開觸點一端與加熱電阻絲R2的一端相連，加熱電阻絲R2的另一端與零線相連；繼電器KA1的常開觸點另一端與火線相連。當(dāng)微處理器與加熱電路連接的I/O端口輸出狀態(tài)由高電平變?yōu)榈碗娖綍r，三極管Q1由飽和變?yōu)榻刂?，這樣繼電器KA1的電感線圈中的電流突然失去了流通通路，若無續(xù)流二極管D1將在電感線圈兩端產(chǎn)生較大的反向電動勢，極性為下正上負(fù)，電壓值可達(dá)一百多伏，這個電壓加上電源電壓作用在三極管Q1的集電極上足以損壞三極管Q1。故續(xù)流二極管D1的作用是將這個反向電動勢通過繼電器KA1的電感線圈與續(xù)流二極管D1形成的回路放電，保護(hù)三極管Q1。所述數(shù)字溫度傳感器可采用型號為DS18B20的數(shù)字溫度傳感器模塊，但不限于此。

進(jìn)一步的，微處理器控制加熱裝置進(jìn)行指定溫度的加熱和保溫，具體工作流程為：數(shù)字溫度傳感器連續(xù)測量水溫，將結(jié)果存于其內(nèi)部溫度寄存器中，微處理器連續(xù)讀取數(shù)字溫度傳感器內(nèi)部溫度寄存器中的數(shù)值，與用戶所輸入溫度數(shù)據(jù)比較。

若讀取到的溫度寄存器中的數(shù)值未達(dá)到用戶所輸入溫度數(shù)值，微處理器與加熱電路連接的I/O端口將輸出一個高電平，三極管Q1導(dǎo)通，繼電器KA1的線圈有電壓，繼電器KA1的常開觸點閉合，加熱電阻絲R2工作，對水進(jìn)行加熱，此時電熱水壺處于加熱狀態(tài)；

若讀取到的溫度寄存器中的數(shù)值達(dá)到了用戶所輸入溫度數(shù)值，微處理器與加熱電路連接的I/O端口將輸出一個低電平，三極管Q1截止，繼電器KA1的線圈無電壓，繼電器KA1的常開觸點斷開，加熱電阻絲R2不工作，此時電熱水壺退出加熱狀態(tài)，進(jìn)入保溫狀態(tài)；

當(dāng)電熱水壺處于保溫狀態(tài)時，微處理器仍然讀取數(shù)字溫度傳感器內(nèi)部溫度寄存器中的數(shù)值，當(dāng)讀取到的溫度寄存器中的數(shù)值相比于用戶所輸入溫度數(shù)值要小10攝氏度時，電熱水壺將再次進(jìn)入加熱狀態(tài)，加熱水至用戶所輸入溫度時，退出加熱狀態(tài)，進(jìn)入保溫狀態(tài)。

如圖3所示，基于自主學(xué)習(xí)的智能電熱水壺控制方法，步驟如下：

當(dāng)用戶通過輸入裝置開啟了全自動運行模式時，在系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲模塊未存儲用戶輸入的控制參數(shù)數(shù)據(jù)的情況下，系統(tǒng)將自動關(guān)閉，等待用戶手動輸入控制參數(shù)控制系統(tǒng)工作，微處理器接收輸入裝置傳送給它的信號，進(jìn)行處理，然后控制進(jìn)水裝置進(jìn)水、控制加熱裝置進(jìn)行指定溫度的加熱和保溫，以及控制顯示裝置顯示系統(tǒng)工作狀態(tài)；在系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲模塊已存儲了用戶輸入的控制參數(shù)數(shù)據(jù)的情況下，微處理器會從數(shù)據(jù)存儲模塊讀取之前存儲的用戶輸入控制參數(shù)以及時間數(shù)據(jù)，根據(jù)讀取到的數(shù)據(jù)以及萬年歷時鐘芯片提供的時間信號，在相應(yīng)的時間自動控制進(jìn)水裝置、加熱裝置以及顯示裝置工作，在其余時間進(jìn)入低功耗模式；

同時，若用戶在全自動運行模式下手動輸入控制參數(shù)，微處理器將優(yōu)先處理用戶的手動輸入控制參數(shù)信號，按照該信號控制進(jìn)水裝置、加熱裝置以及顯示裝置工作；

同時，若用戶通過輸入裝置開啟了使用習(xí)慣記錄模式，數(shù)據(jù)存儲模塊將不斷存儲用戶輸入的控制參數(shù)以及用戶進(jìn)行輸入操作時萬年歷時鐘芯片提供的精準(zhǔn)時間；若用戶沒有開啟使用習(xí)慣記錄模式，數(shù)據(jù)存儲模塊將不會存儲數(shù)據(jù)。

當(dāng)用戶通過輸入裝置關(guān)閉了全自動運行模式時，微處理器將不會讀取數(shù)據(jù)存儲模塊內(nèi)存儲的數(shù)據(jù)，只能等待用戶通過輸入裝置控制工作。

比如：用戶使用一臺全新的基于自主學(xué)習(xí)的智能電熱水壺，這時若用戶通過輸入裝置打開全自動模式，由于數(shù)據(jù)存儲模塊內(nèi)部沒有存儲數(shù)據(jù)，系統(tǒng)會自動關(guān)閉，等待用戶手動輸入控制參數(shù)控制電熱水壺工作。

用戶在某一日上午九點使用該電熱水壺加熱水，指定溫度為60攝氏度，萬年歷時鐘芯片提供精準(zhǔn)時間為上午九點，微處理器將根據(jù)相應(yīng)的輸入控制進(jìn)水裝置進(jìn)水、控制加熱裝置進(jìn)行指定溫度的加熱和保溫以及控制顯示裝置顯示系統(tǒng)的工作狀態(tài)。

若用戶在操作前還通過輸入裝置打開了使用習(xí)慣記錄模式，數(shù)據(jù)存儲模塊將會將上午九點、加熱、指定溫度60攝氏度等數(shù)據(jù)信息存儲下來。

在之后的時間，若用戶一直開啟全自動模式，系統(tǒng)將會在每天的上午九點自動開啟，控制進(jìn)水裝置進(jìn)水，控制加熱裝置加熱水到60攝氏度；在其余時間，系統(tǒng)將會進(jìn)入低功耗模式。

若在這其中的某一天上午九點，用戶通過手動裝置控制電熱水壺加熱水到80攝氏度，系統(tǒng)將會優(yōu)先按照用戶手動輸入的控制參數(shù)工作，將水加熱到80攝氏度而非60攝氏度。

若對這一操作，用戶沒有打開使用習(xí)慣記錄模式，數(shù)據(jù)存儲模塊將不會存儲數(shù)據(jù)，電熱水壺仍會按照每天上午九點加熱水到60攝氏度自動運行；若用戶打開了使用習(xí)慣記錄模式，數(shù)據(jù)存儲模塊將會將上午九點、加熱、指定溫度80攝氏度等數(shù)據(jù)信息存儲下來，電熱水壺在之后會按照每天上午九點加熱水到80攝氏度自動運行。