本實(shí)用新型涉及智能家電，尤其涉及一種低功耗智能水杯。

背景技術(shù)：

隨著信息技術(shù)的逐步發(fā)展，智能產(chǎn)品已經(jīng)深入到生活的各個(gè)領(lǐng)域中。其中對(duì)水杯的智能化設(shè)計(jì)過(guò)程中，出現(xiàn)了各種各樣的智能水杯產(chǎn)品。例如CN 105342301、CN 205285825、CN 105231757、CN 205513861等各種各樣的智能水杯。但智能水杯的智能化來(lái)自于芯片對(duì)各方面信息的收集、處理、以及不同設(shè)備之間的信息傳遞。而這種信息的收集、處理和傳遞均通過(guò)傳感器、微控制器和無(wú)線模塊進(jìn)行的。因此智能水杯時(shí)時(shí)刻刻需要電源供電才能維持運(yùn)轉(zhuǎn)。

水杯主要是用于喝水，水杯的體積大小限定了水杯中電源的體積和質(zhì)量。為了進(jìn)一步延長(zhǎng)智能水杯的使用時(shí)間，持續(xù)增加電池的質(zhì)量是不現(xiàn)實(shí)的。因此，開發(fā)出一種節(jié)省智能系統(tǒng)耗電量的設(shè)計(jì)，是智能水杯推廣使用的關(guān)鍵。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種低功耗智能水杯，降低智能水杯的功耗，延長(zhǎng)智能水杯的使用時(shí)間。

技術(shù)方案

一種低功耗智能水杯，水杯的杯壁包括內(nèi)壁和外壁，在內(nèi)壁與外壁之間的空腔內(nèi)安裝設(shè)置有水杯的控制電路，在外壁外表面設(shè)置有觸壓傳感器，所述觸壓傳感器一端連接電源，另一端連接控制電路，通過(guò)觸壓傳感器控制所述控制電路的導(dǎo)通或斷開。

進(jìn)一步，所述控制電路包括微控制器，所述觸壓傳感器與控制電路的微控制器采用中斷方式連接工作。

進(jìn)一步，在內(nèi)壁與外壁之間的空腔內(nèi)部還設(shè)置有給整個(gè)電路供電的充電電池，外壁的表面還設(shè)置有給充電電池充電的光伏電池板。

進(jìn)一步，所述控制電路還包括設(shè)置在水杯的杯腔底部的TDS水質(zhì)傳感器，用于對(duì)水質(zhì)的精確檢測(cè)。

進(jìn)一步，在內(nèi)壁的底部外側(cè)設(shè)置有溫度傳感器，所述溫度傳感器采用包括貼覆在內(nèi)壁外側(cè)底部的銀箔、貼覆在銀箔表面的銅箔組成的熱電偶，用于對(duì)水溫的精確檢測(cè)。

進(jìn)一步，在內(nèi)壁底部設(shè)置有檢測(cè)杯內(nèi)水量變化的的壓力傳感器和用于判斷杯內(nèi)水是否是被喝掉的加速度傳感器，用于對(duì)使用者飲水量的監(jiān)測(cè)。

進(jìn)一步，所述加速度傳感器為三軸加速度計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)杯子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的精確監(jiān)控。

進(jìn)一步，所述水杯的外壁外表面上還設(shè)置有顯示屏。

有益效果

本技術(shù)方案采用觸控傳感器控制智能水杯中其它傳感器的運(yùn)行狀態(tài)，只有在使用水杯的過(guò)程中開啟智能檢測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)智能水杯的低功耗運(yùn)行；在水杯的表面設(shè)置有光伏電池板，方便對(duì)智能系統(tǒng)儲(chǔ)存的電能進(jìn)行補(bǔ)償；采用TDS水質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)，使水杯使用者關(guān)注所喝水的品質(zhì)；在水杯內(nèi)壁采用貼片式熱電偶檢測(cè)水溫，溫度檢測(cè)結(jié)果更加合理；并設(shè)置加速度計(jì)，根據(jù)水杯的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)評(píng)估水杯中水是被喝掉還是倒掉，更加準(zhǔn)確的計(jì)算水杯使用者的喝水量；通過(guò)藍(lán)牙通信模塊與智能終端連接，及時(shí)提醒水杯使用者科學(xué)合理的喝水。

附圖說(shuō)明

圖1為智能水杯結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為智能水杯外壁示意圖；

圖3為智能水杯內(nèi)壁示意圖；

圖4為智能水杯的底座及控制電路板俯視示意圖；

圖5為智能水杯中電路連接示意圖；

圖6為智能水杯中觸壓芯片控制電路圖；

圖7為智能水杯中水溫與水量采集電路圖；

圖8為智能水杯中三軸加速度傳感器電路圖；

其中：1-熱電偶，2-水質(zhì)傳感器，3-壓力傳感器，4-杯口，5-顯示屏，6-光伏電池板，7-觸壓傳感器，8-底座，9-內(nèi)壁，10-空腔，11-外壁，12-控制電路板，13-杯腔。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。

為了進(jìn)一步降低智能水杯的電量消耗速度，延長(zhǎng)智能水杯的工作時(shí)間，本實(shí)用新型給出了一種低功耗智能水杯，該智能水杯包括內(nèi)壁9和套在內(nèi)壁外部的外壁11，在內(nèi)壁與外壁之間設(shè)置智能系統(tǒng)。所述智能系統(tǒng)包括控制電路、顯示屏和觸摸啟動(dòng)系統(tǒng)。

控制電路包括微控制器和若干個(gè)傳感器，微控制器通過(guò)若干個(gè)傳感器檢測(cè)智能水杯中水的含量、溫度，和水的性質(zhì)參數(shù)，對(duì)各個(gè)性質(zhì)參數(shù)進(jìn)行處理后，將處理后的信息顯現(xiàn)在顯示屏上。所述傳感器包括水質(zhì)傳感器2、溫度傳感器、壓力傳感器3和加速度傳感計(jì)。

觸摸啟動(dòng)系統(tǒng)包括設(shè)置在外壁11的觸壓傳感器7，觸壓傳感器與控制電路連接。杯子在未使用的情況下，為了節(jié)省電力，杯子的顯示屏及水質(zhì)傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器和加速度傳感器均處于休眠狀態(tài)。當(dāng)杯子的使用者用手端起杯子時(shí)，手指壓在觸壓傳感器上，觸壓傳感器發(fā)出信號(hào)至微控制器，然后啟動(dòng)顯示屏、水質(zhì)傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器和加速度傳感器。觸壓傳感器設(shè)置在杯體外部的中下部使用者手握杯子的位置處。觸壓傳感器作用在于當(dāng)使用者觸碰杯子使給微控制器發(fā)出信號(hào)，因此觸壓傳感器的種類和工作原理亦不做特別的限定，可以選自電容感應(yīng)式傳感器、壓力-電阻式傳感器等。甚至于可以采用觸壓開關(guān)。

本實(shí)施例采用RH6015-C觸壓型傳感器，其工作電壓為2.2-5.5V之間。觸摸感應(yīng)電極與芯片的TCH端口相連，有TOG和AHLB兩個(gè)端口控制觸摸芯片輸出端口OC的輸出電平。這里配置為TOG接高電平，AHLB接高電平，故觸摸芯片的輸出端口OC輸出低電平有效，OC與主控芯片進(jìn)行中斷方式連接工作，控制整個(gè)電路的開啟。如圖6所示。

可以采用充電電池和光伏電池板6給智能系統(tǒng)供電。所述充電電池設(shè)置在內(nèi)杯體與外杯體之間的空腔10內(nèi)。所述光伏電池板設(shè)置在外杯體的表面上，用于給充電電池充電。

所述水質(zhì)傳感器設(shè)置在智能水杯內(nèi)部的底端，與飲用水接觸，對(duì)水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)。本實(shí)施例中所述水質(zhì)傳感器采用TDS水質(zhì)檢測(cè)傳感器，對(duì)飲用水中的溶解物含量進(jìn)行檢測(cè)，表征出飲用水的純度。

所述溫度傳感器采用熱電偶1，有效解決了普通熱電阻式溫度檢測(cè)靈敏度低，精確性不高的缺點(diǎn)。本實(shí)施例中熱電偶采用銀和銅金屬膜式結(jié)構(gòu)，在內(nèi)壁9的下部外表覆蓋一層3×4cm的銀箔，并在銀箔上覆蓋一層4×3cm的銅箔，銅箔與外壁之間設(shè)置導(dǎo)熱硅膠。通過(guò)銀箔與銅箔之間的熱電效應(yīng)檢測(cè)智能水杯內(nèi)水的溫度。相比于普通智能水杯內(nèi)部采用熱電阻式溫度檢測(cè)器，熱電偶產(chǎn)生的熱差電動(dòng)勢(shì)經(jīng)過(guò)信號(hào)放大后，能夠精確反映出水杯內(nèi)水與外界環(huán)境的溫差，從而能夠有效根據(jù)環(huán)境溫度對(duì)顯示的水溫?cái)?shù)據(jù)做調(diào)整，便于喝水者判斷水溫是否適合在特定的環(huán)境溫度下飲用。避免了同一溫度的飲用水在寒冷環(huán)境中飲用會(huì)感覺(jué)過(guò)熱，在高溫環(huán)境中飲用會(huì)感覺(jué)偏涼。

所述壓力傳感器用于檢測(cè)杯子內(nèi)部水的壓力，當(dāng)內(nèi)杯體與外杯體采用自由嵌套結(jié)構(gòu)時(shí)，可以利用稱重原理測(cè)定出內(nèi)杯的壓力，進(jìn)而計(jì)算出杯體內(nèi)部水的含量。亦可將壓力傳感器設(shè)置為檢測(cè)液體壓強(qiáng)的傳感器，設(shè)置在杯子內(nèi)部的茶水的最底部，通過(guò)檢測(cè)杯底部水的壓強(qiáng)檢測(cè)杯內(nèi)水的高度，進(jìn)而通過(guò)杯子的直徑參數(shù)計(jì)算出杯子內(nèi)水的含量。

本實(shí)施例采用電阻應(yīng)變片組成的壓力傳感器測(cè)量水的重量，然后再轉(zhuǎn)換成水的體積，使用J4接口用于連接橋式稱重傳感器模塊。使用10K熱敏電阻組成半橋測(cè)量水的溫度，其中測(cè)量電路中的穩(wěn)壓電源選用24位A/D轉(zhuǎn)換芯片內(nèi)部集成的穩(wěn)壓電源輸出，提高測(cè)量的精確度。由于橋式測(cè)量電路產(chǎn)生的是微小變化的差動(dòng)信號(hào)，因此選用A/D轉(zhuǎn)換芯片HX711實(shí)現(xiàn)水溫以及水量的采集。如圖7所示。

所述加速度計(jì)設(shè)置在杯子底部，具體位置并不做限定。如附圖4所示，加速度計(jì)和微控制器設(shè)置于控制電路板上，控制電路板設(shè)置于杯子的底部的空腔10內(nèi)。所述加速度計(jì)用于檢測(cè)杯子內(nèi)的水是被使用者喝掉還是被倒掉，具體檢測(cè)方法為：首先微控制器通過(guò)加速度計(jì)記錄使用者正常喝水的情況下杯子的運(yùn)動(dòng)模式，然后以此模式為標(biāo)準(zhǔn)模式，當(dāng)使用者不采用此運(yùn)動(dòng)模式時(shí)，判定杯子的水被倒掉。這是由于每個(gè)人喝水習(xí)慣基本保持不變，當(dāng)?shù)顾畷r(shí)杯子的傾斜運(yùn)動(dòng)的模式與喝水時(shí)杯子的運(yùn)動(dòng)模式不符合。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)杯子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的精確監(jiān)控，本實(shí)施例中所采用的加速度計(jì)為三軸加速度計(jì)。

采用ADXL345三軸加速度傳感器，采用I²C通訊方式進(jìn)行連接。片選信號(hào)引腳CS接高電平，INT1和INT2分別接入兩路中斷信號(hào)，SDA和SCL分別接入數(shù)據(jù)信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)。見(jiàn)圖7所示。當(dāng)水杯的傾斜角大于10度時(shí)，以及加速度傳感器發(fā)生明顯變化時(shí)，判斷為倒水動(dòng)作，減少的水量不計(jì)入飲水量累計(jì)變量中。否則記為飲水動(dòng)作，較少的水量計(jì)入每日飲水累計(jì)變量中。加速度計(jì)控制電路如圖8所示。

傳感器檢測(cè)到的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)微控制器分析后，得出的結(jié)果包括水的溫度、水質(zhì)情況、杯子使用者一定時(shí)間內(nèi)使用該杯子引用的水量、并結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)的飲用量給出下一步飲水次數(shù)與飲水量的建議。然后微控制器將這些信息發(fā)送至顯示屏予以顯示。本實(shí)施例中顯示屏5采用液晶顯示屏，液晶顯示屏設(shè)置在外杯體的上表面。

此外，本實(shí)施例中微控制器還連接有藍(lán)牙通信模塊，當(dāng)微控制器通過(guò)藍(lán)牙通信模塊檢測(cè)到智能水杯使用者的智能終端的藍(lán)牙信號(hào)時(shí)，自動(dòng)進(jìn)行藍(lán)牙配對(duì)，并將所監(jiān)測(cè)到的水的參數(shù)傳送至智能終端。便于智能水杯使用者借助智能終端的APP進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與觀察。所述藍(lán)牙通信模塊設(shè)置于控制電路板上。

所述微控制器還連接有儲(chǔ)存單元，用于儲(chǔ)存微控制器生成的數(shù)據(jù)。所述數(shù)據(jù)處理單元一并設(shè)置在控制電路板上。