一种带红外测温的多功能新型智能水杯的制作方法

本发明涉及一种智能水杯，具体是一种带红外测温且具有温度检测、水质检测、时间日期显示和备忘信息提醒等多种功能的新型智能水杯。

背景技术：

目前市面上的普通水杯一般只具有储水和保温功能，功能单一，用户不知道水的温度是多少，水质如何，也不知每次喝了多少水，还要喝多少水才能达到每天的健康要求，不能满足那些对饮水健康有要求的人群以及有特殊要求的人群如中老年人，女性，病人的需要。因此，市面上亟需一种多功能新型智能水杯，其不仅应具备常规水杯保温的功能，还要具备以下多种功能：能检测用户的体温、环境温度和水温，检测水质，并能实时储存和显示；能检测用户每次的饮水量并自动累加，然后根据用户每天需要的饮水量进行智能提醒；能设置时间、闹钟和备忘录信息并显示；具有充电和照明功能。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种带红外测温的多功能新型智能水杯，以满足那些对饮水健康有要求的人群以及有特殊要求的人群如中老年人，女性，病人的需要。

本发明所采用的具体技术方案如下：

一种带红外测温的多功能智能新型水杯，包括杯体和杯盖；所述杯盖的内部设有单片机、温度检测模块、水质检测模块、语音模块、水量测量模块、蓝牙模块、存储器模块、电源模块，其中温度检测模块由温度检测、红外测温和温度指示三个子模块组成；所述杯盖的表面还嵌装有液晶显示模块和按键模块；所述温度检测模块、水质检测模块、水量测量模块分别与单片机的输入端相连接，分别为单片机提供温度、水质和水量的检测数据；所述语音模块和液晶显示模块分别与单片机的输出端相连接，分别对外输出语音和文字信息；所述按键模块与单片机相连接，以实现外部操控；所述存储器模块与单片机相连接并实现双向通讯，以进行数据储存和数据交换；所述蓝牙模块与单片机相连接，单片机通过蓝牙模块与外部手机app实现双向通讯；所述电源模块分别与其他各模块相连接并为其供电。

所述杯盖的内部还设有照明模块，照明模块与单片机相连接，且照明模块的开关状态受单片机控制。

所述单片机采用stm32f103单片机；所述温度检测模块采用温度传感器ds18b20、非接触式红外温度传感器mlx90614和温度双色led指示灯进行构建，温度传感器ds18b20和红外温度传感器mlx90614都贴合在杯盖底面内壁的内侧安装，且温度传感器ds18b20的探头和红外温度传感器mlx90614的红外探头均朝外嵌装在杯盖底面内壁的外侧，温度双色led指示灯设置在杯盖侧壁液晶显示模块液晶屏的正上方；所述水质检测模块采用tds水质传感器和水质双色led指示灯进行构建，tds水质传感器的探头部分从杯盖底面内壁伸出，水质双色led指示灯设置在杯盖侧壁液晶显示模块液晶屏的正下方；所述语音模块采用语音芯片ycg80、音频放大器mix2009和1w8ω的防水喇叭进行构建，防水喇叭贴合安装在杯盖的外壁内侧，且杯盖外壁在对应的位置设有透音孔；所述水量测量模块采用压力传感器fsr402进行构建，压力传感器fsr402贴合在杯盖的底面内壁安装。

所述液晶显示模块采用st7735芯片驱动的1.8寸tft液晶屏，液晶屏嵌装在杯盖的侧壁表面上；所述蓝牙模块采用hc05蓝牙模块构建；所述存储器模块采用eeprom24lc256t芯片构建；所述按键模块包括翻页按键、饮水提醒按键、模式切换按键和确认按键，各按键均设置在杯盖的外壁上；所述电源模块采用+5v外接电源和可充电锂电池双路切换供电的模式，且设有对可充电锂电池进行充电的电路。

本多功能智能新型水杯不仅具有常规的储水和保温功能，还通过单片机对温度检测模块、水质检测模块、水量测量模块、存储器模块、按键模块进行检测数据的读取、计算、传送和存储，再通过语音模块和液晶显示模块进行对外输出，并通过蓝牙模块与关联的手机app实现双向数据传送和控制，从而实现人体体温/水温/环境温度检测、水质检测、每天饮水量的统计和提醒等多种实用功能，可满足多种不同的需求，便于各类人群尤其是对饮水健康有要求的人群以及有特殊要求的人群如中老年人，女性，病人使用。

附图说明

图1为本发明的电路模块连接示意图。

图2为单片机的电路图。

图3为温度检测模块的电路图。

图4为水质检测模块的电路图。

图5为水量检测模块的电路图。

图6为存储器模块的电路图。

图7为按键模块的电路图。

图8为语音模块的电路图。

图9为液晶显示模块的电路图。

图10为蓝牙模块的电路图。

图11为电源模块的电路图。

图12为照明模块的电路图。

图13为杯盖翻转至里面朝上时的立体示意图。

在图13中：1-温度传感器ds18b20的探头，2-红外温度传感器mlx90614的红外探头，3-tds水质传感器的探头，4-液晶显示模块液晶屏，5-温度双色led指示灯，6-水质双色led指示灯。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

如图1所示，本多功能智能新型水杯包括杯体和杯盖；所述杯盖的内部设有单片机、温度检测模块、水质检测模块、语音模块、水量测量模块、蓝牙模块、存储器模块、电源模块，其中温度检测模块由温度检测、红外测温和温度指示三个子模块组成；所述杯盖的表面还嵌装有液晶显示模块和按键模块；所述温度检测模块、水质检测模块、水量测量模块分别与单片机的输入端相连接，分别为单片机提供温度、水质和水量的检测数据；所述语音模块和液晶显示模块分别与单片机的输出端相连接，分别对外输出语音和文字信息；所述按键模块与单片机相连接，以实现外部操控；所述存储器模块与单片机相连接并实现双向通讯，以进行数据储存和数据交换；所述蓝牙模块与单片机相连接，单片机通过蓝牙模块与外部手机app实现双向通讯；所述电源模块分别与其他各模块相连接并为其供电。所述杯盖的内部还设有照明模块，照明模块与单片机相连接，且照明模块的开关状态受单片机控制。

如图2所示，所述单片机采用stm32f103单片机，stm32f103单片机的3脚和4脚之间接时钟晶振x2，5脚和6脚之间接8mhz12pf20ppm晶振x1。

如图3所示，所述温度检测模块采用温度传感器ds18b20、非接触式红外温度传感器mlx90614和温度双色led指示灯进行构建。温度传感器ds18b20的1脚接地，2脚接stm32f103单片机的21脚，3脚接+3.3v电源；温度双色led指示灯的2脚接地，1脚和3脚分别串接电阻r24和r23后分别连接stm32f103单片机的62和61脚；红外温度传感器mlx90614的1脚和2脚分别串接电阻r17和r4后与3脚共同接+3.3v电源，4脚接地，且红外温度传感器mlx90614的1脚和2脚还分别接stm32f103单片机的17和20脚。

如图4所示，所述水质检测模块采用tds水质传感器和水质双色led指示灯进行构建，tds水质传感器的1脚和2脚分别串接电阻r26、r27后分别连接stm32f103单片机的34和33脚；水质双色led指示灯的2脚接地，1脚和3脚分别串接电阻r22和r18后分别连接stm32f103单片机的38和26脚。

如图5所示，所述水量测量模块采用压力传感器fsr402进行构建，压力传感器fsr402的2脚接地，1脚串接电阻r9后接+3.3v电源，压力传感器fsr402的1脚还连接stm32f103单片机的16脚。

如图6所示，所述存储器模块采用eeprom24lc256t芯片，24lc256t芯片的5脚和6脚分别连接stm32f103单片机的20和17脚。

如图7所述，所述按键模块包括翻页按键、饮水提醒按键、模式切换按键和确认按键。翻页按键、饮水提醒按键、模式切换按键和确认按键的一端接地，另一端分别连接stm32f103单片机的36、44、30、37脚。

如图8所示，所述语音模块采用语音芯片ycg80、音频放大器mix2009和1w8ω的防水喇叭进行构建。语音芯片ycg80的1、2、3脚分别连接stm32f103单片机的15、9、8脚，语音芯片ycg80的3脚串接电阻r2后接npn三极管q2的基极，三极管的发射级接地，集电极接音频放大器mix2009的1脚和电阻r1的一端，电阻r1的另一端接+3.3v电源；语音芯片ycg80的8脚输出依次经电容c19和电阻r8耦合至音频放大器mix2009的4脚，再由音频放大器mix2009的5脚和8脚输出至防水喇叭。

如图9所示，所述液晶显示模块采用st7735芯片驱动的1.8寸tft液晶屏，其3、4、5、6、7、8脚分别连接至stm32f103单片机的58、57、7、54、59、53脚。

如图10所示，所示蓝牙模块采用hc05蓝牙模块构建，hc05蓝牙模块的3脚接地，4、5、6脚分别连接至stm32f103单片机的43、42、29脚。

如图11所示，所述电源模块采用+5v外接电源和可充电锂电池双路切换供电的模式，且设有对可充电锂电池进行充电的电路。+5v外接电源用usb口接入，经锂电池线性充电管理芯片bq2057和三极管fzt788b的控制，由三极管fzt788b的4脚给锂电池bt1充电，同时向后级输出，由此形成双路供电，供电经lc滤波电路滤波后加载至电压调节芯片tps73733的1脚，由电压调节芯片tps73733的2脚输出+3.3v电源，电压调节芯片tps73733的5脚控制端接stm32f103单片机的22脚。

如图12所示，所述照明模块采用高亮led灯d1构建，led灯d1的正极串接电阻r7后接+3.3v电源，led灯d1的负极接npn三极管q1的集电极和电阻r25的一端，电阻r25的另一端和三极管q1的基极共同连接stm32f103单片机的11脚，三极管q1的发射极接地。

本多功能智能新型水杯的使用方式为：当水杯杯盖与杯体分离时，温度检测模块的温度传感器可检测当前的环境温度值；通过取下水杯杯盖，将杯盖底面的红外温度传感器红外探头对准人头部中的前额或耳朵位置，同时把模式按键切换至测人体体温状态并按下确认键，1秒左右即可测得人体体温值并进行储存和显示；当水杯中有水时，将杯盖与杯体旋紧后，通过把水杯倒置，使杯中的水浸泡到翻转的杯盖底面内壁，可进行水温、水质tds值、水量值的测量和实时储存和显示；通过按键模块可实现各种功能模式如人体体温的测量、水温/环境温度的测量、水质测量、饮水量测量与计算、备忘录显示、闹钟设置、照明等模式的切换。

单片机负责与其他各模块进行信号的控制与数据值的传送与计算处理，以及与储存器模块的数据传送，实现日期时间的读取与同步，以及饮水量计算与比较，水温度值异常判断，水质值异常判断等功能。储存器模块实现水质值，各温度值，备忘录信息的储存和调用。温度检测模块的温度传感器能对环境温度和水温进行检测，当水温值≤45℃时，温度双色led指示灯显示绿色，当水温值＞45℃时，温度双色led指示灯显示红色；温度检测模块的红外温度传感器可进行人体体温的检测。水质检测模块能对水质tds值进行实时检测，当tds值≤100时，水质合格，水质双色led指示灯显示绿色，当tds值＞100时，水质不合格，水质双色led指示灯显示红色。水量检测模块通过压力传感器检测水杯中的水重量值传送给单片机，单片机计算两个时间段的重量差值并换算后得出饮水量，经过累加，可以算出每日饮水量并实时存入存储器模块，然后将该数据与每日所需饮水量来进行比较判断，每日所需饮水量通过读取手机app里的数据得出，当小于每日所需饮水量时，设定在某个时间点发送信号至单片机，进而触发语音模块发出声音提醒，达到智能提醒饮水的目的。液晶显示模块实现时钟信息和各种检测到的数据信息如人体体温/水温/环境温度、水质值、备忘录信息等的显示。蓝牙模块则通过蓝牙串口通信的方式，以特定格式发送与接收数据信息，与手机中的app应用程序来进行各种数据信息的传送。语音模块通过语音芯片进行闹钟和提醒语音的播放。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。