基于语音控制的健康智能饮水机的制作方法

本实用新型属于智能家居领域，涉及一种基于语音控制的健康智能饮水机。

背景技术：

传统饮水机一般设有两个出水口，一个是常温水，一个是经加热后的沸水。目前国内对传统饮水机也有一些改进，比如数字式智能饮水机，此饮水机可以将当前温度实时显示出来，还预设了几种温度模式(如咖啡、茶、奶粉、直饮)以满足人们对不同温度的需求。但是由于是按钮式选择温度模式，种类受到限制，只能挑出几种具有代表性的饮品设置模式，无法满足人们丰富多彩的生活对各种不同饮品的需要。与此同时，市场上的智能饮水机不可以通过语音控制，无法记录用户的饮水习惯，考虑到放出去一定量的水后，就会有相同体积的空气进入装水桶中，这些空气中携带的细菌与霉菌会导致混水时形成对人体不利的“阴阳水”。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型的目的是提供一款基于语音控制的健康智能饮水机。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种基于语音控制的健康智能饮水机，包括饮水机壳体、220v-5v变压器、天猫精灵语音输入设备、单片机、温度传感器、紫外线消毒装置、led显示灯、四个电磁阀、冷水箱、热水箱、混水箱和总出水管；四个电磁阀包括冷出水阀、热进水阀、热出水阀和总出水阀；

所述的饮水机壳体分为上中下三层结构，饮水机壳体外表面固定led显示灯；饮水机壳体上层内置水桶，水桶的出口朝下；饮水机壳体中层内置冷水箱和热水箱；饮水机壳体下层内置混水箱；水桶出口分别通过冷进水管、热进水管与冷水箱、热水箱的上端相连，热进水管上固定热进水阀，热进水阀控制水流入热水箱中，热水箱内置加热器；

冷水箱、热水箱的下端分别通过冷出水阀、热出水阀与混水箱相连，将冷热水注入到混水箱中；混水箱内置直流电机，直流电机输出端连接搅拌棒，单片机控制直流电机进行旋转，进而将冷热水混合。混水箱的底部固定温度传感器，混水箱的内侧壁固定紫外线消毒装置；混水箱底部设有总出水管，总出水阀设置在总出水管上，控制水阀的打开。

单片机置于饮水机壳体内部，单片机分别与四个电磁阀、220v-5v变压器、紫外线消毒装置、温度传感器、加热器15、led显示灯和直流电机相连；单片机控制四个电磁阀和紫外线消毒装置的打开，温度传感器将采集的温度传输给单片机，单片机控制加热器的加热，并同时控制热出水阀的打开。

天猫精灵语音输入设备与单片机通过无线连接，将接受的信号传递给单片机，控制单片机发出相应指令。输入220v经220v-5v变压器转成5v给单片机供电，加热器由输入220v直接供电，其余用电设备均由单片机端口供电。

进一步的，单片机为stm32f103rct6。

所述的温度传感器采用ds18b20温度传感器。

所述的冷水箱、热水箱和混水箱采用304食品级不锈钢做内胆。

本实用新型的有益效果如下：

1：本实用新型使饮水机通过天猫精灵语音设备语音语音输入，用户只需花几秒钟的时间说出命令，极大提高用户效率；通过单片机控制电磁阀的开关从而可以调节出水箱的水温，从而满足用户对任意水温的需求。

2：本实用新型使饮水机通过单片机内的计数功能记录总出水阀的工作次数以记录放水的次数，当计数达到设置的次数后产生单片机外部中断，点亮led灯，提醒用户开启紫外线消毒装置对饮水机进行消毒。

3：当需要放水时，热进水管才开通，使水桶中的水进入热水箱中的即热装置进行快速加热，避免了重复烧开水从而防止了“千滚水”的产生，大大保证了用户的饮水安全。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：1led显示灯；2水桶；3冷进水管；4冷水箱；5冷出水阀；6单片机；7直流电机；8混水箱；9搅拌棒；10总出水阀；11总出水管；12热进水管；13热进水阀；14热水箱；15加热器；16热出水阀；17220v-5v变压器；18紫外线消毒装置；19温度传感器；20天猫精灵语音设备。

具体实施方式

以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。

参照图1，一种基于语音控制的健康智能饮水机，其特征在于，包括饮水机壳体、220v-5v变压器17、天猫精灵语音输入设备20、单片机6、温度传感器19、紫外线消毒装置18、led显示灯1、四个电磁阀、冷水箱4、热水箱14、混水箱8和总出水管11；四个电磁阀包括冷出水阀5、热进水阀13、热出水阀16和总出水阀10；

所述的饮水机壳体分为上中下三层结构，饮水机壳体外表面固定led显示灯1；饮水机壳体上层内置水桶2，水桶2的出口朝下；饮水机壳体中层内置冷水箱4和热水箱14；水桶2出口分别通过冷进水管3、热进水管12与冷水箱4、热水箱14的上端相连，热进水管12上固定热进水阀13，热进水阀13控制水流入热水箱14中，热水箱14内置加热器15；

饮水机壳体下层内置混水箱8；冷水箱4、热水箱14的下端分别通过冷出水阀5、热出水阀16与混水箱8相连，将冷热水注入到混水箱8中；混水箱8内置直流电机7，直流电机7输出端连接搅拌棒9，单片机6控制直流电机7进行旋转，进而将冷热水混合；混水箱8的底部固定温度传感器19，混水箱8的内侧壁固定紫外线消毒装置18；混水箱8底部设有总出水管11，总出水阀10设置在总出水管11上，控制水阀的打开；

单片机6置于饮水机壳体内部，单片机6分别与四个电磁阀、220v-5v变压器17、紫外线消毒装置18、温度传感器19、加热器15、led显示灯1和直流电机7相连；单片机6控制四个电磁阀和紫外线消毒装置18的打开，温度传感器19将采集的温度传输给单片机6，单片机6控制加热器15的加热，并同时控制热出水阀16的打开；

天猫精灵语音输入设备20与单片机6通过无线连接，将接受的信号传递给单片机6，控制单片机发出相应指令；输入220v经220v-5v变压器17转成5v给单片机6供电，加热器15由输入220v直接供电，其余用电设备均由单片机6端口供电。在饮水机外壁有led显示灯，由单片机6控制工作时间。单片机6由220v-5v变压器17供电，220v-5v变压器17和单片机6均安装在饮水机中部。

单片机6起控制作用，紫外线消毒装置、电磁阀、直流电机7工作电压为5v，所以均与220v-5v变压器的输出口相连，单片机6通过继电器控制上述硬件，单片机6为stm32f103rct6。

语音设备与单片机6电连接；在一个实施例中，采用天猫精灵语音设备20，天猫精灵语音设备20采集用户语音传送至经天猫精灵的开放平台aligenie平台，该平台将温度字段传输给单片机6，从而减小语音控制的难度。

4个电磁阀与单片机6电连接；当单片机接收到平台传输过来的字段时，单片机使热进水阀打开使水进入加热器15加热，加水完成后关闭热进水阀，热进水管的打开时间决定了热水的量。由于加热器15的加热完成时间大致在5—8秒左右，在单片机6计时到10秒的时候，单片机6控制同时打开热出水阀16和冷出水阀5，按照冷热水混合公式冷热水混合得到所需温度的水。在出水的同时，单片机6控制直流电机7的转动，以保证热水与冷水的充分混合，使温度传感器19的检测更加准确。两个阀门都关闭后3秒，直流电机7停止转动。

其中单片机9控制电磁阀技术：

1.物理公式基础：

v1(t-t1)＝v2(t2-t)

其中v1为冷水的体积，v2为热水的体积，t1＝冷水温度，t2＝热水温度，t为最终的水温

2.智能控制技术：

单片机6可连接wifi访问服务器，接收服务器云端发来的指令，通过gpio管脚来控制阀门出水。

温度传感器19与单片机6连接；在混水箱8底部加入温度传感器19，为了可以更准确的检测水温，在一个实施例中采用的是ds18b20温度传感器。并将温度传感器固定在小水箱底部防止温度传感器19随着水流运动，避免了温度传感器19上引线的松动以及脱落。温度传感器19检测到的水温实时反馈给单片机6，单片机6通过负反馈控制来控制冷/热出水阀门的开关，使混水箱8中的温度误差在±3℃以内，这个温度的误差人的舌头感觉不出来。当温度传感器19检测到的温度在误差范围之内后反馈给单片机6，单片机6控制打开总出水阀10放出混水箱8中的水。

在实施例中三个水箱采用304食品级不锈钢做内胆，每个小水箱的容量为300毫升，当用户不需要饮用水时，饮水机待机，三个小水箱中可能残留不同温度的饮用水，由于设置了三个水箱，所以冷水、热水和出水分开放置，减少了它们之间的热交换，可以达到较好的保温效果，进而能达到节能省电的效果。

紫外线消毒装置18与单片机6连接；通常出水50次以上，饮水机的内胆会出现大量空气中的细菌和霉菌，由于本装置涉及到混合水，水质不干净会导致产生对身体不利的“阴阳水”。为此，单片机6通过自身的计数功能产生中断，记录放水的次数，识别到中断后点亮饮水机外壳的led显示灯1，提醒用户对混水箱8进行消毒。

用户通过语音对天猫精灵语音设备20输入语音，经天猫精灵的开放平台aligenie平台控制单片机6，单片机6对紫外线消毒装置18进行通电，执行对混水箱8的消毒，由于紫外线消毒技术是一种物理方法，不产生任何副物质，经过处理之后的水还是能够安全饮用的。并且该装置的设置也极大解放了用户的双手，不用手动去清洗内胆。紫外线消毒结束之后，led显示灯1熄灭，单片机6计数功能置位重新计数放水次数。