一种可监测饮水行为的方法及装置与流程

本发明涉及智能水杯技术领域，特别是涉及一种可监测饮水行为的方法及装置。

背景技术：

水是生命的源泉，水约占人体组成的70％。人体每天至少要摄取2.5升的水分，才能维持身体健康。研究表明，饮水不足可能导致唇裂、头晕、头痛等现象；饮水过量会导致人体盐分过度流失，出现虚弱无力、心跳加快等症状；饮水速度过快可能引起血压降低和脑水肿，导致头痛、恶心、呕吐，特别是病人、老人等人群；在早餐之前喝一杯水，则可以帮之肾脏和肝脏解毒、帮助清洁胃肠道。可见饮水习惯对于人体健康起着至关重要的作用。

现有技术中出现一些智能水杯，其通过智能硬件技术对普通杯体进行改造，使其能够监测杯中的水量，从而间接反映用户的饮水情况，最后借助显示技术或移动终端向用户反馈饮水状况，对于饮水不足的用户，会适时进行饮水提醒。如中国专利CN201310531353.X提供了一种智能水杯，其在水杯内胆与杯壳间安置压力传感器，用于计量用户的饮水量，然后进行相关数据的统计和分析，得出用户的饮水习惯，然后在适当的时候给出饮水提示。

上述现有技术通过间接测量杯中水量的变化来判断使用者的饮水量，然而引起杯中水量的变化有多种因素，如用户倒水，该情况就有可能造成误算，从而导致数据分析不够准确。

技术实现要素：

为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种可监测饮水行为的方法及装置，以解决现有技术中监测用户饮水行为不够准确的问题。

为达上述目的，本发明提出一种监测饮水行为的方法，包括如下步骤：

步骤一，利用震动监测模块采集震动信号，根据采集的震动信号确定水杯是否为使用状态；

步骤二，于确定水杯处于使用状态时，启动计时，并实时测量水杯中的水量；

步骤三，根据水杯中水量随时间的变化情况，判断水杯各时段的状态；

步骤四，根据确定的水杯各时段的状态，获得各时段的饮水量。

进一步地，该使用状态包括盛水状态、倒水状态以及喝水状态。

进一步地，步骤三进一步包括：

步骤S1，计算一段时间的水量变化率；

步骤S2，将获得的水量变化值与预设的第一阈值进行比较，若水量变化值的绝对值大于该第一阈值，则判定水杯于该时段处于使用状态，进入步骤S3；若水量变化值小于该第一阈值，则判定水杯该时段处于相对静止状态；

步骤S3，若该水量变化值大于该第一阈值，则判定水杯于该时段处于盛水状态；若该水量变化值小于该第一阈值的负值，则进入步骤S4；

步骤S4，将该水量变化值与第二阈值进行比较，若该水量变化值小于该第二阈值的负值，则判定水杯于该时段处于倒水状态，若该水量变化值为该第二阈值的负值与第一阈值的负值之间，则判定水杯于该时段处于喝水状态。

进一步地，该第二阈值大于该第一阈值。

进一步地，于步骤S1中，根据步骤二中实时测量水杯中的水量获得杯中水量随时间变化的曲线图，进而获得各时段的水量变化率。

进一步地，于步骤一中，当监测到的震动信号的震动值大于预设的震动阈值时，判定水杯为使用状态，否则判定水杯为静止状态。

为达到上述目的，本发明还提供一种监测饮水行为的装置，包括：

震动监测模块，用于采集震动信号，根据采集的震动信号确定水杯是否为使用状态；

计时器模块，用于计时，记录测量水量时的采集时刻；

水量测量模块，在该计时器模块的计时下，实时测量水杯中的水量；

水杯状态确定模块，根据水杯中水量随时间的变化情况，判断水杯各时段的状态；

饮水量计算模块，根据该水杯状态确定模块确定的水杯各时段的状态，获得各时段的饮水量。

进一步地，该水杯状态确定模块进一步包括：

水量变化率计算单元，用于计算一段时间的水量变化率；

第一判断单元，用于将获得的水量变化值与预设的第一阈值进行比较，若水量变化值的绝对值大于该第一阈值，则判定水杯于该时段处于使用状态，启动第二判断单元；若水量变化值小于该第一阈值，则判定水杯该时段处于相对静止状态；

第二判断单元，若该水量变化值大于该第一阈值，则判定水杯于该时段处于盛水状态；若该水量变化值小于该第一阈值的负值，则启动第三判断单元；

第三判断单元，用于将该水量变化值与第二阈值进行比较，若该水量变化值小于该第二阈值的负值，则判定水杯于该时段处于倒水状态，若该水量变化值为该第二阈值的负值与第一阈值的负值之间，则判定水杯于该时段处于喝水状态。

进一步地，该水量变化率计算单元根据该水量测量模块中实时测量水杯中的水量获得杯中水量随时间变化的曲线图，进而获得各时段的水量变化率。

进一步地，该震动监测模块于监测到的震动信号的震动值大于该震动阈值时，则判定水杯为使用状态，同时启动该水量测量模块和计时器模块。

与现有技术相比，本发明一种监测饮水行为的方法及装置通过利用震动监测模块监测水杯的震动，并实时监测杯中水量的变化，将其转化为水量的变化率，从而判断出用户的使用行为，最后对饮水行为下的水量变化进行计算，从而得到较为精确的用户饮水量。

附图说明

图1为本发明一种监测饮水行为的方法的步骤流程图；

图2为理想状态下杯内水量变化示意图；

图3为本发明一种监测饮水行为的装置的系统架构图；

图4为本发明具体实施例之监测饮水行为的方法的步骤流程图；

图5为本发明具体实施例中水杯状态判定流程图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例并结合附图说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。

图1为本发明一种监测饮水行为的方法的步骤流程图。如图1所示，本发明一种监测饮水行为的方法，包括如下步骤：

步骤101，利用震动监测模块实时采集震动信号，根据采集的震动信号确定水杯是否为使用状态，这里的使用状态包括盛水、倒水、喝水等。在本发明具体实施例中，震动监测模块采用震动传感器采集震动信号，震动传感器可设置于水杯的杯身上，震动监测模块一直处于运行状态，当用户拿起水杯，喝水或换水等行为产生的震动信号都会被震动监测模块捕捉到。由于有些时候轻微的震动(例如桌子的晃动)并不是用户的拿水行为，为防止震动监测模块过于灵敏，在本发明具体实施例中，设置一个震动阈值，当监测的震动信号的震动值大于该震动阈值时，才被判定为用户使用水杯状态，并进入步骤102，而当震动程度小于该震动阈值时，此时判定为水杯处于静止状态。

步骤102，启动计时模块进行计时，并实时测量水杯中的水量。在本发明具体实施例中，计时模块采用计时器进行计时，在计时的同时，利用压力传感器测量水杯中的水量，也就是说，通过设置于水杯内的压力传感器测量杯中水压，从而间接获得杯中的水量。由于通过压力传感器测量水压间接获得水量为现有技术，在此不予赘述。

步骤103，根据水杯中水量随时间的变化情况，判断水杯各时段的状态。

图2为一张理想状态下，用户盛水、饮水、倒水三中行为下的杯内水量水的变化曲线图。从t0到t1时刻，杯内水量呈增加趋势，对此用户处于盛水状态；而从t1到t2时刻，从t2到t3时刻，杯内水量均呈下降趋势，一般来说，用户倒水时的水流量总是大于用户喝水时的水流量，那么根据从t1到t2时间段，和从t2到t3时间段的杯内水量的变化率，由于前者的水流量小于后者，对此可判断从t1到t2时刻为用户喝水行为，而从t2到t3时刻为用户倒水行为。具体地，步骤103进一步包括如下步骤：

步骤S1，计算一段时间(例如t1-t2)的水量变化率，具体地，可以根据步骤102中实时测量水杯中的水量获得杯中水量随时间变化的曲线图，进而获得各时段的水量变化率，当然也可利用数学微分原理得到杯中水量的变化率，本发明不以此为限。

步骤S2，将获得的水量变化值与预设的第一阈值进行比较，若水量变化值的绝对值大于该第一阈值，则判定水杯该时段(t1-t2)处于使用状态，进入步骤S3；若水量变化值小于该第一阈值，则判定水杯该时段处于相对静止状态。

步骤S3，若水量变化值大于该第一阈值，也就是说水量增加，则判定水杯该时段处于盛水状态；若水量变化值小于该第一阈值的负值，也就是说水量在减少，则进入步骤S4；

步骤S4，将水量变化值与第二阈值进行比较，其中该第二阈值大于第一阈值，若水量变化值小于该第二阈值的负值，则说明水量减少量较大，此时判定水杯该时段处于倒水状态，若水量变化值为该第二阈值的负值与第一阈值的负值之间，则判定水杯该时段处于喝水状态。

步骤104，根据确定的水杯各时段的状态，获得各时段的饮水量，进而获得用户每天的饮水量。具体地说，通过确定的水杯各时段的状态，可以获得水杯处于喝水状态时的水量变化值，将水量变化值进行加总即可得到用户每天的饮水量。

图3为本发明一种监测饮水行为的装置的系统架构图。如图3所示，本发明一种监测饮水行为的装置，应用于一水杯，包括：震动监测模块301、计时器模块302、水量测量模块303、水杯状态确定模块304以及饮水量计算模块305。

其中，震动监测模块301，用于实时采集震动信号，根据采集的震动信号确定水杯是否为使用状态，这里的使用状态包括盛水、倒水、喝水等。在本发明具体实施例中，震动监测模块采用震动传感器采集震动信号，震动传感器可设置于水杯的杯身上，震动监测模块一直处于运行状态，当用户拿起水杯以及喝水或换水等行为产生的震动信号都会被震动监测模块捕捉到。

由于有些时候轻微的震动(例如桌子的晃动)并不是用户的拿水行为，为防止震动监测模块过于灵敏，在本发明具体实施例中，设置一个震动阈值，当监测的震动信号的震动值大于该震动阈值时，才被判定为用户使用水杯状态，同时启动水量测量模块303和计时器模块302，而当震动程度小于该震动阈值时，此时判定为水杯处于静止状态，此时停止水量测量模块303和计时器模块302，此时可进行饮水量的计算。

计时器模块302，用于记录测量水量时的采集时刻。计时器模块302利用计时器进行工作。

水量测量模块303，在计时器模块302的计时下，实时测量水杯中的水量。在本发明具体实施例中，水量测量模块303利用压力传感器测量水杯中的水量，也就是说，通过设置于水杯内的压力传感器测量杯中水压，从而间接获得杯中的水量。由于通过压力传感器测量水压间接获得水量为现有技术，在此不予赘述。当然也可以采用其他测量水量的方式，本发明不以此为限。

水杯状态确定模块304，根据水杯中水量随时间的变化情况，判断水杯各时段的状态。水杯状态确定模块304根据计时器从开始到结束水量测量模块303测量获得的水量，可以获得杯中水量随时间变化的曲线图，利用数学微分原理也可以得到杯中水量的变化率，并根据水量变化率与预设阈值之间的关系确定水杯的状态。

具体地，水杯状态确定模块304进一步包括：

水量变化率计算单元3041，用于计算一段时间(例如t1-t2)的水量变化率，具体地，水量变化率计算单元3041可以根据水量测量模块303中实时测量水杯中的水量获得杯中水量随时间变化的曲线图，进而获得各时段的水量变化率，当然也可利用数学微分原理得到杯中水量的变化率，本发明不以此为限。

第一判断单元3042，用于将获得的水量变化值与预设的第一阈值进行比较，若水量变化值的绝对值大于该第一阈值，则判定水杯该时段(t1-t2)处于使用状态，启动第二判断单元3042；若水量变化值小于该第一阈值，则判定水杯该时段处于相对静止状态。

第二判断单元3042，若水量变化值大于该第一阈值，也就是说水量增加，则判定水杯该时段处于盛水状态；若水量变化值小于该第一阈值的负值，也就是说水量在减少，则启动第三判断单元3043；

第三判断单元3043，用于将水量变化值与第二阈值进行比较，其中该第二阈值大于第一阈值，若水量变化值小于该第二阈值的负值，则说明水量减少量较大，此时判定水杯该时段处于倒水状态，若水量变化值为该第二阈值的负值与第一阈值的负值之间，则判定水杯该时段处于喝水状态。

饮水量计算模块305，根据水杯状态确定模块304确定的水杯各时段的状态，获得各时段的饮水量，进而获得用户每天的饮水量。具体地说，通过确定的水杯各时段的状态，可以获得水杯处于喝水状态时的水量变化值，将水量变化值进行加总即可得到用户每天的饮水量。

图4为本发明具体实施例之监测饮水行为的方法的步骤流程图。在本发明具体实施例中，首先，利用震动监测模块监测进行杯体震动监测，获取震动传感器采集的震动值；将采集的震动值与预设阈值进行比较，若大于预设阈值，则启动计时器与水量测量模块，若小于预设阈值，则关闭计时器与水量监测模块；根据水量测量模块实时测量的水量确定水杯状态并进行饮水量计算。

图5为本发明具体实施例中水杯状态判定流程图，这里采用了两个参数ε和φ，且φ>ε>0，其中ε为第一阈值，φ为第二阈值。水量变化率位于区间[-ε,ε]中被认定为杯中的水量基本不变，处于相对静止状态，当水量变化率大于ε时则被认定为盛水状态，当水量变化率小于–φ时，被认定为倒水状态，当水量变化率时大于等于–φ且小于–ε时，被认为饮水状态。

本发明通过计算饮水状态变化前后的杯中水量的变化值，得到该时间段内用户的饮水量，通过累积即可得到用户当天精确的饮水量。

综上所述，本发明一种监测饮水行为的方法及装置通过利用震动监测模块监测水杯的震动，并实时监测杯中水量的变化，将其转化为水量的变化率，从而判断出用户的使用行为，最后对饮水行为下的水量变化进行计算，从而得到较为精确的用户饮水量。

任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。