具有无线通信接口的气溶胶产生装置的制作方法

1.本发明涉及一种气溶胶产生装置。具体地，本发明涉及一种具有无线通信接口的气溶胶产生装置。


背景技术：

2.需要具有安全特征的气溶胶产生装置，这些安全特征有助于阻止诸如儿童或小偷等未经授权的用户使用该装置。然而，这些安全特征会对易用性产生负面影响。本发明的一个目的是解决这些相矛盾的需求。


技术实现要素：

3.根据本发明的一方面，提供了一种气溶胶产生装置，该气溶胶产生装置被配置为产生供用户吸入的气溶胶，该气溶胶产生装置包括：加热器，该加热器被配置为加热气溶胶形成基质以产生气溶胶；无线通信接口，该无线通信接口被配置为与用户电子装置进行无线通信；以及控制器，该控制器被配置为当该无线通信接口已确定与该用户电子装置的链路可用时，允许产生供用户吸入的气溶胶；其中，该控制器被配置为当该无线通信接口尚未确定与该用户电子装置的链路可用时，允许预热气溶胶形成基质；其中，该无线通信接口被配置为在预定时间段内搜索无线链路；并且其中，该控制器被配置为当该无线通信接口已确定无线链路在该预定时间段内不可用时，禁止预热气溶胶形成基质。
4.以这种方式，该装置能够同时进行对气溶胶形成基质的预热以及对用户电子装置的扫描。这提高了装置的可用性，因为用户不必在预热可以开始之前等待找到与用户电子装置的无线链路。
5.优选地，该控制器被配置为当该无线通信接口尚未确定与该用户电子装置的无线链路可用时，防止或抑制产生供用户吸入的气溶胶。
6.以这种方式，装置的安全性得到了改善，因为在满足安全条件之前该装置不能产生所需的气溶胶，该安全条件是与用户电子装置的无线链路可用。然而，这种安全优势不会损害装置的实用性，因为预热被允许在无线通信接口已确定无线链路可用之前进行。这意味着该装置几乎可以随时使用，并且能够在确定无线链路可用之后快速产生最佳气溶胶。控制器可以通过仅允许加热器在低于气溶胶产生的最佳温度的阈值温度下操作来抑制气溶胶的产生。同样地，本领域技术人员将理解，可以替代地通过任何其他方式来防止形成或吸入气溶胶。例如，可以通过阻塞气流通道来防止吸入。
7.优选地，该控制器被配置为在该无线通信接口已确定与用户电子装置的无线链路可用之后，允许产生气溶胶直到吸用期结束。以这种方式，用户不必在每个吸用实例或
‘
抽吸’之前等待装置确定与用户电子装置的链路是否可用，从而增加了可用性。进一步地，这使得用户在吸用期开始时(比如在用户的办公桌处)建立链路，并且然后移动到另一个位置(比如外面)，而无需维持无线链路的可用性。这提高了装置的灵活性和使用的便利性。
8.优选地，该气溶胶产生装置进一步包括被配置为向该用户指示该气溶胶产生装置
的状态的指示器。以这种方式，可以方便地向用户显示该装置的任何状态，提高了满意度和装置的可用性。
9.优选地，该指示器包括光源，该光源被配置为指示扫描或吸用操作的相对完成情况、或该气溶胶产生装置中剩余的消耗品资源的相对量。以这种方式，通过按比例或以其他方式与装置的状态相对应地点亮光源的一部分，可以更好地向用户通知装置的状态。进一步改进的状态指标的示例包括：预热操作的相对完成情况；装置中剩余的电池使用时间；距离扫描操作完成的时间；或装置中剩余的消耗品资源量。向用户提供这种信息提高了用户满意度和可用性。进一步地，以这种方式提供指标产生了具有高度功能性的时尚气溶胶产生装置。
10.在一个实施例中，光源可以是一个细长的相邻led条，其被配置为点亮该条的对应于例如任务进度的部分。在另一个实施例中，光源可以是一个圆形led阵列，其被配置为点亮与例如装置中剩余的资源量相对应的led弧形。同样地，可以使用能够显示任务的相对完成情况或可用资源量的任何光源和对应配置。
11.优选地，该无线通信接口被配置为如果找到与用户电子装置的无线链路，则停止搜索无线链路。以这种方式，装置效率更高，并且可以提高电池使用时间。
12.优选地，该控制器被配置为当该无线通信接口尚未确定与该用户电子装置的链路可用时，允许预热持续预定时间段。以这种方式，通过操作加热器不超过必要的时间，提高了安全性和效率。
13.优选地，该控制器被配置为允许加热器预热到预定温度，该预定温度低于蒸气产生的温度。以这种方式，该装置防止形成所需的气溶胶，除非用户电子装置无线可用。当然，本领域技术人员将理解，当气溶胶被加热到预定温度时，可能会产生一定量的低质量气溶胶。这通过防止加热器达到产生气溶胶的温度来提高装置的安全性，除非用户电子装置在附近。阻止了装置被盗，因为该装置不能产生所需的气溶胶，除非用户电子装置无线可用。进一步地，这通过以下方式来提高装置的效率：如果用户电子装置不可用，诸如在预热被意外激活的情况下，防止对气溶胶形成基质的完全加热。
14.优选地，该气溶胶产生装置包括用于确定该加热器的温度的温度传感器。以这种方式，就可以通过控制器来跟踪加热器的温度。这进而使得该装置能够防止部件过热。
15.优选地，该气溶胶形成基质包括烟草。以这种方式，该气溶胶产生装置可以用作加热但不灼烧气溶胶产生装置。
16.优选地，该无线通信接口是蓝牙接口。以这种方式，由于蓝牙接口在常见的无线装置中普遍存在，提高了与用户电子设置的兼容性。本领域技术人员将理解，可以替代地或附加地使用任何无线协议。
17.优选地，该用户电子装置是智能电话。以这种方式，由于普遍流行随身携带智能电话，使得装置操作更加方便。本领域技术人员将理解，可以替代地或附加地使用任何支持无线的电子装置，诸如耳机、计算机或智能手表。
18.优选地，该气溶胶产生装置进一步包括其中存储有用户电子装置的标识符的存储器。更优选地，该控制器被配置为当与该气溶胶产生装置无线通信的用户电子装置的标识符与存储在该存储器中的标识符匹配时，允许产生供用户吸入的气溶胶。以这种方式，多个用户电子装置可以同时与该气溶胶产生装置进行链路或配对，从而为例如在办公室和家中
可能有已配对的装置的用户提供更大的便利。
19.根据本发明的另一方面，提供了一种用于气溶胶产生装置的操作方法，该方法包括以下步骤：确定在预定时间段内该气溶胶产生装置与用户电子装置之间的无线链路是否可用；当无线通信接口已确定与该用户电子装置的无线链路可用时，允许产生供用户吸入的气溶胶；当该无线通信接口尚未确定与该用户电子装置的无线链路是否可用时，允许预热气溶胶形成基质；以及当该无线通信接口已确定无线链路在该预定时间段内不可用时，禁止预热气溶胶形成基质。
20.根据本发明的另一方面，提供了一种非暂态计算机可读介质，该非暂态计算机可读介质包括可执行指令，这些可执行指令当由计算机执行时使该计算机执行包括以下各项的步骤：在预定时间段内在气溶胶产生装置与用户电子装置之间建立无线链路；当该气溶胶产生装置与该用户电子装置无线通信时，允许产生供用户吸入的气溶胶；当无线通信接口尚未确定与该用户电子装置的无线链路是否可用时，允许预热气溶胶形成基质；以及当该无线通信接口已确定无线链路在该预定时间段内不可用时，禁止预热气溶胶形成基质。
附图说明
21.现在通过示例参考附图来描述本发明的实施例，在附图中：
22.图1是本发明的实施例中的系统的示意图；
23.图2是本发明的实施例中的控制系统的示意图；以及
24.图3是示出本发明的实施例中的控制序列的流程图。
具体实施方式
25.图1示出了本发明的实施例中的系统的示意图。提供了一种气溶胶产生装置100，并且该气溶胶产生装置包括外壳102、被配置为检测来自用户的输入信号的按钮104、被配置为传达关于气溶胶产生装置100的状态的信息的led条106、以及用户可以将其放置在腔体110内的烟草杆件108，在该腔体处可以由加热器(未示出)提供加热。在腔体110处还设置有温度传感器(未示出)。气溶胶产生装置100包括控制器112，该控制器被配置为当接收到来自用户的输入信号时指示蓝牙接口114以无线方式搜索用户智能电话116。控制器112进一步被配置为对照存储在存储器118中的配对用户装置的凭证来检查智能电话的标识凭证，例如，mac地址。气溶胶产生装置进一步包括电池(未示出)，用于向装置供电。
26.壳102可以包括任何合适的材料，诸如塑料、金属、木材或它们的复合材料。在该示例中，按钮104是激活单元，其被配置为检测来自用户的输入并通过变为激活状态(或
‘
唤醒’)来响应。可替代的激活单元可以包括抖动传感器、触摸屏、指纹传感器、语音识别单元或识别来自用户的输入的任何其他方式。本领域技术人员将理解，气溶胶产生装置100可以包括多于一个激活单元，每个激活单元可以映射到不同的功能。
27.在本实施例中，led条106是一个细长的相邻led条。同样地，可以使用任何指示器或反馈方式，诸如其他光源、机械指示器、lcd显示器、声音发射器、振动单元或任何其他led配置，例如，圆形led阵列。led条106可以包括多条led，其中每一条可以可选地为不同颜色的led。led条106可以指示装置的任何状态，诸如指示正在进行对智能电话116的扫描、电池电量低、发生了错误或无法找到无线链路。附加地，其可以指示连续操作的进度，诸如预热
进度、扫描进度或充电进度。这可以通过打开或关闭一个或多个led、打开或关闭特定颜色的led或任何方便向用户通知该装置状态的此类方便选择的led来实现。使用led条106通过按比例或以其他方式对应地打开或关闭该条中的多个连续led，可以向用户传送该装置的剩余可用资源的情况，诸如剩余的电池电量或剩余的气溶胶形成基质。也可以以这种方式指示如上所述的任何操作的进度。可替代地或附加地，可以通过改变一个或多个led的亮度或使led以预定频率闪烁来将信息传达给用户。
28.烟草杆件108同样可以是任何气溶胶形成基质。本领域技术人员将理解，替代性地或除图1中披露的杆件和腔体系统之外，可以使用将基质与气溶胶产生装置100一起使用的任何方法。类似地，可以使用任何加热基质的方法，诸如电阻加热或激光加热。温度传感器可以直接监测加热器或气溶胶产生基质的温度。温度传感器可以通过监测其他部件的温度来间接测量加热器或气溶胶产生基质的温度。温度传感器可以是如本领域已知的任何温度感测部件，诸如热电偶。
29.本领域技术人员将理解，蓝牙接口114同样可以是任何无线协议接口。智能电话116可以是配备有无线接口的任何支持无线的装置，诸如无线耳机、智能手表或膝上型电脑。
30.图2是本发明的实施例中的控制系统的示意图。该图示出了传入或传出控制器212的信息或命令的示例流。在示例用途中，按压按钮204以启动包括一个或多个气溶胶产生实例或
‘
抽吸’的一次吸用期。按钮204将用户对吸用期的启动传输给控制器212。然后，控制器212与蓝牙接口214通信，以指示无线搜索用户智能电话216。同时，控制器212指示加热器220开始将烟草杆件108预热到第一阈值温度，与此同时蓝牙接口214以无线方式搜索智能电话216。蓝牙接口214向控制器212提供可用无线装置的身份凭证。之后，控制器212进而对照先前存储在存储器218中的身份凭证(例如，来自于蓝牙配对操作)进行检查。控制器212可以指示将这些操作中的任一操作的进度显示在led条206处。如果控制器212确定蓝牙接口214找到的装置与存储器218中存储的装置相匹配，则控制器212允许并指示加热器220在高于第一阈值温度的第二阈值温度下操作。这也可以在led条206处指示给用户。一旦烟草杆件108被加热到第二阈值温度，用户就通过烟草杆件108的暴露端吸入空气。气流穿过被完全加热的气溶胶产生基质的产生供用户享用的气溶胶。
31.图3是示出本发明的实施例中的控制序列的流程图。参考图2和图3，现在将描述本发明的实施例中的装置的详细操作。
32.在步骤302处，用户按压按钮204以
‘
唤醒’装置，并使其变为激活状态。同样地，该步骤可以通过抖动传感器和用户抖动该装置、或任何其他输入和输入检测方式来实施。
33.在步骤304处，控制器212使用温度传感器222对照第一预定阈值温度值来检查加热器220或任何其他部件(如气溶胶形成基质)的温度。第一预定阈值温度对应于低于用于产生气溶胶的最佳温度的安全预热温度。第一阈值预热温度可以是低于最佳气溶胶产生温度的任何温度，诸如150或170摄氏度。本领域技术人员将理解，最佳温度将根据本发明的具体实施例来选择，并且将考虑例如所使用的气溶胶产生基质的类型。如果测得的温度低于第一阈值温度，则在步骤308处启动预热操作。如果发现测得的温度大于第一阈值温度，则对烟草杆件108的初始预热(例如，从上一次吸用期开始)已经完成。然后在步骤306处，控制器212指示加热器220将其温度维持在第一阈值预热温度。
34.在步骤308处的预热操作期间，通过加热器220对烟草杆件108施加加热。这使得烟草杆件108的温度从局部环境的温度升高至第一阈值温度。气溶胶形成基质达到第一阈值预热温度可能需要几秒钟，例如，20秒。在步骤306处的温度维持期间，可以通过温度传感器222持续监测温度。作为响应，控制器212可以调整对加热器220的功率供应，以将温度保持在第一阈值预热温度。可选地，控制器212可以被配置为仅在预定时间段内允许加热器220进行预热或温度维持或进行这两者。
35.在步骤310处，控制器212指示蓝牙接口214搜索可用的无线链路。控制器212可以被配置为指示蓝牙接口214仅在预定时间段内扫描用户电子装置。在步骤312处，可以启动搜索计时器以跟踪系统持续搜索用户电子装置所用的时间。这有助于通过确保不会无限期地搜索装置来提高效率。当在步骤310处蓝牙接口214进行搜索时，预热操作可以继续进行，只要在步骤304处发现气溶胶形成基质的温度低于阈值温度即可。
36.在步骤314处，控制器212检查与用户装置的无线链路是否可用。该步骤可以包括控制器212对照存储在存储器218中的身份凭证来检查由蓝牙接口214找到的无线装置的身份凭证(例如，mac地址)，并且如果存在匹配则确定肯定结果。蓝牙接口214可以经由与智能电话216的直接无线链路来确定无线装置的可用性，或者可以经由与中间的支持无线的装置进行通信来确定与智能电话216的间接链路的可用性。在吸用期之前，用户可以将诸如智能电话216等的装置与气溶胶产生装置200配对，使得气溶胶产生装置将该装置识别为已知用户装置。可以例如通过标准蓝牙配对程序来执行这种配对。在实施例中，可以通过长按按钮204来启动配对。然而，本领域技术人员将理解，配对可以通过任何其他方式进行，诸如通过在线注册或通过诸如微型usb接口等的接口进行的物理连接。
37.如果在步骤314处没有立即发现与智能电话216的无线链路可用，则可以在步骤316处如以上在步骤304处所述的那样再次检查加热器220的温度。然后，在步骤320处，正如在步骤306中一样，控制器212指示加热器220将其温度维持在第一阈值温度。除此之外，如果加热器220的温度没有超过第一阈值温度，则跳过步骤320。在步骤322处，控制器212可以检查蓝牙接口214持续执行搜索操作所用的时间。如果尚未超过阈值时间，则控制器212可以返回到步骤314并执行包括步骤314、步骤316和步骤322的循环，直到找到用户装置或超过阈值时间。
38.如果在步骤322处发现超过阈值时间，则在步骤324处，控制器212禁用加热器220，从而暂停任何正在进行的预热或温度维持。为了进一步提高装置效率，在步骤326处，控制器212指示蓝牙接口214停止搜索可用的无线链路。控制器212可以在步骤328处重置搜索计时器，并指示led条206向用户指示与智能电话216之间的无线链路不可用。然后，控制器212进入非激活模式，在步骤332处等待按钮再次被按压，此后，可以再次开始执行控制序列。可选地，控制器212可以被配置为在发现无线链路可用之前，允许进行预定次数的预热操作，在该次数之后，可以禁用预热操作直到链路可用。这有利于地通过防止例如儿童反复预热装置来提高装置的安全性。这可以通过以下方式来实施：每当预热操作停止时使计数器递增，当与用户电子装置的无线链路可用时重置计数器，以及在每次预热操作之前检查计数器的值。
39.在步骤314处，如果与用户智能电话的无线链路可用，则控制器212在步骤334处指示蓝牙接口214停止搜索用户电子装置。可选地，控制器212还可以在步骤336处指示led条
206向用户指示发现无线链路可用。除此之外，控制器212将前进到步骤337。
40.在步骤337处，控制器212允许并指示加热器220在第二阈值温度下操作或升温至第二阈值温度，该第二阈值温度对应于用于产生气溶胶的最佳温度。例如，第二阈值温度可以为230或235摄氏度。然后，通过加热器220使烟草杆件108达到最佳气溶胶产生温度。
41.以这种方式，提高了装置的安全性，因为只有当在步骤314处确定与用户智能电话的无线链路可用时，装置才能被用于产生最佳蒸气。这通常意味着装置位于与用户的智能电话的预定物理距离内，这意味着可以假定该智能电话的所有者是操作该装置的人。该装置可以在步骤337处迅速产生最佳气溶胶，因为温度已经预热达到第一阈值温度，这意味着气溶胶形成基质的温度已经从环境温度升高到刚好低于产生最佳气溶胶的温度。这提高了装置的可用性，因为用户无需在满足安全条件(即，发现与用户智能电话的无线信号可用)之后等待气溶胶形成基质从局部环境温度开始预热。
42.在步骤338处，控制器212再次检查加热器220的温度。如果加热器220尚未达到第二阈值预热温度，则在步骤340处，可以启动加热计时器，或如果加热计时器已经启动则让其继续工作。在步骤342处，对照可能对应于预定
‘
超时’时间的阈值来检查加热计时器的值。如果加热计时器超过该超时时间，则这表明加热器220在通常的时间量内未达到期望的温度。这可能表明系统中存在错误，例如，加热器220有缺陷，或者表明烟草杆件108没有正确地插入腔体110中。如果超过超时时间，则在步骤344处在led条206处指示错误消息。为安全起见，然后在步骤346处禁用加热器220。同样地，检测预热过程中出现的错误的步骤338-346的序列可以在控制序列中任何其他合适的点处进行，诸如在检查第一阈值温度处进行。
43.在气溶胶产生装置200的正常操作期间，第二阈值预热温度在满足超时条件之前就已达到，并且这在步骤348处指示。在步骤350处，控制器212指示加热器220在吸用期期间将其温度维持在第二阈值温度。这进而也将烟草杆件108的温度在吸用期期间维持或“浮动”在第二阈值温度。通过浮动烟草杆件108的温度，可以在吸用期期间的任何时间通过在烟草杆件的暴露端上吸入而产生气溶胶。
44.在允许产生气溶胶之前，可以由控制器212执行任意次数的进一步检查。例如，在图1的实施例中，可以在腔体110处设置led和光电二极管，以检测是否正确插入烟草杆件108。可替代地或附加地，控制器212可以被配置为检查装置中剩余的电池电量，并指示led指示器214在电池中剩余的电量不足以完成一次标准吸用期时显示警告。同样地，这些检查可以在控制序列中的任何其他方便的点处应用。
45.一次吸用期可以定义为在相对较短的时间段内一系列的气溶胶产生实例。例如，一次吸用期可以定义为包括在单次预热操作之后的多个气溶胶产生实例或抽吸。在步骤337处，控制器212可以被配置为一旦蓝牙接口214已确定与用户电子装置的链路可用时，允许在整个吸用期内产生气溶胶。这通过避免需要与用户电子装置212的无线链路保持连续可用而有利地提高了装置的可用性。这使得用户能够在吸用期的过程中四处移动到无线链路可能例如不可用的区域。
46.可替代地或附加地，控制器212可以被配置为允许在步骤337处进行的气溶胶产生持续预定时间段。这可以通过以下方式来实施：在步骤337与步骤338之间启动一个计时器，并在步骤348之后每隔一定时间进行附加检查以确定该计时器是否超过了
‘
超时’时间值。如果超过了连续吸入之间的阈值时间间隔，则类似的方法可以用于实施禁止气溶胶产生的
超时特征。这种检查也可以在步骤348之后周期性地进行。这无需用户执行特定动作来关闭装置或启动非激活模式即可检测到吸用期的结束，因而提高了效率和便利性。可以同样地使用定义和检测吸用期结束的任何其他方法。
47.一旦用户在步骤302处按压按钮204以唤醒装置，控制器212就可以指示led条206指示扫描操作或预热操作的相对进度。这可以发生在例如步骤308和310处。控制器212可以指示led条206指示扫描操作的进度直到找到无线链路，之后，可以指示预热进度直到预热完成。如果在另一个实施例中设置有多个相邻led条，则可以同时显示多个动作的进度。
48.为了指示预热操作的进度，控制器212可以指示led条206随着烟草杆件108的温度升高至第一阈值温度或第二阈值温度而点亮越来越多的相邻led。当达到相应的第一阈值温度或第二阈值温度时，可以点亮所有的led。类似地，无线链路搜索的进度可以通过以下方式来指示：每隔一定时间递增地点亮条中的led，直到找到链路或搜索计时器超过阈值时间。
49.控制器212可以指示led条206闪烁或改变颜色，以指示与用户电子装置的无线链路是否已被发现可用。有利地，气溶胶产生装置200可以包括多个指示器，用于向用户指示不同的状态或信息。例如，预热操作的结束可以通过除led条206之外或替代该led条的振动器单元来指示。多种指示器类型的使用通过使指示器对用户更清楚，提高了装置的可用性。附加地，通过提供多于一种的提供反馈的感官法(诸如针对视障用户的振动反馈)，提高了可访问性。
50.现在将更详细地描述如上所述的预热操作和温度维持或
‘
浮动’操作。
51.在本发明的实施例中，控制器212通过调整供应到加热器220的功率信号(例如，脉宽调制(pwm)信号)的占空比(或功率周期)、或者换句话说是调整加热器220的占空比来控制加热器220的温度。一般而言，占空比是一个周期中信号、系统或装置处于激活状态的部分。诸如加热器220等装置的占空比可以描述为百分比或比率。例如，对于周期为一秒的情况，最大占空比100％对应于加热器220的连续操作，而较低占空比50％对应于加热器220在每一秒的周期中在激活状态下持续0.5秒。在一个示例实施例中，加热器220的占空比周期可以为1-2毫秒的量级，或者可以比1-2毫秒短得多或长得多。
52.当加热器220激活时，可以从电池向加热器220供应恒定的预定加热电压。当加热器220未激活时，可以不向电池供应电压。因此，当加热器220使用高占空比操作时，加热器220产生的热量或能量的量更高，并且电池的功耗也很高。相反，当使用较低的占空比操作时，加热器220产生的热量或能量的量相对较低，并且因此从电池消耗的电量也较少。已经发现，与气溶胶产生装置100的任何其他部件或操作模式相比，使用高占空比操作加热器220对电池提出了最高要求。因此，为了最大化装置的电池使用时间，最好尽量减少在该操作模式下不必要的时间消耗，如通过例如如上所述的步骤324来实现。
53.在气溶胶产生装置100的温度升高操作期间(在作为加热但不灼烧装置的实施例中，这些操作通常涉及对烟草棒从环境温度开始加热)，诸如在将加热器220的温度升高至第一阈值温度或第二阈值温度期间，加热器220需要较高的能量需求来提高烟草棒的温度。因此，控制器212使用高占空比操作加热器220以提供所需的能量。在一个示例实施例中，在温度升高操作期间占空比可以大于或等于50％，其可以对应于加热器220消耗16w的功率。
54.在温度维持操作期间，加热器220不需要太多的能量(即，需求较低)，并且因此加
热器220可以使用较低的占空比来操作。在一个实施例中，加热器220可以使用小于50％或甚至远小于50％的占空比来操作。在一个示例实施例中，对应于温度维持操作的较低占空比可以消耗3w的功率。因此，预热操作对电池提出的要求可能显著高于温度浮动操作期间，诸如当温度浮动在用于汽化的第二阈值时。
55.温度升高操作期间的占空比d1和温度维持操作期间的占空比d2可以通过d1＝k*d2关联，其中，k是根据具体实施例的设计参数选择的远大于1的无量纲系数。
56.在吸用期结束时，占空比可以设置为0％，其中不向加热器220供电。