一种具有室内CO₂含量检测功能的饮水机的制作方法

专利名称：一种具有室内CO₂含量检测功能的饮水机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种饮水机。
背景技术：
二氧化碳含量是室内空气质量重要指标之一。在冬季，室内二氧化碳含量容易上升，而过高浓度的二氧化碳会引起头痛、疲倦、眼睛痒及红肿等，对人体健康不利。因此，对于长时间待在室内的人来说，需要及时了解室内的二氧化碳的含量。目前，饮水机已成为普及的家用电器。但市场上尚未有具有室内C02含量检测功能的饮水机，通过对专利的搜索并未找到与本发明功能相近的专利。在现有的饮水机的基础上增加二氧化碳含量检测功能，不仅可以提高饮水机的智能化与人性化，更有利于人们的身心健康。
发明内容为了克服现有技术的不足，本发明提供一种具有室内(X)2含量检测功能的饮水机， 让用户实时了解室内二氧化碳含量信息，当二氧化碳含量超过标准时，进入报警模式，提醒用户二氧化碳含量过高，需要打开门窗；当二氧化碳含量低于标准值时，进入正常模式，显示二氧化碳含量正常，需要继续保持。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是包括二氧化碳含量检测传感器、数据采集调理模块、控制单元、显示模块和声光报警模块、饮水机机身和热胆。热胆安装在饮水机机身内，二氧化碳含量检测传感器安装在饮水机机身外侧。所述的二氧化碳含量检测传感器可以采用热传导式二氧化碳传感器或红外二氧化碳传感器。热传导式二氧化碳传感器根据混合气体总导热系数随待分析气体含量的不同而变化，检测二氧化碳的含量；红外二氧化碳传感器是利用非色散红外原理对空气中存在的二氧化碳进行检测。二氧化碳检测传感器可将感知到的室内二氧化碳含量信息转化为相应的电信号，输入到数据采集调理模块。为提高检测精度和准确度，也可将多种二氧化碳检测传感器联合使用。所述的数据采集调理模块用于接收来自二氧化碳检测传感器的电信号，并对信号进行前置滤波、隔离、放大或衰减、抗混叠滤波和A/D转换成为数字电信号，输入到控制模块中。所述的控制单元主要控制显示模块与声光报警模块，用于向用户显示及提示室内二氧化碳含量等信息。控制单元包括参数设置模块、转换模块及比较模块，所述的参数设置模块用于设置饮水机中二氧化碳含量的检测参数，即设定二氧化碳含量标准值。所述的转换模块用于将来自数据采集调理模块的数字电压信号转化为室内二氧化碳含量检测值。所述的比较模块用于将室内二氧化碳含量检测值与其标准值进行比较，当室内二氧化碳含量检测值大于或等于其标准值时表示室内二氧化碳含量过高，此时，显示模块显示室内二氧化碳含量值，提示含量超标，请用户打开门窗，且有声光警报。当室内二氧化碳含量检测值小于其标准值时表示室内二氧化碳含量正常，此时，显示模块显示室内二氧化碳含量值，提示含量正常，请用户继续保持。本发明的有益效果是该饮水机可以智能感知并实时显示室内二氧化碳含量，当室内二氧化碳含量高于标准值时，饮水机可自动进入报警模式，提醒用户打开门窗；当室内二氧化碳含量低于标准值时，饮水机可自动进入正常模式，提醒用户继续保持。与传统饮水机相比，该饮水机具有室内二氧化碳含量检测功能，更加智能、人性化。
以下结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是饮水机功能模块图；图2是室内(X)2含量检测流程图；图3是室内(X)2含量检测电路图；图4是显示模块接口电路具体实施方式
如图1所示，为本发明的功能模块图。所述的饮水机包括二氧化碳含量检测传感器、数据采集调理模块、控制单元、显示模块和声光警示模块。所述的二氧化碳含量检测传感器为红外二氧化碳传感器。红外二氧化碳传感器是利用非色散红外原理对空气中存在的二氧化碳进行检测，并将室内二氧化碳含量信息转化为电信号；所述的数据调理采集模块用于采集二氧化碳含量检测传感器的电信号并进行调理，调理方式包括滤波、信号放大或缩小、模数转换等，最终将二氧化碳含量检测传感器的模拟电压信号转化数字电压信号，输入到控制单元中；所述的控制单元3包括参数设置模块，算法模块以及比较模块。通过参数设置模块，用户可以设置饮水机中二氧化碳含量的检测参数，即二氧化碳含量标准值。所述的算法模块用于将来自数据采集调理模块的数字电压信号转化为室内二氧化碳含量检测值。所述的比较模块用于将室内二氧化碳含量检测值与其标准值进行比较，当室内二氧化碳含量检测值大于或等于其标准值时表示室内二氧化碳含量过高，此时，显示模块显示室内二氧化碳含量超标，请打开门窗，且有声光警报。当室内二氧化碳含量检测值小于其标准值时表示室内二氧化碳含量正常，此时，显示模块显示室内二氧化碳含量正常，请继续保持。所述的显示模块主要是将控制单元中处理后的信息向用户显示出来，如实时显示室内二氧化碳的含量，当进入报警模式或正常模式后，给予用户提示等。所述声光报警模块主要用于对饮水机各种模式或状态进行提示，当饮水机在正常工作模式时，声光报警模块的指示灯为绿色；当饮水机处于报警模式时，指示灯为红色，且蜂鸣器鸣叫提示；当饮水机控制系统发生故障时，指示灯显示黄色，且蜂鸣器鸣叫提示。图2所示为饮水机检测室内(X)2含量流程图。饮水机系统初始化后，数据采集处理模块对二氧化碳传感器输出的信号进行采集处理，并由控制单元中的转换模块将其转化为二氧化碳检含量检测值，将其与二氧化碳含量标准值进行对比。当检测值小于标准值时， 进入正常模式，显示模块显示二氧化碳含量信息；当检测值大于或等于标准值时，进入报警模式，此时，显示模块显示报警信息，声光报警模块进行报警，提示用户打开门窗。[0021]参照图3所示，为二氧化碳气体含量检测电路图。由二氧化碳传感器输出的有效信号一般为毫安或毫伏级信号，频率小于10HZ，为低频小信号。考虑该装置的使用环境为生产现场，信号容易受到电磁噪声的干扰，信噪比低。因此，信号的采集调理模块中采用阻抗匹配，仪表放大、噪声抑制与滤波电路，图中AD620在低频信号下具有很高的共模抑制比， 且增益越大共模抑制比越大，适合作为前端电路的信号放大，后端采用二阶RC低通滤波电路，抑制噪声，使输出具有较高信噪比的信号。参照图4所示，为显示屏接口电路图。本发明采用+3. 3V供电的低功耗控制芯片， IXD液晶屏的激励电压为+5V，为了实现电平匹配，采用74HC07同向器驱动IXD显示屏，提高控制芯片的驱动能力，保证显示界面的稳定，实现人机界面的正常运行。
权利要求1.一种具有室内CO2含量检测功能的饮水机，包括二氧化碳含量检测传感器、数据采集调理模块、控制单元、显示模块和声光报警模块、饮水机机身和热胆，其特征在于热胆安装在饮水机机身内，二氧化碳含量检测传感器安装在饮水机机身外侧，将感知到的室内二氧化碳含量信息转化为相应的电信号，输入到数据采集调理模块，数据采集调理模块对信号进行前置滤波、隔离、放大或衰减、抗混叠滤波和A/D转换成为数字电信号，输入到控制模块中，控制单元控制显示模块与声光报警模块向用户显示及提示室内二氧化碳含量。
2.根据权利要求1所述的具有室内CO2含量检测功能的饮水机，其特征在于所述的二氧化碳含量检测传感器采用热传导式二氧化碳传感器或红外二氧化碳传感器。
3.根据权利要求1所述的具有室内CO2含量检测功能的饮水机，其特征在于所述的控制单元包括参数设置模块、转换模块及比较模块，参数设置模块设置饮水机中二氧化碳含量的检测参数，转换模块将来自数据采集调理模块的数字电压信号转化为室内二氧化碳含量检测值，比较模块将室内二氧化碳含量检测值与其标准值进行比较。
专利摘要本发明公开了一种具有室内CO2含量检测功能的饮水机，将热胆安装在饮水机机身内，二氧化碳含量检测传感器安装在饮水机机身外侧，将感知到的室内二氧化碳含量信息转化为相应的电信号，输入到数据采集调理模块，数据采集调理模块对信号进行前置滤波、隔离、放大或衰减、抗混叠滤波和A/D转换成为数字电信号，输入到控制模块中，控制单元控制显示模块与声光报警模块向用户显示及提示室内二氧化碳含量。该饮水机可以智能感知并实时显示室内二氧化碳含量，当室内二氧化碳含量高于标准值时，饮水机可自动进入报警模式，提醒用户打开门窗；与传统饮水机相比，该饮水机具有室内二氧化碳含量检测功能，更加智能、人性化。
文档编号A47J31/00GK202234811SQ20112034725
公开日2012年5月30日 申请日期2011年9月15日 优先权日2011年9月15日
发明者冯新, 周少伟, 容建刚, 李洲洋, 谷文韬, 雷少坤 申请人:西北工业大学