本实用新型涉及电热烧水壶装置领域，尤其是一种PLC电热烧水壶的壶柄装置。
背景技术：
电热烧水壶（以下简称电水壶）在1891年诞生于芝加哥，电水壶具有加热速度快、保温效果好、防干烧、自动断电、式样多等优点，随着科技的进步，电水壶正向多功能方向发展，如防漏、锁水、温显等。
通过电水壶和互联网+结合，让传统电水壶具有了智能化特点，如远程控制：无论何时何地，只需一键配置，即可使用；24小时精准控温：可根据需求选择相应的用水温度，实现对不同的食材如牛奶、咖啡或茶叶等最佳冲饮温度；预设预约：可个性选择具体时刻烧水及提供符合特征的用水；智能模式：针对食材的养生模式，选择此功能用户可进行美味养生汤和养生茶的最良烹煮，绝佳口感，100%锁住食材营养不流失。这些变化进一步丰富了电水壶的应用场景，提高使用者的生活体验。
为实现电水壶的智能化，现有智能电水壶在电路组成、机械结构等方面发生了显著变化（与传统电水壶相比），目前市面上常规的智能电水壶，将壶体和控制底座（也称为面板）分离，在面板端实现智能化功能，如预约、加水、全智能煮水等，壶体则提供温度、水位检测、控制壶盖开关，两者通过一个六芯的机械耦合器进行连接，实现供电和通讯功能。尽管这些变化提高了电水壶的智能化程度，但也带来了一些新的问题，如由于壶体需要经常提起放回，六芯耦合器当中的低压数据传输环特别容易疲劳变形、氧化，容易导致因耦合接触不良而通讯中断，影响电水壶的整体智能功能；为实现水位高低监测，通常在水壶壁内安装电子金属探头来感应实现，这些传感器一方面要与水触感，另一方面又要与壶壁绝缘，不仅增加了生产难度和制造成本，甚至可能因电极电离造成氧化生锈，影响水质。因此，若能克服现有技术的不足，显著提升智能电水壶的性能，具有重大的意义。
技术实现要素：
为了解决现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种利用了直流载波通讯和电容式检测水位技术来准确、在线监测壶水温度、高低水位状态信息和可以控制壶盖开启与关闭的PLC电热烧水壶的壶柄装置。
为了实现上述的技术目的，本实用新型的技术方案为：
一种PLC电热烧水壶的壶柄装置，其包括单片机、直流载波通讯电路、水位检测电路、温度传感电路、壶盖驱动电路，所述的单片机与直流载波通讯电路信号连接且通过直流载波通讯电路与电热烧水壶的控制面板信号连接，并进行数据的双向传输，所述单片机的信号输入端分别与水位检测电路、温度传感电路连接，单片机的信号输出端与壶盖驱动电路连接。
进一步，所述的水位检测电路包括用于检测水壶下部水位的低水位检测电路和用于检测水壶上部水位的高水位检测电路。
进一步，所述的水位检测电路为电容式水位检测电路。
进一步，所述的水位检测电路采用电容式触控MCU与分立元器件构成，通过将单片机设置成基于电容式传感器的触控芯片，利用其触控通道将水位的高低转换成电容量的数据进行信号数据反馈，而电容的变化又经过专门的处理电路转换成充放电时间，并利用算法对其进行采样的数据进行比较、处理得到当前水位情况，解决有现有技术采用接触式水位检测的缺陷，使得本方案可以更适用于装配在精美的陶瓷、玻璃材质的烧水装备上。
进一步，所述的直流载波通讯电路采用半双工的方式将单片机传输的数据高频调制于直流载波通讯电路的POWER端，并利用导线将POWER端与控制面板连接进行数据的双向传输，实现了温度信号、水量等数据的传输。
优选的，所述的直流载波通讯电路还设有与控制面板连接的GND端。
进一步，所述的温度传感器为采用8位数字传感器，传统的热电阻电水壶的测温，一般都有保护套管，需要与被测介质建立热平衡感知温度变化，其缺点在于响应时间太长，温度测量存在严重的滞后性，而数字温度传感器，因其内部集成了A/D转换器，电路结构更加简单，而且减少了温度测量转换时的精度损失，使得数字温度传感器具有高效率、高精确的优点。
进一步，所述的温度传感器采用单线通讯方式与单片机的输入端连接，数字温度传感器通过单线与单片机通信，降低了资源的开销，增强了单片机的扩展性，并且传感器芯片的小型化使其可植入到壶体狭小的地方进行使用，增加了实用性。
进一步，所述的水位检测电路包括用于检测低水位的金属感应端子PAD1、用于检测高水位的金属感应端子PAD2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、分别用于显示水位的发光二极管D1和发光二极管D2，所述单片机的IO口P00分别与发光二极管D1和发光二极管D2的负极相连接，发光二极管D2的正极与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端与单片机的IO口P01连接，发光二极管D1的正极与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端与单片机的IO口P02连接，电阻R2的一端与金属感应端子PAD2连接，电阻R2的另一端与单片机的IO口TK1连接，电阻R1的一端与金属感应端子PAD1连接，电阻R1的另一端与单片机的IO口TK2连接。
采用上述的技术方案，本实用新型的有益效果为：通过设置单片机进行控制水位检测电路、温度传感电路和壶盖驱动电路，实现了对烧水壶内壶水的水位、温度信息的全面、准确、实时检测，同时直流载波通讯电路将数据以半双工方式高频调制于POWER端，利用供电的电力线，在水壶POWER端应用载波方式将数字信号进行传输，实现温度信号、水量等数据传输，减少了机械耦合器圈数，不仅克服了机械耦合器电气连接缺陷问题，而且装配简单，使生产效率明显提高，还提升了电热烧水壶的产品性能，改善了用户体验。
附图说明
下面结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的阐述：
图1是本实用新型的电路原理框图；
图2是本实用新型的结构示意图；
图3是本实用新型装置的电容式水位检测电路原理图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型一种PLC电热烧水壶的壶柄装置，包括单片机102、直流载波通讯电路101、水位检测电路、温度传感电路105、壶盖驱动电路106，所述的单片机102与直流载波通讯电路101信号连接且通过直流载波通讯电路101与电热烧水壶的控制面板100信号连接，并进行数据的双向传输，所述单片机102的信号输入端分别与水位检测电路、温度传感电路105连接，单片机102的信号输出端与壶盖驱动电路106连接。
进一步，所述的水位检测电路包括用于检测水壶下部水位的低水位检测电路103和用于检测水壶上部水位的高水位检测电路104，优选的，所述的水位检测电路为电容式水位检测电路。
水位检测电路采用电容式触控MCU与分立元器件构成，通过将单片机102设置成基于电容式传感器的触控芯片，利用其触控通道将水位的高低转换成电容量的数据进行信号数据反馈，而电容的变化又经过专门的处理电路转换成充放电时间，并利用算法对其进行采样的数据进行比较、处理得到当前水位情况，解决有现有技术采用接触式水位检测的缺陷，使得本方案可以更适用于装配在精美的陶瓷、玻璃材质的烧水装备上。
进一步，所述的直流载波通讯电路101采用半双工的方式将单片机传输的数据高频调制于直流载波通讯电路101的POWER端，并利用导线将POWER端与控制面板100连接进行数据的双向传输，实现了温度信号、水量等数据的传输，优选的，所述的直流载波通讯电路101还设有与控制面板100连接的GND端。
进一步，所述的温度传感器105为采用8位数字传感器，传统的热电阻电水壶的测温，一般都有保护套管，需要与被测介质建立热平衡感知温度变化，其缺点在于响应时间太长，温度测量存在严重的滞后性，而数字温度传感器，因其内部集成了A/D转换器，电路结构更加简单，而且减少了温度测量转换时的精度损失，使得数字温度传感器具有高效率、高精确的优点。
进一步，所述的温度传感器采用单线通讯方式与单片机的输入端连接，数字温度传感器通过单线与单片机通信，降低了资源的开销，增强了单片机的扩展性，并且传感器芯片的小型化使其可植入到壶体狭小的地方进行使用，增加了实用性。
作为本实用新型装置的其中一种实施方式，如图2所示，其包括单片机202、直流载波通讯电路201、水位检测电路、温度传感电路205、壶盖驱动电路206，所述的单片机202与直流载波通讯电路201信号连接且通过直流载波通讯电路201与电热水壶的控制面板（未示出）信号连接，并进行数据的双向传输，所述单片机202的信号输入端分别与水位检测电路、温度传感电路205连接，单片机202的信号输出端与壶盖驱动电路206连接，其中所述的水位检测电路包括用于检测水壶下部水位的低水位检测电路203和用于检测水壶上部水位的高水位检测电路204。
本实用新型装置的电容式水位检测电路的原理图如图3所示，其中单片机U1采用触控MCU，所述的水位检测电路包括用于检测低水位的金属感应端子PAD1、用于检测高水位的金属感应端子PAD2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、分别用于显示水位的发光二极管D1和发光二极管D2，所述单片机U1的IO口P00分别与发光二极管D1和发光二极管D2的负极相连接，发光二极管D2的正极与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端与单片机U1的IO口P01连接，发光二极管D1的正极与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端与单片机U1的IO口P02连接，电阻R2的一端与金属感应端子PAD2连接，电阻R2的另一端与单片机U1的IO口TK1连接，电阻R1的一端与金属感应端子PAD1连接，电阻R1的另一端与单片机U1的IO口TK2连接。
金属感应端子PAD1和金属感应端子PAD2分别安置于水壶低水位和高水位的位置，当有传导性物体上升到金属感应端子PAD1和金属感应端子PAD2位置时，传导性物体（例如：水）触摸感应MCU引脚TK2或TK1，改变了电容器的介电常数，影响了充放电周期，触控MCU内部根据侦测到的数据进行计算、分析，从而判断当前水位状态；当水上升到金属感应端子PAD1设置位置时，MCU置低水位指示灯发光二极管D1亮；当水上升到金属感应端子PAD2设置位置时，MCU置高水位指示灯发光二极管D2亮。
以上所述为本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本实用新型的教导，在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化、修改、替换和变型，皆应属本实用新型的涵盖范围。