一种智能水杯系统及控制方法与流程

本发明属于饮水器材技术领域，特别是涉及一种智能水杯系统及控制方法。

背景技术

21世纪的人们对生活质量的需求越来越高，目前由于各种原因的环境污染，我们的水质也在变化，据现在的新闻报道，饮用不纯净的水导致犯病的频率也在上升，目前我们说用的水杯都不具备自动消毒、自动加热，以及对水杯中的水进行实时检测的能力，所以我们根本不知道我们所饮用的水到底符不符合国家饮用水标准，在每次使用水杯中的水后，也不能保证水杯中的水温和水质能是我们使用前的状况，或者放置在水杯中一段时间的水，因为温度不合适而倒掉，重新取水导致了水资源的浪费，例如专利号为cn206584206的一种低功耗智能水杯，只能对水杯中水的温度进行检测。

因此，如何解决上述问题成为本领域人员研究的重点。

技术实现要素：

本发明的目的就是提供一种智能水杯系统及控制方法，能有效解决上述水杯不具备自动消毒的不足之处。

本发明的目的通过下述技术方案来实现：

一种智能水杯系统，包括水杯和水杯盖，所述水杯包括内胆和外壳，所述水杯还包括主控制芯片、水流传感器、紫外线杀菌灯、电池，所述紫外线杀菌灯设在水杯盖内，所述紫外线杀菌灯连接驱动电路，所述驱动电路连接主控制芯片，所述水流传感器设置于水杯的出水口，所述水流传感器连接主控制芯片，所述电池连接主控制芯片。

作为优选，所述水杯包括温度传感器、加热器，所述外壳的中部与内胆之间设有温度传感器，所述温度传感器连接主控制芯片，所述加热器设置在外壳的底部和内胆之间，所述加热器由电热丝和发热驱动电路组成，所述发热驱动电路的输出端连接电热丝，发热驱动电路的输入端连接光耦合电路，所述光耦合电路连接主控制芯片。

作为优选，所述水杯包括ph传感器、蜂鸣器，所述ph传感器设置在内胆的里面，所述ph传感器连接主控制芯片，所述蜂鸣器连接主控制芯片。

作为优选，所述水杯包括实时时钟、oled液晶显示屏，所述oled液晶显示屏设在水杯盖的顶部，所述实时时钟连接主控制芯片,所述oled液晶显示屏连接主控制芯片。

作为优选，所述水杯包括一个电量检测电路，所述电量检测电路连接主控制芯片。

作为优选，所述水杯包括一个充电芯片，所述充电芯片连接电池。

基于权利要求1所述的一种智能水杯系统的控制方法，当检测到水杯中有水流出的时候，对水杯中的水进行杀菌处理；当检测到水杯中没有水流出的时候，停止对水杯中的水进行杀菌处理。

作为优选，当检测到水杯中的水温低于30℃的时候，对水杯中的水进行加热；当检测到水杯中的水温高于50℃的时候，停止对水杯中的水进行加热。

作为优选，当检测到水杯中的水的ph值不在6.5至9.5之间的时候进行报警提示。

作为优选，水温、ph值、实时时间均显示在水杯上。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明可以对水杯内的水进行自动加热、杀菌，以及ph值检测、温度的检测，水杯中水的各方面情况都反映到oled液晶显示屏上，并且当水杯中的谁ph值不符合饮用水标准的时候蜂鸣器会报警提示，使我们日常饮水更加放心和安全了。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是水杯盖正面图；

图3是水杯盖里面图；

图4是高速晶振电路图；

图5是低速晶振电路图；

图6是复位电路图；

图7是主控制芯片电路图；

图8是jtag调试电路图；

图9是boot电路图；

图10是oled液晶显示屏电路图；

图11是实时时钟晶振电路图；

图12是实时时钟电路图；

图13是实时时钟纽扣电池电路图；

图14是温度传感器电路图；

图15是ph传感器电路图；

图16是紫外线杀菌电路图；

图17是水流传感器电路图；

图18是加热器电路图；

图19是电源电路图；

图20是充电器usb转换电路图；

图21是充电芯片电路图；

图22是电量检测电路图。

附图标记说明：1-内胆，2-外壳，3-加热器，4-ph传感器，5-温度传感器，6-水流传感器，7-紫外线杀菌灯，8-oled液晶显示屏，9-电热丝。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步的说明。

实施例一

如图1至图9、图16、图17、图19所示，一种智能水杯系统及控制方法，包括水杯和水杯盖，所述水杯包括内胆和外壳2，水杯还包括主控制芯片stm32f103re、水流传感器6、紫外线杀菌灯7、电池，紫外线杀菌灯7设在水杯盖内，紫外线杀菌灯连接驱动电路，采用飞利浦紫外线杀菌灯，驱动电路连接主控制芯片stm32f103re，驱动电路采用达林顿的集成驱动电路，水流传感器6设置于水杯的出水口，水流传感器6由两个金属片构成，水流传感器6连接主控制芯片stm32f103re，电池连接主控制芯片stm32f103re，stm32f103re给uln2003(1-4脚)一个高电平，飞利浦紫外线杀菌灯亮起，开始杀菌；stm32f103re给uln2003(1-4脚)一个低电平，飞利浦紫外线杀菌灯熄灭，停止杀菌。杀菌的时间由stm32f103re控制，当有水倒出时水流开关闭合，stm32f103re得到一个低电平，判断水杯杯内与外界空气结合，是否开启杀菌灯，在刚倒入水的时候杀菌灯开启时间是10分钟，在倒出水时，因为会与外界的空气进行接触，那么水杯里面就会有微生物，此时杀菌灯就会开发，维持两分钟时间，在没有识别到水流进和流出，杀菌灯开启1分钟，关闭1小时。

本实施例中，通过主控制芯片和水流传感器来控制水杯自动对杯内的水消毒，是日常饮水更加安全。

实施例二

如图1至图9、图14、图16至图19所示，一种智能水杯系统及控制方法，包括水杯和水杯盖，所述水杯包括内胆和外壳2，水杯还包括主控制芯片stm32f103re、水流传感器6、紫外线杀菌灯7、电池，紫外线杀菌灯7设在水杯盖内，紫外线杀菌灯连接驱动电路，采用飞利浦紫外线杀菌灯，驱动电路连接主控制芯片stm32f103re，驱动电路采用达林顿的集成驱动电路，水流传感器6设置于水杯的出水口，水流传感器6由两个金属片构成，水流传感器6连接主控制芯片stm32f103re，电池连接主控制芯片stm32f103re，stm32f103re给uln2003(1-4脚)一个高电平，飞利浦紫外线杀菌灯亮起，开始杀菌；stm32f103re给uln2003(1-4脚)一个低电平，飞利浦紫外线杀菌灯熄灭，停止杀菌。杀菌的时间由stm32f103re控制，当有水倒出时水流开关闭合，stm32f103re得到一个低电平，判断水杯杯内与外界空气结合，是否开启杀菌灯，在倒出水时，因为会与外界的空气进行接触，那么水杯里面就会有微生物，此时杀菌灯就会开发，维持两分钟时间，在没有识别到水流进和流出，杀菌灯开启1分钟，关闭1小时，水杯还包括温度传感器、加热器，外壳的中部与内胆之间设有温度传感器，温度传感器连接主控制芯片，加热器设置在外壳的底部和内胆之间，加热器由电热丝和发热驱动电路组成，发热驱动电路的输出端连接电热丝，发热驱动电路的输入端连接光耦合电路，光耦合电路连接主控制芯片，当水温低到30℃加热器开始对水进行加热，水温达到50℃以上加热器停止加热。

本实施例中，温度传感器能够识别水杯中水的温度，根据水温自动控制加热器加热或者停止加热，避免了喝冷水或者倒掉冷水而浪费水，也避免了水太烫倒出的时候烫伤。

实施例三

如图1至图9、图14至图19所示，一种智能水杯系统及控制方法，包括水杯和水杯盖，所述水杯包括内胆和外壳2，水杯还包括主控制芯片stm32f103re、水流传感器6、紫外线杀菌灯7、电池，紫外线杀菌灯7设在水杯盖内，紫外线杀菌灯连接驱动电路，驱动电路连接主控制芯片stm32f103re，驱动电路采用达林顿的集成驱动电路，水流传感器6设置于水杯的出水口，水流传感器6由两个金属片构成，水流传感器6连接主控制芯片stm32f103re，电池连接主控制芯片stm32f103re，stm32f103re给uln2003(1-4脚)一个高电平，紫外线杀菌灯亮起，开始杀菌；stm32f103re给uln2003(1-4脚)一个低电平，紫外线杀菌灯熄灭，停止杀菌。杀菌的时间由stm32f103re控制，当有水倒出时水流开关闭合，stm32f103re得到一个低电平，判断水杯杯内与外界空气结合，是否开启杀菌灯，在倒出水时，因为会与外界的空气进行接触，那么水杯里面就会有微生物，此时杀菌灯就会开发，维持两分钟时间，在没有识别到水流进和流出，杀菌灯开启1分钟，关闭1小时，水杯还包括温度传感器、加热器，外壳的中部与内胆之间设有温度传感器，温度传感器连接主控制芯片，加热器设置在外壳的底部和内胆之间，加热器由电热丝和发热驱动电路组成，发热驱动电路的输出端连接电热丝，发热驱动电路的输入端连接光耦合电路，光耦合电路连接主控制芯片，当水温低到30℃加热器开始对水进行加热，水温达到50℃以上加热器停止加热，水杯还包括ph传感器、蜂鸣器，ph传感器设置在内胆的里面，ph传感器连接主控制芯片，蜂鸣器连接主控制芯片，ph传感器检测水杯中水的ph值，当酸碱度不在6.5至9.5之间时，stm32f103re发出信号给蜂鸣器，使蜂鸣器长鸣，建议不要饮用。

本实施例中，通过ph传感器检测水杯中水的ph值，如果不能饮用蜂鸣器就会提示，这样保证了水杯中水ph值在正常范围内。

实施例四

如图1至图19所示，一种智能水杯系统及控制方法，包括水杯和水杯盖，所述水杯包括内胆和外壳2，水杯还包括主控制芯片stm32f103re、水流传感器6、紫外线杀菌灯7、电池，紫外线杀菌灯7设在水杯盖内，紫外线杀菌灯连接驱动电路，驱动电路连接主控制芯片stm32f103re，驱动电路采用达林顿的集成驱动电路，水流传感器6设置于水杯的出水口，水流传感器6由两个金属片构成，水流传感器6连接主控制芯片stm32f103re，电池连接主控制芯片stm32f103re，stm32f103re给uln2003(1-4脚)一个高电平，紫外线杀菌灯亮起，开始杀菌；stm32f103re给uln2003(1-4脚)一个低电平，紫外线杀菌灯熄灭，停止杀菌。杀菌的时间由stm32f103re控制，当有水倒出时水流开关闭合，stm32f103re得到一个低电平，判断水杯杯内与外界空气结合，是否开启杀菌灯，在倒出水时，因为会与外界的空气进行接触，那么水杯里面就会有微生物，此时杀菌灯就会开发，维持两分钟时间，在没有识别到水流进和流出，杀菌灯开启1分钟，关闭1小时，水杯还包括温度传感器、加热器，外壳的中部与内胆之间设有温度传感器，温度传感器连接主控制芯片，加热器设置在外壳的底部和内胆之间，加热器由电热丝和发热驱动电路组成，发热驱动电路的输出端连接电热丝，发热驱动电路的输入端连接光耦合电路，光耦合电路连接主控制芯片，当水温低到30℃加热器开始对水进行加热，水温达到50℃以上加热器停止加热，水杯还包括ph传感器、蜂鸣器，ph传感器设置在内胆的里面，ph传感器连接主控制芯片，蜂鸣器连接主控制芯片，ph传感器检测水杯中水的ph值，当酸碱度不在6.5至9.5之间时，stm32f103re发出信号给蜂鸣器，使蜂鸣器长鸣，建议不要饮用，水杯还包括实时时钟、oled液晶显示屏，实时时钟连接主控制芯片,oled液晶显示屏连接主控制芯片，实时时钟(ds1302)芯片，stm32f103re通过程序读取ds1302内存储的当前时间，并且显示在oled液晶显示屏上，可以直观的知道当前时间，并且有着记忆功能，记忆功能主要是因为电路上安装了一个cr1202的3v纽扣电池，vcc2<vcc1时，利用纽扣电池给ds1302供电，此时内部内部时钟继续跑动，当vcc2>vcc1时利用外部电源供电，ds1302的时钟信号利用32.768khz的晶振起振提供，不能是其他的型号，不然时间就会不准(变快或者变慢)，oled液晶显示屏，接口方式为spi(可以使用stm32f103re内部spi的外设，也可以模拟，二选一)，oled液晶显示屏显示为0.96英寸，oled液晶显示屏主要显示时间与传感器测试的温度，ph值等状态。

本实施例中，ds1302有着高精度的时钟功能，采用单总线通信，低功耗等特点，oled液晶显示屏有着非常清晰的显示效果。

实施例五

如图1至图19、图22所示，一种智能水杯系统及控制方法，包括水杯和水杯盖，所述水杯包括内胆和外壳2，水杯还包括主控制芯片stm32f103re、水流传感器6、紫外线杀菌灯7、电池，紫外线杀菌灯7设在水杯盖内，紫外线杀菌灯连接驱动电路，驱动电路连接主控制芯片stm32f103re，驱动电路采用达林顿的集成驱动电路，水流传感器6设置于水杯的出水口，水流传感器6由两个金属片构成，水流传感器6连接主控制芯片stm32f103re，电池连接主控制芯片stm32f103re，stm32f103re给uln2003(1-4脚)一个高电平，紫外线杀菌灯亮起，开始杀菌；stm32f103re给uln2003(1-4脚)一个低电平，紫外线杀菌灯熄灭，停止杀菌。杀菌的时间由stm32f103re控制，当有水倒出时水流开关闭合，stm32f103re得到一个低电平，判断水杯杯内与外界空气结合，是否开启杀菌灯，在倒出水时，因为会与外界的空气进行接触，那么水杯里面就会有微生物，此时杀菌灯就会开发，维持两分钟时间，在没有识别到水流进和流出，杀菌灯开启1分钟，关闭1小时，水杯还包括温度传感器、加热器，外壳的中部与内胆之间设有温度传感器，温度传感器连接主控制芯片，加热器设置在外壳的底部和内胆之间，加热器由电热丝和发热驱动电路组成，发热驱动电路的输出端连接电热丝，发热驱动电路的输入端连接光耦合电路，光耦合电路连接主控制芯片，当水温低到30℃加热器开始对水进行加热，水温达到50℃以上加热器停止加热，水杯还包括ph传感器、蜂鸣器，ph传感器设置在内胆的里面，ph传感器连接主控制芯片，蜂鸣器连接主控制芯片，ph传感器检测水杯中水的ph值，当酸碱度不在6.5至9.5之间时，stm32f103re发出信号给蜂鸣器，使蜂鸣器长鸣，建议不要饮用，水杯还包括实时时钟、oled液晶显示屏，实时时钟连接主控制芯片,oled液晶显示屏连接主控制芯片，实时时钟(ds1302)芯片，stm32f103re通过程序读取ds1302内存储的当前时间，并且显示在oled液晶显示屏上，可以直观的知道当前时间，并且有着记忆功能，记忆功能主要是因为电路上安装了一个cr1202的3v纽扣电池，vcc2<vcc1时，利用纽扣电池给ds1302供电，此时内部内部时钟继续跑动，当vcc2>vcc1时利用外部电源供电，ds1302的时钟信号利用32.768khz的晶振起振提供，不能是其他的型号，不然时间就会不准(变快或者变慢)，oled液晶显示屏，接口方式为spi(可以使用stm32f103re内部spi的外设，也可以模拟，二选一)，oled液晶显示屏显示为0.96英寸，oled液晶显示屏主要显示时间与传感器测试的温度，ph值等状态，水杯还包括一个电量检测电路，电量检测电路连接主控制芯片，电量检测模块将电池的电压通过分压送给stm32f103re的ad转换的外设，通过一定的算法，将电池电量显示在oled液晶显示屏上，电量低时提示电量不足，请连接充电器。

本实施例中，电量检测模块能显示该水杯的电量，能使出行前保证充满电，电量不足的时候有提示。

实施例六

如图1至图22所示，一种智能水杯系统及控制方法，包括水杯和水杯盖，所述水杯包括内胆和外壳2，水杯还包括主控制芯片stm32f103re、水流传感器6、紫外线杀菌灯7、电池，紫外线杀菌灯7设在水杯盖内，紫外线杀菌灯连接驱动电路，驱动电路连接主控制芯片stm32f103re，驱动电路采用达林顿的集成驱动电路，水流传感器6设置于水杯的出水口，水流传感器6由两个金属片构成，水流传感器6连接主控制芯片stm32f103re，电池连接主控制芯片stm32f103re，stm32f103re给uln2003(1-4脚)一个高电平，紫外线杀菌灯亮起，开始杀菌；stm32f103re给uln2003(1-4脚)一个低电平，紫外线杀菌灯熄灭，停止杀菌。杀菌的时间由stm32f103re控制，当有水倒出时水流开关闭合，stm32f103re得到一个低电平，判断水杯杯内与外界空气结合，是否开启杀菌灯，在倒出水时，因为会与外界的空气进行接触，那么水杯里面就会有微生物，此时杀菌灯就会开发，维持两分钟时间，在没有识别到水流进和流出，杀菌灯开启1分钟，关闭1小时，水杯还包括温度传感器、加热器，外壳的中部与内胆之间设有温度传感器，温度传感器连接主控制芯片，加热器设置在外壳的底部和内胆之间，加热器由电热丝和发热驱动电路组成，发热驱动电路的输出端连接电热丝，发热驱动电路的输入端连接光耦合电路，光耦合电路连接主控制芯片，当水温低到30℃加热器开始对水进行加热，水温达到50℃以上加热器停止加热，水杯还包括ph传感器、蜂鸣器，ph传感器设置在内胆的里面，ph传感器连接主控制芯片，蜂鸣器连接主控制芯片，ph传感器检测水杯中水的ph值，当酸碱度不在6.5至9.5之间时，stm32f103re发出信号给蜂鸣器，使蜂鸣器长鸣，建议不要饮用，水杯还包括实时时钟、oled液晶显示屏，实时时钟连接主控制芯片,oled液晶显示屏连接主控制芯片，实时时钟(ds1302)芯片，stm32f103re通过程序读取ds1302内存储的当前时间，并且显示在oled液晶显示屏上，可以直观的知道当前时间，并且有着记忆功能，记忆功能主要是因为电路上安装了一个cr1202的3v纽扣电池，vcc2<vcc1时，利用纽扣电池给ds1302供电，此时内部内部时钟继续跑动，当vcc2>vcc1时利用外部电源供电，ds1302的时钟信号利用32.768khz的晶振起振提供，不能是其他的型号，不然时间就会不准(变快或者变慢)，oled液晶显示屏，接口方式为spi(可以使用stm32f103re内部spi的外设，也可以模拟，二选一)，oled液晶显示屏显示为0.96英寸，oled液晶显示屏主要显示时间与传感器测试的温度，ph值等状态，水杯还包括一个电量检测电路，电量检测电路连接主控制芯片，电量检测模块将电池的电压通过分压送给stm32f103re的ad转换的外设，通过一定的算法，将电池电量显示在oled液晶显示屏上，电量低时提示电量不足，请连接充电器，水杯还包括一个充电芯片，充电芯片连接电池，充电芯片能够为电池充电。

故障代码介绍表：

本实施例中，充电芯片能够方便给电池充电。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。