一种智能饮水系统的制作方法

本发明涉及一种饮水系统，尤其涉及一种智能饮水系统。

背景技术：

水是人类不可或缺的生命来源，人体内的各种作用及功能都与水息息相关，例如调节体温、促进新陈代谢、促进消化吸收、运送体内的营养以及排泄身体废物等，因此补充水分是维持人体健康的最基本方法。根据美国运动医学研究所(sportsmedicineinstitute)对于不同体重、不同职业的工作人员推荐的日均饮水量计算关系式，经过换算，可以得到如下关系：1、运动量较少的人，每天饮水量大约为体重的0.0326倍，体重以kg计，饮水量以l作为单位；2、运动量较大的人，每天饮水量大约为体重的0.0434倍，体重以kg计，饮水量以l作为单位。

人的饮水方式分为主动饮水和被动饮水，主动饮水即人们主动喝水，在日常的工作和学习过程中，人们经常因为各种事务忘记及时喝水，通常都是在感到口渴时再补充水分，所补充的水量通常也少于身体所需的水量。随着物联网时代的到来，通过智能水杯等电子设备提醒喝水的被动式饮水方式被越来越多的人所接受。尤其是在学校、公司、养老院等公共场所，准确记录每个人、每天的饮水情况对学生、工人、老人的身体健康显得尤为重要。申请号为cn201410624373.6的发明专利公开了一种具有多维感知功能的无线交互式水杯，所述水杯包括内杯壳、外杯壳、杯套、杯盖和杯垫，在内杯壳与外杯壳之间的杯壁上设有杯壁电路，在内杯壳与外杯壳之间的杯底部设有杯体电路，在杯套内设有杯套电路，在杯垫内设有杯垫电路，在杯盖内设有杯盖电路；所述杯体电路通过数据通信电路分别与杯壁电路和杯盖电路连接，杯壁电路通过数据通信电路与杯套电路连接，杯体电路通过无线通信电路与多媒体终端设备构成双向通信连接。该水杯通过集成多种类型传感器实现了对饮水习惯的多维信息感知，通过杯体与多媒体终端之间、杯壁与杯套之间、杯体与杯盖之间的无线通信，实现了水杯、多媒体终端及软件、数据服务器之间的动态交互。该发明专利所公开的一种交互式水杯集成了各种电子元器件，使得水杯的结构复杂、生产成本较高，且对网络的要求较高，不适合应用在用户较多的学校、公司、养老院等场所。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提出一种结构简单、成本较低、精确度高且网络负担较低的智能饮水系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种智能饮水系统，包括中控设备和饮水系统，所述饮水系统通过网络连接于所述中控设备，所述饮水系统包括中央净水机、至少一个的管线机以及至少一个的标准水杯，所述中央净水器通过水管分别连通于所述管线机，所述中央净水机和所述管线机通过网络连接于所述中控设备，所述标准水杯包括半透明的杯体、包覆于所述杯体的杯套以及设置于所述杯套上的身份识别模块，所述杯套的侧面设有至少一个的竖直分布的液面检测缺口，所述杯套的底部设有一个的定位凸块；

所述管线机包括用于和所述中控设备进行网络连接的网络模块、用于测量出水量的流量计、机体、设置于所述机体一侧的接水槽、设置于所述接水槽底部的水杯座、用于检测所述水杯座上是否有所述标准水杯的光电开关、设置于所述接水槽上方的出水口以及与所述出水口相连通的电磁阀，所述机体上设有面向所述接水槽方向的图像获取模块，所述图像获取模块包括ccd相机、照明单元以及数据存储单元，所述水杯座上设有和所述标准水杯的底部相匹配的定位槽；

所述中控设备包括网络模块、显示模块、输入模块、主存储模块、用于识别所述ccd相机获取的图片并根据图片中的液面高度计算所述标准水杯中剩余水量的图像处理模块、用于根据所述标准水杯的预设最大盛水量和剩余水量计算出最大出水量的一次出水量控制模块、用于识别标准水杯的水杯识别模块、用户管理模块、管线机管理模块以及报表模块。

进一步的，所述照明单元为设置在所述ccd相机和所述接水槽之间的同轴光源。

进一步的，所述身份识别模块选自数字编码、条形码以及二维码中的一种，且所述身份识别模块在所述标准水杯放置在所述水杯座上时朝向所述ccd相机。

进一步的，所述管线机上还设有用于获取用户脸部图像的人脸相机，所述中控设备还包括用于识别所述人脸相机所拍摄脸部图像的人脸识别模块。

进一步的，所述杯套位于所述液面检测缺口的一侧设置有水量刻度线。

进一步的，所述图像处理模块根据液面所在的水量刻度线计算所述标准水杯的剩余水量。

进一步的，所述杯套是由非透明的硅胶材料制成。

进一步的，所述图像处理模块包括用于识别液面高度并计算出剩余水量的液面识别单元、用于识别水杯中杂质的杂质识别单元以及用于识别所述杯体裂纹的隐裂识别单元。

进一步的，所述图像处理模块根据预设的阈值将所获取的灰度图像转化为二值化图像，然后将所述二值图像和预先输入的杂质和隐裂图像模板进行比对，从而获取杂质和隐裂的判断结果。

进一步的，所述管线机还包括tds传感器、水温传感器以及用于显示所述管线机工作状态和水质状况的屏幕显示模块。

本发明的突出效果为：

(1)标准水杯没有任何电子通讯模块，结构简单，生产成本较低且不易损坏，大大降低了应用场所的网络使用压力；

(2)中控设备的水杯识别模块可以通过ccd相机获取的身份识别模块的图片识别标准水杯的编号，人脸识别模块可以识别接水的用户信息，从而实现了对标准水杯以及使用该标准水杯的用户的精准管理；

(3)一次出水量控制模块可以根据标准水杯的预设最大盛水量和剩余水量计算出最大出水量，从而使得标准水杯里的水量始终保持在安全范围之内，使得用户接水时能够防止烫伤或者淋湿；

(4)用户管理模块可以储存每一个标准水杯的接水记录，并通过报表模块形成用户的饮水分析报告；

(5)用于识别水杯中杂质的杂质识别单元和用于识别所述杯体裂纹的隐裂识别单元可以使得用户的饮水更加安全。

附图说明

图1为本发明实施例的整体结构示意图。

图2为本发明实施例中管线机的结构示意图。

图3为本发明实施例中标准水杯的结构示意图。

其中，1-管线机，11-机体，12-接水槽，13-出水口，14-水杯座，141-定位槽，15-ccd相机，16-照明单元，2-标准水杯，21-杯体，22-杯套，221-液面检测缺口，222-水量刻度线，223-身份识别模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例

如图1所示，本实施例的一种智能饮水系统包括中控设备和饮水系统，所述饮水系统通过网络连接于所述中控设备，所述饮水系统包括中央净水机、至少一个的管线机1以及至少一个的标准水杯2，所述中央净水器通过水管分别连通于管线机1，从而为各个管线机1提供初步进化后的水源。其中，管线机1可根据使用场景决定使用的数量和安装的位置。其中，中控设备可以部署在应用场所的物理服务器上，也可以部署在云服务器上。所述中央净水机和管线机1通过网络连接于所述中控设备，所述网络包括局域网、互联网中的一种或两种，所述网络的连接方式包括有线连接、无线连接中的一种或两种。

如图2所示，本实施例中的管线机1包括用于和所述中控设备进行网络连接的网络模块(未图示)、用于测量出水量的流量计(未图示)、机体11、设置于机体11一侧的接水槽12、设置于接水槽12底部的水杯座14、用于检测水杯座14上是否放置有标准水杯2的光电开关(未图示)、设置于接水槽12上方的出水口13以及与出水口13相连通的电磁阀(未图示)，所述流量计连通于出水口13，机体11上设有面向接水槽12方向的图像获取模块，所述图像获取模块包括ccd相机15、照明单元16以及数据存储单元，水杯座14上设有和标准水杯2的底部相匹配的定位槽141，定位槽141使得标准水杯2放置在水杯座14上时，始终保持同一个方向。优选的，照明单元16为设置在ccd相机15和接水槽12之间的同轴光源。管线机1还包括tds传感器(未图示)、水温传感器(未图示)以及用于显示所述管线机工作状态和水质状况的屏幕显示模块(未图示)，在实际工作过程中，所述tds传感器、水温传感器将管线机1中水源的溶解性固体总量(tds)、水温实时监测并上传至所述中控设备，从而便于管理员实时监控各管线机1的水源情况。

如图3所示，本实施例中的标准水杯2包括半透明的杯体21、包覆于杯体21的杯套22以及设置于杯套22上的身份识别模块223，杯套22的侧面设有至少一个的竖直分布的液面检测缺口221，所述杯套22的底部设有一个的定位凸块(未图示)，标准水杯2放置在水杯座14上时，所述定位凸块被限定在定位槽141内，从而使得液面检测缺口221和身份识别模块223能够面向所述图像获取模块，便于所述图像获取模块获取标准水杯2的图片。优选的，身份识别模块223选自数字编码、条形码以及二维码中的一种，所述中控设备获取到身份识别模块223的图片后，经过图像识别，可以获取该标准水杯2的唯一编号，并将检测到的相关数据存入到该唯一编号所对应的数据表中。其中，杯套22是由非透明的硅胶材料制成，硅胶材料可以避免用户在使用标准水杯2时被烫到，且非透明的颜色和标准水杯2内水的颜色对比度高，在图像识别过程中不易产生干扰。优选的，所述杯套22位于液面检测缺口221的一侧设置有水量刻度线222，所述图像处理模块根据液面所在的水量刻度线222计算标准水杯2的剩余水量。更为优选的，管线机1上还设有用于获取用户脸部图像的人脸相机(未图示)，所述中控设备包括用于识别所述人脸相机所拍摄脸部图像的人脸识别模块，在实际应用时，所述人脸相机获取接水的用户脸部图片后由所述中控设备的人脸识别模块进行图像识别，并将识别后的用户身份与标准水杯2的唯一编号进行匹配，以判断该用户是否拿错了标准水杯2。

本实施例中的中控设备(未图示)包括网络模块、显示模块、输入模块、主存储模块、用于识别ccd相机15获取的图片并根据图片中的液面高度计算标准水杯2中剩余水量的图像处理模块、用于根据标准水杯2的预设最大盛水量和剩余水量计算出最大出水量的一次出水量控制模块、用于识别标准水杯2的水杯识别模块、用户管理模块、管线机管理模块以及报表模块。优选的，所述图像处理模块包括用于识别液面高度并计算出剩余水量的液面识别单元、用于识别水杯中杂质的杂质识别单元以及用于识别所述杯体裂纹的隐裂识别单元。所述图像处理模块根据预设的阈值将所获取的灰度图像转化为二值化图像，然后将所述二值图像和预先输入的杂质和隐裂图像模板进行比对，从而获取杂质和隐裂的判断结果。

本实施例的一种智能饮水系统，在设备工作时：用户将标准水杯2放置于水杯座14上，当杯套22底部的所述定位凸块位于定位槽141内时，标准水杯2的液面检测缺口221正好面向于所述图像获取模块；此时，管线机1上的所述光电开关被触发，ccd相机15在照明单元16提供光源的情况下拍摄标准水杯2位于液面检测缺口221一侧的图片，所述人脸相机获取接水的用户脸部图片，所述网络模块将获取得到的图片传输至所述中控模块；所述中控模块的水杯识别模块首先识别图片中的身份识别模块223，从而获取该标准水杯2的编号，所述人脸识别模块通过脸部图片识别出使用该标准水杯2的用户信息，所述用户管理模块判断该用户是否使用对了自己的标准水杯2，若是拿错了标准水杯2，则通过管线机1的屏幕显示模块提示用户；然后图像处理模块根据液面所在的水量刻度线222计算出标准水杯2的剩余水量；所述一次出水量控制模块根据标准水杯2的预设最大盛水量和剩余水量计算出最大出水量，并将相关数据通过所述网络模块传输至管线机1上，管线机1通过控制所述电磁阀进而将一次出水量控制在最大出水量以内；所述中控设备的用户管理模块记录每个标准水杯2的日接水情况，并将相关数据存储至所述主存储模块，所述报表模块根据所述主存储模块中的数据生成每个用户的日饮水报告。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。