一种低功耗智能水杯的制作方法

本实用新型涉及智能家电，尤其涉及一种低功耗智能水杯。

背景技术：

随着信息技术的逐步发展，智能产品已经深入到生活的各个领域中。其中对水杯的智能化设计过程中，出现了各种各样的智能水杯产品。例如CN 105342301、CN 205285825、CN 105231757、CN 205513861等各种各样的智能水杯。但智能水杯的智能化来自于芯片对各方面信息的收集、处理、以及不同设备之间的信息传递。而这种信息的收集、处理和传递均通过传感器、微控制器和无线模块进行的。因此智能水杯时时刻刻需要电源供电才能维持运转。

水杯主要是用于喝水，水杯的体积大小限定了水杯中电源的体积和质量。为了进一步延长智能水杯的使用时间，持续增加电池的质量是不现实的。因此，开发出一种节省智能系统耗电量的设计，是智能水杯推广使用的关键。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种低功耗智能水杯，降低智能水杯的功耗，延长智能水杯的使用时间。

技术方案

一种低功耗智能水杯，水杯的杯壁包括内壁和外壁，在内壁与外壁之间的空腔内安装设置有水杯的控制电路，在外壁外表面设置有触压传感器，所述触压传感器一端连接电源，另一端连接控制电路，通过触压传感器控制所述控制电路的导通或断开。

进一步，所述控制电路包括微控制器，所述触压传感器与控制电路的微控制器采用中断方式连接工作。

进一步，在内壁与外壁之间的空腔内部还设置有给整个电路供电的充电电池，外壁的表面还设置有给充电电池充电的光伏电池板。

进一步，所述控制电路还包括设置在水杯的杯腔底部的TDS水质传感器，用于对水质的精确检测。

进一步，在内壁的底部外侧设置有温度传感器，所述温度传感器采用包括贴覆在内壁外侧底部的银箔、贴覆在银箔表面的铜箔组成的热电偶，用于对水温的精确检测。

进一步，在内壁底部设置有检测杯内水量变化的的压力传感器和用于判断杯内水是否是被喝掉的加速度传感器，用于对使用者饮水量的监测。

进一步，所述加速度传感器为三轴加速度计，实现对杯子运动状态的精确监控。

进一步，所述水杯的外壁外表面上还设置有显示屏。

有益效果

本技术方案采用触控传感器控制智能水杯中其它传感器的运行状态，只有在使用水杯的过程中开启智能检测系统，实现智能水杯的低功耗运行；在水杯的表面设置有光伏电池板，方便对智能系统储存的电能进行补偿；采用TDS水质检测系统，使水杯使用者关注所喝水的品质；在水杯内壁采用贴片式热电偶检测水温，温度检测结果更加合理；并设置加速度计，根据水杯的运动状态评估水杯中水是被喝掉还是倒掉，更加准确的计算水杯使用者的喝水量；通过蓝牙通信模块与智能终端连接，及时提醒水杯使用者科学合理的喝水。

附图说明

图1为智能水杯结构示意图；

图2为智能水杯外壁示意图；

图3为智能水杯内壁示意图；

图4为智能水杯的底座及控制电路板俯视示意图；

图5为智能水杯中电路连接示意图；

图6为智能水杯中触压芯片控制电路图；

图7为智能水杯中水温与水量采集电路图；

图8为智能水杯中三轴加速度传感器电路图；

其中：1-热电偶，2-水质传感器，3-压力传感器，4-杯口，5-显示屏，6-光伏电池板，7-触压传感器，8-底座，9-内壁，10-空腔，11-外壁，12-控制电路板，13-杯腔。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本实用新型。

为了进一步降低智能水杯的电量消耗速度，延长智能水杯的工作时间，本实用新型给出了一种低功耗智能水杯，该智能水杯包括内壁9和套在内壁外部的外壁11，在内壁与外壁之间设置智能系统。所述智能系统包括控制电路、显示屏和触摸启动系统。

控制电路包括微控制器和若干个传感器，微控制器通过若干个传感器检测智能水杯中水的含量、温度，和水的性质参数，对各个性质参数进行处理后，将处理后的信息显现在显示屏上。所述传感器包括水质传感器2、温度传感器、压力传感器3和加速度传感计。

触摸启动系统包括设置在外壁11的触压传感器7，触压传感器与控制电路连接。杯子在未使用的情况下，为了节省电力，杯子的显示屏及水质传感器、温度传感器、压力传感器和加速度传感器均处于休眠状态。当杯子的使用者用手端起杯子时，手指压在触压传感器上，触压传感器发出信号至微控制器，然后启动显示屏、水质传感器、温度传感器、压力传感器和加速度传感器。触压传感器设置在杯体外部的中下部使用者手握杯子的位置处。触压传感器作用在于当使用者触碰杯子使给微控制器发出信号，因此触压传感器的种类和工作原理亦不做特别的限定，可以选自电容感应式传感器、压力-电阻式传感器等。甚至于可以采用触压开关。

本实施例采用RH6015-C触压型传感器，其工作电压为2.2-5.5V之间。触摸感应电极与芯片的TCH端口相连，有TOG和AHLB两个端口控制触摸芯片输出端口OC的输出电平。这里配置为TOG接高电平，AHLB接高电平，故触摸芯片的输出端口OC输出低电平有效，OC与主控芯片进行中断方式连接工作，控制整个电路的开启。如图6所示。

可以采用充电电池和光伏电池板6给智能系统供电。所述充电电池设置在内杯体与外杯体之间的空腔10内。所述光伏电池板设置在外杯体的表面上，用于给充电电池充电。

所述水质传感器设置在智能水杯内部的底端，与饮用水接触，对水质进行检测。本实施例中所述水质传感器采用TDS水质检测传感器，对饮用水中的溶解物含量进行检测，表征出饮用水的纯度。

所述温度传感器采用热电偶1，有效解决了普通热电阻式温度检测灵敏度低，精确性不高的缺点。本实施例中热电偶采用银和铜金属膜式结构，在内壁9的下部外表覆盖一层3×4cm的银箔，并在银箔上覆盖一层4×3cm的铜箔，铜箔与外壁之间设置导热硅胶。通过银箔与铜箔之间的热电效应检测智能水杯内水的温度。相比于普通智能水杯内部采用热电阻式温度检测器，热电偶产生的热差电动势经过信号放大后，能够精确反映出水杯内水与外界环境的温差，从而能够有效根据环境温度对显示的水温数据做调整，便于喝水者判断水温是否适合在特定的环境温度下饮用。避免了同一温度的饮用水在寒冷环境中饮用会感觉过热，在高温环境中饮用会感觉偏凉。

所述压力传感器用于检测杯子内部水的压力，当内杯体与外杯体采用自由嵌套结构时，可以利用称重原理测定出内杯的压力，进而计算出杯体内部水的含量。亦可将压力传感器设置为检测液体压强的传感器，设置在杯子内部的茶水的最底部，通过检测杯底部水的压强检测杯内水的高度，进而通过杯子的直径参数计算出杯子内水的含量。

本实施例采用电阻应变片组成的压力传感器测量水的重量，然后再转换成水的体积，使用J4接口用于连接桥式称重传感器模块。使用10K热敏电阻组成半桥测量水的温度，其中测量电路中的稳压电源选用24位A/D转换芯片内部集成的稳压电源输出，提高测量的精确度。由于桥式测量电路产生的是微小变化的差动信号，因此选用A/D转换芯片HX711实现水温以及水量的采集。如图7所示。

所述加速度计设置在杯子底部，具体位置并不做限定。如附图4所示，加速度计和微控制器设置于控制电路板上，控制电路板设置于杯子的底部的空腔10内。所述加速度计用于检测杯子内的水是被使用者喝掉还是被倒掉，具体检测方法为：首先微控制器通过加速度计记录使用者正常喝水的情况下杯子的运动模式，然后以此模式为标准模式，当使用者不采用此运动模式时，判定杯子的水被倒掉。这是由于每个人喝水习惯基本保持不变，当倒水时杯子的倾斜运动的模式与喝水时杯子的运动模式不符合。为了实现对杯子运动状态的精确监控，本实施例中所采用的加速度计为三轴加速度计。

采用ADXL345三轴加速度传感器，采用I²C通讯方式进行连接。片选信号引脚CS接高电平，INT1和INT2分别接入两路中断信号，SDA和SCL分别接入数据信号和时钟信号。见图7所示。当水杯的倾斜角大于10度时，以及加速度传感器发生明显变化时，判断为倒水动作，减少的水量不计入饮水量累计变量中。否则记为饮水动作，较少的水量计入每日饮水累计变量中。加速度计控制电路如图8所示。

传感器检测到的数据经过微控制器分析后，得出的结果包括水的温度、水质情况、杯子使用者一定时间内使用该杯子引用的水量、并结合标准的饮用量给出下一步饮水次数与饮水量的建议。然后微控制器将这些信息发送至显示屏予以显示。本实施例中显示屏5采用液晶显示屏，液晶显示屏设置在外杯体的上表面。

此外，本实施例中微控制器还连接有蓝牙通信模块，当微控制器通过蓝牙通信模块检测到智能水杯使用者的智能终端的蓝牙信号时，自动进行蓝牙配对，并将所监测到的水的参数传送至智能终端。便于智能水杯使用者借助智能终端的APP进行数据分析与观察。所述蓝牙通信模块设置于控制电路板上。

所述微控制器还连接有储存单元，用于储存微控制器生成的数据。所述数据处理单元一并设置在控制电路板上。