出水控制方法、装置、计算机设备和存储介质与流程

1.本技术涉及自动控制技术领域，特别是涉及一种出水控制方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。


背景技术：

2.传统的家用饮水机需要手动开启和关闭出水功能，自动化程度低，无法满足用户使用简便效率的需求，智能饮水机通过按键主动对出水启停进行控制以及通过记忆水量对出水进行控制，自动化程度仍然不高，用户与机器设备仍然存在一些非必要的交互，为满足用户自动取水的需求，出现了自动出水控制方法。
3.目前自动出水控制方法往往采用红外线传感器或超声波传感器技术，通过反射回波实时获取杯子特征信号，判断当前水满状态自动进行出水控制，基本免去了用户在取水过程中的多余动作，然而，这种自动出水控制方法，红外线传感器对检测透明目标物体的返回信号强度过低，超声波传感器的余震干扰产生盲区导致无法检测出盲区信号，因此，无论采用红外线传感器技术还是采用超声波传感器技术都存在出水控制精度不高的问题。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对上述自动出水控制方法存在出水控制精度不高的技术问题，提供一种能够提高出水控制精度的出水控制方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。
5.第一方面，本技术提供了一种出水控制方法，应用于自动加水模组，自动加水模组设置于饮水设备的底座上方，自动加水模组包括超声波发射探头、超声波接收探头和处理器，饮水设备包括出水开关，处理器和出水开关连接，方法包括：
6.处理器接收回波信号簇，回波信号簇中的回波信号为超声波发射探头发出超声波后，超声波接收探头接收到的信号；
7.处理器根据回波信号簇中各个回波信号的幅值和相位，确定底座上是否有杯子；
8.若底座上没有杯子，则控制出水开关关闭；
9.若底座上有杯子，则从回波信号簇中获取杯沿信号和液位信号，并根据杯沿信号和液位信号控制出水开关打开或者关闭。
10.在其中一个实施例中，根据回波信号簇中各个回波信号的幅值和相位，确定底座上是否有杯子包括：
11.根据回波信号簇中各个回波信号的幅值和相位，确定回波信号簇的相位种类和幅值种类；
12.若相位种类和幅值种类均只有一种，则确定底座上没有杯子；
13.若相位种类和幅值种类均有两种，则确定底座上有杯子。
14.在其中一个实施例中，从回波信号簇中获取杯沿信号和液位信号包括：
15.将回波信号簇中相位靠前且幅值较小的回波信号确定为杯沿信号，并将回波信号
簇中相位靠后且幅值较大的回波信号确定为液位信号。
16.在其中一个实施例中，根据杯沿信号和液位信号控制出水开关打开或者关闭包括：
17.根据杯沿信号和液位信号，获得杯沿距离和液位距离，杯沿距离为杯沿到自动加水模组的距离，液位距离为液位到自动加水模组的距离；
18.若杯沿距离与液位距离的差值小于预设阈值，则控制出水开关打开；返回根据杯沿信号和液位信号，获得杯沿距离和液位距离的步骤，直至出水口开关关闭；
19.若杯沿距离与液位距离的差值大于或等于预设阈值，则控制出水开关关闭。
20.在其中一个实施例中，根据杯沿信号和液位信号，获得杯沿距离和液位距离包括：
21.根据杯沿信号，获得杯沿距离数据集，根据液位信号，获得液位距离数据集；
22.获取杯沿距离数据集中的杯沿距离和杯沿距离数据集中杯沿距离的数量，并获取液位距离数据集中的液位距离和液位距离数据集中液位距离的数量；
23.根据杯沿距离数据集中的杯沿距离和杯沿距离数据集中杯沿距离的数量，通过加权平均，得到杯沿距离的平均值，将杯沿距离的平均值作为杯沿距离；根据液位距离数据集中的液位距离和液位距离数据集中液位距离的数量，通过加权平均，得到液位距离的平均值，将液位距离的平均值作为液位距离。
24.在其中一个实施例中，杯沿信号包括当前杯沿信号和历史杯沿信号；根据杯沿信号，获得杯沿距离数据集，包括：
25.获取当前杯沿信号对应的杯沿距离以及历史杯沿信号对应的杯沿距离数据集；
26.对当前杯沿信号对应的杯沿距离和历史杯沿信号对应的杯沿距离数据集进行离群值分离，得到离群处理后的杯沿数据集；
27.根据离群处理后的杯沿数据集和当前杯沿信号对应的杯沿距离，进行滑动滤波处理，得到杯沿距离数据集。
28.在其中一个实施例中，液位信号包括当前液位信号和历史液位信号；根据液位信号，获得液位距离数据集，包括：
29.获取当前液位信号对应的液位距离以及历史液位信号对应的液位距离数据集；
30.对当前液位信号对应的液位距离和历史液位信号对应的液位距离数据集进行离群值分离，得到离群处理后的液位数据集；
31.根据离群处理后的液位数据集和当前液位信号对应的液位距离，进行滑动滤波处理，得到液位距离数据集。
32.第二方面，本技术还提供了一种出水控制装置。所述装置包括：
33.信号簇接收模块，用于接收回波信号簇，回波信号簇中的回波信号为超声波发射探头发出超声波后，超声波接收探头接收到的信号；
34.有无杯确认模块，用于根据回波信号簇中各个回波信号的幅值和相位，确定底座上是否有杯子；
35.无杯控制模块，用于若底座上没有杯子，则控制出水开关关闭；
36.有杯控制模块，用于若底座上有杯子，则从回波信号簇中获取杯沿信号和液位信号，并根据杯沿信号和液位信号控制出水开关打开或者关闭。
37.上述出水控制方法和装置，通过超声波回波信号的幅值和相位，能够准确判断底
座是否有杯子，在底座上没有杯子时控制出水开关关闭，提高出水控制的精度，在底座上有杯子时，由于对不同的杯子接收到的杯沿信号不同，液位信号会随着出水量的变化而变化，因此根据回波信号中的杯沿信号和液位信号控制出水开关打开或者关闭，进一步提高了出水控制的精度。
38.第三方面，本技术还提供了一种自动加水模组，包括：超声波发射探头、超声波接收探头和处理器，超声波发射探头用于发出超声波，超声波接收探头用于接收回波信号，处理器用于执行所述出水控制方法时实现以下步骤：处理器接收回波信号簇，回波信号簇中的回波信号为超声波发射探头发出超声波后，超声波接收探头接收到的信号；处理器根据回波信号簇中各个回波信号的幅值和相位，确定底座上是否有杯子；若底座上没有杯子，则控制出水开关关闭；若底座上有杯子，则从回波信号簇中获取杯沿信号和液位信号，并根据杯沿信号和液位信号控制出水开关打开或者关闭。
39.上述自动加水模组包括超声波发射探头、超声波接收探头和处理器，超声波发射探头发出超声波，超声波接收探头接收回波信号，这种超声波双探头设计，能够避免单个探头余振过大造成的盲区问题，近区探测效果好，可以用于多种高度的饮水设备类型，检测不同高度的杯子，能够提高出水控制的精度；处理器执行的出水控制方法通过超声波回波信号的幅值和相位，能够准确判断底座是否有杯子，在底座上没有杯子时控制出水开关关闭，提高出水控制的精度，在底座上有杯子时，由于对不同的杯子接收到的杯沿信号不同，液位信号会随着出水量的变化而变化，因此根据回波信号中的杯沿信号和液位信号控制出水开关打开或者关闭，进一步提高了出水控制的精度。
40.第四方面，本技术还提供了一种饮水设备，包括：自动加水模组、底座和出水开关，自动加水模组设置于饮水设备的底座上方，饮水设备包括出水开关，自动加水模组的处理器和出水开关连接。
41.上述饮水设备包括自动加水模组、底座和出水开关，自动加水模组设置于饮水设备的底座上方，饮水设备包括出水开关，自动加水模组的处理器和出水开关连接，能够根据自动加水模组中处理器的处理结果控制出水开关打开或者关闭，实现饮水设备自动加水功能。
附图说明
42.图1为一个实施例中出水控制方法的应用环境图；
43.图2为一个实施例中出水控制方法的流程示意图；
44.图3为另一个实施例中出水控制方法的流程示意图；
45.图4为又一个实施例中出水控制方法的流程示意图；
46.图5为再一个实施例中出水控制方法的流程示意图；
47.图6为一个实施例中s840的子流程示意图；
48.图7为一个实施例中s842的子流程示意图；
49.图8为另一个实施例中s842的子流程示意图；
50.图9为另一个实施例中出水控制方法的应用环境图；
51.图10为一个实施例中自动加水模组控制出水开关的流程示意图；
52.图11为一个实施例中回波信号簇的信号图像示意图；
53.图12为一个实施例中回波信号第二次滤波处理的流程示意图；
54.图13为一个实施例中家用饮水机出水控制方法的流程示意图；
55.图14为一个实施例中出水控制装置的结构框图；
56.图15为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
57.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
58.本技术实施例提供的出水控制方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。其中，出水控制方法应用于自动加水模组，自动加水模组设置于饮水设备的底座上方，自动加水模组包括超声波发射探头、超声波接收探头和处理器，饮水设备包括出水开关，处理器和出水开关连接，处理器接收回波信号簇，回波信号簇中的回波信号为超声波发射探头发出超声波后，超声波接收探头接收到的信号；处理器根据回波信号簇中各个回波信号的幅值和相位，确定底座上是否有杯子；若底座上没有杯子，则控制出水开关关闭；若底座上有杯子，则从回波信号簇中获取杯沿信号和液位信号，并根据杯沿信号和液位信号控制出水开关打开或者关闭。
59.在一个实施例中，如图2所示，提供了一种出水控制方法，以该方法应用于图1中的处理器为例进行说明，包括以下步骤：
60.s200，接收回波信号簇，回波信号簇中的回波信号为超声波发射探头发出超声波后，超声波接收探头接收到的信号。
61.其中，超声波发射探头向被测物体发射一束超声波，超声波经被测物体表面反射，由超声波接收探头接收超声波反射的回波信号，超声波以波束的形式发射，反射的回波信号称为回波信号簇，回波信号簇中包括多条回波信号，超声波接收探头接收到回波信号簇后，将回波信号簇发送至处理器，处理器接收回波信号簇。
62.其中，超声波发射探头和超声波接收探头是超声波传感器的组成部分，位于超声波传感器的前端，一般情况下超声波传感器只有一个超声波探头，超声波探头用于发射超声波和接收物体发射回来的超声波回波，由于超声波传感器的超声波探头通过高频振动发出超声波，在接收回波信号的过程中会受到超声波导致的余振干扰而产生检测盲区，检测盲区过大会导致超声波传感器的检测距离受到限制，当被测物体处于超声波传感器的检测盲区时，将无法甄别出有效回波信号，因此，本技术提出采用超声波双探头的设计，超声波发射探头发出超声波，超声波接收探头接收回波信号，能够避免单个超声波探头余振过大造成的检测盲区问题，而且近区探测效果好。
63.s400，根据回波信号簇中各个回波信号的幅值和相位，确定底座上是否有杯子。
64.其中，超声波在周期运动中所达到的精确位置叫做相位，一般用圆的度数单位来表示，幅值是在一个运动周期内，超声波瞬时出现的最大绝对值，相位和幅值是描述超声波的重要特征因素，由于回波信号也是一种超声波，每个回波信号都具有对应的幅值和相位，超声波分布式地打在被测物体上，不同位置反射的回波信号的信号路径和信号强度不同，因此，经过不同的路径发射回超声波接收探头的回波信号飞行时间不同，回波信号在信号
图像上表现为在时间轴上具有先后差异的突起信号，回波信号的相位在信号图像上就是横轴坐标，回波信号的幅值在信号图像上就是纵轴坐标。
65.其中，在底座上没有杯子时，超声波接收探头只能检测到底座反射的回波信号，而底座上有杯子时，超声波接收探头可以检测到杯沿和液位反射的回波信号，即底座上有杯子和无杯子检测到的回波信号不同，有由于每个回波信号都具有幅值和相位，因此，本技术提出根据回波信号簇中各个回波信号的幅值和相位来确定底座上是否有杯子。
66.s600，若底座上没有杯子，则控制出水开关关闭。
67.其中，在底座未放置杯子、加水过程中取走杯子或空杯时取走杯子等情况下，由于在底座上没有杯子，自动加水设备应控制出水开关关闭以停止出水，一般的自动加水模组无法在检测液位的同时判定杯子是否存在，这会导致处理器缺乏对于加水过程中取走杯子和空杯取走杯子等突发行为的应急处理，本技术可以实时检测底座上是否有杯，检测是否有杯与检测液位同步进行，在加水过程中取走杯子时，自动加水模组能够立即识别到杯子移开，并进行关闭出水开关的操作，能够避免底座上无杯时仍然继续加水的危险情况。
68.s800，若底座上有杯子，则从回波信号簇中获取杯沿信号和液位信号，并根据杯沿信号和液位信号控制出水开关打开或者关闭。
69.其中，在底座上放置有杯子时，杯子可以为有水状态或为无水的空杯状态，若杯子为有水状态，则超声波接收探头将检测到杯子的杯沿反射的回波信号以及杯子中的液体反射的回波信号，将杯子的杯沿反射的回波信号叫做杯沿信号，将杯子中的液体反射的回波信号叫做液位信号，若杯子为无水的空杯状态，则超声波接收探头将检测到杯沿信号以及杯子的杯底反射的回波信号，由于杯底反射的回波与液位为零时的液位信号具有相同的相位和幅值，将液位为零时的液位信号作为杯底反射的回波信号，因此，若杯子为无水的空杯状态，则回波信号簇中也包括杯沿信号和液位信号，即若底座上有杯子，则从回波信号簇中获取杯沿信号和液位信号。
70.其中，在自动加水设备进行加水过程中，随着杯子中水量的增加，液位信号不断变化，而杯沿信号比较稳定，当液位距离杯沿较远，杯子为空杯或者杯子中有少量的液体，则控制出水开关打开，当液位接近杯沿时，杯子即将满杯，则控制出水开关关闭，即根据杯沿信号和液位信号控制出水开关打开或者关闭。
71.上述出水控制方法中，通过超声波回波信号的幅值和相位，能够准确判断底座是否有杯子，在底座上没有杯子时控制出水开关关闭，提高出水控制的精度，在底座上有杯子时，由于对不同的杯子接收到的杯沿信号不同，液位信号会随着出水量的变化而变化，因此根据回波信号中的杯沿信号和液位信号控制出水开关打开或者关闭，进一步提高了出水控制的精度。
72.在一个实施例中，如图3所示，根据回波信号簇中各个回波信号的幅值和相位，确定底座上是否有杯子包括：
73.s420，根据回波信号簇中各个回波信号的幅值和相位，确定回波信号簇的相位种类和幅值种类；
74.s440，若相位种类和幅值种类均只有一种，则确定底座上没有杯子；
75.s460，若相位种类和幅值种类均有两种，则确定底座上有杯子。
76.本实施例中，根据回波信号簇中各个回波信号的幅值和相位，确定回波信号簇的
相位种类和幅值种类，具体地，每个回波信号具有幅值和相位，杯沿和液位相对于超声波接收探头的距离不同，且反射的信号强度不同，回波信号簇中包括底座信号、杯沿信号和液位信号，回波信号簇的相位种类包括底座信号的相位种类、杯沿信号的相位种类和液位信号的相位种类，回波信号簇的幅值种类包括底座信号的幅值种类、杯沿信号的幅值种类和液位信号的幅值种类，回波信号簇中底座信号的相位、杯沿信号的相位和液位信号的相位都不相同，底座信号的幅值、杯沿信号的幅值和液位信号的幅值也都不相同，从回波信号簇中归集具有相同相位种类的回波信号，确定回波信号簇的相位种类，归集具有相同幅值种类的回波信号，确定回波信号簇的幅值种类，若相位种类和幅值种类均只有一种，则该相位种类为底座信号的相位，该幅值种类为底座信号的幅值，确定底座上没有杯子，若相位种类和幅值种类均有两种，则相位种类包括杯沿信号的相位和液位信号的相位，幅值种类包括杯沿信号的幅值和液位信号的幅值，确定底座上有杯子。
77.上述实施例的方案，通过回波信号簇中各个回波信号的幅值和相位，确定回波信号簇的相位种类和幅值种类，若相位种类和幅值种类均只有一种，则确定底座上没有杯子，若相位种类和幅值种类均有两种，则确定底座上有杯子，利用超声波回波信号簇的相位和幅值实时检测底座上是否有杯子，检测是否有杯子跟检测液位同步进行，在加水过程中取走杯子时，可以立即识别到杯子移开，在底座上放置杯子，可以立即识别到有杯子，能够提高自动加水设备的出水控制精度。
78.在一个实施例中，如图4所示，从回波信号簇中获取杯沿信号和液位信号包括：
79.s820，将回波信号簇中相位靠前且幅值较小的回波信号确定为杯沿信号，并将回波信号簇中相位靠后且幅值较大的回波信号确定为液位信号。
80.本实施例中，回波信号在信号图像上表现为在时间轴上具有先后差异的突起信号，相对于液位信号，杯沿距离超声波接收探头的距离较近，信号强度较小，因此，将回波信号簇中相位靠前且幅值较小的回波信号确定为杯沿信号，并将回波信号簇中相位靠后且幅值较大的回波信号确定为液位信号，同时杯沿信号的相位和幅值相对稳定，随着水量的增加，液位信号的相位和幅值越来越靠近杯沿信号的相位和幅值。
81.上述实施例的方案，通过将回波信号簇中相位靠前且幅值较小的回波信号确定为杯沿信号，并将回波信号簇中相位靠后且幅值较大的回波信号确定为液位信号，杯沿信号的相位和幅值相对稳定，而液位信号的相位和幅值随着水量的变化而变化，将杯沿信号和液位信号分开处理，能够实时检测到杯中的液位变化，提高自动加水模组出水控制的精度。
82.在一个实施例中，如图5所示，根据杯沿信号和液位信号控制出水开关打开或者关闭包括：
83.s840，根据杯沿信号和液位信号，获得杯沿距离和液位距离，杯沿距离为杯沿到自动加水模组的距离，液位距离为液位到自动加水模组的距离；
84.s860，若杯沿距离与液位距离的差值小于预设阈值，则控制出水开关打开；返回根据杯沿信号和液位信号，获得杯沿距离和液位距离的步骤，直至出水口开关关闭；
85.s880，若杯沿距离与液位距离的差值大于或等于预设阈值，则控制出水开关关闭。
86.本实施例中，根据杯沿信号和液位信号，获得杯沿距离和液位距离，具体地，杯沿到自动加水模组的距离跟液位到自动加水模组的距离不同，经杯沿和液位反射回的杯沿信号的飞行时间和液位信号的飞行时间不同，计算杯沿信号的飞行时间，根据超声波的速度，
获得杯沿到自动加水模组的距离，将杯沿到自动加水模组的距离记为杯沿距离，计算液位信号的飞行时间，根据超声波的速度，获得液位到自动加水模组的距离，将液位到自动加水模组的距离记为液位距离。杯沿距离为杯沿到自动加水模组的距离，具体地，可以为杯沿到自动加水模组中超声波接收探头的距离，液体距离为液位到自动加水模组的距离，具体地，可以为液位到自动加水模组中超声波接收探头的距离。将杯沿距离与液位距离作差，获得杯沿距离与液位距离的差值，若杯沿距离与液位距离的差值小于预设阈值，则杯子中的液位较低，水量较少，控制出水开关打开，超声波接收探头持续实时接收回波信号簇，随着出水量的增多，液位变高，液位距离变小，杯沿距离不变，返回根据杯沿信号和液位信号，获得杯沿距离和液位距离的步骤，更新液位距离，直到出水口开关关闭，若杯沿距离与液位距离的差值大于或等于预设阈值，则杯子中的液位较高，水量较多，杯子接近满杯，则控制出水开关关闭以停止加水。
87.上述实施例的方案，通过杯沿信号和液位信号，获得杯沿距离和液位距离，利用杯沿距离与液位距离的差值是否超过预设阈值来判断杯子是否接近满杯，进而控制出水开关打开或者关闭，超声波实时检测水满状态，当杯子中杯沿距离与液位距离的差值未达到预设阈值，则控制出水开关打开，当杯子中杯沿距离与液位距离的差值达到或者超过预设阈值，则立即控制出水开关关闭，避免杯子溢满风险，这种通过超声波实时检测水满状态来控制出水的方法，提高了出水控制的精度。
88.在一个实施例中，如图6所示，根据杯沿信号和液位信号，获得杯沿距离和液位距离包括：
89.s842，根据杯沿信号，获得杯沿距离数据集，根据液位信号，获得液位距离数据集；
90.s844，获取杯沿距离数据集中的杯沿距离和杯沿距离数据集中杯沿距离的数量，并获取液位距离数据集中的液位距离和液位距离数据集中液位距离的数量；
91.s846，根据杯沿距离数据集中的杯沿距离和杯沿距离数据集中杯沿距离的数量，通过加权平均，得到杯沿距离的平均值，将杯沿距离的平均值作为杯沿距离；根据液位距离数据集中的液位距离和液位距离数据集中液位距离的数量，通过加权平均，得到液位距离的平均值，将液位距离的平均值作为液位距离。
92.本实施例中，根据杯沿信号，获得杯沿距离数据集，根据液位信号，获得液位距离数据集，具体地，回波信号簇中包括多个回波信号，每个回波信号对应一个回波信号距离，计算获得回波信号簇中的每个杯沿信号的飞行时间，结合超声波速度，获得每个杯沿信号对应的杯沿距离，归集多个杯沿信号的杯沿距离，获得杯沿距离数据集，并获得杯沿距离数据集中杯沿距离的数量，同样地，计算获得回波信号簇中每个液位信号的飞行时间，结合超声波速度，获得每个液位信号对应的液位距离，归集多个液位信号的液位距离，获得液位距离数据集，并获得液位距离数据集中液位距离的数量。然后，根据杯沿距离数据集中的杯沿距离和杯沿距离数据集中杯沿距离的数量，通过加权平均，得到杯沿距离的平均值，具体地，将杯沿距离数据集中的杯沿距离相加，获得第一结果，再将第一结果与杯沿距离数据集中杯沿距离的数量相除，获得杯沿距离的平均值，将杯沿距离的平均值作为杯沿距离，同样地，将液位距离数据集中的液位距离相加，获得第二结果，再将第二结果与液位距离数据集中液位距离的数量相除，获得液位距离的平均值，将液位距离的平均值作为液位距离。
93.上述实施例的方案，通过根据杯沿信号，获得杯沿距离数据集，根据液位信号，获
得液位距离数据集，将杯沿距离数据集中的杯沿距离作加权平均，将获得的杯沿距离的平均值作为杯沿距离，将液位距离数据集中的液位距离作加权平均，将获得的液位距离的平均值作为液位距离，这种将回波信号对应的距离数据集通过加权平均，获得距离平均值的方法，能够消除微小杂波的干扰，使输出的回波信号更加平滑和稳定，提高自动加水模组出水控制的精度。
94.在一个实施例中，如图7所示，杯沿信号包括当前杯沿信号和历史杯沿信号；根据杯沿信号，获得杯沿距离数据集，包括：
95.s910，获取当前杯沿信号对应的杯沿距离以及历史杯沿信号对应的杯沿距离数据集；
96.s920，对当前杯沿信号对应的杯沿距离和历史杯沿信号对应的杯沿距离数据集进行离群值分离，得到离群处理后的杯沿数据集；
97.s930，根据离群处理后的杯沿数据集和当前杯沿信号对应的杯沿距离，进行滑动滤波处理，得到杯沿距离数据集。
98.本实施例中，由于回波信号簇是实时获取的，最新获取的回波信号为当前回波信号，先于最新时刻获取的回波信号为历史回波信号，其中，杯沿信号包括当前杯沿信号和历史杯沿信号，利用当前杯沿信号的飞行时间，获得当前杯沿信号对应的杯沿距离，利用历史杯沿信号的飞行时间，获得历史杯沿信号对应的杯沿距离，历史杯沿信号可以包括多个杯沿信号，根据多个历史杯沿信号，获得多个历史杯沿信号对应的杯沿数据，归集多个历史杯沿信号对应的杯沿距离，获得历史杯沿信号对应的杯沿距离数据集。离群值也称逸出值，是指在数据中有一个或几个数值与其他数值相比差异较大，这种差异较大的数值称为离群值，常见的离群值分离方法包括mad(median absolute deviation，绝对中位值偏差)算法、标准差算法和百分位算法。对当前杯沿信号对应的杯沿距离和历史杯沿信号对应的杯沿距离数据集进行离群值分离，得到离群处理后的杯沿数据集，具体地，获得历史杯沿信号对应的杯沿距离数据集中的杯沿数据平均值，将当前杯沿信号对应的杯沿距离与历史杯沿信号对应的杯沿距离数据集中的杯沿数据平均值作差，若作差结果大于第一预设差值，则将当前杯沿信号对应的杯沿距离作为离群值，将当前杯沿信号视为干扰信号并剔除，若作差结果不大于第一预设差值，则将当前杯沿信号视为有效信号保留，获得离群处理后的杯沿数据集。滑动滤波是指先建立一个数据缓冲区，依顺序存放n个采样数据，每采集一个新数据，就将最早采集的那个数据丢掉，而后求数据集中包括新数据在内的n个数据的算术平均值或加权平均值，这样，每进行一次采样，就可计算出一个新的平均值，从而加快了数据处理的速度，将当前杯沿信号对应的杯沿距离通过滑动滤波方法进入到离群处理后的杯沿距离数据集中，即将当前杯沿信号对应的杯沿距离放进离群处理后的杯沿数据集中，并将离群处理后的杯沿距离数据集中最先获取的杯沿距离丢掉，得到杯沿距离数据集。
99.上述实施例的方案，通过获取当前杯沿信号对应的杯沿距离以及历史杯沿信号对应的杯沿距离数据集，采用离群值分离的方法，将偏离杯沿距离平均值较大的杯沿距离视为离群值，并进行剔除，减少高强度杂波信号的干扰影响，滑动滤波的方法使输出的杯沿信号平滑稳定，减小微小杂波的影响，最后输出的杯沿距离数据集置信度高，稳定性好，能够提高自动加水模组的出水控制精度。
100.在一个实施例中，如图8所示，液位信号包括当前液位信号和历史液位信号；根据
液位信号，获得液位距离数据集，包括：
101.s940，获取当前液位信号对应的液位距离以及历史液位信号对应的液位距离数据集；
102.s950，对当前液位信号对应的液位距离和历史液位信号对应的液位距离数据集进行离群值分离，得到离群处理后的液位数据集；
103.s960，根据离群处理后的液位数据集和当前液位信号对应的液位距离，进行滑动滤波处理，得到液位距离数据集。
104.本实施例中，液位信号包括当前液位信号和历史液位信号，利用当前液位信号的飞行时间，获得当前液位信号对应的液位距离，利用历史液位信号的飞行时间，获得历史液位信号对应的液位距离，历史液位信号可以包括多个液位信号，根据多个历史液位信号，获得多个历史液位信号对应的液位数据，归集多个历史液位信号对应的液位距离，获得历史液位信号对应的液位距离数据集。本技术中，对当前液位信号对应的液位距离和历史液位信号对应的液位距离数据集进行离群值分离，得到离群处理后的液位数据集，具体地，获得历史液位信号对应的液位距离数据集中的液位数据平均值，将当前液位信号对应的液位距离与历史液位信号对应的液位距离数据集中的液位数据平均值作差，若作差结果大于第二预设差值，则将当前液位信号对应的液位距离作为离群值，将当前液位信号视为干扰信号并剔除，若作差结果不大于第二预设差值，则将当前液位信号视为有效信号保留，获得离群处理后的液位数据集，将当前液位信号对应的液位距离通过滑动滤波方法进入到离群处理后的液位距离数据集中，即将当前液位信号对应的液位距离放进离群处理后的液位距离数据集中，并将离群处理后的液位距离数据集中最先获取的液位距离丢掉，得到液位距离数据集。
105.上述实施例的方案，通过获取当前液位信号对应的液位距离以及历史液位信号对应的液位距离数据集，采用离群值分离的方法，将偏离液位距离平均值较大的液位距离视为离群值，并进行剔除，减少高强度杂波信号的干扰影响，滑动滤波的方法使输出的液位信号平滑稳定，减小微小杂波的影响，最后输出的液位距离数据集置信度高，稳定性好，能够提高自动加水模组的出水控制精度。
106.在一个实施例中，出水控制方法还包括：对回波信号簇中各个回波信号进行过滤，获得过滤后的回波信号簇；从过滤后的回波信号簇中获得杯沿信号和液位信号。
107.本实施例中，过滤方法包括阈值线法和峰值法，具体地，饮水设备在添加热水时，产生的水汽对超声波信号有干扰，采用阈值线法与峰值法并行的方式对回波信号的特征点进行提取，阈值线法利用信号边沿获取飞行时间，峰值法根据信号峰值获取飞行时间，将阈值线法获取的飞行时间与峰值法获取的飞行时间分别与有效的回波信号飞行时间对比，并将差值较小的方法对应的回波信号视为有效信号，将差值较大的方法对应的回波信号过滤掉，获得过滤后的回波信号簇，再从过滤后的回波信号簇中获得杯沿信号和液位信号。
108.上述实施例的方案，通过阈值线法与峰值法并行的方式对回波信号进行过滤，能够过滤掉杂波信号，避免水汽对超声波信号的干扰，提高自动加水模组的出水控制精度。
109.为详细说明本方案中出水控制方法及效果，下面以一个最详细实施例进行说明，其中，饮水设备为家用饮水机，自动加水模组安装在出水开关上方，距离出水口水平距离为2cm，超声波接收探头表面到底座的距离记为d1，d1为23cm，杯子的高度为17cm，超声波接收
探头表面到杯沿的距离记为d2，超声波接收探头到液位的距离记为d3：
110.如图9所示为自动加水模组与家用饮水机结合的应用场景示意图，家用饮水机包括：自动加水模组、底座和出水开关，自动加水模组设置于饮水设备的底座上方，饮水设备包括出水开关，如图10所示为自动加水模组控制出水开关的流程示意图，自动加水模组包括：超声波发射探头、超声波接收探头和处理器，超声波发射探头用于发出超声波，超声波接收探头用于接收回波信号，自动加水模组的处理器和出水开关连接，处理器用于执行出水控制方法，出水控制方法应用于自动加水模组，自动加水模组上电后进行初始化，处理器内部设定超声波探头到底座的距离d1，判断是否满杯的预设阈值d4以及回波信号阈值线。超声波发射探头发射超声波，超声波接收探头接收反射的回波信号簇，超声波经过不同的路径反射回超声波接收探头的飞行时间不同，在回波信号簇在信号图像上表现为时间轴具有先后差异的突起信号。处理器对接收到的回波信号簇进行判定，当底座上无杯时，仅接收到底座产生的相位靠后的高幅值回波信号，当底座上有杯子时，将产生两个相位不同的回波信号，如图11所示为有杯子时回波信号簇的信号图像示意图，图中有两个突起信号，幅值较小且相位靠前的为杯沿信号，幅值较大且相位靠后的为液位信号，回波信号获取后进行两次滤波处理，第一次为水位跟踪校验算法，水位跟踪校验算法采用阈值线法与峰值法并行的方式对回波信号簇的特征点进行提取，如图11中与回波信号簇相交的直线为回波信号阈值线，利用设定的回波信号阈值线切割回波信号簇，再提取回波信号簇中回波信号的峰值特征，阈值线法利用回波信号的信号边沿获取飞行时间，峰值法根据回波信号的峰值特征获取飞行时间，将阈值线法和峰值法获取的飞行时间进行对比，将差值较小的飞行时间对应的当前信号作为有效信号，这种采用阈值线法与峰值法并行的方式能够过滤掉强度较低以及强度较高的杂波信号，第一次滤波之后，通过超声波速度和回波信号的飞行时间转化为距离数据，将杯沿信号转化为杯沿距离数据，将液位信号转化为液位距离数据，第二次滤波采用离群值分离和滑动均值滤波方法，将获取到的液位距离数据集及杯沿距离数据集分别置于两个集合窗口内，两个集合窗口分别为buff1和buffer2，窗口长度分别为d1和d2，分别计算液位距离平均值avg1和杯沿距离平均值avg2，具体地，
111.(sum(buffer11+buffer12+
…
+buffer1n)/d1)＝avg1
112.(sum(buffer21+buffer22+
…
+buffer2n)/d2)＝avg2
113.其中，buffer1n为液位距离数据集中的液位距离，buffer2n为杯沿距离数据集中的杯沿距离数据。
114.将新获取的液位距离与液位距离平均值avg1比较，将新获取的杯沿距离与杯沿距离平均值avg2比较，若差异大于范围y，y由干扰信号特征获取，则将新获取的液位距离或新获取的杯沿距离视为干扰信号并剔除，否则以滑动均值滤波方式保留将新获取的液位距离进入液位距离数据集中，或以滑动均值滤波方式保留将新获取的杯沿距离进入杯沿距离数据集中，再计算获取滑动滤波后的杯沿距离均值和滑动滤波后的液位距离均值，将滑动滤波后的杯沿距离均值作为杯沿距离的有效值，将滑动滤波后的液位距离均值作为液位距离的有效值，处理器输出端分别输出杯沿距离的有效数据d2和液位距离的有效值d3，如图12所示为回波信号第二次滤波处理的流程示意图。
115.若超声波接收探头只检测到底座信号，则确定底座上没有杯子，控制出水开关关闭，若超声波接收探头检测到两种回波信号，则确定底座上有杯子，并确定两种回波信号分
别为杯沿信号和液位信号，若杯沿距离d2小于底座距离d1，则进行满杯判定，将液位距离d3与杯沿距离d2作差，将差值与预设阈值d4进行比较，若差值大于预设阈值d4，则表示当前为非满杯状态，控制出水打开，饮水机开始出水，随着出水量的增多，液位升高，液位距离d3变小，杯沿距离d2与液位距离d3的差值变小，若差值小于或等于预设阈值d4，则表示液位接近杯沿，当前为满杯状态，立即控制出水开关关闭，饮水机停止出水。如图13所示家用饮水机出水控制方法的流程示意图。
116.上述出水控制方法中，通过超声波回波信号的幅值和相位，能够准确判断底座是否有杯子，在底座上没有杯子时控制出水开关关闭，提高出水控制的精度，在底座上有杯子时，由于对不同的杯子接收到的杯沿信号不同，液位信号会随着出水量的变化而变化，因此根据回波信号中的杯沿信号和液位信号控制出水开关打开或者关闭，进一步提高了出水控制的精度。
117.需要说明的是，本技术中出水控制方法可应用于家电领域的出水控制，也可以用于工业领域的出水控制，本技术公开的出水控制方法的应用领域不做限定，超声波信号不受液体蒸气影响，可测液体温度不做具体限定，可测液体类型不做具体限定，可测的杯子材质包括但不限于塑料、纸质、玻璃或金属，杯子高度低于超声波接收探头到底座距离。
118.应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
119.基于同样的发明构思，本技术实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的出水控制方法的出水控制装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个出水控制装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于出水控制方法的限定，在此不再赘述。
120.在一个实施例中，如图14所示，提供了一种出水控制装置100，包括：信号簇接收模块120、有无杯确认模块140、无杯控制模块160和有杯控制模块180，其中：
121.信号簇接收模块120，用于接收回波信号簇，回波信号簇中的回波信号为超声波发射探头发出超声波后，超声波接收探头接收到的信号。
122.有无杯确认模块140，用于根据回波信号簇中各个回波信号的幅值和相位，确定底座上是否有杯子。
123.无杯控制模块160，用于若底座上没有杯子，则控制出水开关关闭。
124.有杯控制模块180，用于若底座上有杯子，则从回波信号簇中获取杯沿信号和液位信号，并根据杯沿信号和液位信号控制出水开关打开或者关闭。
125.上述出水控制装置中，通过超声波回波信号的幅值和相位，能够准确判断底座是否有杯子，在底座上没有杯子时控制出水开关关闭，提高出水控制的精度，在底座上有杯子时，由于对不同的杯子接收到的杯沿信号不同，液位信号会随着出水量的变化而变化，因此根据回波信号中的杯沿信号和液位信号控制出水开关打开或者关闭，进一步提高了出水控
制的精度。
126.在一个实施例中，有无杯确认模块140还用于根据回波信号簇中各个回波信号的幅值和相位，确定回波信号簇的相位种类和幅值种类；若相位种类和幅值种类均只有一种，则确定底座上没有杯子；若相位种类和幅值种类均有两种，则确定底座上有杯子。
127.在一个实施例中，有杯控制模块180还用于将回波信号簇中相位靠前且幅值较小的回波信号确定为杯沿信号，并将回波信号簇中相位靠后且幅值较大的回波信号确定为液位信号。
128.在一个实施例中，有杯控制模块180还用于根据杯沿信号和液位信号，获得杯沿距离和液位距离，杯沿距离为杯沿到自动加水模组的距离，液位距离为液位到自动加水模组的距离；若杯沿距离与液位距离的差值小于预设阈值，则控制出水开关打开；返回根据杯沿信号和液位信号，获得杯沿距离和液位距离的步骤，直至出水口开关关闭；若杯沿距离与液位距离的差值大于或等于预设阈值，则控制出水开关关闭。
129.在一个实施例中，有杯控制模块180还用于根据杯沿信号，获得杯沿距离数据集，根据液位信号，获得液位距离数据集；
130.获取杯沿距离数据集中的杯沿距离和杯沿距离数据集中杯沿距离的数量，并获取液位距离数据集中的液位距离和液位距离数据集中液位距离的数量；
131.根据杯沿距离数据集中的杯沿距离和杯沿距离数据集中杯沿距离的数量，通过加权平均，得到杯沿距离的平均值，将杯沿距离的平均值作为杯沿距离；根据液位距离数据集中的液位距离和液位距离数据集中液位距离的数量，通过加权平均，得到液位距离的平均值，将液位距离的平均值作为液位距离。
132.在一个实施例中，有杯控制模块180中杯沿信号包括当前杯沿信号和历史杯沿信号；有杯控制模块180还用于获取当前杯沿信号对应的杯沿距离以及历史杯沿信号对应的杯沿距离数据集；对当前杯沿信号对应的杯沿距离和历史杯沿信号对应的杯沿距离数据集进行离群值分离，得到离群处理后的杯沿数据集；根据离群处理后的杯沿数据集和当前杯沿信号对应的杯沿距离，进行滑动滤波处理，得到杯沿距离数据集。
133.在一个实施例中，有杯控制模块180中液位信号包括当前液位信号和历史液位信号；有杯控制模块180还用于获取当前液位信号对应的液位距离以及历史液位信号对应的液位距离数据集；对当前液位信号对应的液位距离和历史液位信号对应的液位距离数据集进行离群值分离，得到离群处理后的液位数据集；根据离群处理后的液位数据集和当前液位信号对应的液位距离，进行滑动滤波处理，得到液位距离数据集。
134.上述出水控制装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
135.在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图15所示。该计算机设备包括处理器、存储器、输入/输出接口(input/output，简称i/o)和通信接口。其中，处理器、存储器和输入/输出接口通过系统总线连接，通信接口通过输入/输出接口连接到系统总线。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算
机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储回波信号簇、杯沿距离和液位距离。该计算机设备的输入/输出接口用于处理器与外部设备之间交换信息。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种出水控制方法。
136.本领域技术人员可以理解，图15中示出的结构，仅仅是与本技术方案相关的部分结构的框图，并不构成对本技术方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
137.在一个实施例中，提供了一种自动加水模组，包括：超声波发射探头、超声波接收探头和处理器，超声波发射探头用于发出超声波，超声波接收探头用于接收回波信号，处理器执行出水控制方法时实现以下步骤：
138.处理器接收回波信号簇，回波信号簇中的回波信号为超声波发射探头发出超声波后，超声波接收探头接收到的信号；
139.处理器根据回波信号簇中各个回波信号的幅值和相位，确定底座上是否有杯子；
140.若底座上没有杯子，则控制出水开关关闭；
141.若底座上有杯子，则从回波信号簇中获取杯沿信号和液位信号，并根据杯沿信号和液位信号控制出水开关打开或者关闭。
142.在一个实施例中，处理器执行出水控制方法时还实现以下步骤：
143.根据回波信号簇中各个回波信号的幅值和相位，确定回波信号簇的相位种类和幅值种类；若相位种类和幅值种类均只有一种，则确定底座上没有杯子；若相位种类和幅值种类均有两种，则确定底座上有杯子。
144.在一个实施例中，处理器执行出水控制方法时还实现以下步骤：
145.将回波信号簇中相位靠前且幅值较小的回波信号确定为杯沿信号，并将回波信号簇中相位靠后且幅值较大的回波信号确定为液位信号。
146.在一个实施例中，处理器执行出水控制方法时还实现以下步骤：
147.根据杯沿信号和液位信号，获得杯沿距离和液位距离，杯沿距离为杯沿到自动加水模组的距离，液位距离为液位到自动加水模组的距离；若杯沿距离与液位距离的差值小于预设阈值，则控制出水开关打开；返回根据杯沿信号和液位信号，获得杯沿距离和液位距离的步骤，直至出水口开关关闭；若杯沿距离与液位距离的差值大于或等于预设阈值，则控制出水开关关闭。
148.在一个实施例中，处理器执行出水控制方法时还实现以下步骤：
149.根据杯沿信号，获得杯沿距离数据集，根据液位信号，获得液位距离数据集；获取杯沿距离数据集中的杯沿距离和杯沿距离数据集中杯沿距离的数量，并获取液位距离数据集中的液位距离和液位距离数据集中液位距离的数量；根据杯沿距离数据集中的杯沿距离和杯沿距离数据集中杯沿距离的数量，通过加权平均，得到杯沿距离的平均值，将杯沿距离的平均值作为杯沿距离；根据液位距离数据集中的液位距离和液位距离数据集中液位距离的数量，通过加权平均，得到液位距离的平均值，将液位距离的平均值作为液位距离。
150.在一个实施例中，处理器执行出水控制方法时还实现以下步骤：
151.杯沿信号包括当前杯沿信号和历史杯沿信号；获取当前杯沿信号对应的杯沿距离以及历史杯沿信号对应的杯沿距离数据集；对当前杯沿信号对应的杯沿距离和历史杯沿信
号对应的杯沿距离数据集进行离群值分离，得到离群处理后的杯沿数据集；根据离群处理后的杯沿数据集和当前杯沿信号对应的杯沿距离，进行滑动滤波处理，得到杯沿距离数据集。
152.在一个实施例中，处理器执行出水控制方法时还实现以下步骤：
153.液位信号包括当前液位信号和历史液位信号；获取当前液位信号对应的液位距离以及历史液位信号对应的液位距离数据集；对当前液位信号对应的液位距离和历史液位信号对应的液位距离数据集进行离群值分离，得到离群处理后的液位数据集；根据离群处理后的液位数据集和当前液位信号对应的液位距离，进行滑动滤波处理，得到液位距离数据集。
154.在一个实施例中，提供了一种饮水设备，包括：自动加水模组、底座和出水开关，自动加水模组设置于饮水设备的底座上方，饮水设备包括出水开关，自动加水模组的处理器和出水开关连接。
155.需要说明的是，本技术公开的出水控制方法和装置、自动出水模组以及饮水设备可以应用与家电领域的出水控制，也可以用于工业领域的出水控制。本技术所涉及的用户信息(包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等)和数据(包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等)，均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据，且相关数据的收集、使用和处理需要遵守相关国家和地区的相关法律法规和标准。
156.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(read-only memory，rom)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(reram)、磁变存储器(magnetoresistive random access memory，mram)、铁电存储器(ferroelectric random access memory，fram)、相变存储器(phase change memory，pcm)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(random access memory，ram)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，ram可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(static random access memory，sram)或动态随机存取存储器(dynamic random access memory，dram)等。本技术所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本技术所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。
157.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
158.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术的保护范围应以所附权利要求为准。