具有无线蓝牙低功耗连接通讯功能的智能电子烟 |
|||||||
| 申请号 | CN201310626225.3 | 申请日 | 2013-11-28 | 公开(公告)号 | CN104664605A | 公开(公告)日 | 2015-06-03 |
| 申请人 | 胡朝群; | 发明人 | 胡朝群; | ||||
| 摘要 | 具有无线蓝牙低功耗连接通讯功能的智能 电子 烟通过升降压模 块 输出 电压 驱动 雾化器 雾化烟油。同时，微 控制器 将 电子烟 使用状态数据（ 电池 电压，吸烟口数等）传输至无线蓝牙通讯模块。无线蓝牙通讯模块将电子烟使用状态数据传输给显示控制设备。显示控制设备显示接收的电子烟状态数据并显示。且显示控制设备能够向无线蓝牙通讯模块发送控制指令（ 开关 机设置，雾化器驱动电压设置等）， 微控制器 接收控制指令后并执行。因此，能够直观的显示电子烟的工作状态，同时通过显示控制设备控制电子烟的工作状态。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种具有无线蓝牙低功耗连接通讯功能的智能电子烟，其特征在于，包括用于吸烟控制的按键输入模块、显示控制设备和与显示控制设备连接通讯的无线蓝牙通讯模块、微控制器及用于输出电压以驱动雾化器雾化烟油的升降压模块； |
||||||
| 说明书全文 | 具有无线蓝牙低功耗连接通讯功能的智能电子烟技术领域背景技术[0002] 现有的电子烟，简称为功能电子烟，电子烟的各项参数设置的和状态显示都需要复杂的电路和操作去完成。比如为了实现驱动电子烟雾化器的输出电压可调节功能，需要在电子烟底部增加一个可调电阻去调节输出电压或者增加输出电压增加和减少按键去增加或者减少输出电压。为了能显示电池电压，吸烟口数等，需要增加LCD显示屏，这样增加电子烟成本，结构也很复杂，使用不方便，智能化程度低等缺点。 发明内容[0003] 基于此，有必要提供一种能够与外部设备通讯的基于无线蓝牙低功耗连接通讯的智能电子烟。 [0004] 一种具有无线蓝牙低功耗连接通讯功能的智能电子烟，包括用于吸烟控制的按键输入模块、显示控制设备和接收所述显示控制设备发送的对电子烟进行设置数据的无线蓝牙通讯模块、微控制器及用于输出电压以驱动雾化器雾化烟油的升降压模块； [0005] 所述微控制器分别与所述无线蓝牙通讯模块和所述按键输入模块连接，所述无线蓝牙通讯模块与所述显示控制设备进行无线数据交互，所述升降压模块与所述微控制器及雾化器连接； [0007] 当所述微控制器检测到所述按键输入模块的按键信号时，所述微控制器控制所述升降压模块输出电压以驱动雾化器雾化烟油；所述微控制器获取电子烟使用状态数据并通过所述无线蓝牙通讯模块传输给所述显示控制设备，其中，所述电子烟使用状态数据包括吸烟口数、剩余电量、输出电压及电池电压，所述显示控制设备显示接收到的电子烟使用状态数据，所述显示控制设备向所述无线蓝牙通讯模块发送控制指令，并由所述无线蓝牙通讯模块传输至所述微控制器；其中，所述控制指令包括开关机设置指令、输出雾化器电压设置指令及吸烟超时设置指令； [0008] 所述微控制器还用于控制所述升降压模块的输出电压大小。 [0010] 在其中一个实施例中，所述充电模块包括锂电池充电芯片SE9017、LED4、电阻R17、电阻R16和电容C5； [0011] 所述LED4的负极接所述锂电池充电芯片SE9017的CHGR端，所述LED4的正极接所述电阻R17，所述电阻R17的另一端接外部Micro USB充电接口，所述电阻R16的一端接所述锂电池充电芯片SE9017的PROG端，另一端接地，所述锂电池充电芯片SE9017的BAT端输入VBAT信号，所述锂电池充电芯片SE9017的VCC端接外部Micro USB充电接口，所述电容C5一端接外部MicroUSB充电接口，另一端接地，所述锂电池充电芯片SE9017的接地端接地。 [0012] 在其中一个实施例中，还包括与所述微控制器连接的LED显示模块，所述LED显示模块用于在所述按键输入模块发出按键信号时发出状态指示信号。 [0013] 在其中一个实施例中，所述LED显示模块包括LED1、LED2、LED3、电阻R3、电阻R2及电阻R8； [0014] 所述LED1、所述LED2、所述LED3的正极均接输入电源VDD，所述LED1、所述LED2、所述LED3的负极分别对应通过限流电阻R3、电阻R2、电阻R8均接所述微控制器的输出端。 [0015] 在其中一个实施例中，所述微控制器和所述无线蓝牙通讯模块包括芯片CC2540/CC2541、电容C1、电容C13、电容C15、电容C10、电容C9、电容C11、电容C12、无源晶体振荡器X2、无源晶体振荡器X3、电阻R6、电阻R4、电阻R10、电容C22、电容C23、电容C24、电容C25、电容C26、电感L2、电感L3、电感L4、电感L5及PCB微带天线； [0016] 所述电阻R6串联于外部接口和芯片CC2540/CC2541的P0_4端之间，所述电阻R4一端接芯片CC2540/CC2541的P0_4端，另一端接电源VDD；所述电容C1一端接芯片CC2540/CC2541的DVDD2端，另一端接地；所述电容C13一端接DCOUPL端，另一端接地；所述电容C15一端接芯片CC2540/CC2541的P2_3端，另一端接地；所述电容C9一端接芯片CC2540/CC2541的P2_4端，另一端接地；所述无源晶体振荡器X2两端分别接芯片CC2540/CC2541的P2_3端和P2_4端；所述电阻R10一端接芯片CC2540/CC2541的R_BIAS端，另一端接地，所述电容C10一端接电源VDD，另一端接地；所述电容C11一端接芯片CC2540/CC2541的XOSC_Q1端，另一端接地；所述电容C12一端接芯片CC2540/CC2541的XOSC_Q2端，另一端接地；所述无源晶体振荡器X3两输入端分别接芯片CC2540/CC2541的XOSC_Q1端和XOSC_Q2端，两输出端接地；所述芯片CC2540/CC2541的DVADD1端、AVDD1端、AVDD2端、AVDD3端、AVDD4端、AVDD5端和AVDD6端接电源VDD；所述电容C22、电容25、电感L4和电感L5依次串联于所述芯片CC2540/CC2541的RF_N端和PCB微带天线之间；所述电容C23一端接所述芯片CC2540/CC2541的RF_P端，另一端接电感L3，所述电感L3的另一端接所述电感L4，所述电感L2一端接所述电容C22与所述电容C25的公共连接点，另一端接地，所述电容C24一端接所述电容C23与所述电感L3的公共连接点，另一端接地；所述电容C22及所述电容C23与所述芯片CC2540/CC2541的RF_N,RF_P连接；所述电感L5与PCB微带天线的公共连接点为所述无线蓝牙通讯模块的发射端，用于向所述显示控制设备发射信号和接收显示控制设备发送给所述无线蓝牙通讯模块的控制指令。 [0017] 在其中一个实施例中，所述升降压模块包括数字电位器CAT5110、升降压芯片TPS63020、电阻R1、电阻R5、电阻R7、电阻R9、电容C2、电容C4、电容C6、电容C8和电感L1； [0018] 所述数字电位器CAT5110的VDD端接电源VDD，所述数字电位器CAT5110的U/D端接输入U/D，所述数字电位器CAT5110的接地端接地，所述数字电位器CAT5110的CS端输入信号CS，所述数字电位器CAT5110的H端和W端连接后接所述电阻R5，所述电阻R5的另一端接所述电阻R6，所述电阻R6的另一端接输出端VOUT，所述电阻R5和所述电阻R6的公共连接点解所述升降压芯片TPS63020的FB端；所述电阻R9、所述电容C6和所述电容C8同时并联于输出端VOUT和接地之间；所述升降压芯片TPS63020的VOUT1端和VOUT2端连接后接输出端VOUT，所述电阻R1一端接输出端VOUT，另一端接升降压芯片TPS63020的PG端；所述电感L1一端接所述升降压芯片TPS63020的L1端，另一端接所述升降压芯片TPS63020的L2端；所述电容C2一端所述升降压芯片TPS63020的VINA端，另一端接地；所述升降压芯片TPS63020的EN端输入EN信号，所述升降压芯片TPS63020的VIN输入VBAT信号，所述升降压芯片TPS63020的GND端和PGND端均接地；所述电容C4一端输入VBAT信号，另一端接地。 [0019] 在其中一个实施例中，还包括与所述微控制器连接的电源模块，所述电源模块用于为所述微控制器提供稳定电压。 [0020] 在其中一个实施例中，所述电源模块包括低压差稳压芯片XC6206、电感L6和电容C14； [0021] 所述芯片XC6206的输入端VIN输入BAT信号，所述芯片XC6206的输出端VOUT接电感L6，所述电感L6的另一端输出电源VDD，所述电容C14一端接输出电源VDD，另一端接地。 [0022] 上述具有无线蓝牙低功耗连接通讯功能的智能电子烟通过升降压模块输出电压驱动雾化器雾化烟油，同时需按下按键输入模块，使得雾化的烟油输入到烟管中。用户可以开始使用电子烟。同时，微控制器开始检测通过按键输入模块进入烟管中的电子烟使用状态数据、升降压模块的电参数，并将检测到的数据传输至无线蓝牙通讯模块。无线蓝牙通讯模块将接收的电子烟使用状态数据传输给显示控制设备。显示控制设备显示接收的电子烟状态数据并显示。且显示控制设备能够向无线蓝牙通讯模块发送控制指令，微控制器接收控制指令后并执行。因此，能够直观的显示电子烟的工作状态，同时通过显示控制设备控制电子烟的工作状态。附图说明 [0023] 图1为基于无线连接的智能电子烟的模块图； [0024] 图2为充电模块的电路原理图； [0025] 图3为LED显示模块的电路原理图； [0026] 图4为微控制器及无线蓝牙通讯模块的电路原理图； [0027] 图5为升降压模块的电路原理图； [0028] 图6为电源模块的电路原理图。 具体实施方式[0029] 本发明为一种具有和电脑、智能手机（苹果IOS系统和谷歌Android系统）、平板电脑（苹果IOS系统和谷歌Android系统）等智能设备建立无线蓝牙低功耗连接通讯功能的智能电子烟，该电子烟最主要的特征为能和电脑、智能手机（苹果IOS系统和谷歌Android系统）等智能设备之间通过无线网络建立连接通讯（通过无线蓝牙低功耗），从而能和电脑、智能手机（苹果IOS系统和谷歌Android系统）、平板电脑（苹果IOS系统和谷歌Android系统）等智能设备之间建立双向数据传输，电脑、智能手机（苹果IOS系统和谷歌Android系统）、平板电脑（苹果IOS系统和谷歌Android系统）等智能设备接收到智能电子烟发送过来的能表示智能电子烟状态信息的数据后，将电子烟的状态信息，如开关机状态，电池电压，吸烟口数等，直观的显示在电脑、智能手机（苹果IOS系统和谷歌Android系统）等智能设备的图形界面上，电脑、智能手机（苹果IOS系统和谷歌Android系统）、平板电脑（苹果IOS系统和谷歌Android系统）等智能设备也可以在图形界面上直观的设置电子烟的各项参数，然后将代表各项参数设置的数据发送给智能电子烟，智能电子烟接收到设置数据后，完成相应设置，比如工作指示灯的颜色设置，输出电压设置，吸烟超时时间设置等个性化设置。该智能电子烟还具有驱动发热丝的输出电压可调节功能，这样用户可以根据不同的烟油，调节合适的发热量，防止输出电压过小引起的烟雾量不足或者输出电压过高引起的烧焦烟油问题。该智能电子烟还具有底部USB5V充电接口，这样不需要额外4.2V的电子烟专用充电器，同普通便携式电子设备一样只需要一条USB数据线就能对电子烟进行充电，方便充电和携带。 [0030] 如图1所示，为基于无线蓝牙低功耗连接通讯的智能电子烟的模块图。 [0031] 一种具有无线蓝牙低功耗连接通讯功能的智能电子烟，包括用于吸烟控制的按键输入模块102、显示控制设备105和接收所述显示控制设备105发送的对电子烟进行设置数据的无线蓝牙通讯模块103、微控制器101及用于输出电压以驱动雾化器雾化烟油的升降压模块104。 [0032] 所述微控制器101分别与所述无线蓝牙通讯模块103和所述按键输入模块102连接，所述无线蓝牙通讯模块103与所述显示控制设备105进行无线数据交互，所述升降压模块104与所述微控制器101及雾化器连接。 [0033] 其中，所述显示控制设备105为台式电脑、笔记本电脑、苹果IOS系统或谷歌Android系统的智能手机、苹果IOS系统或谷歌Android系统的平板电脑。 [0034] 当所述微控制器101检测到所述按键输入模块102的按键信号时，所述微控制器101控制所述升降压模块104输出电压以驱动雾化器雾化烟油；所述微控制器101获取电子烟使用状态数据并通过所述无线蓝牙通讯模块传输给所述显示控制设备，其中，所述电子烟使用状态数据包括吸烟口数、剩余电量、输出电压、及电池电压，所述显示控制设备105显示接收到的电子烟使用状态数据，所述显示控制设备105向所述无线蓝牙通讯模块103发送控制指令，并由所述无线蓝牙通讯模块103传输至所述微控制器101。其中，所述控制指令包括开关机设置指令、输出雾化器电压设置指令及吸烟超时设置指令。 [0035] 所述微控制器101还用于控制所述升降压模块104的输出电压大小。 [0036] 具有无线蓝牙低功耗连接通讯功能的智能电子烟还包括与所述微控制器101连接的充电模块106；所述充电模块106通过外部Micro USB充电接口与外部+5V电源连接。 [0037] 请结合图2。 [0038] 充电模块106包括锂电池充电芯片SE9017、LED4、电阻R17、电阻R16和电容C5。 [0039] 所述LED4的负极接所述锂电池充电芯片SE9017的CHGR端，所述LED4的正极接所述电阻R17，所述电阻R17的另一端接外部充电接口，所述电阻R16的一端接所述锂电池充电芯片SE9017的PROG端，另一端接地，所述锂电池充电芯片SE9017的BAT端输入VBAT信号，所述锂电池充电芯片SE9017的VCC接外部Micro USB充电接口，所述电容C5一端接外部充电接口，另一端接地，所述锂电池充电芯片SE9017的接地端接地。 [0040] 具有无线蓝牙低功耗连接通讯功能的智能电子烟还包括与所述微控制器连接的LED显示模块，所述LED显示模块用于在所述按键输入模块102发出按键信号时发出状态指示信号。 [0041] 请结合图3。 [0042] LED显示模块包括LED1、LED2、LED3、电阻R3、电阻R2及电阻R8。 [0043] 所述LED1、所述LED2、所述LED3的正极均接输入电源VDD，所述LED1、所述LED2、所述LED3的负极分别对应通过限流电阻R3、电阻R2、电阻R8均接所述微控制器的输出端。 [0044] 请结合图4。 [0045] 微控制器101和无线蓝牙通讯模块103包括芯片CC2540/CC2541、电容C1、电容C13、电容C15、电容C10、电容C9、电容C11、电容C12、无源晶体振荡器X2、无源晶体振荡器X3、电阻R6、电阻R4和电阻R10，电容C22、电容C23、电容C24、电容C25、电容C26、电感L2、电感L3、电感L4、电感L5及PCB微带天线。 [0046] 所述电阻R6串联于外部接口和芯片CC2540/CC2541的P0_4端之间，所述电阻R4一端接芯片CC2540/CC2541的P0_4端，另一端接电源VDD；所述电容C1一端接芯片CC2540/CC2541的DVDD2端，另一端接地；所述电容C13一端接DCOUPL端，另一端接地；所述电容C15一端接芯片CC2540/CC2541的P2_3端，另一端接地；所述电容C9一端接芯片CC2540/CC2541的P2_4端，另一端接地；所述无源晶体振荡器X2两端分别接芯片CC2540/CC2541的P2_3端和P2_4端；所述电阻R10一端接芯片CC2540/CC2541的R_BIAS端，另一端接地，所述电容C10一端接电源VDD，另一端接地；所述电容C11一端接芯片CC2540/CC2541的XOSC_Q1端，另一端接地；所述电容C12一端接芯片CC2540/CC2541的XOSC_Q2端，另一端接地；所述无源晶体振荡器X3两输入端分别接芯片CC2540/CC2541的XOSC_Q1端和XOSC_Q2端，两输出端接地；所述芯片CC2540/CC2541的DVADD1端、AVDD1端、AVDD2端、AVDD3端、AVDD4端、AVDD5端和AVDD6端接电源VDD；所述电容C22、电容25、电感L4和电感L5依次串联于所述芯片CC2540/CC2541的RF_N端和PCB微带天线之间，实现50Ω阻抗匹配。 [0047] 所述电容C23一端接所述芯片CC2540/CC2541的RF_P端，另一端接电感L3，所述电感L3的另一端接所述电感L4，所述电感L2一端接所述电容C22与所述电容C25的公共连接点，另一端接地，所述电容C24一端接所述电容C23与所述电感L3的公共连接点，另一端接地；所述电容C22及所述电容C23与所述芯片CC2540/CC2541的RF_N,RF_P连接；所述电感L5与PCB微带天线的公共连接点为所述无线蓝牙通讯模块103的发射端，用于向所述显示控制设备105发射无线信号和接收显示控制设备105发送给所述无线蓝牙通讯模块103的控制指令。 [0048] 请结合图5。 [0049] 升降压模块104包括数字电位器CAT5110、升降压芯片TPS63020、电阻R1、电阻R5、电阻R7、电阻R9、电容C2、电容C4、电容C6、电容C8和电感L1。 [0050] 所述数字电位器CAT5110的VDD端接电源VDD，所述数字电位器CAT5110的U/D端接输入U/D，所述数字电位器CAT5110的接地端接地，所述数字电位器CAT5110的CS端输入信号CS，所述数字电位器CAT5110的H端和W端连接后接所述电阻R5，所述电阻R5的另一端接所述电阻R6，所述电阻R6的另一端接输出端VOUT，所述电阻R5和所述电阻R6的公共连接点解所述升降压芯片TPS63020的FB端；所述电阻R9、所述电容C6和所述电容C8同时并联于输出端VOUT和接地之间；所述升降压芯片TPS63020的VOUT1端和VOUT2端连接后接输出端VOUT，所述电阻R1一端接输出端VOUT，另一端接升降压芯片TPS63020的PG端；所述电感L1一端接所述升降压芯片TPS63020的L1端，另一端接所述升降压芯片TPS63020的L2端；所述电容C2一端所述升降压芯片TPS63020的VINA端，另一端接地；所述升降压芯片TPS63020的EN端输入EN信号，所述升降压芯片TPS63020的VIN输入VBAT信号，所述升降压芯片TPS63020的GND端和PGND端均接地；所述电容C4一端输入VBAT信号，另一端接地。 [0051] 具有无线蓝牙低功耗连接通讯功能的智能电子烟还包括与所述微控制器101连接的电源模块107，所述电源模块107用于为所述微控制器101提供稳定电压。 [0052] 请结合图6。 [0053] 电源模块107包括芯片XC6206、电感L6和电容C14。 [0054] 所述芯片XC6206的输入端VIN输入BAT信号，所述芯片XC6206的输出端VOUT接电感L6，所述电感L6的另一端输出电源VDD，所述电容C14一端接输出电源VDD，另一端接地。 [0055] 基于上述所有实施例，具有无线蓝牙低功耗连接通讯功能的智能电子烟的工作原理如下： [0056] 当吸烟按键S1按下后，KEY为低电平，激活CC2540芯片，CC2540芯片检测到KEY为低电平后就开始执行吸烟。首先CC2540芯片的P1_5脚输出高电平，P1_5连接到TPS63020芯片的EN脚。TPS63020芯片的EN脚为高时，TSP63020芯片升降压功能开始执行，从而TPS63020芯片的VOUT脚能输出电压驱动电子烟雾化器雾化烟油，同时CC2540芯片通过P1_2和P1_3发一定的时序信号控制数字电位器CAT5110的滑动触头的分压比，改变TPS63020芯片的输出电压反馈系数，从而使TPS63020芯片的VOUT脚输出电压大小符合需要设置的输出电压；CC2540芯片通过P1_0，P1_1，P1_7脚控制指示灯D1_red，D2_green，D3_blue，当P1_0为低电平时，D3_blue灯亮，其余类推，从而使相应颜色的LED灯亮。 [0057] XC6206芯片将变化的电池电压VBAT转换为稳定的3.3V电压VDD，VDD给CC2540，CAT5110供电。 [0058] 当MICRO USB接入+5V电压，SE9017对锂电池充电，充电过程中SE9017的CHR脚输出低电平，充电指示灯D1亮，充满后CHGR脚输出高电平，充电指示灯D1灭表示充满电。 [0059] 上述具有无线蓝牙低功耗连接通讯功能的智能电子烟通过升降压模块输出电压驱动雾化器雾化烟油，同时需按下按键输入模块102，使得雾化的烟油输入到烟管中。用户可以开始使用电子烟。同时，微控制器101开始检测通过按键输入模块102进入烟管中的电子烟使用状态数据、升降压模块104的电参数，并将检测到的数据传输至无线蓝牙通讯模块103。无线蓝牙通讯模块103将接收的电子烟使用状态数据传输给显示控制设备105。显示控制设备105显示接收的电子烟状态数据并显示。且显示控制设备105能够向无线蓝牙通讯模块103发送控制指令，微控制器101接收控制指令后并执行。因此，能够直观的显示电子烟的工作状态，同时通过显示控制设备105控制电子烟的工作状态。 |
||||||
