技术领域
[0001] 本
发明涉及自动售水技术领域，具体是一种基于智能识别的售水设备及其控制方法。
背景技术
[0002] 目前，在旅游景区、购物中心、医院学校等公共场所广泛安装的自助售水设备，都是以出售瓶装水为主，瓶装水饮用后的塑料空瓶无法降解，存在较大的环境
风险和资源浪费，同时增大了垃圾清运量；自助售水设备的容量有限，还要定期补充货物，维护人
力成本也比较高。
[0003] 因此，自动售水设备如何自动补充
饮用水，减少瓶装水的使用，节约资源，保护环境是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
[0004] 鉴于上述问题，本发明的目的是解决目前自动售水设备出售的瓶装水存在环境风险和资源浪费，以及维护成本较高的问题，实现自动售水设备自动补充饮用水，降低成本，节约资源，保护环境。
[0005] 本发明
实施例提供一种基于智能识别的售水设备，包括：
箱体，设置于箱体外部的杯托、摄像头与触摸显示屏，设置于箱体内部控
制模块；
[0006] 所述杯托横向设置于箱体中部，用于放置容器；
[0007] 所述摄像头设置于杯托周围，连接所述
控制模块，用于拍摄放置于所述杯托上的容器画面，将所述容器画面发送给所述控制模块；
[0008] 所述控制模块连接所述摄像头与所述触摸显示屏，用于根据所述容器画面分析预估容器容量，计算饮水
费用，将所述饮水费用发送给所述触摸显示屏，并且根据所述触摸显示屏发送的饮水
温度，控制冷水、热水比例，在接收所述触摸显示屏的支付完成
信号后，根据所述容器容量与所述冷水、热水比例控制出水量；
[0009] 所述触摸显示屏连接所述控制模块，用于根据所述饮水费用显示支付二维码，将支付完成信号发送给所述控制模块，并且将饮水温度发送给所述控制模块。
[0010] 在一个实施例中，所述箱体，包括：出
水龙头；
[0011] 所述出水龙头连接所述控制模块，用于根据所述控制模块根据所述容器容量与冷水、热水比例控制的出水量进行出水。
[0012] 在一个实施例中，所述控制模块，包括：容量分析预估单元、费用计算单元、
温度控制单元、出水控制单元；
[0013] 所述容量分析预估单元连接所述摄像头与所述出水控制单元，用于根据所述容器画面分析预估所述容器的容量，并将所述容器的容量发送给所述费用计算单元；
[0014] 所述费用计算单元连接所述容量分析预估单元与所述触摸显示屏，用于根据所述容器的容量与单价对饮水费用进行计算；
[0015] 所述温度控制单元连接所述触摸显示屏，用于根据所述饮水温度设置冷水、热水比例；
[0016] 所述出水控制单元连接所述容量分析预估单元、所述温度控制单元、所述触摸显示屏与所述出水龙头，用于接收所述触摸显示屏的支付完成信号后，根据所述容量与所述冷水、热水比例控制所述出水龙头的出水量。
[0017] 在一个实施例中，所述箱体，还包括：手动补水按钮；
[0018] 所述手动补水按钮设置于出水龙头的上方，用于当所述容器没有装满时进行手动补水。
[0019] 在一个实施例中，还包括：纸杯仓；
[0020] 所述纸杯仓连接所述触摸显示屏，用于根据所述触摸显示屏显示的纸杯型号提供相应型号的纸杯。
[0021] 在一个实施例中，还包括：设置于箱体内部的储水箱；
[0022] 所述储水箱包括：进水管、冷水箱、热水箱、出水管；
[0023] 所述进水管连接所述冷水箱与所述热水箱，用于将饮用水引入冷水箱与热水箱；
[0024] 所述冷水箱连接所述进水管与出水管，用于存储冷水，将冷水传输给所述出水管；
[0025] 所述热水箱连接所述进水管与所述出水管，用于对所述饮用水进行加热和保温，将热水传输给所述出水管；
[0026] 所述出水管连接所述控制模块与所述冷水箱、所述热水箱，用于根据容器容量与冷水、热水比例控制冷水箱与热水箱的出水量。
[0027] 在一个实施例中，所述进水管，包括：矿化装置、后置活性
碳、RO膜逆渗透装置和进水
过滤器；
[0028] 所述矿化装置用于将饮用水中的有机态化合物转化为无机态化合物，生成矿化后的饮用水；
[0029] 所述后置
活性炭连接所述矿化装置，用于去除所述矿化后的饮用水中的微量有机物；
[0030] 所述RO膜逆渗透装置连接所述后置活性炭，用于将饮用水中的重金属及杂质与水分子完全分开；
[0031] 所述进水过滤器连接所述RO膜逆渗透装置与所述冷水箱和所述热水箱，用于过滤饮用水中的重金属及杂质，并将过滤后的饮用水传输给所述冷水箱与所述热水箱。
[0032] 在一个实施例中，所述出水管，包括：
增压泵、紫外线杀菌器；
[0033] 所述
增压泵连接所述冷水箱与所述热水箱，用于对所述冷水箱与所述热水箱进行增压，增加饮用水的出水量；
[0034] 所述紫外线杀菌器连接所述增压泵与所述出水龙头，用于对所述增压泵传输的饮用水进行杀菌，将杀菌后的饮用水传输给所述出水龙头。
[0035] 基于上述目的，在本
申请的第二个方面，还提出了一种基于智能识别的售水设备的控制方法，其特征在于，包括：
[0036] 用户在触摸显示屏选择饮水温度，将所述饮水温度发送给控制模块；
[0037] 所述控制模块根据所述饮水温度设置相应的冷水、热水比例；
[0038] 用户将容器放置于杯托上方，摄像机拍摄容器画面，将所述容器画面发送给所述控制模块；
[0039] 所述控制模块根据容器画面分析预估容器容量，计算饮水费用，将所述饮水费用发送给所述触摸显示屏；
[0040] 通过所述触摸显示屏显示所述饮水费用的支付二维码，用户扫描所述支付二维码进行支付，将支付完成的
信号传输给所述控制模块；
[0041] 所述控制模块根据所述容器容量与所述冷水、热水比例控制出水龙头的出水量。
[0042] 在一个实施例中，所述控制模块根据容器画面分析预估容器容量，包括：
[0043] 利用边缘提取
算法，提取所述容器画面中所述容器的边缘
像素；
[0044] 测量所述边缘像素的像素长度、像素宽度；
[0045] 根据所述摄像头的成像参数，利用所述像素长度与所述像素宽度，生成所述容器的实际高度与宽度；
[0046] 根据所述容器的实际高度与宽度，计算所述容器容量。
[0047] 本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：
[0048] 本发明实施例提供的一种基于智能识别的售水设备及其控制方法，通过摄像头对容器进行实时拍摄，将拍摄的画面发送给控制模块，通过控制模块对出水量以及冷水、热水的比例进行控制，可以更加精确地控制出水量，防止水资源浪费，并且直接对饮用水进行过滤、控制，用户用自带的容器进行接水，降低了环境风险。通过触摸显示屏实现
人机交互，使售水设备更加方便快捷，选择更加多样化，降低了人力成本。
[0049] 本发明的其它特征和优点将在随后的
说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、
权利要求书、以及
附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0050] 下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0051] 附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
[0052] 图1为本发明实施例提供的一种基于智能识别的售水设备的
框图；
[0053] 图2为本发明实施例提供的进水管示意图；
[0054] 图3为本发明实施例提供的出水管示意图；
[0055] 图4为本发明实施例提供的一种基于智能识别的售水设备的控制方法的
流程图；
[0056] 图5为本发明实施例提供的步骤S404的流程图；
[0057] 图6为本发明实施例提供的对容器溢水状况进行检测的流程图。
具体实施方式
[0058] 下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0059] 参照图1所示，本发明实施例提供的一种基于智能识别的售水设备，包括：箱体1，设置于箱体1外部的杯托2、摄像头3与触摸显示屏4，设置于箱体1内部控制模块5；
[0060] 所述杯托2横向设置于箱体1中部，用于放置容器。
[0061] 所述摄像头3设置于杯托2周围，连接所述控制模块5，用于拍摄放置于所述杯托2上的容器画面，将所述容器画面发送给所述控制模块5。
[0062] 其中，摄像头3(至少两个摄像头)可以从
正面、侧面等多个
角度拍摄不同角度的容器画面，并且，摄像头3在出水过程中保持拍摄，对容器接水过程的画面进行实时拍摄。
[0063] 所述控制模块5连接所述摄像头3与所述触摸显示屏4，用于根据所述容器画面分析预估容器容量，计算饮水费用，将所述饮水费用发送给所述触摸显示屏4，并且根据所述触摸显示屏4发送的饮水温度，控制冷水、热水比例，在接收所述触摸显示屏4的支付完成信号后，根据所述容器容量与所述冷水、热水比例控制出水量。
[0064] 其中，控制模块5还可以对容器接水过程的实时画面进行实时分析，一旦出水量达到预估容量前，发生了容器溢水的现象则立即停止出水；如果容器没有溢水，则达到预估容量后停止出水。
[0065] 所述触摸显示屏4连接所述控制模块5，用于根据所述饮水费用显示支付二维码，将支付完成信号发送给所述控制模块5，并且将饮水温度发送给所述控制模块5。
[0066] 具体的，触摸显示屏4显示所述容器的容量，使得用户了解相应的容器容量，选择出水量，例如，容器容量为500ML，用户可以选择200ML、300ML、400ML、500ML的选项，也可以根据容器容量在触摸显示屏4上手动输入出水量。
[0067] 进一步的，触摸显示屏4还可以根据单位时间(例如每周或者每天)的出水量，折合矿泉水塑料瓶的标准容量，计算折合的塑料瓶消减值、碳排放节约值等，在售水机上显示“本设备本周已经减少塑料瓶垃圾XXX个，降低碳排放XXX吨”的字样。
[0068] 本实施例中，通过摄像头对容器进行实时拍摄，将拍摄的画面发送给控制模块，通过控制模块对出水量以及冷水、热水的比例进行控制，可以更加精确地控制出水量，防止水资源浪费，并且直接对饮用水进行过滤、控制，用户用自带的容器进行接水，降低了环境风险。通过触摸显示屏实现人机交互，使售水设备更加方便快捷，选择更加多样化，降低了人力成本。
[0069] 在一个实施例中，所述箱体1，包括：出水龙头6；
[0070] 所述出水龙头6连接所述控制模块5，用于根据所述控制模块5根据所述容器容量与冷水、热水比例控制的出水量进行出水。
[0071] 在一个实施例中，所述控制模块5，包括：容量分析预估单元7、费用计算单元8、温度控制单元9、出水控制单元10；
[0072] 所述容量分析预估单元7连接所述摄像头3与所述出水控制单元10，用于根据所述容器画面分析预估所述容器的容量，并将所述容器的容量发送给所述费用计算单元8。
[0073] 具体的，分析预估容器容量的具体步骤如下：
[0074] 利用边缘提取算法，提取所述容器画面中所述容器的边缘像素(边缘像素包围的区域就是容器的画面区域)；
[0075] 测量所述边缘像素的像素长度、像素宽度；
[0076] 根据所述摄像头3的成像参数，利用所述像素长度与所述像素宽度，生成所述容器的实际高度与宽度；
[0077] 根据所述容器的实际高度与宽度，计算所述容器容量。
[0078] 进一步的，容量分析预估单元7，还可以分析容器溢水状况，具体步骤如下：
[0079] 利用边缘提取算法，从所述摄像头3拍摄的实时画面中提取所述容器的边缘像素(边缘像素包围的区域就是容器的画面区域)；
[0080] 测量所述边缘像素的相关参数；
[0081] 当所述相关参数变化时，所述边缘像素发生
波动，则所述容器发生溢水，则将停止指令传输给所述出水控制单元10，所述出水控制单元10停止出水；
[0082] 当所述相关参数在接水过程中无变化时，所述边缘像素未发生波动，则所述容器未溢水。
[0083] 所述费用计算单元8连接所述容量分析预估单元7与所述触摸显示屏4，用于根据所述容器的容量与单价对饮水费用进行计算。
[0084] 所述温度控制单元9连接所述触摸显示屏4，用于根据所述饮水温度设置冷水、热水比例。
[0085] 其中，触摸显示屏4上的饮水温度设置有冷水、热水、温水选项。
[0086] 所述出水控制单元10连接所述容量分析预估单元7、所述温度控制单元9、所述触摸显示屏4与所述出水龙头6，用于接收所述触摸显示屏4的支付完成信号后，根据所述容量与所述冷水、热水比例控制出水量。
[0087] 具体的，根据预估容量，按照温度选项决定其中冷水、热水比例，然后出水龙头6按照预估容量和比例分段出水。比如，预估容器容量1000ML，温度选项为温水，则决定冷水热水比例为4：1，则第一阶段出水200ML冷水，再出水50ML热水；第二阶段出水200ML冷水，再出水50ML热水；第三阶段出水200ML冷水，再出水50ML热水；第四阶段出水200ML冷水，再出水50ML热水；如果第四阶段发生溢水则即时停止出水。
[0088] 在一个实施例中，所述箱体1，还包括：手动补水按钮11；
[0089] 所述手动补水按钮11设置于出水龙头6的上方，用于当所述容器没有装满时进行手动补水。
[0090] 具体的，当达到预估容量后容器没有溢水，说明容器没有装满，可以允许客户适当手动补水，装满容器。出水龙头6上方设置一个手动补水按钮11，按下后出水龙头6出水，放松后则停止出水，实现手动控制。
[0091] 其中，每次补水的出水量最大不能超过允许的补水量
阈值；且每次购水后，只在出水龙头6停止出水后的一个时间区间(例如10秒钟内)内允许手动补水一次，超过该时间区间则即便按动手动补水按钮11也不出水，避免有人通过反复按动手动补水按钮11的方式逃避付费。
[0092] 在一个实施例中，还包括：纸杯仓12；
[0093] 所述纸杯仓12连接所述触摸显示屏4，用于根据所述触摸显示屏4显示的纸杯型号提供相应型号的纸杯。
[0094] 具体的，对于没有携带容器的用户，售水机可以从纸杯仓12中提供纸杯；纸杯也可以分为大(350ML)、中(250ML)、小(200ML)型号(也可以增加其他型号的纸杯)；在显示屏的
人机界面可以分别提供单独的选项，根据用户选择的纸杯型号，确定其容量，根据容量和单价计费并显示二维码(可以
叠加纸杯费用)，进行扫码付费后纸杯仓12吐出纸杯；用户将纸杯放置在杯托2上进行出水；用户也可以选择冷水、温水选项(为了安全使用纸杯时不提供热水选项)。
[0095] 进一步的，纸杯的材质可以选择可降解材料，例如，热塑性
淀粉塑料、脂肪族聚酯、聚乳酸、淀粉/聚乙烯醇、淀粉改性(或填充)聚乙烯PE、聚丙烯PP、聚氯乙烯PVC、聚苯乙烯PS等材质。
[0096] 本实施例中，通过触摸显示屏的人机交互界面选择纸杯的大小，即选择容器的容量，控制模块5可以直接根据纸杯的容器容量进行出水，无需对纸杯容量进行分析预估，更加方便快捷，并且选用可降解纸杯更加环保，且垃圾处理难度低，对于环境的破坏小。
[0097] 在一个实施例中，还包括：设置于箱体1内部的储水箱13；
[0098] 所述储水箱13包括：进水管14、冷水箱15、热水箱16、出水管17；
[0099] 所述进水管14连接所述冷水箱15与所述热水箱16，用于将饮用水引入冷水箱15与热水箱16。
[0100] 具体的，进水管14要对引入的水进行过滤、除菌后，将过滤、除菌后的水引入冷水箱15与热水箱16。
[0101] 所述冷水箱15连接所述进水管14与出水管17，用于存储冷水，将冷水传输给所述出水管17。
[0102] 所述热水箱16连接所述进水管14与所述出水管17，用于对所述饮用水进行加热和保温，将热水传输给所述出水管17。
[0103] 具体的，热水箱16中利用电加热器实现加热和保温，即将
电能转换为
热能对冷水进行加热；
[0104] 同时，热水箱16也可以设置平板集热器，即将
太阳辐射转换为热能，逐步对热水箱16中的冷水进行加热，节约电源，保护环境。
[0105] 所述出水管17连接所述控制模块5与所述冷水箱15、所述热水箱16，用于根据容器容量与冷水、热水比例控制冷水箱15与热水箱16的出水量。
[0106] 在一个实施例中，如图2所示，所述进水管14，包括：矿化装置18、后置活性碳19、RO膜逆渗透装置20和进水过滤器21；
[0107] 所述矿化装置18用于将饮用水中的有机态化合物转化为无机态化合物，生成矿化后的饮用水；
[0108] 所述后置活性炭19连接所述矿化装置18，用于去除所述矿化后的饮用水中的微量有机物；
[0109] 所述RO膜逆渗透装置20连接所述后置活性炭19，用于将饮用水中的重金属及杂质与水分子完全分开；
[0110] 所述进水过滤器21连接所述RO膜逆渗透装置20与所述冷水箱15和所述热水箱16，用于过滤饮用水中的重金属及杂质，并将过滤后的饮用水传输给所述冷水箱15与所述热水箱16。
[0111] 在本实施例中，在进水管内的饮用水进行矿化、去除微量有机物以及过滤重金属及杂质，可以有效地过滤掉自然饮用水中杂质与有害物质，使用户接的饮用水的水质相当于瓶装水的水质，更加干净卫生，过滤后的饮用水在冷水箱与热水箱中不易
沉积物质，减少维修与清洗的次数，节约了人工成本，减少了资源浪费。
[0112] 在一个实施例中，参照图3所示，所述出水管17，包括：增压泵22、紫外线杀菌器23；
[0113] 所述增压泵22连接所述冷水箱15与所述热水箱16，用于对所述冷水箱15与所述热水箱16进行增压，增加饮用水的出水量。
[0114] 其中，增压泵22可以采用以下一种或多种：
[0115] 空气增压泵，利用大面积
活塞的低气压产生小面积活塞的高液压；
[0116] 氯气增压泵，工作压力范围大，选用不同型号的泵可获得不同的压力区域，调节输入气压，输出气压相应得到调整；
[0117] 气液型增压泵，采用单气控非平衡气体分配
阀来实现泵的自动往复运动，达到压力平衡后自动停止。
[0118] 所述紫外线杀菌器23连接所述增压泵22与所述出水龙头6，用于对所述增压泵22传输的饮用水进行杀菌，将杀菌后的饮用水传输给所述出水龙头6。
[0119] 如图4所示，是本申请实施例提供的的一种基于智能识别的售水设备的控制方法的流程图。本实施例的一种基于智能识别的售水设备的控制方法，可以包括以下步骤：
[0120] S401、用户在触摸显示屏选择饮水温度，将所述饮水温度发送给控制模块。
[0121] 其中，触摸显示屏上的饮水温度设置有冷水、热水、温水选项。
[0122] S402、所述控制模块根据所述饮水温度设置相应的冷水、热水比例；
[0123] S403、用户将容器放置于杯托上方，摄像机拍摄容器画面，将所述容器画面发送给所述控制模块；
[0124] S404、所述控制模块根据容器画面分析预估容器容量，计算饮水费用，将所述饮水费用发送给所述触摸显示屏；
[0125] 具体的，触摸显示屏显示所述容器的容量，使得用户了解相应的容器容量，选择出水量，例如，容器容量为500ML，用户可以选择200ML、300ML、400ML、500ML的选项，也可以根据容器容量在触摸显示屏上手动输入出水量。
[0126] S405、通过所述触摸显示屏显示所述饮水费用的支付二维码，用户扫描所述支付二维码进行支付，将支付完成的信号传输给所述控制模块；
[0127] S406、所述控制模块根据所述容器容量与所述冷水、热水比例控制出水龙头的出水量。
[0128] 比如，预估容器容量1000ML，温度选项为温水，则决定冷水热水比例为4：1，则第一阶段出水200ML冷水，再出水50ML热水；第二阶段出水200ML冷水，再出水50ML热水；第三阶段出水200ML冷水，再出水50ML热水；第四阶段出水200ML冷水，再出水50ML热水；如果第四阶段发生溢水则即时停止出水。
[0129] 在一个实施例中，如图5所示，步骤S404，包括：
[0130] S4041、利用边缘提取算法，提取所述容器画面中所述容器的边缘像素(边缘像素包围的区域就是容器的画面区域)；
[0131] S4042、测量所述边缘像素的像素长度、像素宽度；
[0132] S4043、根据所述摄像头的成像参数，利用所述像素长度与所述像素宽度，生成所述容器的实际高度与宽度；
[0133] S4044、根据所述容器的实际高度与宽度，计算所述容器容量。
[0134] 在一个实施例中，如图6所示，还包括：
[0135] S601、所述摄像头拍摄所述容器的实时画面，并将所述实时画面发送给所述控制模块；
[0136] S602、所述控制模块提取第一
帧实时画面中容器的边缘像素(边缘像素包围的区域就是容器的画面区域)；
[0137] S603、测量所述边缘像素的相关参数(例如，边缘
亮度、边缘连续度)；
[0138] S604、以所述第一帧实时画面的边缘像素的相关参数为像素阈值，对比其余实时画面边缘像素的相关参数与所述第一帧实时画面的相关参数；
[0139] S605、当所述相关参数大于预定阈值时，即所述边缘像素发生波动，则所述容器发生溢水，则将停止指令传输给所述出水控制单元，所述出水控制单元停止出水；
[0140] S606、当所述相关参数小于预定阈值时，所述边缘像素未发生波动，则所述容器未溢水。
[0141] 在本实施中，利用边缘提取算法，对容器的边缘像素进行实时检测，根据边缘像素的相关参数，计算容器容量，根据边缘像素相关参数的变化，判断其溢水状况，可以精确地计算容器容量，进而可以准确控制出水量，不易造成资源浪费；并且可以精确地判断溢水状况，即时停止出水，减少资源浪费，提高了检测准确度与检测效率。
[0142] 显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些
修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
