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一种咖啡因含量检测咖啡杯，系统及其方法

阅读：784发布：2024-01-09

专利汇可以提供一种咖啡因含量检测咖啡杯，系统及其方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种咖啡因含量检测咖啡杯，系统及其方法，通过设置于咖啡杯上的检测器及取样管道，对咖啡杯腔体内的咖啡饮料进行取样，并通过红外发射器和红外接收器获取取样液体的近红外光谱数据，并上传至云服务器，由于咖啡因在近红外波段有着很强切较为明显的吸收峰，因此可以分析出具体的咖啡因含量，本发明将计算分析咖啡因含量放到云服务器中进行，大大节省了检测成本和体积，实现了在咖啡杯这么小的体积中进行咖啡因含量的检测，通过本发明，消费者能获知每杯、每天摄取的咖啡因含量，有助于对咖啡因摄入量的控制。，下面是一种咖啡因含量检测咖啡杯，系统及其方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种咖啡因含量检测咖啡杯，其特征在于：包括杯体，所述杯体包括用于盛放咖啡饮料的腔体，所述腔体下方设置有检测器，所述检测器包括用于取样咖啡饮料的取样管道，所述检测管道包括一段侧壁由透明材质构成的检测管，所述检测管相对的两侧壁外分别设置有用于发射红外检测信号的红外发射器和用于接收透过检测管后的红外光谱数据的红外接收器，所述取样管道与所述腔体连通，还包括微控制器和用于上传咖啡饮料光谱数据到云服务器的光谱上传模块，所述红外发射器、红外接收器、光谱上传模块与微控制器连接。
2.根据权利要求1所述的一种咖啡因含量检测咖啡杯，其特征在于：所述检测器还包括用于排出取样液体的排出口和排水开关，所述取样管道的一端与腔体连通，另一端通过排水开关与排出口连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种咖啡因含量检测咖啡杯，其特征在于：所述取样管道与腔体的底部连通。
4.根据权利要求1所述的一种咖啡因含量检测咖啡杯，其特征在于：所述腔体侧壁设置有一滑槽，所述滑槽上设置有跟随腔体内液体液面高度的液位传感器，所述液位传感器与微控制器连接。
5.根据权利要求1所述的一种咖啡因含量检测咖啡杯，其特征在于：还包括用于与智能手机连接的手机通信模块，所述手机通信模块与微控制器连接。
6.一种应用权利要求1－5任一所述咖啡因含量检测咖啡杯的咖啡因含量检测系统，其特征在于：包括所述的咖啡杯和云服务器，所述云服务器包括用于接收来自光谱上传模块的光谱接收模块、用于对光谱数据进行分析以便测量出咖啡因含量的光谱分析模块、用于存储分析结果并可被智能手机访问的数据库，所述光谱接收模块、光谱分析模块、数据库依次连接。
7.一种应用权利要求6所述咖啡因含量检测系统的咖啡因含量检测方法，包括以下步骤：
红外发射器发射红外光线；
红外接收器接收透过检测管的咖啡饮料漫反射光谱吸收数据；
微控制器将所述咖啡饮料的光谱数据通过光谱上传模块传输至云服务器；
云服务器中的光谱分析模块通过对咖啡饮料的漫反射光谱吸收数据进行分析，得出咖啡饮料在近红外光谱波段的光谱特性；
根据光谱特定测定当前咖啡饮料的单位体积咖啡因含量。
8.根据权利要求7所述的咖啡因含量检测方法，其特征在于：还包括以下步骤：
液位传感器检测当前咖啡饮料的液位数据；
为控制器根据液位数据计算出当前咖啡饮料的体积，并通过光谱上传模块向云服务器上传体积数据；
光谱分析模块根据体积数据和单位体积咖啡因含量计算出当前咖啡饮料的总咖啡因含量。
9.根据权利要求7所述的咖啡因含量检测方法，其特征在于：还包括以下步骤：光谱分析模块通过对咖啡饮料的漫反射光谱吸收数据进行导数、散射校正得出咖啡饮料在近红外光谱波段的光谱特性。
10.根据权利要求7所述的咖啡因含量检测方法，其特征在于，还包括以下步骤：
云服务器对单一用户采集的咖啡因数据进行累计，得出咖啡因摄入总量，当总量超出设定值时，对用户进行提醒。

说明书全文

一种咖啡因含量检测咖啡杯，系统及其方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种杯子，特别是一种咖啡因含量检测杯具，系统及其方法。

背景技术

[0002] 咖啡因由于有刺激中枢神经和肌肉的作用，所以可以振作精神、增强思考能力，恢复肌肉的疲劳。作用在心血管系统，可提高心脏功能，使血管舒张，促进血液循环。对于肠胃系统，它可以帮助消化，帮助脂肪的分解。因此，咖啡目前成为人民群众广泛接受且喜爱饮用的饮品，但是，咖啡因每天的摄入含量不宜过多，而消费者难以获知并统计每天摄取的咖啡因含量。

发明内容

[0003] 为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种能够测量咖啡饮料中咖啡因含量的杯子、系统及其测量方法。

[0004] 本发明解决其问题所采用的技术方案是：

[0005] 一种咖啡因含量检测咖啡杯，包括杯体，所述杯体包括用于盛放咖啡饮料的腔体，所述腔体下方设置有检测器，所述检测器包括用于取样咖啡饮料的取样管道，所述检测管道包括一段侧壁由透明材质构成的检测管，所述检测管相对的两侧壁外分别设置有用于发射红外检测信号的红外发射器和用于接收透过检测管后的红外光谱数据的红外接收器，所述取样管道与所述腔体连通，还包括微控制器和用于上传咖啡饮料光谱数据到云服务器的光谱上传模块，所述红外发射器、红外接收器、光谱上传模块与微控制器连接。

[0006] 进一步，所述检测器还包括用于排出取样液体的排出口和排水开关，所述取样管道的一端与腔体连通，另一端通过排水开关与排出口连接。

[0007] 优选地，所述取样管道与腔体的底部连通。

[0008] 进一步，所述腔体侧壁设置有一滑槽，所述滑槽上设置有跟随腔体内液体液面高度的液位传感器，所述液位传感器与微控制器连接。

[0009] 进一步，还包括用于与智能手机连接的手机通信模块，所述手机通信模块与微控制器连接。

[0010] 一种应用上述咖啡因含量检测咖啡杯的咖啡因含量检测系统，包括所述的咖啡杯和云服务器，所述云服务器包括用于接收来自光谱上传模块的光谱接收模块、用于对光谱数据进行分析以便测量出咖啡因含量的光谱分析模块、用于存储分析结果并可被智能手机访问的数据库，所述光谱接收模块、光谱分析模块、数据库依次连接。

[0011] 一种应用上述咖啡因含量检测系统的咖啡因含量检测方法，包括以下步骤：

[0012] 红外发射器发射红外光线；

[0013] 红外接收器接收透过检测管的咖啡饮料漫反射光谱吸收数据；

[0014] 微控制器将所述咖啡饮料的光谱数据通过光谱上传模块传输至云服务器；

[0015] 云服务器中的光谱分析模块通过对咖啡饮料的漫反射光谱吸收数据进行分析，得出咖啡饮料在近红外光谱波段的光谱特性；

[0016] 根据光谱特定测定当前咖啡饮料的单位体积咖啡因含量。

[0017] 进一步，还包括以下步骤：

[0018] 液位传感器检测当前咖啡饮料的液位数据；

[0019] 为控制器根据液位数据计算出当前咖啡饮料的体积，并通过光谱上传模块向云服务器上传体积数据；

[0020] 光谱分析模块根据体积数据和单位体积咖啡因含量计算出当前咖啡饮料的总咖啡因含量。

[0021] 具体地，光谱分析模块通过对咖啡饮料的漫反射光谱吸收数据进行导数、散射校正得出咖啡饮料在近红外光谱波段的光谱特性。

[0022] 优选地，还包括以下步骤：

[0023] 云服务器对单一用户采集的咖啡因数据进行累计，得出咖啡因摄入总量，当总量超出设定值时，对用户进行提醒。

[0024] 本发明的有益效果是：本发明采用的一种咖啡因含量检测咖啡杯，系统及其方法，通过设置于咖啡杯上的检测器及取样管道，对咖啡杯腔体内的咖啡饮料进行取样，并通过红外发射器和红外接收器获取取样液体的近红外光谱数据，并上传至云服务器，由于咖啡因在近红外波段有着很强切较为明显的吸收峰，因此可以分析出具体的咖啡因含量，本发明将计算分析咖啡因含量放到云服务器中进行，大大节省了检测成本和体积，实现了在咖啡杯这么小的体积中进行咖啡因含量的检测，通过本发明，消费者能获知每杯、每天摄取的咖啡因含量，有助于对咖啡因摄入量的控制。附图说明

[0025] 下面结合附图和实例对本发明作进一步说明。

[0026] 图1是本发明咖啡杯的结构剖视图；

[0027] 图2是本发明的系统原理框图。

具体实施方式

[0028] 参照图1－图2，一种咖啡因含量检测咖啡杯，包括杯体1，所述杯体1包括用于盛放咖啡饮料的腔体2，所述腔体2下方设置有检测器3，所述检测器3包括用于取样咖啡饮料的取样管道31，所述检测管32道包括一段侧壁由透明材质构成的检测管32，所述检测管32相对的两侧壁外分别设置有用于发射红外检测信号的红外发射器33和用于接收透过检测管32后的红外光谱数据的红外接收器34，所述取样管道31与所述腔体2连通，还包括微控制器和用于上传咖啡饮料光谱数据到云服务器的光谱上传模块，所述红外发射器33、红外接收器34、光谱上传模块与微控制器连接。

[0029] 其中上述微处理器、光谱上传模块等的电子器件设置于检测器3中。

[0030] 工作时，所述红外发射器33发出红外光线信号透过所述的检测管32被红外接收器34所接收，微控制器将红外接收器34接收到的光谱数据完整地通过光谱上传模块上传到云服务器以分析出单位体积的咖啡因含量。由于存在一定的数据量，为保证传输速度，所述光谱上传模块为wifi或4G通信模块。

[0031] 参照图1所示，所述检测器3还包括用于排出取样液体的排出口35和排水开关36，所述取样管道31的一端与腔体2连通，另一端通过排水开关36与排出口35连接。通过按压排水开关36，即可将取样管道31内的咖啡饮料液体排出。

[0032] 具体地，所述排水开关36为按压式开关，其包括用于连通排出口35和取样管道31的连通口37，当按压排水开关36时，连通所述排出口35和取样管道31以便排出残余的咖啡饮料液体。

[0033] 优选地，所述取样管道31与腔体2的底部连通，任何分量的咖啡饮料都可以精确进行测量。

[0034] 进一步，所述腔体2侧壁设置有一滑槽11，所述滑槽11上设置有跟随腔体2内液体液面高度的液位传感器4，所述液位传感器4与微控制器连接。所述液位传感器4跟随咖啡饮料的页面升降，并根据高度换算出液体的体积，并通过光谱上传模块将液体体积数据上传至云服务器，以便结合计算出咖啡因总量。

[0035] 进一步，还包括用于与智能手机连接的手机通信模块，所述手机通信模块与微控制器连接。咖啡杯可以直接与智能手机通信连接，方便通过智能手机对咖啡杯进行功能设定。

[0036] 一种应用上述咖啡因含量检测咖啡杯的咖啡因含量检测系统，包括所述的咖啡杯和云服务器，所述云服务器包括用于接收来自光谱上传模块的光谱接收模块、用于对光谱数据进行分析以便测量出咖啡因含量的光谱分析模块、用于存储分析结果并可被智能手机访问的数据库，所述光谱接收模块、光谱分析模块、数据库依次连接。本发明将计算分析咖啡因含量放到云服务器中进行，大大节省了检测成本和体积，实现了在咖啡杯这么小的体积中进行咖啡因含量的检测，通过本发明，消费者能获知每杯、每天摄取的咖啡因含量，有助于对咖啡因摄入量的控制。

[0037] 一种应用上述咖啡因含量检测系统的咖啡因含量检测方法，包括以下步骤：

[0038] 红外发射器33发射红外光线；

[0039] 红外接收器34接收透过检测管32的咖啡饮料漫反射光谱吸收数据；

[0040] 微控制器将所述咖啡饮料的光谱数据通过光谱上传模块传输至云服务器；

[0041] 云服务器中的光谱分析模块通过对咖啡饮料的漫反射光谱吸收数据进行分析，得出咖啡饮料在近红外光谱波段的光谱特性；

[0042] 根据光谱特定测定当前咖啡饮料的单位体积咖啡因含量。

[0043] 进一步，还包括以下步骤：

[0044] 液位传感器4检测当前咖啡饮料的液位数据；

[0045] 为控制器根据液位数据计算出当前咖啡饮料的体积，并通过光谱上传模块向云服务器上传体积数据；

[0046] 光谱分析模块根据体积数据和单位体积咖啡因含量计算出当前咖啡饮料的总咖啡因含量。

[0047] 具体地，本发明光谱分析模块通过对咖啡饮料的漫反射光谱吸收数据进行导数、散射校正得出咖啡饮料在近红外光谱波段的光谱特性。

[0048] 优选地，还包括以下步骤：

[0049] 云服务器对单一用户采集的咖啡因数据进行累计，得出咖啡因摄入总量，当总量超出设定值时，对用户进行提醒。

[0050] 以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。

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一种咖啡因含量检测咖啡杯，系统及其方法

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