一种基于多传感器算法的智能杯设计方法

专利类型 发明公开 法律事件 公开; 实质审查;
专利有效性 实质审查 当前状态 实质审查
申请号 CN202211185733.8 申请日 2022-09-27
公开(公告)号 CN115590347A 公开(公告)日 2023-01-13
申请人 安徽省富光电子商务有限公司; 申请人类型 企业
发明人 宋飞跃; 王昆; 吴秀杰; 方大力; 第一发明人 宋飞跃
权利人 安徽省富光电子商务有限公司 权利人类型 企业
当前权利人 安徽省富光电子商务有限公司 当前权利人类型 企业
省份 当前专利权人所在省份:安徽省 城市 当前专利权人所在城市:安徽省合肥市
具体地址 当前专利权人所在详细地址:安徽省合肥市肥西县三河镇北街169号 邮编 当前专利权人邮编:231200
主IPC国际分类 A47G19/22 所有IPC国际分类 A47G19/22A47G23/16G01F23/292G01K7/22
专利引用数量 0 专利被引用数量 0
专利权利要求数量 6 专利文献类型 A
专利代理机构 合肥市科融知识产权代理事务所 专利代理人 梁成;
摘要 本 发明 属于 电子 技术领域,公开了一种基于多 传感器 及 算法 的智能 水 杯设计方法,其技术要点是:包括以下步骤:杯盖闭合并且水杯处于水平状态时,通过TOF传感器发射红外线至水杯内水面,经反射后对红外线进行接收;通过计算红外线发射接收的时间差计算出水面距离杯盖高度;通过水杯标定的容量和高度计算出当前水杯内水容量;通过NTC 温度 传感器对水杯内水温进行实时测量;通过振动 马 达对水杯状态进行提醒,所述振动马达发出振动用于喝水提醒、自定义闹钟、定期清洁水杯、寻找水杯。
权利要求

1.一种基于多传感器及算法的智能水杯设计方法,其特征在于,包括以下步骤:
杯盖闭合并且水杯处于水平状态时,通过TOF传感器发射红外线至水杯内水面,经反射后对红外线进行接收;
通过计算红外线发射接收的时间差计算出水面距离杯盖高度;
通过水杯标定的容量和高度计算出当前水杯内水容量;
通过NTC温度传感器对水杯内水温进行实时测量;
通过振动马达对水杯状态进行提醒,所述振动马达发出振动用于喝水提醒、自定义闹钟、定期清洁水杯、寻找水杯。
2.根据权利要求1所述的一种基于多传感器及算法的智能水杯设计方法,其特征在于,通过杯体上半部分材料与杯盖材料的导电性对杯盖是否闭合进行检测,当杯盖与杯体接触闭合时形成闭合电路回路,GPIO由高电平转换为低电平,即判断当前杯盖为闭合状态,否则为打开状态。
3.根据权利要求1所述的一种基于多传感器及算法的智能水杯设计方法,其特征在于,通过G‑sensor加速度传感器对水杯的姿态进行实时检测,G‑sensor加速度传感器通过算法计算出横滚角与俯仰角,进而判断水杯是否处于水平状态。
4.根据权利要求1所述的一种基于多传感器及算法的智能水杯设计方法,其特征在于,通过番茄时钟对水杯进行定时,启动后进入设定工作时间的倒计时,当设定工作时间结束后水杯会通过振动马达提醒用户需要休息设定休息时间后再继续工作。
5.根据权利要求1所述的一种基于多传感器及算法的智能水杯设计方法,TOF传感器检测水杯内水位在设定时间内没有变化时自动判定水杯内水过期并且通过振动马达进行提醒。
6.根据权利要求1所述的一种基于多传感器及算法的智能水杯设计方法,NTC温度传感器电阻随温度的上升而减小,从而导致分压电阻的电压发生改变,芯片再通过ADC模块测量该电压换算出当前的水温,对GPIO进行分压,当启动测量时GPIO会输出低电平,停止测量时GPIO会输出高电平,更好的节省功耗。

说明书全文

一种基于多传感器算法的智能杯设计方法

技术领域

[0001] 本发明涉及电子技术领域,具体是一种基于多传感器及算法的智能水杯设计方法。

背景技术

[0002] 水杯作为一种生活中必不可少的产品,其主要功能是装水与保温。
[0003] 人们越来越注重生活的品质和人体的健康,功能过于单一,传统的水杯功能已经无法满足人们的需求。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种基于多传感器及算法的智能水杯设计方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
[0005] 为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种基于多传感器及算法的智能水杯设计方法,包括以下步骤:
杯盖闭合并且水杯处于水平状态时,通过TOF传感器发射红外线至水杯内水面,经反射后对红外线进行接收;
通过计算红外线发射接收的时间差计算出水面距离杯盖高度;
通过水杯标定的容量和高度计算出当前水杯内水容量;
通过NTC温度传感器对水杯内水温进行实时测量;
通过振动达对水杯状态进行提醒,所述振动马达发出振动用于喝水提醒、自定义闹钟、定期清洁水杯、寻找水杯。
[0006] 作为本发明进一步的方案:通过杯体上半部分材料与杯盖材料的导电性对杯盖是否闭合进行检测,当杯盖与杯体接触闭合时形成闭合电路回路,GPIO由高电平转换为低电平,即判断当前杯盖为闭合状态,否则为打开状态。
[0007] 作为本发明进一步的方案:通过G‑sensor加速度传感器对水杯的姿态进行实时检测,G‑sensor加速度传感器通过算法计算出横滚俯仰角,进而判断水杯是否处于水平状态。
[0008] 作为本发明进一步的方案:通过番茄时钟对水杯进行定时,启动后进入设定工作时间的倒计时,当设定工作时间结束后水杯会通过振动马达提醒用户需要休息设定休息时间后再继续工作。
[0009] 作为本发明进一步的方案:TOF传感器检测水杯内水位在设定时间内没有变化时自动判定水杯内水过期并且通过振动马达进行提醒。
[0010] 作为本发明再进一步的方案:NTC温度传感器电阻随温度的上升而减小,从而导致分压电阻的电压发生改变,芯片再通过ADC模测量该电压换算出当前的水温,对GPIO进行分压,当启动测量时GPIO会输出低电平,停止测量时GPIO会输出高电平,更好的节省功耗。
[0011] 与现有技术相比,本发明的有益效果是:通过设置TOF传感器与NTC温度传感器,增加水杯多项实用功能,可以对水位及水温进行实时检测,提升了消费体验感,同时也给消费者的生活带来便利。通过设置振动马达可以对水杯进行多功能提醒。附图说明
[0012] 图1为本发明实施例中提供的一种基于多传感器及算法的智能水杯设计方法的结构示意图。

具体实施方式

[0013] 需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0014] 在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0015] 以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
[0016] 如图1所示,作为本发明的一个实施例提供的一种基于多传感器及算法的智能水杯设计方法,包括以下步骤:杯盖闭合并且水杯处于水平状态时,通过TOF传感器发射红外线至水杯内水面,经反射后对红外线进行接收;
通过计算红外线发射接收的时间差计算出水面距离杯盖高度;
通过水杯标定的容量和高度计算出当前水杯内水容量;
通过NTC温度传感器对水杯内水温进行实时测量;
通过振动马达对水杯状态进行提醒,所述振动马达发出振动用于喝水提醒、自定义闹钟、定期清洁水杯、寻找水杯。
[0017] 如图1所示,作为本发明的一种优选实施例,通过杯体上半部分材料与杯盖材料的导电性对杯盖是否闭合进行检测,当杯盖与杯体接触闭合时形成闭合电路回路,GPIO由高电平转换为低电平,即判断当前杯盖为闭合状态,否则为打开状态。
[0018] 如图1所示,作为本发明的一种优选实施例,通过G‑sensor加速度传感器对水杯的姿态进行实时检测,G‑sensor加速度传感器通过算法计算出横滚角与俯仰角,进而判断水杯是否处于水平状态。
[0019] 作为本发明的一种优选实施例,通过番茄时钟对水杯进行定时,启动后进入设定工作时间的倒计时,当设定工作时间结束后水杯会通过显示界面显示以及振动马达提醒用户需要休息设定休息时间后再继续工作。
[0020] 作为本发明的一种优选实施例,TOF传感器检测水杯内水位在设定时间内没有变化时自动判定水杯内水过期并且通过显示界面显示以及振动马达进行提醒。杯盖在设定时间内未打开时,系统自动判定水杯需要清洁并且通过振动马达进行提醒。
[0021] 作为本发明的一种优选实施例,用户可以通过小程序设置提醒的起始时间、结束时间以及提醒间隔,当达到提醒间隔时间时,水杯会通过显示界面显示以及振动马达提醒用户进行喝水。
[0022] 作为本发明的一种优选实施例,系统记录用户当天设定时间间隔内的饮水量,以及最近31天每天的总饮水量,用户可通过小程序查看当天的饮水报表、周和月报表。
[0023] 作为本发明的一种优选实施例,NTC温度传感器电阻随温度的上升而减小,从而导致分压电阻的电压发生改变,芯片再通过ADC模块测量该电压换算出当前的水温,对GPIO进行分压,当启动测量时GPIO会输出低电平,停止测量时GPIO会输出高电平,更好的节省功耗。
[0024] 本发明的工作原理是:通过TOF传感器和G‑sensor加速度传感器两个传感器配合使用实现水杯容量的检测。TOF传感器的特性是可以测量传感器发射到水面并反射后的距离,再通过人为去测量和标定数值从而能准确的获得水杯中的容量。G‑sensor加速度传感器主要的目的是通过X、Y、Z轴上加速度,再通过公式计算,可以获取欧拉角,即横滚角和俯仰角,获取到这两个数据后,即可判断水杯是否处于水平状态,当水杯处于水平状态时,并且合盖检测电路检测成功,TOF传感器才会启动,这样能保证水面是一个平面,反射所测量到的距离才较为准确。通过传感器获取到数据,再结合软件上的算法,当水位上升时,可以认为用户加了水,当水位下降时,可以认为用户喝了水,从而记录下用户的饮水数据。
[0025] 上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明,但是本发明并不限于上述实施方式,在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
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