一种智能水杯及其存水检测方法技术

本发明专利技术公开了一种智能水杯，包括外壳和设置在外壳内侧的内胆，外壳外侧设置LED灯，内胆下部的外侧设置温度传感器，外壳底部的内侧与内胆底部的外侧之间设置控制电路板，内胆的胆壁内侧设置多个铝薄膜，铝薄膜一端连接到控制电路板，铝薄膜另一端延伸到杯口；控制电路板包括微处理器、蓝牙模块、语音模块和电源模块，微处理器与蓝牙模块、语音模块、电源模块、温度传感器、铝薄膜、LED灯电连接，蓝牙模块与手机无线连接。本发明专利技术智能水杯通过铝薄膜板可以达到检测杯中水容量和判断杯中的水是否被喝掉的功能，简化了杯子内胆与底座之间的封装程序，能有效地提升智能水杯的使用寿命。该智能水杯结构简单，智能化程度高，易于推广。

A kind of intelligent water cup and its detection method

The invention discloses a smart cup comprises a liner shell and arranged at the outer side of the shell, is arranged outside the LED lamp, the temperature sensor is arranged outside the lower part of the liner, the control circuit board is arranged between the outer shell and the bottom of the inner bottom of the tank, the inner wall of the inner liner is provided with a plurality of aluminum film, one end connected to the aluminum film the control circuit board, aluminum film the other end extends into the cup; the control circuit board comprises a microprocessor, a Bluetooth module, voice module and power supply module, a microprocessor connected with the Bluetooth module, voice module, power supply module, temperature sensor, aluminum film, LED lamp, the Bluetooth module is connected with the wireless mobile phone. The intelligent water cup of the invention can achieve the function of detecting the water capacity in the cup and judging whether the water in the cup is drunk by the aluminum thin plate, simplifying the encapsulation program between the inner liner and the base of the cup, and effectively improving the service life of the intelligent water cup. The intelligent water cup is simple in structure, high in intelligence and easy to be popularized.

【技术实现步骤摘要】
一种智能水杯及其存水检测方法
本专利技术涉及智能水杯
，尤其涉及一种智能水杯及其存水检测方法。
技术介绍
专利申请号为201310531353.X提供的智能水杯方案公开了一种记录用户每天每时喝水情况的智能水杯，这种水杯通过压力传感器检测整个杯子的重量来计算出杯中水的重量，并把每次水的减少量通过无线通讯模块发送到手机端，挺行用户按时按量喝水。但这种水杯没有判断杯子中的水是被倒掉了还是被喝掉了的功能。一些智能水杯在这个智能水杯的基础上，通过在底座加装加速度传感器和在杯口加装一个触碰传感器以检测杯子的姿态和是否触碰了杯口来判断杯中的水是否被喝掉。此种方法虽然有效，但是拥有压力传感器的杯子底座对设计和封装要求都比较高。为解决上述问题，本专利技术提供了一种电容式检测杯中液体容量，并根据液体容量的变化来判断杯中的水是否被喝掉的智能杯子。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种智能水杯及其存水检测方法，以解决现有技术的不足。为实现上述目的，本专利技术提供了一种智能水杯，包括外壳和设置在外壳内侧的内胆，所述外壳外侧设置LED灯，所述内胆下部的外侧设置温度传感器，所述外壳底部的内侧与内胆底部的外侧之间设置控制电路板，所述内胆的胆壁内侧等间距设置多个铝薄膜，所述铝薄膜一端连接到控制电路板，所述铝薄膜另一端延伸到杯口；所述控制电路板包括微处理器、蓝牙模块、语音模块和电源模块，所述微处理器与蓝牙模块、语音模块、电源模块、温度传感器、铝薄膜、LED灯电连接，所述蓝牙模块与手机无线连接。进一步地，所述铝薄膜为8个或者8个以上，且为偶数个。进一步地，所述铝薄膜在胆壁均成对以内胆的中心线相对设置。进一步地，所述铝薄膜为弧柱形状。进一步地，所述内胆为圆柱状。一种智能水杯存水检测方法，包括以下步骤：步骤1、当杯子倾斜时，微处理器计算内胆的胆壁内侧成对设置的铝薄膜之间的电容值C，电容的值从小到大依次排列，排列的次序为C1、C2、C3……Cn；步骤2、令相邻大小的两个电容值相减得△C，即△C1＝C2-C1，△C2＝C3-C2……△Cn＝Cn+1-Cn，因为胆壁内侧的铝薄膜等间距排列，则△C＝△C1＝△C2＝……＝△Cn；步骤3、根据的△C值只与杯子的倾斜度成正比例关系，即其中，k为与杯子的半径、铝板的高度和宽度相关的比例常数，为杯子与竖直方向之间的夹角，微处理器计算出值；步骤4、在杯子和铝板固定的情况下，杯中的水量Q随时间的变化率ΔQ与杯子倾斜度的变化率成正比例关系，微处理器通过计算出ΔQ值；步骤5、当ΔQ小于一个固定的标值c时，判断出杯中的水被喝掉；当ΔQ大于c时，判断出杯中的水被倒掉，并且微处理器把判断的结果通过蓝牙模块发送到手机APP端。进一步地，所述步骤1计算内胆的胆壁内侧成对设置的铝薄膜之间的电容值具体方法是：由于每对铝薄膜都是以杯体内胆的中心线相对称的，因此每对铝薄膜板可视为相距为内胆直径的平行板，而平行板的电容数学公式为C＝ε·ε0·S/dC为电容值、ε为水介电常数、ε0为真空介电常数，S为平行板的面积，d为两块平行板之间的距离，水的介电常数ε与温度t之间的数学关系式为ε＝exp(4.47422-4.54426·exp(-3·t))而S的面积为S＝l·hl为铝板的弧长，h为杯中液体的高度，而两块板之间的距离d为内胆半径R的2倍，即d＝2·R由以上公式可以得出，通过检测到杯中的水的温度t，可以计算出水的介电常数ε，再根据杯子固有结构的半径R，平行板的面积S，即可计算出每对平行板之间的电容大小。进一步地，所述微处理器程序中有一个用户饮水最大间隔时间和最小饮水量的限制，当检测到用户的饮水时间和饮水量不在限制范围内时，微处理器通过语音模块和LED灯闪亮来提醒用户饮水，并准确记录下每次的饮水时间和饮水信息。本专利技术的有益效果是：本专利技术所述智能水杯通过铝薄膜板可以达到检测杯中水容量和判断杯中的水是否被喝掉的功能，简化了杯子内胆与底座之间的封装程序，能有效地提升智能水杯的使用寿命。该智能水杯结构简单，智能化程度高，易于推广。以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。附图说明图1是本专利技术的正视剖面结构示意图。图2是本专利技术的俯视结构示意图。图3是本专利技术的控制电路板及与其连接的模块原理框图。图4是本专利技术的杯子倾斜时具体实施例原理结构示意图。具体实施方式如图1、2、3所示，一种智能水杯，包括外壳1和设置在外壳1内侧的内胆2，所述外壳1外侧设置LED灯6，所述内胆2下部的外侧设置温度传感器3，所述外壳1底部的内侧与内胆2底部的外侧之间设置控制电路板5，所述内胆2的胆壁内侧等间距设置多个铝薄膜4，所述铝薄膜4一端连接到控制电路板5，所述铝薄膜4另一端延伸到杯口；所述控制电路板5包括微处理器51、蓝牙模块52、语音模块53和电源模块54，所述微处理器51与蓝牙模块52、语音模块53、电源模块54、温度传感器3、铝薄膜4、LED灯6电连接，所述蓝牙模块52与手机无线连接。本实施例中，所述铝薄膜4为8个或者8个以上，且为偶数个。本实施例中，所述铝薄膜4在胆壁均成对以内胆2的中心线相对设置。本实施例中，所述铝薄膜4为弧柱形状。以下对本专利技术的实现原理及方法详细说明：杯子内胆内侧的每块铝薄膜从杯底一直延伸到杯口，每块铝薄膜在内胆的内侧呈等间距分布，铝薄膜为弧柱形状，每块铝薄膜与内侧对称的一块铝薄膜一同连接到控制电路板中，通过检测每对铝薄膜之间的电容来判断杯子中液体的液面高度，进而可以计算出杯中液体的体积。由于每对铝薄膜都是以杯体内胆的中心线相对称的，因此每对铝薄膜板可视为相距为内胆直径的平行板，而平行板的电容数学公式为C＝ε·ε0·S/dC为电容值、ε为水介电常数、ε0为真空介电常数，S为平行板的面积，d为两块平行板之间的距离。水的介电常数ε与温度t之间的数学关系式为ε＝exp(4.47422-4.54426·exp(-3·t))而S的面积为S＝l·hl为铝板的弧长，h为杯中液体的高度，而两块板之间的距离为内胆半径的2倍，即d＝2·R由以上公式可以得出，通过检测到杯中的水的温度t，可以计算出水的介电常数ε，再根据杯子固有结构的半径R，平行板的面积S，即可计算出每对平行板之间的电容C大小。控制电路板上有检测每对铝板之间的电容，并实时把电容值发送到微处理器上。在杯子平稳放置时，由于每对铝板所接触到的液体面的高度都相同，所以检测到的电容的值也都一样。如图4所示，当杯子倾斜时，由于杯中的液面高度不同，每对铝板间的电容也不相同，具体论证为：在图中从接触到液体面积最小的那块铝板较短的一边与水平面板的交点A画水平线，延伸线与杯子另一端交点为B，再从接触到液体面积次最小的那块铝板较短的一边与水平面板的交点C画水平线，延伸线与杯子另一端交点为D，线段AB与CD以及次最小的那块铝板两边形成一个正方形，如图阴影部分△S1，则△S1＝l*BD，而由图可知综上，其中W为两个相邻铝板之间的间距。可见在杯子设计成型后，BD长度与△S1面积只与杯子与竖直方向夹角以及两个相邻铝板之间的间距W、铝板宽度l有关，则图中△S2在杯子铝板等间距设置、倾斜度一致时与△S1相等。由于C＝ε·ε0·S/d，当杯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能水杯，其特征在于：包括外壳(1)和设置在外壳(1)内侧的内胆(2)，所述外壳(1)外侧设置LED灯(6)，所述内胆(2)下部的外侧设置温度传感器(3)，所述外壳(1)底部的内侧与内胆(2)底部的外侧之间设置控制电路板(5)，所述内胆(2)的胆壁内侧等间距设置多个铝薄膜(4)，所述铝薄膜(4)一端连接到控制电路板(5)，所述铝薄膜(4)另一端延伸到杯口；所述控制电路板(5)包括微处理器(51)、蓝牙模块(52)、语音模块(53)和电源模块(54)，所述微处理器(51)与蓝牙模块(52)、语音模块(53)、电源模块(54)、温度传感器(3)、铝薄膜(4)、LED灯(6)电连接，所述蓝牙模块(52)与手机无线连接。

【技术特征摘要】
1.一种智能水杯，其特征在于：包括外壳(1)和设置在外壳(1)内侧的内胆(2)，所述外壳(1)外侧设置LED灯(6)，所述内胆(2)下部的外侧设置温度传感器(3)，所述外壳(1)底部的内侧与内胆(2)底部的外侧之间设置控制电路板(5)，所述内胆(2)的胆壁内侧等间距设置多个铝薄膜(4)，所述铝薄膜(4)一端连接到控制电路板(5)，所述铝薄膜(4)另一端延伸到杯口；所述控制电路板(5)包括微处理器(51)、蓝牙模块(52)、语音模块(53)和电源模块(54)，所述微处理器(51)与蓝牙模块(52)、语音模块(53)、电源模块(54)、温度传感器(3)、铝薄膜(4)、LED灯(6)电连接，所述蓝牙模块(52)与手机无线连接。2.如权利要求1所述的一种智能水杯，其特征在于：所述铝薄膜(4)为8个或者8个以上，且为偶数个。3.如权利要求2所述的一种智能水杯，其特征在于：所述铝薄膜(4)在胆壁均成对以内胆(2)的中心线相对设置。4.如权利要求2所述的一种智能水杯，其特征在于：所述铝薄膜(4)为弧柱形状。5.如权利要求1所述的一种智能水杯，其特征在于：所述内胆(2)为圆柱状。6.一种智能水杯存水检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、当杯子倾斜时，微处理器计算内胆的胆壁内侧成对设置的铝薄膜之间的电容值C，电容的值从小到大依次排列，排列的次序为C1、C2、C3……Cn；步骤2、令相邻大小的两个电容值相减得△C，即△C1＝C2-C1，△C2＝C3-C2……△Cn＝Cn+1-Cn，因为胆壁内侧的铝薄膜等间距排列，则△C＝△C1＝△C2＝……＝△Cn；步骤3、根据的△C值只与杯子...

【专利技术属性】
技术研发人员：李光煌，罗辉，覃国秘，李雯雯，苏明珠，莫伟雄，李耀军，
申请(专利权)人：深圳市赛亿科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44