基于预抽吸动作捕捉的加热使能控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及加热不燃烧器具技术领域，尤其涉及一种基于预抽吸动作捕捉的加热使能控制系统。


背景技术：

2.目前，加热不燃烧卷烟烟气雾化以内置或外置的加热棒或加热环的方式进行烟草薄片的雾化，难以对器具的预热和加热进程进行控制，存在智能化程度低、加热待热周期长等局限，器具使用阶段无效待热预热阶段的加热能耗较高，因此会降低用户的抽吸体验和器具的续航能力。
3.因此，亟需一种基于预抽吸动作捕捉的加热使能控制系统。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种基于预抽吸动作捕捉的加热使能控制系统，以解决上述现有技术中的问题，能够提高智能化加热程度，降低抽吸过程能量消耗。
5.本实用新型提供了一种基于预抽吸动作捕捉的加热使能控制系统，其中，包括：
6.红外信号收发模块、集成运算放大器、模数转换器、微控制器和加热控制模块，所述集成运算放大器的一端与所述红外信号收发模块连接，另一端与所述模数转换器连接，所述模数转换器与所述微控制器连接，所述微控制器和所述加热控制模块连接，其中，所述红外信号收发模块用于发射红外信号，并接收从用户面颊返回的红外信号，并将返回的红外信号转换为用于反映用户面颊与器具烟弹腔端面之间距离的模拟红外反射信号；所述集成运算放大器用于对所述模拟红外反射信号进行放大；所述模数转换器用于将放大后的所述模拟红外反射信号转换为红外反射强度数字量；所述微控制器用于根据所述红外反射强度数字量转换为用户吸食动作信息；加热控制模块用于根据所述用户吸食动作信息对加热不燃烧器具的加热状态进行控制。
7.如上所述的基于预抽吸动作捕捉的加热使能控制系统，其中，优选的是，所述基于预抽吸动作捕捉的加热使能控制系统还包括与所述红外信号收发模块、所述集成运算放大器、所述模数转换器、所述微控制器和所述加热控制模块连接的电源模块。
8.如上所述的基于预抽吸动作捕捉的加热使能控制系统，其中，优选的是，所述红外信号收发模块包括红外信号发送单元和红外信号接收单元，所述红外信号发送单元用于发射红外信号，所述红外信号接收单元用于接收从用户面颊返回的红外信号，并将返回的红外信号转换为用于反映用户面颊与器具烟弹腔端面之间距离的模拟红外反射信号。
9.如上所述的基于预抽吸动作捕捉的加热使能控制系统，其中，优选的是，所述红外信号发送单元包括红外发射管l1和上拉电阻r3，其中，所述红外发射管l1的正极与所述上拉电阻r3连接，所述红外发射管l1的负极与所述电源模块的负极连接，所述上拉电阻r3的另一端和所述微控制器的第一i/o引脚连接。
10.如上所述的基于预抽吸动作捕捉的加热使能控制系统，其中，优选的是，所述红外
信号接收单元包括红外光敏二极管l2和采样电阻r1，其中，所述采样电阻r1的一端分别与所述电源模块的正极和集成运算放大器u1的正向输入端连接，所述采样电阻r1的另一端分别与所述红外光敏二极管l2的正极和所述集成运算放大器u1的反向输入端连接，所述红外光敏二极管l2的负极与所述电源模块的负极连接。
11.如上所述的基于预抽吸动作捕捉的加热使能控制系统，其中，优选的是，所述红外发射管l1和所述红外光敏二极管l2设置于烟具烟弹腔端面上，并且所述红外发射管l1的中心、所述红外光敏二极管l2的中心和烟弹腔的中心在同一直线上。
12.如上所述的基于预抽吸动作捕捉的加热使能控制系统，其中，优选的是，所述集成运算放大器u1的正极电压输入端与所述电源模块的正极连接，所述集成运算放大器u1的负极电压输入端与所述电源模块的负极连接，所述集成运算放大器u1的输出端和所述微控制器的adc1引脚连接。
13.如上所述的基于预抽吸动作捕捉的加热使能控制系统，其中，优选的是，所述加热控制模块包括电子开关s1和加热电阻r2，所述电子开关s1的输入端与所述电源模块的正极连接，所述电子开关s1的控制端与所述微控制器的第二i/o引脚连接，所述电子开关s1的输出端与所述加热电阻r2的一端连接，所述加热电阻r2的另一端与所述电源模块的负极连接，所述微控制器的电源端与所述电源模块的正极连接。
14.如上所述的基于预抽吸动作捕捉的加热使能控制系统，其中，优选的是，所述电子开关s1包括mos管或三极管。
15.如上所述的基于预抽吸动作捕捉的加热使能控制系统，其中，优选的是，所述模数转换器内置于所述微控制器中。
16.本实用新型提供一种基于预抽吸动作捕捉的加热使能控制系统，通过红外信号收发模块检测器具烟弹腔端面与用户面颊间红外信号的反射强度及其强度变化趋势，由模数转换器处理之后微控制器转换为用户的动作信息，进而将该动作信息作为加热使能控制信号对器具加热进行智能化控制，突破了目前器具智能化程度低、加热待热周期长等局限，能够有效捕捉用户的烟气吸食预动作，精准控制器具的预热、加热进程，降低器具使用阶段无效待热预热阶段的加热能耗，提高用户的抽吸体验及器具的续航能力。
附图说明
17.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步描述，其中：
18.图1为本实用新型提供的基于预抽吸动作捕捉的加热使能控制系统的实施例的结构框图；
19.图2为本实用新型提供的基于预抽吸动作捕捉的加热使能控制系统的实施例的电路原理图；
20.图3为本实用新型提供的基于预抽吸动作捕捉的加热使能控制系统的红外发射管l1和红外光敏二极管l2的相对位置关系的示意图。
21.附图标记说明：
[0022]1‑
红外信号收发模块
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ2‑
集成运算放大器
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ3‑
模数转换器
[0023]4‑
微控制器
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ5‑
加热控制模块
具体实施方式
[0024]
现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。
[0025]
本公开中使用的“第一”、“第二”：以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
[0026]
在本公开中，当描述到特定部件位于第一部件和第二部件之间时，在该特定部件与第一部件或第二部件之间可以存在居间部件，也可以不存在居间部件。当描述到特定部件连接其它部件时，该特定部件可以与所述其它部件直接连接而不具有居间部件，也可以不与所述其它部件直接连接而具有居间部件。
[0027]
本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。
[0028]
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
[0029]
目前，加热不燃烧卷烟烟气雾化的加热控制方式难以对器具的预热和加热进程进行控制，存在智能化程度低、加热待热周期长等局限，器具使用阶段无效待热预热阶段的加热能耗较高，因此会降低用户的抽吸体验和器具的续航能力。
[0030]
发明人通过研究用户的使用经验发现，用户抽吸烟气前的2s
‑
4s往往会伴随用户的面颊
‑
烟具烟弹腔端面的垂直距离缩短的动作过程，该动作可作为用户即刻抽吸烟气的一个标志性动作。有鉴于此，发明人考虑对该标志性动作进行精准识别，并将其应用于烟具的加热控制进程中，以此来提升对器具的智能化控制程度，并能够显著降低器具开机后无序预热待热期间的能量损耗。
[0031]
如图1所示，本实用新型实施例提供了一种基于预抽吸动作捕捉的加热使能控制系统，其包括：红外信号收发模块1、集成运算放大器2、模数转换器3、微控制器4(microcontroller unit，mcu)和加热控制模块5，所述集成运算放大器2的一端与所述红外信号收发模块1连接，另一端与所述模数转换器3连接，所述模数转换器3与所述微控制器4连接，所述微控制器4和所述加热控制模块5连接，其中，所述红外信号收发模块1用于发射红外信号，并接收从用户面颊返回的红外信号，并将返回的红外信号转换为用于反映用户面颊与器具烟弹腔端面之间距离的模拟红外反射信号；所述集成运算放大器2用于对所述模拟红外反射信号进行放大；所述模数转换器3用于将放大后的所述模拟红外反射信号转换为红外反射强度数字量；所述微控制器4用于根据所述红外反射强度数字量转换为用户吸食动作信息；加热控制模块5用于根据所述用户吸食动作信息对加热不燃烧器具的加热
状态进行控制。
[0032]
其中，所述模数转换器3内置于所述微控制器4中。作为一个示例而非限定，所述微控制器4的型号为cc1310。本实用新型在其他实施例中，微控制器4可以为单片机。微控制器4将红外反射强度数字量转换成的用户吸食动作信息具体可以指烟气预抽吸动作，即用户打算抽吸加热卷烟时预先进行的动作，比如将加热器件靠近嘴边，以使加热控制模块5根据该用户吸食动作信息来对加热不燃烧器具的加热状态进行控制。
[0033]
进一步地，所述基于预抽吸动作捕捉的加热使能控制系统还包括与所述红外信号收发模块1、所述集成运算放大器2、所述模数转换器3、所述微控制器4和所述加热控制模块5连接的电源模块(未示出)。具体地，所述电源模块为直流电源，其提供的直流电压为3v
‑
5v，例如为4.3v，需要说明的是，本实用新型对电源模块的类型及电压不作具体限定。
[0034]
进一步地，所述红外信号收发模块1包括红外信号发送单元和红外信号接收单元，所述红外信号发送单元用于发射红外信号，所述红外信号接收单元用于接收从用户面颊返回的红外信号，并将返回的红外信号转换为用于反映用户面颊与器具烟弹腔端面之间距离的模拟红外反射信号。用户面颊与器具烟弹腔端面之间的距离远，则模拟红外反射信号的反射强度弱，用户面颊与器具烟弹腔端面之间的距离近，则模拟红外反射信号的反射强度强。
[0035]
具体而言，如图2所示，所述红外信号发送单元包括红外发射管l1和上拉电阻r3，其中，所述红外发射管l1的正极与所述上拉电阻r3连接，所述红外发射管l1的负极与所述电源模块vcc的负极连接，所述上拉电阻r3的另一端和所述微控制器4的第一i/o引脚连接。其中，上拉电阻r3的电阻值为8kω
‑
12kω，例如为10kω。如图2所示，微控制器4的第一i/o引脚始终保持高电平，使得红外发射管l1发出红外光。
[0036]
进一步地，所述红外信号接收单元包括红外光敏二极管l2和采样电阻r1，其中，所述采样电阻r1的一端分别与所述电源模块的正极和集成运算放大器u1的正向输入端连接，所述采样电阻r1的另一端分别与所述红外光敏二极管l2的正极和所述集成运算放大器u1的反向输入端连接，所述红外光敏二极管l2的负极与所述电源模块vcc的负极连接。其中，采样电阻r1的电阻值为1mω。更进一步地，所述集成运算放大器u1的正极电压输入端与所述电源模块vcc的正极连接，所述集成运算放大器u1的负极电压输入端与所述电源模块vcc的负极连接，所述集成运算放大器u1的输出端和所述微控制器4的adc1引脚连接。
[0037]
其中，集成运算放大器u1的型号例如可以为opa2189id。如图2所示，红外光敏二极管l2收到红外发射管l1发出的红外光的时候，会产生电流，并且电流大小会随着接收到的红外光的强度变化而变化，若接收到的红外光的强度较弱，则电流较小，反之，若接收到的红外光的强度较强，则电流较大，这样使得采样电阻r1的两端产生微弱电压信号，经集成运算放大器u1放大预设倍数(例如100)倍之后送至微控制器4的adc1引脚，以使内置于微控制器4的模数转换器3将放大之后的电压信号换号为数字信号，进而使微控制器4将数字信息转换成用户吸食动作信息，进一步使加热控制模块5将该用户吸食动作信息作为加热使能控制信号，来对加热不燃烧器具的加热状态进行控制。
[0038]
在工作中，操作人员使用加热器具进行抽吸，通过红外信号收发模块检测器具烟弹腔端面与用户面颊间红外信号的反射强度及其强度变化趋势，并将其转换为模拟红外反射信号，通过模数转换器将连续的模拟红外反射信号转换为离散的数字量，通过微控制器
转换为用户的动作信息，进而将该动作信息作为加热使能控制信号对器具加热进行智能化控制。
[0039]
由此，相对于现有技术而言，通过红外信号收发模块检测器具烟弹腔端面与用户面颊间红外信号的反射强度及其强度变化趋势，由模数转换器处理之后微控制器转换为用户的动作信息，进而将该动作信息作为加热使能控制信号对器具加热进行智能化控制，突破了目前器具智能化程度低、加热待热周期长等局限，能够有效捕捉用户的烟气吸食预动作，精准控制器具的预热、加热进程，降低器具使用阶段无效待热预热阶段的加热能耗，提高用户的抽吸体验及器具的续航能力。
[0040]
进一步地，如图3所示，所述红外发射管l1和所述红外光敏二极管l2设置于烟具烟弹腔端面上，并且所述红外发射管l1的中心、所述红外光敏二极管l2的中心和烟弹腔的中心在同一直线上。示例性地，所述红外发射管l1和所述红外光敏二极管l2之间的间距为3mm
‑
5mm，例如为4mm。需要说明的是，本实用新型对所述红外发射管l1和所述红外光敏二极管l2的相对位置关系和间距不作具体限定。本实用新型在一种实现方式中，如图3所示，红外光敏二极管l2位于红外发射管l1和烟弹腔之间；本实用新型在另一种实现方式中，红外发射管l1位于红外光敏二极管l2和烟弹腔之间。
[0041]
进一步地，所述加热控制模块5包括电子开关s1和加热电阻r2，所述电子开关s1的输入端与所述电源模块vcc的正极连接，所述电子开关s1的控制端与所述微控制器的第二i/o引脚连接，所述电子开关s1的输出端与所述加热电阻r2的一端连接，所述加热电阻r2的另一端与所述电源模块vcc的负极连接，所述微控制器4的电源端与所述电源模块vcc的正极连接。因此，所述微控制器的第二i/o引脚可以输出加热使能控制信号，以控制电子开关s1的通断，第二i/o引脚输出高电平时，电子开关s1导通；第二i/o引脚输出低电平时，电子开关s1截止。其中，所述电子开关s1为mos管或三极管。进一步地，加热电阻r2的阻值为0.5ω
‑
1ω，例如为0.75ω。
[0042]
本实用新型实施例提供的基于预抽吸动作捕捉的加热使能控制系统，通过红外信号收发模块检测器具烟弹腔端面与用户面颊间红外信号的反射强度及其强度变化趋势，由模数转换器处理之后微控制器转换为用户的动作信息，进而将该动作信息作为加热使能控制信号对器具加热进行智能化控制，突破了目前器具智能化程度低、加热待热周期长等局限，能够有效捕捉用户的烟气吸食预动作，精准控制器具的预热、加热进程，降低器具使用阶段无效待热预热阶段的加热能耗，提高用户的抽吸体验及器具的续航能力。
[0043]
至此，已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
[0044]
虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。