一种独立智能水杯控制器的制作方法

本发明涉及一种智能水杯，具体涉及一种独立智能水杯控制器，属于水杯、厨具产品技术领域。

背景技术：

随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，养生越来越被人们所关注，而每天合理健康饮水更是重中之重，但市面上基本上都是普通的水杯、水壶之类的产品，只能用于装水，功能较为单一，缺少与用户之间的交互，已满足不了用户对智能化产品的依赖。因此，为了提高现有水杯的人机交互能力，使水杯更能满足人们的日常需求，设计一种功能多样的智能水杯控制器。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

为解决上述问题，本发明提出了一种独立智能水杯控制器，具有测温、温度报警、闹铃提示、时钟、控制饮水量和液晶显示功能，功能多样，且操作简单，便于人机交互。

(二)技术方案

本发明的独立智能水杯控制器，包括CPU控制系统，及与CPU控制系统电连接的检测水温系统、温度报警系统、闹铃提示系统、检测用水量系统、时钟系统、显示系统和按键控制系统，及分别与CPU控制系统、检测水温系统、温度报警系统、闹铃提示系统、检测用水量系统、时钟系统、显示系统和按键控制系统电连接的电源供电系统，及与电源供电系统电连接的充电系统。

进一步地，所述CPU控制系统由单片机及其外围电路构成；

所述检测水温系统包括温度传感器和LED指示灯；所述温度传感器其信号端通过信号线与单片机电连接；所述LED指示灯经第二电阻与电源供电系统电连接；

所述温度报警系统包括RGB LED灯和限流电阻；所述RGB LED灯其负极经限流电阻与单片机电连接；所述RGB LED灯其正极与电源正极电连接；

所述闹铃提示系统包括扬声器；所述扬声器经三极管和第三十九电阻与单片机电连接；

所述检测用水量系统包括称重传感器；所述称重传感器通过转换电路与A/D转换芯片电连接；所述A/D转换芯片与单片机电连接；

所述时钟系统包括时钟芯片及其外围电路；

所述显示系统包括液晶显示屏；所述液晶显示屏通过驱动芯片与单片机电连接；

所述按键控制系统由多个按键组成；

所述电源供电系统包括锂电池；所述锂电池经总开关和LED电源灯电连接至3.3V电源转换电路；所述3.3V电源转换电路输出端电连接有5V和3.3V转换开关；所述5V和3.3V转换开关还与LED电源灯电连接；

所述充电系统包括充电控制芯片、充电保护芯片及其外围电路。

作为优选的实施方案，所述称重传感器为桥式传感器。

作为优选的实施方案，所述3.3V电源转换电路由LT1117-3.3转换芯片及其外围电路构成。

作为优选的实施方案，所述充电控制芯片为TP4056芯片；所述充电保护芯片为DW01芯片和8205A芯片。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明的独立智能水杯控制器，具有测温、温度报警、闹铃提示、时钟、控制饮水量和液晶显示功能；能够时时为用户提供水杯里水的温度；能够通过RGB LED灯一目了然的为用户显示当前温度处于什么范围；能够按照用户自己设定的时间提醒用户什么时候该喝水了；能够按照用户自己设定的温度提醒用户什么温度水能喝了；还能记录用户每天的饮水量，让用户每天都了解自己身体的入水量；还可以时时的为用户提供北京时间，更方便用户对时间的把握；通过液晶显示很清晰明了的为用户显示所有的信息。

附图说明

图1是本发明的整体控制电路原理框图。

图2是本发明的检测水温系统电路原理图。

图3是本发明的温度报警系统电路原理图。

图4是本发明的闹铃提示系统电路原理图。

图5是本发明的检测用水量系统电路原理图。

图6是本发明的时钟系统电路原理图。

图7是本发明的显示系统控制电路原理图。

图8是本发明的显示系统电路原理图。

图9是本发明的按键控制系统电路原理图。

图10是本发明的电源供电系统电路原理图。

附图中的部件标注为：1-CPU控制系统、2-检测水温系统、3-温度报警系统、4-闹铃提示系统、5-检测用水量系统、6-时钟系统、7-显示系统、8-按键控制系统、9-电源供电系统、10-充电系统、11-转换电路、12-3.3V电源转换电路、U0-时钟芯片、U2-温度传感器、U3-驱动芯片、U4-A/D转换芯片、U5-液晶显示屏、D1-LED指示灯、R2-第二电阻、D-RGB LED灯、VCC-电源正极、BZ-扬声器、Q2-三极管、R39-第三十九电阻、T-称重传感器、BT1-3V纽扣电池、JP-锂电池、K-总开关、DD3-LED电源灯、J-PWR-5V和3.3V转换开关、V2-LT1117-3.3转换芯片。

具体实施方式

如图1至图10所示的独立智能水杯控制器，包括CPU控制系统1，及与CPU控制系统1电连接的检测水温系统2、温度报警系统3、闹铃提示系统4、检测用水量系统5、时钟系统6、显示系统7和按键控制系统8，及分别与CPU控制系统1、检测水温系统2、温度报警系统3、闹铃提示系统4、检测用水量系统5、时钟系统6、显示系统7和按键控制系统8电连接的电源供电系统9，及与电源供电系统9电连接的充电系统10；通过加入CPU控制系统1，让整个系统的速度更快，效率更高，携带的功能更多；通过设置检测水温系统2，能时时采集到水的温度并准确的提供了温度值；通过设置温度报警系统3，方便对温度的把握，能够提醒用户什么温度该喝水了；通过设置闹铃提示系统4，能够提醒用户什么时候该喝水了；通过设置检测用水量系统5，能够时时准确的向用户反映出每天的用水量；通过设置时钟系统6，能够时时为用户提供最新的北京时间，给闹铃提示系统4提供时间信息；通过设置显示系统7，能够直观、方便的为用户提过所有信息包括时间信息、用水量信息、温度值信息、按键设置页面、电量信息、闹铃信息等；通过设置按键控制系统8，使控制更加方便、更加灵活，可以更改当前时间值、闹铃提示时间值、温度报警温度值；通过设置电源供电系统9，能够给各个系统供电；通过设置充电系统10，能够在锂电池没电的时候给予电量，不需要更换锂电池。

再一实施例中，所述CPU控制系统1由单片机及其外围电路构成；

所述检测水温系统2包括温度传感器U2和LED指示灯D1；所述温度传感器U2其信号端通过信号线与单片机电连接；所述LED指示灯D1经第二电阻R2与电源供电系统9电连接；通过温度传感器U2时时检测温度的变化，LED指示灯D1用于判断温度传感器U2是否接通电源；

所述温度报警系统3包括RGB LED灯D和限流电阻；所述RGB LED灯D其负极经限流电阻与单片机电连接；所述RGB LED灯D其正极与电源正极VCC电连接；RGB LED灯D根据不同的水温显示不同的颜色，当水温T＞60℃时显示红色，当水温30＜＝T＜＝60℃时显示黄色，当水温T＜30℃时显示蓝色；

所述闹铃提示系统4包括扬声器BZ；所述扬声器BZ经三极管Q2和第三十九电阻R39与单片机电连接；扬声器BZ用于鸣叫提醒，第三十九电阻R39起到限流的作用，三极管Q2起到接通断开的作用；

所述检测用水量系统5包括称重传感器T；所述称重传感器T通过转换电路11与A/D转换芯片U4电连接；所述A/D转换芯片U4与单片机电连接；桥式传感器由四片应变片组成惠斯通电桥，当某组应变片阻值发生变化时，利用惠斯通电桥原理将转换为测量电路的电压变化，再将输出模拟电压信号由转换电路11把该电压信号进行放大、滤波，得到一个较好的模拟信号，送至24位A/D转换芯片U4，A/D转换芯片U4把转换好的信号传输给单片机；

所述时钟系统6包括时钟芯片U0及其外围电路；时钟芯片U0用于时时提供时间信息，且在时钟系统6中安装有3V纽扣电池BT1，用于给系统断电时的时钟系统6供电，使得系统断电时，时钟系统6也能正常工作；

所述显示系统7包括液晶显示屏U5；所述液晶显示屏U5通过驱动芯片U3与单片机电连接；液晶显示屏U5用于显示温度，时间，按键设置页面，闹铃和用水量信息，并通过驱动芯片U3来驱动液晶显示屏U5显示单片机发来的信息；

所述按键控制系统5由多个按键组成；通过按键可以更改当前时间值、闹铃提示时间值、温度报警温度值，使得操作更直接、更方便；

所述电源供电系统9包括锂电池JP；所述锂电池JP经总开关K和LED电源灯DD3电连接至3.3V电源转换电路12；所述3.3V电源转换电路12输出端电连接有5V和3.3V转换开关J-PWR；所述5V和3.3V转换开关J-PWR还与LED电源灯DD3电连接；通过锂电池JP来给各个系统供电，总开关K决定整个电路是否供电，LED电源灯DD3提示电源是否接通，3.3V转换电路12提供两种不同的电源电压来满足整个电路对电压的需求，5V和3.3V转换开关J-PWR用于设置使用的电压；

所述充电系统10包括充电控制芯片、充电保护芯片及其外围电路。

再一实施例中，所述称重传感器T为桥式传感器。

再一实施例中，所述3.3V电源转换电路12由LT1117-3.3转换芯片V2及其外围电路构成。

再一实施例中，所述充电控制芯片为TP4056芯片，TP4056芯片是一种单节锂离子电池，采用恒定电流/恒定电压线性充电器；所述充电保护芯片为DW01芯片和8205A芯片。

本发明的独立智能水杯控制器，温度传感器时时检测外界环境的温度，把检测的结果通过信号线传输给CPU控制系统，等待CPU控制系统进行处理；

温度报警系统由RGB LED灯作为温度报警的核心元件，当CPU控制系统发来相应信号时，RGB LED灯发出相应颜色的光；

将扬声器与CPU控制系统电连接，当CPU控制系统发来信号时，扬声器发出声音；

称重传感器时时检测外界的重量，把检测的结果通过转换电路传输至A/D转化芯片，等待A/D转化芯片进行处理，再由A/D转化芯片通过信号线传输给CPU控制系统，等待CPU控制系统进行处理；

时钟芯片时时更新时间，把更新的结果通过信号线传输给CPU控制系统，等待CPU控制系统进行处理；

液晶显示屏通过驱动芯片与CPU控制系统电连接，CPU控制系统把处理好的信息传递给显示系统显示，显示内容包括：显示温度，时间，按键设置页面和用水量等信息；

按键用于修改当前时间、设置温度报警温度值、设置闹铃提示时间值等信息；

由锂电池作为电源供电系统的核心元件，锂电池经3.3V电源转换电路及5V和3.3V转换开关连接至各个系统；

充电芯片、充电保护芯片作为充电系统的核心元件，连接至电源供电系统，给锂电池充电，保护板过放电、保护板过充电、保护板短路；

同时，当检测到的水的温度符合按键设置的温度时，CPU控制系统做出相应的处理并传递信号给温度报警系统；

当检测到当前的时间信息符合按键设置的时间信息时，CPU控制系统做出相应的处理并传递信号给闹铃提示系统。

本发明的独立智能水杯控制器，当需要用水杯喝水时，能够时时为用户提供水杯内水的温度信息，能够时时提供当前北京时间信息，能够提供当天的饮水量信息，能够准确的提示用户什么时候该喝水，能够准确的提醒用户什么温度该喝水，能够一目了然的显示当前水温的温度范围。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。