一种手势感应控制的饮水机的制作方法

1.本实用新型涉及净水设备技术领域，特别涉及一种手势感应控制的饮水机。


背景技术：

2.净饮设备包括饮水机、净水机等，广泛应用于人们的生活，比如应用在医院、车站等公共场合，解决人们的饮水问题。然而现有的饮水机多需要用户用手直接按压水龙头的开关，或者用手直接接触控制面板上相应按键来控制饮水机出水。这种用手接触按键的方式，若不清洗或消毒按键开关，时间长久后，容易累积脏污病菌，特别是医院、车站等公共场所，每天有大量人群接触控制开关，使得控制开关上不可避免地留有病菌等物质，给用户的健康带来了隐患，具有改进的空间。


技术实现要素：

3.本实用新型是为了克服上述现有技术中缺陷，提供一种手势感应控制的饮水机，通过手势工作控制饮水机的启闭，有效的避免了与饮水机的接触，从而降低了病菌的交叉传播，保证了使用安全性。
4.为实现上述目的，本实用新型提供一种手势感应控制的饮水机，包括饮水机主体、手势采集模块、手势识别模块和控制模块；
5.所述饮水机主体包括至少一条出水路径、以及对应设置在每条出水路径上的电磁阀；
6.所述手势采集模块贴敷在饮水机主体的前面板上，为红外传感器阵列或者电容传感器阵列，用于捕捉用户的手势并生成对应的图像数据；
7.所述手势识别模块与手势采集模块信号连接，用于接收并处理图像数据，生成并输出对应的手势信号；
8.所述控制模块与手势识别模块信号连接，用于接收并处理手势信号，生成并输出控制对应电磁阀启闭的控制信号。
9.进一步设置为：所述手势采集模块为电容传感器阵列，通过捕捉手掌或者手指接近电容传感器所引发的电容值变化以生成对应图像数据。
10.进一步设置为：所述手势采集模块的电容传感器包括由金属片、电感和参考电容组合形成的lc震荡电路，通过震荡频率的变化以采集手掌接近或手势变化的信息，其中该金属片设置在饮水机主体的前面板背面上。
11.进一步设置为：所述手势采集模块的多个传感器呈圆形、环形、正方形或者手掌形布置。
12.进一步设置为：所述手势识别模块为电容数字转化器，所述控制模块为单片机数字控制系统，所述手势识别模块用于将图像数据转化为能够被单片机数字控制系统所接收和处理的数字信息。
13.与现有技术相比，本实用新型结构简单、合理，通过非接触方式的手势动作控制饮
水机工作，使得用户在使用饮水机过程中无须用手频繁按压按键，进而减少脏污，细菌等留在饮水机上的情况，避免交叉感染，有利于饮水卫生和身体健康。
附图说明
14.图1是本实施例提供的一种手势感应控制的饮水机的一种电路原理组合图；
15.图2是本实施例提供的一种手势感应控制的饮水机的传感器阵列原理图；
16.图3是本实施例提供的一种手势感应控制的饮水机的一种控制流程图；
17.图4 是本实施例提供的手势动作信息组合图；
18.图5是本实施例提供的金属片在前面板上的贴装结构图。
19.结合附图在其上标记以下附图标记：
20.1、饮水机主体；11、前面板；2、手势采集模块；21、第一金属片；22、第二金属片；23、第三金属片；24、第四金属片；3、手势识别模块；4、控制模块；5、热水出水路径；51、热水电磁阀；6、温水出水路径；61、温水电磁阀；7、冷水出水路径；71、冷水电磁阀。
具体实施方式
21.下面结合附图，对本实用新型的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。
22.本实用新型一种手势感应控制的饮水机如图1所示，包括饮水机主体1、手势采集模块2、手势识别模块3和控制模块4；其中，饮水机主机具有用于制备热水的热水出水路径5、用于制备常温水的温水出水路径6、以及制备冷水的冷水出水路径7，对应的，该热水出水路径5上设置有用于控制路径通断的热水电磁阀51，温水出水路径6上设置有用于控制路径通断的温水电磁阀61，冷水出水路径7上设置有用于控制路径通断的冷水电磁阀71；手势采集模块2贴敷设置在饮水机主体1的前面板11上，该手势采集模块2为红外传感器阵列或者电容传感器阵列，用于捕捉用户的手势并生成对应的图像数据；手势识别模块3与手势采集模块2信号连接，该手势识别模块3用于接收并处理图像数据，生成并输出对应的手势信号；控制模块4与手势识别模块3信号连接，用于接收并处理手势信号，生成并输出用于控制对应电磁阀（热水电磁阀51、温水电磁阀61、冷水电磁阀71）启闭的控制信号，以达到输出热水、温水或者冷水的目的。
23.如图2、图3、图4和图5所示，该手势采集模块2优选为电容传感器阵列，通过捕捉手掌或者手指接近电容传感器所引发的电容值变化以生成对应图像数据；该手势采集模块2的电容传感器包括由金属片、电感和参考电容组合形成的lc震荡电路，通过震荡频率的变化以采集手掌接近或手势变化的信息；如图5所示，金属片设置在饮水机主体1的前面板11背面上以对应在饮水机主体1的前面板11形成感应区；手势识别模块3优选为fdc2214电容数字转化器，控制模块4为单片机数字控制系统，该电容数字转化器用于将手势采集模块2输送过来的电容传感器信号转化为可供单片机数字控制系统识别的数字信息，该单片机数字控制系统接收电容数字转换器的数字信息后，通过程序对得到的数据进行处理和运算，获得手势动作以控制饮水机工作，单片机数字控制系统内以数字信息保存有手势工作信号。
24.具体的，如图2所示，手势采集模块2的金属片采用0.5mm厚，直径10mm的板片并排
列成特定形状的感应区域：如环形，圆形，正方形等，优选为手掌形；在本实施例中，该金属片为4片，分别为第一金属片21、第二金属片22、第三金属片23和第四金属片24，该第一金属片21对应设置在手掌形的小拇指处，第二金属片22对应设置在食指处，第三金属片23对应设置在掌心处，第四金属片24对应设置在大拇指处；如图2所示，该第一金属片21与电感l1，参考电容c1组成电路网络，第一金属片21的一端接地，另一端与电感l1、参考电容c1连接，并接入电容数字转换器in0a引脚，电容数字转换器in0b引脚与电感l1、参考电容c1的两个引脚连接，由上述连接方式形成的电路网络以构成in0通道的第一手势采集点；同理，采用上述方式，对应第二金属片22、第三金属片23、第四金属片24处分别形成in1通道的第二手势采集点、in2通道的第三手势采集点和in3通道的第四手势采集点。
25.在配置实际手势采集模块2时，优选的选择18uh屏蔽smd电感和33pf电容并联，产生6.5mhz的振荡频率。在in0通道里，金属片接入in0a引脚，与目标物体(人手)一起形成可变电容器。当人手接近金属片，可变电容器的容值发生变化，导致lc振荡电路的振荡频率降低。
26.手势识别模块3，优选地为fdc2214电容数字转换器，手势采集模块2所采集到的振荡频率降低，送入fdc2214；若因人手接近金属片而导致振荡频率变低，而被手势识别模块3fdc2214所测量，该模块输出与振荡频率成正比例的数字值，按fdc2214的规格书所描述的，数字值与频率的关系为datax=fsensor *228 /fref，其中，fsensor为由手势采集模块2的等效电容值。这个电容值会随人手的接近和离开，发生改变；fref为fdc2214电容数字转换器内部的参考频率。该频率由使用者设定，为一个固定值； datax为fdc2214电容数字转换器内存储数字值的寄存器。
27.参照图2，上述手势识别模块3与控制模块4的mcu微处理器连接，mcu微处理器通过i2c通讯方式，能访问到寄存器datax内的数字值。
28.参照图3，mcu微处理器接收到数字值后，按照程序控制逻辑，若数字值没有低于阀值，则表示人手没有接近金属片的感应区域，则对接近标志置0；若低于阀值，则再判断各通道是否已有接近标志，各通道的接近标志，是 mcu微处理的变量区，设置的标识变量，表示由金属片所组成的手势采集模块2，有人手靠近；在控制系统上电后，该接近标志初始化为0， 若程序判断当前的接近标志为0，则对通道的接近标志置1；然后休眠300微秒，进入下一次的判断和查询。以上控制逻辑，对4个通道都执行判断和查询，如此不停地循环查询，构成了主控系统实时检测人手是否接近。
29.在mcu微处理器获得4个通道的接近标志，该4个接近标志组成了4位的数据。参考图4，这里以手势为拇指张开，四指收紧为例。当人手以这样的手势接近手势采集模块2时，金属片2和金属片3所在的可变电容器，其容值发生改变，改变后的容值也改变了lc振荡频率，改变后的震荡频率被fdc2214芯片所识别，转换成改变后的数字值。转变后的数字值，mcu微处理器通过访问获得，并通过已设计的程序逻辑运算。最终得到0 0 1 1 的二进制数字信息。0表示金属片处，人手没有接近；1表示金属片处，有人手接近。
30.在mcu微处理器0 0 1 1的二进制数字信息，可进一步的，把该信息作为某一控制命令。在饮水机主控系统里，可设置成放热水命令。该放热水命令，可由饮水机主控系统输出，通过连接的驱动组件，比如mos管，三极管，可控硅，继电器等，间接控制特定的电磁阀打开出水。
31.与现有技术相比，本实用新型结构简单、合理，通过非接触方式的手势动作控制饮水机工作，使得用户在使用饮水机过程中无须用手频繁按压按键，进而减少脏污，细菌等留在饮水机上的情况，避免交叉感染，有利于饮水卫生和身体健康。
32.以上公开的仅为本实用新型的实施例，但是，本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。