一种烧水壶控制方法及烧水壶与流程

1.本发明涉及电器设备技术领域，尤其是一种烧水壶。


背景技术：

2.目前市面上普通电烧水壶的控制方式都是采用温控器控制，但是在高海拔地区，由于气压低，壶体内水烧开往往达不到温控器设定值（比如100摄氏度），继而反复烧水导致耗电增多，也存在安全隐患。
3.随后出现了一些针对于此类问题的烧水装置，如cn 213882848 u号的电热烧水装置，可解决在高海拔低气压地区水达不到烧开的温度即沸腾的技术问题；但依然存在以下问题：气压传感器位于容器顶部，容器频繁加热影响气压传感器数据准确性（气压传感器在算法过程中需去除温度干扰），气压传感器的数据经由蓝牙传输至控制器，存在数据被干扰的风险。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种烧水壶控制方法及烧水壶，不仅解决电烧水壶在高海拔低气压地区反复烧水导致耗电增多的技术问题；而且还能更准确获取海拔高度值，以便调整温控器设定值，实现安全烧水。
5.为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种烧水壶控制方法，该方法包括：通过气压传感器监测环境气压值，并根据环境气压值换算获得第一海拔高度值；通过北斗卫星上设备反馈三维坐标和当地精准时间，获得第二海拔高度值；通过第一海拔高度值和第二海拔高度值计算出海拔高度平均值，并根据该海拔高度平均值与水的沸点对应关系来换算温控器的设定值，以此调整烧水壶上的温控器设定值；启动烧水，并通过温度传感器监测水壶内的水温值，当水壶内的水温值达到温控器设定值后停止烧水。
6.一种烧水壶，可实现上述方法，包括电源座及烧水壶本体，所述烧水壶本体上设有发热盘及温度传感器，该发热盘从电源座取电，而温度传感器监测烧水壶本体内的水温值；所述电源座上设有气压传感器、北斗卫星导航芯片、控制单元、功率总成控制模块及温控器，气压传感器用于实时监测环境气压值并输送给控制单元，经控制单元分析获得第一海拔高度值；北斗卫星导航芯片通过卫星上设备反馈三维坐标和当地精准时间，获得第二海拔高度值并同时收集用户数据；该控制单元通过获取第一海拔高度值和第二海拔高度值的海拔高度平均值并与水的沸点对应关系来调整温控器的设定值，控制单元还根据温度传感器监测的水温值驱动功率总成控制模块调整功率大小来控制发热盘工作，温控器在烧水壶本体内的水温值达到温控器设定值后断开发热盘的电源。
7.上述方案进一步是，所述气压传感器、北斗卫星导航芯片、控制单元、功率总成控
制模块及温控器一起集成在电路板上，该电路板植入式组装在电源座内。
8.上述方案进一步是，所述控制单元是微控制单元mcu，控制单元包括有：用于接收环境气压值和第二海拔高度值的接收部分；用于根据环境气压值计算对应第一海拔高度值，以及根据第一海拔高度值和第二海拔高度值计算海拔高度平均值的计算部分；用于根据计算的海拔高度平均值与水的沸点对应关系换算水温设定值的换算部分；用于根据水温设定值调整温控器设定值的重置部分。
9.上述方案进一步是，所述换算部分依据海拔高度值换算水沸点的经验公式：t=t
0-h/a其中，t0为海拔高度0米的水沸点，t0=100摄氏度；a为经验常数，对于水来说，a=300；t的单位也为摄氏度；h为所测海拔高度，其单位为米。
10.上述方案进一步是，所述电源座为托盘形式，电源座与烧水壶本体通过活动接触式连接。
11.上述方案进一步是，所述电路板上设有内存，用于全过程记录北斗导航数据和控制单元通电使用过的指令，并形成用户数据通过wi-fi定期反馈到后台。
12.本发明通过气压传感器和北斗卫星导航芯片分别获得两组海拔高度值，对应计算出海拔高度平均值，并依据海拔高度平均值与水的沸点对应关系得出水温设定值，以此调整温控器设定值，确保壶体内水烧开与温控器设定值匹配，解决现有电烧水壶在高海拔低气压地区反复烧水导致耗电增多的技术问题；同时，气压传感器设置在电源座内部远离发热源，减少气压传感器受到烧水加热影响，以及采用两组数据平均，并直接电性连接来传递数据，数据被干扰小，最终得到的数据更准确，提升烧水壶的工作有效性、稳定性及安全性。
13.附图说明：附图1为本发明其一实施例结构示意图；附图2为图1实施例的电源座结构示意图；附图3为图1实施例的电路板结构示意图；附图4为本发明工作的方框原理图；附图5为本发明调整温控器设定值的方框原理图。
14.具体实施方式：以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
15.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
16.本发明针对现有技术的缺陷，提出一种烧水壶控制方法，该方法包括：通过气压传感器监测环境气压值，并根据环境气压值换算获得第一海拔高度值；通过北斗卫星上设备反馈三维坐标和当地精准时间，获得第二海拔高度值；通过第一海拔高度值和第二海拔高度值计算出海拔高度平均值，并根据该海拔高度平均值与水的沸点对应关系来换算温控器的设定值，以此调整烧水壶上的温控器设定值；启动烧水，并通过温度传感器监测水壶内的水温值，当水壶内的水温值达到温控器设定值后停止烧水。本方法可确保壶体内水烧开与
温控器设定值匹配，解决现有电烧水壶在高海拔低气压地区反复烧水导致耗电增多的技术问题。
17.参阅图1、2、3、4、5所示，本发明的烧水壶包括电源座1及烧水壶本体2，图中所示电源座1为托盘形式，电源座1与烧水壶本体2通过活动接触式连接，该连接方式为现有技术，在此不再赘述。在电源座1上还设有相应开关按键等，以便操作。所述烧水壶本体2上设有发热盘3及温度传感器4，该发热盘3从电源座1取电，以此发热输送热量对烧水壶本体2内的水加热，而温度传感器4监测烧水壶本体2内的水温值。所述电源座1上设有气压传感器5、北斗卫星导航芯片6、控制单元7、功率总成控制模块9及温控器（图中未示），气压传感器5用于实时监测环境气压值并输送给控制单元7，经控制单元7分析获得第一海拔高度值；北斗卫星导航芯片6通过卫星上设备反馈三维坐标和当地精准时间，获得第二海拔高度值并同时收集用户数据；该控制单元7通过获取第一海拔高度值和第二海拔高度值的海拔高度平均值并与水的沸点对应关系来调整温控器的设定值，控制单元7还根据温度传感器4监测的水温值驱动功率总成控制模块9调整功率大小来控制发热盘3工作，温控器在烧水壶本体2内的水温值达到温控器设定值后断开发热盘3的电源。温控器的断电控制是传统烧水壶具备的，在此不再赘述。在本实施例中，所述气压传感器5、北斗卫星导航芯片6、控制单元7、功率总成控制模块9及温控器一起集成在电路板8上，该电路板8植入式组装在电源座1内，方便制作及组装；同时利用该结构，达到气压传感器5设置在电源座1内部而远离发热源（热水），由此减少气压传感器受到烧水加热影响，气压传感器收集数据剔除气温干扰值；以及气压传感器5是直接排布在电路板上，达到电性连接方式直接传递数据，相对于现有蓝牙传输，本发明可以规避数据传输失败风险，传导的数据更准确，提升烧水壶的使用性能。
18.在本实施例中，所述控制单元7是微控制单元mcu，气压传感器5优选使用bosch博世旗下 bmp180；北斗卫星导航芯片6优选使用中科微旗下 6558d。控制单元7包括有：用于接收环境气压值和第二海拔高度值的接收部分；用于根据环境气压值计算对应第一海拔高度值，以及根据第一海拔高度值和第二海拔高度值计算海拔高度平均值的计算部分；用于根据计算的海拔高度平均值与水的沸点对应关系换算水温设定值的换算部分；用于根据水温设定值调整温控器设定值的重置部分。
19.图4、5所示，工作时，烧水壶本体2与电源座1连接并通电，先是功率总成控制模块9驱动气压传感器5和北斗卫星导航芯片6，气压传感器5监测环境气压值并输送给控制单元7，经控制单元7分析获得第一海拔高度值，北斗卫星导航芯片6通过卫星上设备反馈三维坐标和当地精准时间，获得第二海拔高度值并同时收集用户数据；而控制单元7获得第一海拔高度值和第二海拔高度值后计算得到海拔高度平均值，并与水的沸点对应关系换算设定值来调整温控器的设定值，达到智能调整温控器设定值，使之与壶体内水烧开的温度匹配，以便控制加热工作，避免反复烧水导致耗电增多等问题。设定好温控器的设定值后，启动烧水，功率总成控制模块9收到控制单元7给予的指令启动发热盘，同时温度传感器4实时收集壶体内的水温值并反馈信息给控制单元7，控制单元7以此驱动功率总成控制模块9调整功率大小进行烧水，达到节能功效。
20.本实施例的电路板8上还设有内存，用于全过程记录北斗导航数据和控制单元7通电使用过的指令，并形成用户数据通过wi-fi定期反馈到后台，达到智能控制效果，满足需求。
21.本发明利用北斗卫星导航芯片获取海拔高度，以及气压传感器获取环境气压值并经控制单元7分析获得对应海拔高度值，北斗卫星导航芯片通过卫星上设备反馈三维坐标和当地精准时间，从而获得所需海拔高度和收集用户数据；气压传感器优势在于直接对应获取海拔高度不经过运算（精度在1.5m以内满足使用要求），具体气压传感器如何把气压数据对应换算海拔，详细请看第cn 213882848 u号的中国专利，在此不再赘述。利用海拔高度与水的沸点对应关系，智能调整温控器的设定值，满足烧水需要；同时可以利用电路板内存记录用户数据包括：使用位置、使用时间和使用时长等，对后续产品升级和开发起到关键作用。
22.本发明中，所述换算部分依据海拔高度值换算水沸点的经验公式：t=t
0-h/a，其中，t0为海拔高度0米的水沸点，t0=100摄氏度；a为经验常数，对于水来说，a=300；t的单位也为摄氏度；h为所测海拔高度，其单位为米。
23.利用海拔高度与水沸点对应关系，其对应关系得出经验公式，在0-3000米区间海拔高度适用。工作原理：通过程序所记录经验公式，把所测海拔高度求水沸点，由此公式所计算出水沸点数值精度能达到小数点后一位，以实现精准控制温控器设定值。区别于传统烧水壶固定温控器设定值方式，本发明的获取海拔高度调节温控器设定值的算法，在0-3000米区间海拔高度遵循以下规则：相邻30米差距0.1摄氏度，满足国内日常烧水壶在0-2000米区间海拔高度使用环境，实现智能调整温控器设定值。通过以上公式换算，以下是海拔高度与水的沸点对应关系表（表格展示部分数据）：本发明通过气压传感器和北斗卫星导航芯片分别获取两组海拔高度值，并依据海拔高度平均值与水的沸点对应关系得出水温设定值，以此调整温控器设定值，确保壶体内水烧开与温控器设定值匹配，解决现有电烧水壶在高海拔低气压地区反复烧水导致耗电增多的技术问题，节能环保；同时，气压传感器设置在电源座内部远离发热源，减少气压传感器受到烧水加热影响，以及采用两组数据平均，以及采用直接电性连接来传递数据，数据被
干扰小，最终得到的数据更准确，提升烧水壶的工作有效性、稳定性及安全性；可在高原低压地区使用，并确保水烧开与设定温度值匹配，可有效避免传统的温控器无法跳闸的情况。
24.当然，以上结合实施方式对本发明做了详细说明，只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，因此，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。