智能水杯的溫度檢測方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及溫度檢測技術領域，更具體地，涉及一種智能水杯的溫度檢測方法。
【背景技術】
[0002]隨著人們對生活品質的要求日益提高，智能水杯方興未艾。現有技術中的智能水杯多提供了提示使用者飲水量的功能，而水杯中水的溫度的調節仍然主要依賴于水杯自身的機械結構，例如部件之間的密封性、部件的材質的耐熱耐寒性質、氣孔的散熱控制等。然而，這些結構雖然能夠使水溫保持一定溫度較長時間或者盡快地降低溫度，但無法做到準確控制，更無法調整。
[0003]經檢索，現有的智能水杯已經設計出了一些溫度調整機構。例如，申請號為CN201310281539.4的中國發明專利申請公開了一種可調溫水杯，包括杯柄、內杯體、外杯體，內杯體安裝在外杯體內，杯柄安裝在外杯體外側，還包括控制面板、溫度感應器、加熱塊、控制器、電源、風扇，控制面板設置在外杯體上，控制面板上設有顯示屏幕，溫度感應器安裝在內杯體上，加熱塊、控制器、電源、風扇設置在外杯體底部，電源通過控制器分別與控制面板、溫度感應器、加熱塊、風扇連接。有益效果是通過溫度感應器測量杯中水溫，并將結果反映在顯示屏幕上，人們根據需要通過控制面板設定溫度，通過控制器使加熱塊、風扇完成相應的動作過程，實現對水的加熱或降溫，方便人們飲用。
[0004]然而，這些溫度控制功能無法實現使用者任意調整溫度的要求，且對于手工(相對于通過程序自動控制加熱或冷卻一定溫度的情況)調整單元在長時間使用的情況下會降低靈敏度，從而導致使用者向智能水杯提供的溫度控制信號產生偏差，造成使用者失去信心，嚴重影響了智能水杯的推廣和預期使用效果。
[0005]此外，現有的智能水杯溫度檢測方法大多是直接利用溫度傳感器，而在帶有調溫的智能水杯中直接利用溫度傳感器的檢測方式無法準確地反映杯內承裝的液體的溫度，這樣，帶有調溫功能的智能水杯何時停止加熱或冷卻的控制將變得不準確。
【發明內容】
[0006]為了提高智能水杯對其內盛裝的液體的調溫控制能力，本發明提供了一種智能水杯的溫度檢測方法，該檢測方法基于具有散熱單元的智能水杯且包括如下步驟:
[0007](I)獲得表示使用者期望溫度的信號；
[0008](2)利用第一溫度檢測單元獲得當前杯內承裝的液體的第一溫度；
[0009](3)利用第二溫度檢測單元獲得散熱單元處的第二溫度；
[0010](4)根據表示使用者期望溫度的信號對杯內承裝的液體進行加熱或冷卻；
[0011](5)利用第三溫度檢測單元獲得杯內承裝的液體的第三溫度，利用第四溫度檢測單元獲得散熱單元處的第四溫度，并根據所述第一溫度、第二溫度、第三溫度和第四溫度獲得最終溫度?目息。
[0012]進一步地，所述第一溫度檢測單元、第二溫度檢測單元、第三溫度檢測單元和第四溫度檢測單元中至少部分地采用金屬溫度探頭。
[0013]進一步地，所述第一溫度檢測單元和第三溫度檢測單元采用PtlOO溫度傳感器。
[0014]進一步地，所述智能水杯還包括:
[0015]人機交互接口，用于接收表示使用者期望溫度的觸摸動作并產生與該動作相應的調溫電信號；
[0016]加熱單元，用于對杯內盛裝的液體進行加熱；
[0017]攪動單元，用于攪動杯內盛裝的液體。
[0018]進一步地，所述可調溫智能水杯還包括:控制單元，用于根據所述調溫電信號產生對加熱單元或攪動單元的控制信號。
[0019]進一步地，所述加熱單元包括:
[0020]數模轉換單元，用于根據所述控制信號產生加熱電流信號；
[0021 ]至少一個加熱棒，用于根據所述加熱電流信號進行加熱。
[0022I進一步地，所述攪動單元包括:
[0023]數模轉換單元，用于根據所述控制信號產生攪動電流信號；
[0024]至少一個攪動馬達，用于根據所述攪動電流信號對杯內盛裝的液體進行攪動。
[0025]進一步地，所述散熱單元包括:
[0026]至少一個散熱孔，用于散發杯內的熱量；
[0027]與所述散熱孔適配的擋板，用于控制所述散熱孔的開合大小；
[0028]擋板驅動馬達，用于根據所述攪動馬達的轉速驅動所述擋板的開合大小。
[0029]進一步地，所述步驟(5)包括:
[0030](51)當所述加熱單元啟動后，從第一時刻Tl開始以時間間隔Vl利用第三溫度檢測單元獲得杯內承裝的液體的第三溫度，并同時獲得相對應時刻的加熱電信號；
[0031](52)當所述攪動單元啟動后，從第一時刻Tl開始以時間間隔Vl多次地利用第四溫度檢測單元獲得散熱單元處的第四溫度，并同時獲得相對應時刻的攪動電信號；
[0032](53)通過上述各個相同時刻獲得的第三溫度和第四溫度對應地相減，獲得溫度差;
[0033](54)建立上述各個時刻和溫度差之間的擬合函數關系；
[0034](55)根據所述擬合函數關系，預測達到期望溫度所需的時間。
[0035]本發明的有益效果是:能夠根據杯內液體的溫度以及散熱孔的溫度準確地估計智能水杯調溫至期望溫度所需的時間，同時，本發明的智能水杯能夠根據使用者的觸控靈敏地接收到使用者期望調整的溫度信息，并且不受旋鈕等常見控制器件隨著使用時間的增加而出現調溫不準確的問題的影響;此外，還能夠準確地接收到使用者期望的溫度信息，從而使得水杯的加熱和/或冷卻單元能夠準確地調整杯內盛裝的液體的溫度;最后，本發明還能夠在杯內盛裝液體溫度超過期望溫度時對液體進行迅速降溫，無需使用者等待較長時間，并克服了現有技術中一般偏重于對液體升溫而無法有效降溫的傳統智能水杯的弊端。
【附圖說明】
[0036]圖1示出了根據本發明的可調溫智能水杯的結構圖。
[0037]圖2示出了根據本發明的智能水杯溫度檢測方法的流程框圖。
[0038]圖3示出了根據本發明的溫度傳感器及其相關電路。
[0039]圖4示出了根據本發明的人機交互接口的電路圖。
【具體實施方式】
[0040]如圖1所示，根據本發明的實施例，可調溫智能水杯包括:人機交互接口、至少一個溫度傳感器、加熱單元以及攪動單元。其中，人機交互接口用于接收表示使用者期望溫度的觸摸動作并產生與該動作相應的調溫電信號;至少一個溫度傳感器用于檢測杯內盛裝的液體的溫度;加熱單元用于對杯內盛裝的液體進行加熱;攪動單元用于攪動杯內盛裝的液體。
[0041]根據本發明的一些實施例，所述溫度傳感器采用金屬溫度探頭。這樣，有利于延長智能水杯的溫度探頭的耐用性并提高溫度檢測精度。根據本發明的一個優選實施例，所述溫度傳感器采用PtlOO溫度傳感器，例如，選用測量范圍為0_100°C的鉑熱電阻。
[0042]根據本發明的一些優選實施例，所述可調溫智能水杯還包括控制單元，用于根據所述調溫電信號產生對加熱單元或攪動單元的控制信號。根據本發明的一個優選實施例，控制單元采用MSP430F430單片機。當然，本領域技術人員應當清楚的是還可以采用其他類型的單片機、ARM處理器、CPLD等器件作為控制單元使用。其電路連接的具體形式在此不再一一闡述。優選地，所述控制單元輸出到加熱單元和/或攪動單元的控制信號為數字信號。這樣的好處是能夠避免模擬信號產生的輻射以及提高控制信號的抗干擾能力，從而在電磁環境復雜的場合也能夠保證控制信號的精確收發和正確處理。
[0043]如圖2所示，表示了本發明的溫度檢測方法的流程圖，該檢測方法優選地基于上述智能水杯且包括如下步驟:
[0044](I)獲得表示使用者期望溫度的信號；
[0045](2)利用第一溫度檢測單元獲得當前杯內承裝的液體的第一溫度；
[0046](3)利用第二溫度檢測單元獲得散熱單元處的第二溫度；
[0047](4)根據表示使用者期望溫度的信號對杯內承裝的液體進行加熱或冷卻；
[0048](5)利用第三溫度檢測單元獲得杯內承裝的液體的第三溫度，利用第四溫度檢測單元獲得散熱單元處的第四溫度，并根據所述第一溫度、第二溫度、第三溫度和第四溫度獲得最終溫度?目息。
[0049]根據本發明的一個優選實施例，上述步驟(5)包括:
[0050](51)當所述加熱單元啟動后，從第一時刻Tl開始以時間間隔Vl利用第三溫度檢測單元獲得杯內承裝的液體的第三溫度，并同時獲得相對應時刻的加熱電信號；
[0051](52)當所述攪動單元啟動后，從第一時刻Tl開始以時間間隔Vl多次地利用第四溫度檢測單元獲得散熱單元處的第四溫度，并同時獲得相對應時刻的攪動電信號；
[0052](53)通過上述各個相同時刻獲得的第三溫度和第四溫度對應地相減，獲得溫度差;
[0053](54)建立上述各個時刻和溫度差之間的擬合函數關系；
[0054](55)根據所述擬合函數關系，預測達到期望溫度所需的時間。
[0055]根據本發明，所述第一溫度檢測單元、第二溫度檢測單元、第三溫度檢測單元和第四溫度檢測單元中至少部分地采用金屬溫度探頭，且根據本發明的優選實施例，所述第一溫度檢測單元和第三溫度檢測單元采用PtlOO溫度傳感器。
[0056]根據本發明的溫度傳感器及其相關電路如圖3所示，控制單元與PtlOO溫度傳感器信號調理電路連接，其中:所述的PtlOO溫度傳感器信號調理電路由單片式集成芯片XTR105和RCV420組成，單片式集成芯片XTR105的6腳經電阻Rcm與PtlOO溫度傳感器信號輸出線I相連，電阻Rcm兩端并