基于近紅外光譜檢測液體物質的智能水杯的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種智能水杯，尤其涉及一種基于近紅外光譜檢測液體物質的智能水杯。
【背景技術】
[0002]現有智能水杯主要采用壓力傳感器、容量測試儀對杯子容器的容水量進行測量；采用溫度傳感器測量水溫；加之控制模塊、通訊模塊以實現對飲水量的監測和建議，從功能上僅實現了對水杯容量(即飲水量)和溫度的檢測功能。采用水質檢測傳感器，實現對水中可溶性固體物質含量的檢測，但是僅能識別簡單的物理特性，不能識別液體物質，尤其是不能識別有毒及重金屬的物質。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的就在于為了解決上述問題而提供一種基于近紅外光譜檢測液體物質的智能水杯。
[0004]本實用新型通過以下技術方案來實現上述目的:
[0005]一種基于近紅外光譜檢測液體物質的智能水杯，包括杯體、杯蓋、內膽、MCU、近紅外光譜發射器、近紅外光譜接收器、顯示屏和外圍電路，所述MCU和所述外圍電路均設置在所述杯體的底部，并位于所述內膽的下方，所述內膽的下端設置有兩個沿其中軸線對稱的透明窗口，所述近紅外光譜發射器和所述近紅外光譜接收器均設置在所述內膽與所述杯體外壁之間，且位于分別設置在兩個所述透明窗口處，所述顯示屏設置在所述杯體的外壁，所述近紅外光譜發射器、所述近紅外光譜接收器、所述顯示屏和所述外圍電路的信號端均與所述MCU的信號端連接。
[0006]進一步，所述水杯還包括無線通信裝置，所述MCU與所述無線通信裝置連接，并通過所述無線通信裝置與外部電子設備進行信號傳輸，所述無線通信裝置采用的通信協議為Bluetooth 或 W1-Fi。
[0007]具體地，所述外圍電路包括電源電路、存儲電路、顯示電路和控制電路。
[0008]本實用新型的有益效果在于:
[0009]本實用新型基于近紅外光譜檢測液體物質的智能水杯通過近紅外光譜檢測單元對杯子中的飲用水進行采樣和檢測，通過對物質光譜圖譜的采樣數據分析，并與已知的物質光譜特性進行比對分析，以確定液體物質或含量，尤其是重金屬等有害物質的含量。
【附圖說明】
[0010]圖1是本實用新型所述基于近紅外光譜檢測液體物質的智能水杯的結構示意圖；
[0011]圖2是本實用新型所述基于近紅外光譜檢測液體物質的智能水杯的工作流程圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖對本實用新型作進一步說明:
[0013]實施例一
[0014]如圖1所示，本實用新型基于近紅外光譜檢測液體物質的智能水杯，包括杯體1、杯蓋2、內膽3、MCU4、近紅外光譜發射器5、近紅外光譜接收器6、顯示屏7、外圍電路和無線通信裝置，MCU4、無線通信裝置和外圍電路均設置在杯體I的底部，并位于內膽3的下方，內膽3的下端設置有兩個沿其中軸線對稱的透明窗口，近紅外光譜發射器5和近紅外光譜接收器6均設置在內膽3與杯體I外壁之間，且位于分別設置在兩個透明窗口處，顯示屏7設置在杯體I的外壁，近紅外光譜發射器5、近紅外光譜接收器6、顯示屏7和外圍電路的信號端均與MCU4的信號端連接，MCU4通過無線通信裝置與外部電子設備進行信號傳輸，無線通信裝置采用的通信協議為Bluetooth或W1-Fi，外圍電路包括電源電路、存儲電路、顯示電路和控制電路。
[0015]實施例二
[0016]該智能水杯包括杯體、杯蓋、內膽、MCU、近紅外光譜發射器、近紅外光譜接收器、顯示屏、外圍電路和無線通信裝置，MCU、無線通信裝置和外圍電路均設置在杯體的底部，并位于內膽的下方，內膽的底部設置有透明窗口，近紅外光譜發射器設置在內膽的下方，并通過透明窗口向上發射近紅外光，近紅外光譜接收器設置在杯蓋內側，并向下接收近紅外光譜發射器發射的近紅外光，顯示屏設置在杯體的外壁，近紅外光譜發射器、近紅外光譜接收器、顯示屏和外圍電路的信號端均與MCU的信號端連接，MCU通過無線通信裝置與外部電子設備進行信號傳輸，無線通信裝置采用的通信協議為Bluetooth或W1-Fi，外圍電路包括電源電路、存儲電路、顯示電路和控制電路。
[0017]如圖2所示，一種基于近紅外光譜檢測液體物質的智能水杯的檢測方法，包括以下步驟:
[0018](I)當液體倒入至內膽3后，近紅外光譜發射器5激活工作，從內膽3側壁的透明窗口向內膽3內發射近紅外光；
[0019](2)同時近紅外光譜接收器6工作，從透明窗口接收通過液體介質后的近紅外光，并將光譜特征信號傳輸至MCU4 ;
[0020](3)根據實際情況選擇檢測的光譜特征信號與已知的物質光譜特征進行比較的場所:
[0021]若在MCU4中進行，外部電子設備從服務器中下載已知的物質光譜特性并通過無線通信裝置傳輸至MCU4內，近紅外光譜接收器6將探測到的光譜特征信號傳輸至MCU4內，使已知的物質光譜特性與探測的光譜特征對比獲得對比信號；
[0022]若在外部電子設備中進行，外部電子設備從服務器中下載已知的物質光譜特性，近紅外光譜接收器6將探測到的光譜特征信號傳輸至MCU4并通過無線通信裝置傳輸至外部電子設備內，已知的物質光譜特性與探測的光譜特征在外部電子設備中對比后再通過無線通信裝置將對比信號傳輸至MCU4內。
[0023]根據對比信號判斷是否為有害物質；
[0024](4)如果步驟(3)判斷液體為有害物質，則通過顯示屏7或內置的語音報警器發出有害物質報警，如果判斷液體為非有害物質，則通過顯示屏7發出安全提示。
[0025]本實用新型基于近紅外光譜檢測液體物質的智能水杯的工作原理如下:
[0026]通過外部電子設備(如手機、電腦、iPad等)連接互聯網后，從服務器下載各種物質的紅外光譜特征數據，然后通過無線通信裝置(如Bluetooth、W1-Fi等)將其傳輸至MCU4內，然后通過近紅外光譜發射器5發射近紅外光，由近紅外光譜接收器6接收穿過液體的近紅外光后，將光譜數據發送至MCU4內與已知的物質紅外光譜特征數據進行對比，從而可以得到液體中各類物質的種類及含量，從而達到檢測液體的目的；
[0027]同時，如果MCU4的存儲空間及處理效率不能達到要求時，可以使MCU4通過無線通信裝置直接將檢測到的光譜數據傳輸至外部電子設備內，然后使檢測數據與已知數據直接在外部電子設備內進行對比，對比完成后再通過無線通信裝置傳輸回MCU4內，再在水杯上進行報警或顯示等步驟。
[0028]本實用新型的技術方案不限于上述具體實施例的限制，凡是根據本實用新型的技術方案做出的技術變形，均落入本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種基于近紅外光譜檢測液體物質的智能水杯，包括杯體、杯蓋和內膽，其特征在于:還包括MCU、近紅外光譜發射器、近紅外光譜接收器、顯示屏和外圍電路，所述MCU和所述外圍電路均設置在所述杯體的底部，并位于所述內膽的下方，所述內膽的下端設置有兩個沿其中軸線對稱的透明窗口，所述近紅外光譜發射器和所述近紅外光譜接收器均設置在所述內膽與所述杯體外壁之間，且位于分別設置在兩個所述透明窗口處，所述顯示屏設置在所述杯體的外壁，所述近紅外光譜發射器、所述近紅外光譜接收器、所述顯示屏和所述外圍電路的信號端均與所述MCU的信號端連接。2.根據權利要求1所述的基于近紅外光譜檢測液體物質的智能水杯，其特征在于:所述水杯還包括無線通信裝置，所述MCU與所述無線通信裝置連接，并通過所述無線通信裝置與外部電子設備進行信號傳輸，所述無線通信裝置采用的通信協議為Bluetooth或W1-Fi03.根據權利要求2所述的基于近紅外光譜檢測液體物質的智能水杯，其特征在于:所述外圍電路包括電源電路、存儲電路、顯示電路和控制電路。
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于近紅外光譜檢測液體物質的智能水杯，包括杯體、杯蓋、內膽、MCU、近紅外光譜發射器、近紅外光譜接收器、顯示屏和外圍電路，MCU和外圍電路均設置在杯體的底部，內膽的下端設置有兩個沿其中軸線對稱的透明窗口，近紅外光譜發射器和近紅外光譜接收器均設置在內膽與杯體外壁之間，且位于分別設置在兩個透明窗口處，顯示屏設置在杯體的外壁，近紅外光譜發射器、近紅外光譜接收器、顯示屏和外圍電路的信號端均與MCU的信號端連接。本實用新型通過近紅外光譜檢測單元對杯子中的飲用水進行采樣和檢測，通過對物質光譜圖譜的采樣數據分析，并與已知的物質光譜特性進行比對分析，以確定液體物質或含量，尤其是重金屬等物質的含量。
【IPC分類】G01N21/359
【公開號】CN204718955
【申請號】CN201520477619
【發明人】王東旭, 楊勇
【申請人】成都小愛未來智慧科技有限公司
【公開日】2015年10月21日
【申請日】2015年7月2日