CN102327063B - 一种智能自控冲茶机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能自控冲茶机，包括冲茶系统，所述冲茶系统具有用于产生执行动作的驱动部件，此外还包括用于监控冲茶系统状况并采集相关信息的传感器元件；所述智能冲茶机还包括用于控制冲茶系统执行过程的控制系统。本发明改善了冲茶机的自动化操作控制技术，提高了设备的智能化水平，能够更好地满足人们对冲泡茶水的操作需求。在进一步完善针对耗材茶叶的相关功能、完成自动冲泡茶水的同时，通过网络实现与茶叶销售商的短信交流和互动，将对耗材茶叶的需求与冲泡茶水的系列操作有机地结合为一个整体，使冲茶机产品具备更高的层次，能够更好地服务于用户，从而全面提升了冲茶机的智能化水平，有助于促进茶文化的推广和发展。
Description
技术领域
本发明涉及一种冲茶装置，尤其涉及一种智能冲茶机。
背景技术
现有技术的智能冲茶机已可基本实现自动控制水温、水量和冲茶时间等操作，但尚需进一步提高其操控技术，以完善和提高冲茶机的智能化水平，更好地满足人们对冲泡茶水的操作需求。
此外，随着社会的进步和人们生活品味的提高，目前人们不仅关注如何泡出茶水，而且愈加注重品茶的意境和茶文化的推崇，对茶叶的了解和选购更为热衷。然而，现有技术的智能冲茶机，其功能仍然是基于和停留在一系列冲泡茶水的动作过程上，而针对耗材茶叶的相关功能尚不具备，例如，当茶叶用完后，用户还要去商场挑选和购买茶叶，不方便且耗费时间；尚欠缺对冲茶机中茶叶存储状态的监控及如何识别等功能。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种智能自控冲茶机，以进一步改善冲茶机的自动化操作控制技术，从而有效提高设备的智能化水平及其功能。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现：
本发明提供的一种智能自控冲茶机，包括冲茶系统，所述冲茶系统具有用于产生执行动作的驱动部件(如电机、气泵、水泵、电磁阀等)，此外还包括用于监控冲茶系统状况并采集相关信息的传感器元件(如霍尔传感器、光电传感器、流量传感器、温度传感器、水位传感器等)；所述智能自控冲茶机还包括控制系统，所述控制系统包括以下组成部分：
中央处理器，用于对传感器元件采集的信息进行监控和处理，与各个模块进行通信、并发出指令；
电源模块，用于提供工作电源；
驱动模块，用于接收中央处理器的指令，驱动并控制所述冲茶系统驱动部件执行的动作；
显示屏模块，用于提供人机交互界面；
所述中央处理器与电源模块、传感器元件、驱动模块、显示屏模块连接；所述驱动模块还与电源模块和驱动部件连接。
本发明通过冲茶系统实现茶水的冲泡过程，并通过传感器元件监控冲茶系统的温度、流量、位置等状况，经控制系统由中央处理器发出指令，使驱动模块驱动及控制冲茶系统产生执行动作，从而自动完成和控制冲茶过程。
本发明可采取如下进一步措施：所述控制系统还包括用于实现远程通信的GSM/GPRS通信模块；所述GSM/GPRS通信模块与中央处理器连接，并通过通讯网络与茶叶销售商管理服务器连接以进行交互，利用GSM短信息服务SMS功能实现用户与销售商的短信交流互动，使用户能够方便地了解茶叶的相关信息，实现需求与服务、冲茶机耗材茶叶的买卖。
上述方案中，本发明中所述冲茶系统具有包括有茶叶罐的自动输送茶叶机构，所述茶叶罐其下端的两个边侧外，分别对应设置有发射光电传感器和接收光电传感器，用以探测茶叶是否用完；所述接收光电传感器与所述控制系统的中央处理器连接。当茶叶罐中还有茶叶时，茶叶会挡住光线，接收光电传感器接收不到光线，此时属于正常使用状态；当茶叶用完时，由于没有茶叶的遮挡，接收光电传感器可接收到光线而发出信号，传送到控制系统经中央处理器处理后，在显示屏模块上显示相关信息，表明茶叶罐中的茶叶已用完，提醒用户添加或购买茶叶。
进一步地，本发明所述自动输送茶叶机构还包括螺旋状旋转杆、电机；所述茶叶罐其下端的一端侧面上设有出口；所述电机设置在茶叶罐的外面、且与所述控制系统的驱动模块连接；所述螺旋状旋转杆具有中空、且呈横向设置在茶叶罐内的底部，其一端与电机的输出轴联接，另一端与茶叶罐的出口对应。取用茶叶时，通过驱动螺旋状旋转杆转动将茶叶旋转并向前推进直至推出茶叶罐出口。每次送出的茶叶量由电机转动的圈数来确定，电机转动的圈数越多，输送的茶叶量就越大，因此可以对控制系统进行设定，即用户通过显示屏模块输入设定，由中央处理器向驱动模块发出指令，以驱动及控制电机的转动圈数来获得所需要的茶叶量。
此外，为使茶叶容易滑落并聚集在茶叶罐的底部，本发明所述茶叶罐的底部呈V型槽。
当需要冲泡不同的茶叶时，本发明所述自动输送茶叶机构至少为二个，且每个自动输送茶叶机构的茶叶罐的外面均对应设置有识别器组件；所述识别器组件包括感应磁铁、霍尔传感器、PCB电路板，所述霍尔传感器连接设置在PCB电路板上、且霍尔传感器的信号线与所述控制系统的中央处理器连接；所述感应磁铁与霍尔传感器位置对应；所述各茶叶罐对应于变换所述感应磁铁、霍尔传感器个数及位置所组合的识别器组件，即通过变换感应磁铁或霍尔传感器的个数以及位置而组合形成多个信号，从而可对应于多个茶叶罐，通过控制系统将相关茶叶罐的信息或状态显示在显示屏模块上。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明进一步改善了冲茶机的自动化操作控制技术，提高了设备的智能化水平，能够更好地满足人们对冲泡茶水的操作需求。
(2)本发明进一步完善了针对耗材茶叶的相关功能，能够监控和反映茶叶罐及其茶叶的存储状况，并通过网络实现与茶叶销售商的短信交流和互动。在完成自动冲泡茶水的同时，用户足不出户便可以方便快捷地了解和选购茶叶，更好地满足了用户的需求。
(3)本发明将对耗材茶叶的需求与冲泡茶水的系列操作有机地结合为一个整体，使冲茶机产品具备更高的层次，能够更好地服务于用户，从而全面提升了冲茶机的智能化水平，有助于促进茶文化的推广和发展。
附图说明
下面将结合实施例和附图对本发明作进一步的详细描述：
图1是本发明实施例中控制系统的结构原理框图；
图2是本发明实施例中冲茶系统的结构原理图；
图3是本发明实施例中央处理器的线路原理示意图；
图4是本发明实施例GSM/GPRS通信模块的通讯原理框图；
图5是本发明实施例中自动输送茶叶机构的结构示意图；
图6是图5的右视图；
图7是本发明实施例用户远程购买茶叶的流程示意图。
图中：储水箱1，自动输送茶叶机构2，茶叶罐21，茶叶罐出口21a，螺旋状旋转杆22，电机23，发射光电传感器24，接收光电传感器25，识别器组件26，感应磁铁26a，霍尔传感器26b，PCB电路板27c，连接外花键27，连接内花键28，冲泡机构3，公道杯机构4，水杯5，垃圾桶6，热水加热器7，中央处理器8，电源模块9，传感器元件10，驱动模块11，显示屏模块12，GSM/GPRS通信模块13，网络14，茶叶销售商管理服务器15
具体实施方式
图1～图7所示为本发明一种智能自控冲茶机的实施例，如图1所示，具有冲茶系统和控制系统。
如图2所示，冲茶系统由储水箱1、自动输送茶叶机构2、冲泡机构3、公道杯机构4、水杯5、垃圾桶6、热水加热器7组成，具有用于产生执行动作的驱动部件，如电机23、气泵、电磁阀等，以及用于监控冲茶系统状况并采集相关信息的传感器元件10，如霍尔传感器26b、发射光电传感器24、接收光电传感器25、流量传感器、温度传感器、水位传感器等。其中，自动输送茶叶机构2有多个而并列设置，用以储存输送不同的茶叶，以满足用户不同的茶叶选择需求。
如图1所示，控制系统包括以下组成部分：
中央处理器8，用于对传感器10采集的信息进行监控和处理，与各个模块进行通信、并发出指令；
电源模块9，用于提供工作电源；
驱动模块11，用于接收中央处理器8的指令，驱动并控制所述冲茶系统驱动部件执行的动作；
显示屏模块12，用于提供人机交互界面；
GSM/GPRS通信模块13，用于实现远程通信；
其中，中央处理器8与电源模块9、传感器元件10、驱动模块11、显示屏模块12、GSM/GPRS通信模块13连接；驱动模块11还与电源模块9和驱动部件连接；GSM/GPRS通信模块13通过通讯网络14与茶叶销售商管理服务器15连接。
如图3所示，中央处理器8采用芯片STM8，如图3所示，包含六个内部寄存器和20位地址总线，80条指令。六个内部寄存器包含：二个16位基址寄存器、一个8位累加器、一个24位程序计数器、一个16位堆栈指针和一个8位状态寄存器。二个16位基址寄存器X、Y配合使用，支持线性和基址+偏移寻址，沿用于read-modify-write类型数据处理。这些寄存器简化了分支程序和数据、数组的操作。
GSM/GPRS通信模块利用GSM短信息服务SMS功能，每个短信息的信息量为140个字节。如图4所示，GSM模块提供RS-232或USB数据接口，采用AT指令，利用GSM模块与中央处理器8结合，实现对收发短信的自动控制。发送信息时，中央处理器8从FLASH存储器中调出茶叶价目表，消费者选择后，打开AT指令开启GSM模块的功能，中央处理器8通过RS-232串口通信把数据送到GSM模块，数据在调制解调器里把数据调制好后，天线开关转到发射端，然后将调制好的数据包发送出去。接收编码后的短信，由GSM模块解码，还原成源信息再送到中央处理器8，再由显示模块12显示出来。
本实施例冲茶系统中，如图5所示，其自动输送茶叶机构2包括茶叶罐21、螺旋状旋转杆22、电机23。
电机23设置在茶叶罐21的外面、且与控制系统的驱动模块11连接。茶叶罐21其下端的侧面设有出口21a，且茶叶罐21的底部呈V型槽(见图6)。螺旋状旋转杆22为具有中空、圆滑的钢丝弹簧，呈横向设置在茶叶罐21底部的V型槽内，其一端通过连接外花键27、连接内花键28与电机23的输出轴联接，另一端与茶叶罐的出口21a对应。取用茶叶时，通过驱动螺旋状旋转杆22转动将茶叶旋转并向前推进直至推出茶叶罐出口21a。每次送出的茶叶量由电机23转动的圈数来确定，电机23转动的圈数越多，输送的茶叶量就越大，因此可以对控制系统进行设定，即用户通过显示屏模块12输入设定，由中央处理器8向驱动模块11发出指令，以驱动及控制电机23的转动圈数来获得所需要的茶叶量。
茶叶罐21的底部设置有识别器组件26，用以需要冲泡不同茶叶而具有多个自动输送茶叶机构时，发出相应的信号以识别表示不同的茶叶罐。如图5所示，茶叶罐下面设置的识别器组件26包括感应磁铁26a、霍尔传感器26b、PCB电路板27c，其具体设置如下：
霍尔传感器26b具有四个且连接设置在PCB电路板26c上而构成霍尔电路板，且霍尔传感器26b的信号线与控制系统的中央处理器8连接。每个茶叶罐21的底部均设置有四个槽位和一个霍尔电路板，四个槽位与四个霍尔传感器26b分别一一对应，每个槽位用以放置一个感应磁铁26a。通过变换槽位所放置的感应磁铁26a的个数以及位置，从而与霍尔传感器26b组合产生15种信号，因而可以对应于15个茶叶罐，从而可以识别表示15种茶叶(哪一种茶叶对应装到哪个茶叶罐里，冲茶机便通过识别茶叶罐来识别茶叶)。
或者，四个槽位均放置感应磁铁26a，通过变换霍尔传感器26b的个数以及位置进行组合来实现。
如图6所示，茶叶罐21的外面、对应于螺旋状旋转杆22的两边外侧分别对应设置有发射光电传感器24和接收光电传感器25。接收光电传感器25与控制系统的中央处理器8连接。当茶叶罐21中还有茶叶时，茶叶会挡住光线，接收光电传感器25接收不到光线，此时属于正常使用状态；当茶叶用完时，由于没有茶叶的遮挡，接收光电传感器25可接收到光线而发出信号，传送到控制系统经中央处理器8处理后，在显示屏模块12上显示相关信息，表明茶叶罐21中的茶叶已用完，提醒用户添加或购买茶叶。
需要购买茶叶时，如图7所示，用户通过显示屏模块12选择激活“购买茶叶”功能，中央处理器8则启动GSM/GPRS通信模块13，将“购买茶叶”的信息发送出去。茶叶销售商管理服务器15收到此信息后，将茶叶的品种清单等信息数据通过调制解调器调制后发送给用户，用户接收到编码的短信后，由GSM/GPRS通信模块13解码，还原成源信息传送到中央处理器8，再由显示屏模块12显示出来，用户便可以选择茶叶种类和数量并发送出去。茶叶销售商管理服务器15收到确认的信息后，便进入送货处理程序，将用户选购的茶叶送货上门，从而满足了用户的需求。
Claims (5)
1.一种智能自控冲茶机，包括冲茶系统，所述冲茶系统具有用于产生执行动作的驱动部件，其特征在于：还包括用于监控冲茶系统状况并采集相关信息的传感器元件(10)；所述智能自控冲茶机还包括控制系统，所述控制系统包括以下组成部分：
中央处理器(8)，用于对传感器元件(10)采集的信息进行监控和处理，与各个模块进行通信、并发出指令；
电源模块(9)，用于提供工作电源；
驱动模块(11)，用于接收中央处理器(8)的指令，驱动并控制所述冲茶系统驱动部件执行的动作；
显示屏模块(12)，用于提供人机交互界面；
GSM/GPRS通信模块(13)，用于实现远程通信；
所述中央处理器(8)与电源模块(9)、传感器元件(10)、驱动模块(11)、显示屏模块(12)、GSM/GPRS通信模块(13)连接；所述驱动模块(11)还与电源模块(9)和驱动部件连接；所述GSM/GPRS通信模块(13)通过通讯网络(14)与茶叶销售商管理服务器(15)连接。
2.根据权利要求1所述的智能自控冲茶机，其特征在于：所述冲茶系统具有包括有茶叶罐(21)的自动输送茶叶机构(2)，所述茶叶罐(21)其下端的两个边侧外，分别对应设置有发射光电传感器(24)和接收光电传感器(25)；所述接收光电传感器(25)与所述控制系统的中央处理器(8)连接。
3.根据权利要求2所述的智能自控冲茶机，其特征在于：所述自动输送茶叶机构(2)还包括螺旋状旋转杆(22)、电机(23)；所述茶叶罐(21)其下端的一端侧面上设有出口(21a)；所述电机(23)设置在茶叶罐(21)的外面、且与所述控制系统的驱动模块(11)连接；所述螺旋状旋转杆(22)具有中空、且呈横向设置在茶叶罐(21)内的底部，其一端与电机(23)的输出轴联接，另一端与茶叶罐的出口(21a)对应。
4.根据权利要求2所述的智能自控冲茶机，其特征在于：所述茶叶罐(21)的底部呈V型槽。
5.根据权利要求2所述的智能自控冲茶机，其特征在于：所述自动输送茶叶机构(2)至少为二个，且每个自动输送茶叶机构的茶叶罐(21)的外面均对应设置有识别器组件(26)；所述识别器组件(26)包括感应磁铁(26a)、霍尔传感器(26b)、PCB电路板(26c)，所述霍尔传感器(26b)连接设置在PCB电路板(26c)上、且霍尔传感器(26b)的信号线与所述控制系统的中央处理器(8)连接；所述感应磁铁(26a)与霍尔传感器(26b)位置对应；所述各茶叶罐(21)对应于变换所述感应磁铁(26a)、霍尔传感器(26b)个数及位置所组合的识别器组件。
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