CN103217198A

CN103217198A - 基于智能手机的饮水监控装置

Info

Publication number: CN103217198A
Application number: CN2013101336208A
Authority: CN
Inventors: 高杨; 何移; 倪仕虎; 徐媛; 高建辉
Original assignee: Institute of Electronic Engineering of CAEP
Current assignee: Institute of Electronic Engineering of CAEP
Priority date: 2013-04-18
Filing date: 2013-04-18
Publication date: 2013-07-24

Abstract

本发明提供了一种基于智能手机的饮水监控装置，所述的监控装置包括检测垫和监控平台，监控平台采用智能手机；检测垫的感应模块采用压力传感器，压力传感器将置于检测垫上的水杯中水量的变化情况产生的压力信号转换为电压信号；放大模块将电压信号进行放大处理形成模拟信号；处理器中的A/D将模拟信号转换为数字信号并处理采集数据得到对应的水量数据；时钟模块为监控装置工作提供时间参考，使其与监控平台的工作时间同步；无线传输模块采用蓝牙模块，将检测垫检测的饮水量数据传送给监控平台智能手机；电源模块为检测垫中不同的电路模块或芯片供电；监控平台用于运行饮水监控软件，并接收、处理和显示饮水量数据。

Description

基于智能手机的饮水监控装置

技术领域

本发明涉及一种基于智能手机的饮水监控装置。

背景技术

随着社会的快速发展，上班族的压力越来越大，在日常生活中，他们时常因忙碌而忘记及时饮水，由此引发了许多疾病，如肾结实、肾衰竭等。根据最新医学研究表明，每人每天需完成2100-2800毫升的饮水量。因此，科学饮水已成为社会关注的焦点，大量用于检测饮水量的产品和发明也应运而生。

目前市场上已经推出了一些有价值的用于检测饮水量的设备。智能液晶显示水杯，能快速地在液晶屏上显示杯中已有水量，其主要不足有：不能独立完成饮水量的计算，不具有提醒用户补充饮水的功能，限定了检测饮水量的水杯。智能水杯垫，利用LED闪烁来提醒用户饮水，其主要不足有：不能实现水量的测量，提醒的范围小。健康小护士----HydraCoach智能水杯，能够自动计算人体的水分需求和追踪人体全天的水分消耗，所有信息在水杯自带的液晶屏上显示，其主要不足有：不具有提醒用户补充饮水的功能，限定了检测饮水量的水杯。

在已有相关专利中，201020580067号“新型水杯垫”实用新型公布了一种新型水杯垫，其特征是：水杯垫为长方体，其正中心处是一个圆柱状凹槽，用来搁置水杯，两块为U型海绵，覆盖在凹槽周围，用来吸附不小心溢出杯口的水；水杯可以安稳的搁置在凹槽内，即使有水溢出，也能被周围的U型海绵吸附，保持桌面的清洁干爽。它的主要缺点是只具有杯垫防漏水、防滑功能，没有检测饮水量和提醒用户饮水的功能。201110061233号“智能水杯”发明专利公开了一种智能水杯，包括杯盖、杯体、杯底。杯盖上设有存储药片的存储区；杯体上嵌有智能控制系统，智能控制系统包括控制芯片，控制芯片上连接有显示时间的显示模块、按键模块、报警模块、通讯模块、储存模块；显示模块设置在杯体的表面，按键模块包括分钟调节按钮、小时调节按钮、应急报警按钮以及信息回馈按钮；控制芯片接收到信息回馈按钮的输出信号时发送启动信号给通讯模块，通讯模块将“药已吃信号”发送给医生或家人；控制芯片接收到应急报警按钮的输出信号的同时发送启动信号给通讯模块和报警模块，通讯模块将“紧急信号”发送给医生或家人，报警模块开启警报声。它的主要缺点是仅局限于通知医生或其家人是否已经吃药，没有对饮水量进行监测。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于智能手机的饮水监控装置。采用本发明能准确的测量用户饮水量，实现检测垫和监控平台的数据通信，监控平台显示实饮水量、需补充饮水量的信息，并在饮水量不足时以播放音乐的方式提醒用户喝水。

本发明的基于智能手机的饮水监控装置，其特点是：所述的监控装置包括检测垫和监控平台，检测垫主要包括感应模块、放大模块、处理器、时钟模块、无线传输模块、电源模块；监控平台采用智能手机；

检测垫的感应模块采用压力传感器，压力传感器将置于检测垫上的饮水杯中水量的变化情况产生的压力信号转换为电压信号；放大模块将电压信号进行放大处理形成模拟信号；处理器中的A/D将模拟信号转换为数字信号并处理采集数据得到对应的水量数据；时钟模块为监控装置工作提供时间参考，使其与监控平台的工作时间同步；无线传输模块采用蓝牙模块，将检测垫检测的饮水量数据传送给监控平台智能手机；电源模块由电池、升压模块、电压转换模块和稳压电路构成，为检测垫中不同的电路模块或芯片供电，增加了检测垫使用的便携性；监控平台用于运行饮水监控软件，并接收、处理和显示饮水量数据；当饮水量不足时，弹出文本窗口提醒用户补充饮水，同时播放可自定义的提醒音乐。

所述的监控平台能够监测多个不同工作地点的检测垫的工作。

所述的感应模块采用三个压力传感器。

本发明的基于智能手机的饮水监控装置的检测垫中感应模块采用接触式压力传感器，处理器采用AVR单片机，使用单片机自带A/D采集饮水量数据，时钟模块为单片机工作提供参考时间，实现与监控平台的工作时间同步，无线通信模块采用蓝牙模块，用于实现与监控平台（智能手机）的数据传输，电源模块由锂电池、升压模块、电压转换模块和稳压电路构成，监控平台（智能手机）用于接收、处理数据和运行饮水监控软件。

为了将外部压力信号转换为电压信号，本发明的基于智能手机的饮水监控装置的检测垫中感应模块具有压力传感器。采用3个接触式压力传感器减小抖动，稳定的将水杯施加的压力信号成比例的转换为电信号。

为了采集压力传感器的输出信号，本发明的基于智能手机的饮水监控装置的检测垫具有处理器。采用AVR单片机，控制自带的A/D模块不间断的对压力传感器输出的电压信号进行模拟-数字转换。当电压信号小于阈值时不采集，当电压信号大于阈值时采集信号。AVR单片机通过一定的算法将采集到电压信号转换为饮水量。

为了使检测垫能够以准确的时间运行，并且保持与监控平台（智能手机）同步的工作时间，本发明的基于智能手机的饮水监控装置的检测垫具有时钟模块。时钟模块由时钟芯片以及外围电路组成，能够为饮水检测装置提供时间参考。饮水检测装置根据工作时间表可以实现自动开启和关闭，以达到节约电能的目的。

为了实现检测垫和监控平台（智能手机）的数据通信，本发明的基于智能手机的饮水监控装置的检测垫中的无线传输模块采用蓝牙模块。蓝牙模块能够实现多个检测垫和一个监控平台（智能手机）之间的数据通信。监控平台（智能手机）和蓝牙模块在同一时刻一对一通信，每个蓝牙模块都有ID编码，不同ID编码的蓝牙位于不同的检测垫，不同的检测垫使用场合不同，以实现全面监控用户的饮水量。

为了使检测垫能够在没有外部电源的情况下正常使用，本发明的基于智能手机的饮水监控装置的检测垫具有电源模块，包括升压模块、电压转换模块和稳压电路。其中升压模块采用MC34063升压芯片，电压转换模块采用ICL7660电压转换芯片。采用锂电池作为电源模块的输入电源，为饮水检测装置中不同的电路模块或芯片供电。输入电压等级可选择3.5V～4V，输出电压有5V、-5V。

为了接收、处理饮水量数据以及随时随地提醒用户饮水，本发明的基于智能手机的饮水监控装置具有监控平台。监控平台采用智能手机，智能手机安装有饮水监控软件。使用智能手机发送数据传输指令，检测垫通过蓝牙模块发送水量数据，与此同时智能手机接收、处理数据，并在饮水量不足时提醒用户饮水。

本发明的基于智能手机的饮水监控装置的监控平台（智能手机）具有饮水监控软件，其主要功能是：控制智能手机对接收到的所有饮水量求和；以弹出窗口的方式显示实饮水量、需补充饮水量的信息；当饮水量不足时控制智能手机播放音乐提醒饮水，提醒音乐结束时，显示窗口也随之消失；可以根据需要手动查看总饮水量、需补充饮水量；可以自定义是否需要提醒，也可访问智能手机自带的音频文件定义提醒音乐，在没有自定义音乐的情况下，智能手机将播放默认音乐。

饮水监控软件依照科学饮水时间表控制监控平台（智能手机）提醒用户饮水，提醒的时间段有：7:30 ~8:30 am，8:30 ~11:30 am，11:30 ~12:30 pm，12:30 ~14:00 pm，14:00 ~17:00 pm以及17:00~22:00 pm六个时段；每个时间段的科学饮水量为350ml，当每个时间段的实饮水量小于350ml时，监控平台（智能手机）会弹出窗口，显示提醒信息，播放提醒音乐。

附图说明

图1为本发明的整体结构框图；

图2为本发明中的检测垫的结构组成框图；

图3为本发明中的检测垫的检测工作时序图；

图4为本发明中的监控平台（智能手机）的工作流程图；

图中：1. 监控平台，2检测垫，3.感应模块，4.放大模块，5.处理器，6.时钟模块，7.无线传输模块，8.电源模块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。

图1为本发明的整体结构框图，包括监控平台1和检测垫2两部分。其中检测垫主要负责三部分的工作：第一部分是通过感应模块3感应放于检测垫上的饮水杯中水量，第二部分是根据算法，处理器5采集处理得到饮水量数据，第三部分是将采集、处理得到的饮水量数据发送到监控平台1上。多个检测垫和监控平台（智能手机）之间的数据通信通过蓝牙模块实现。监控平台（智能手机）安装有饮水监控软件，主要负责两部分的工作：第一部分是由监控平台（智能手机）接收、处理饮水量数据，第二部分是饮水监控软件弹出窗口显示提醒信息，播放提醒音乐。

图2为本发明中的检测垫的结构组成框图，主要包括感应模块3、放大模块4、处理器5，时钟模块6、无线传输模块7、电源模块8。感应模块3采用3个接触式压力传感器，稳定的将水杯施加的压力信号成比例的转换为电压信号；放大模块4采用三个差分放大器，准确的将微小电压信号放大；处理器5控制自带A/D将放大的模拟电压信号转换为数字电压信号，同时根据数据拟合算法处理转换的数字电压信号得到饮水量数据，最后控制无线传输模块7发送已处理得到的饮水量数据；电源模块8由锂电池、升压模块MC34063、电压转换模块ICL7660和稳压电路构成，输入电压等级可选择3.5V～4V，输出电压有5V、-5V，主要为感应模块3、放大模块4和处理器5供电；时钟模块6为处理器5的正常工作提供时间参考，保证与监控平台（智能手机）工作时间同步。

图3为本发明中的检测垫的检测工作时序图， 7:00时检测垫第一次采集水量为150mL，设定初值为150；7:00～7:30时检测垫第二次采集水量为800mL，由于第二次采集水量大于第一次采集水量，初值更新为800mL；7:30 ~8:30时检测垫采集水量为450ml，由于采集水量450ml小于初值800ml，则初值800ml不变，此时段的饮水量为800ml-450ml=350ml。根据饮水情况以此算法类推可以得到8:30 ~11:30 ，11:30 ~12:30，12:30 ~14:00，14:00 ~17:00 ，17:00~22:00 各时段的饮水量。

图4为本发明中的监控平台（智能手机）工作流程图，监控平台（智能手机）首先执行101操作，检测垫和监控平台（智能手机）蓝牙完成连接后，手机发送数据传输指令，检测垫接收到指令后随即将储存的实时饮水量数据发送给智能手机，智能手机同时接收数据；然后执行102操作，监控平台（智能手机）在饮水监控软件的控制下对接收到的数据进行读取累加；接着执行103操作，比较此时段的饮水量是否小于科学饮水量，如7:30 ~8:30 am的累加饮水量与350ml比较，8:30 ~11:30 am的累加饮水量和700ml比较，11:30 ~12:30 pm的累加饮水量和1050ml比较，12:30 ~14:00 pm的累加饮水量和1400ml比较，14:00 ~17:00 pm的累加饮水量和1750ml比较，17:00~22:00 pm的累加饮水量和2100ml比较。当每一时段的历史累加量大于此时段的科学饮水量时，返回执行102操作；当每一时段的历史累加饮水量小于此时段的科学饮水量时，由科学饮水量减去本时段的历史累加饮水量就可以得到需补充饮水量；最后执行104操作，智能手机弹出窗口，显示实饮水量、需补充饮水量，并播放提醒音乐。

Claims

1.一种基于智能手机的饮水监控装置，其特征在于：所述的监控装置包括检测垫和监控平台，检测垫主要包括感应模块、放大模块、处理器、时钟模块、无线传输模块、电源模块；监控平台采用智能手机；

检测垫的感应模块采用压力传感器，压力传感器将置于检测垫上的水杯中水量的变化情况产生的压力信号转换为电压信号；放大模块将电压信号进行放大处理形成模拟信号；处理器中的A/D将模拟信号转换为数字信号并处理采集数据得到对应的水量数据；时钟模块为监控装置工作提供时间参考，使其与监控平台的工作时间同步；无线传输模块采用蓝牙模块，将检测垫检测的饮水量数据传送给监控平台智能手机；电源模块由电池、升压模块、电压转换模块和稳压电路构成，为检测垫中不同的电路模块或芯片供电，增加了检测垫使用的便携性；监控平台用于运行饮水监控软件，并接收、处理和显示饮水量数据；当饮水量不足时，弹出文本窗口提醒用户补充饮水，同时播放可自定义的提醒音乐。

2.根据权利要求1所述的基于智能手机的饮水监控装置，其特征在于：所述的监控平台能够监测多个不同工作地点的检测垫的工作。

3.根据权利要求1所述的基于智能手机的饮水监控装置，其特征在于：所述的感应模块采用三个压力传感器。