CN106880084B - 一种基于无线通信的智能电子烟系统及其控制方法 - Google Patents

一种基于无线通信的智能电子烟系统及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于无线通信的智能电子烟系统，包括内置有无线发射器的电子烟和内置有无线接收器的移动终端，所述电子烟与所述移动终端具有设备各自唯一的标识码，两者通过无线传输方式建立双向通信链路，所述电子烟还包括微控制器和与微控制器连接的电源管理模块、功能按键模块、调压/温控模块、雾化器、生命体征传感器和显示屏，所述无线发射器与微控制器连接，还涉及该系统的控制方法。本发明基于无线通信技术，采用受众面广、普及率高的移动终端来实现对电子烟的互联控制和数据管理，能全方位满足用户的多维度需求，带来安全智能的交互模式，提供舒适便捷的操控体验。

Description

一种基于无线通信的智能电子烟系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种智能电子烟系统，尤其是一种基于无线通信的智能电子烟系统，还涉及其控制方法，属于电子烟领域。
背景技术
电子烟作为一种非燃烧性香烟替代品，真正地从用户的心理、生理角度人性化地模拟吸烟的整个过程，致力于以高科技手段打造安全、健康、环保的吸烟文化。它不仅能够提神、满足吸烟者的快感和多年养成的使用习惯，而且因不含焦油、不含普通香烟燃烧时产生的会导致呼吸系统与心血管系统疾病的多种化学物质，日益受到了广大消费者的喜爱和认可。
近年来，各大烟草或非烟草企业竞相涌入到电子烟研发领域，形形色色的电子烟产品如雨后春笋般涌现。然而，现有的电子烟大多只能独立单机使用，且存在如下缺点：1、无后台服务器作支撑，不支持用户数据的记录、统计与管理；2、功能比较单一，往往只具有最基本的抽吸功能，很难满足消费者日益增长的应用需求；3、若以单独的电子烟为载体进行功能拓展，烟具体积增大、结构变复杂的同时，势必要增加按键数目或增设多级菜单，造成操作繁琐，难获认同；4、交互体验差、智能化程度低。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种基于无线通信的智能电子烟系统及其互联控制方法，以满足用户多种应用需求，带来安全智能的交互模式，提供舒适便捷的操控体验，具体方案如下：
一种基于无线通信的智能电子烟系统，包括内置有无线发射器的电子烟和内置有无线接收器的移动终端，所述电子烟与所述移动终端具有设备各自唯一的标识码，两者通过无线传输方式建立双向通信链路，实现信息交换和互联控制，所述电子烟还包括微控制器和与微控制器连接的电源管理模块、功能按键模块、调压/温控模块、雾化器、生命体征传感器和显示屏，所述无线发射器与微控制器连接。所述电子烟还包括机身外壳和设于外壳上的散热孔。
优选地，所述移动终端为智能手机、平板电脑或可穿戴设备，所述移动终端上安装有APP软件，所述APP软件依托后台服务器进行相关数据管理，所述APP软件控制界面设置有虚拟按键，用于发送控制指令。所述APP软件支持中英文模式，软件里有独立语言设置，语言不跟随移动终端操作系统语言改变，用户可根据自己的语言喜好手动切换。
优选地，所述APP软件兼容Andriod系统、iOS系统、Windows Phone系统、BlackBerry OS系统、Symbian系统中的至少一种，所述无线传输方式为2G、3G、4G、5G、蓝牙、WiFi、UWB、NFC或ZigBee。
优选地，所述电源管理模块包括充电接口、电池本体、电池电极针、电池绝缘橡胶垫和电池接触外螺纹，所述充电接口通过电源线和/或电源适配器与外部电源建立电连接，所述电池电极针、电池绝缘橡胶垫和电池接触外螺纹沿径向从内到外紧邻放置，所述电池本体通过电池接触外螺纹与雾化器螺纹连接。
优选地，所述功能按键模块包括主按键、上辅助按键和下辅助按键，所述主按键设置于充电接口的下方，所述上辅助按键和下辅助按键设置于充电接口的上方，两按键垂直排列。
优选地，所述雾化器包括吸嘴、套筒、所述吸嘴和套筒之间设有第一密封圈，所述套筒内依次设置密封硅胶、雾化芯支架盖、发热丝、雾化芯支架、第二密封圈、防漏油密封阀、无纺布保护盖、发热丝保护盖、发热丝支架、接触内螺纹、雾化器绝缘针橡胶和雾化器电极针。所述密封硅胶置于所述雾化芯支架盖的内槽中。所述雾化芯支架上部盖有雾化芯支架盖，内部装有发热丝，下部通过第二密封圈与防漏油密封阀套紧连接。所述防漏油密封阀外部设有无纺布保护盖，下部通过铆压方式与发热丝保护盖配紧。所述发热丝保护盖下部套接有发热丝支架，所述发热丝支架与内置有雾化器绝缘针橡胶和雾化器电极针的接触内螺纹铆压配紧。电子烟工作时，雾化器将存放在套筒内的烟油雾化成气溶胶并通过吸嘴供抽吸者享用。
优选地，所述显示屏和所述生命体征传感器的检测窗口分别设置于所述机身外壳的两侧。所述生命体征传感器与微控制器相连，通过检测窗口能实时检测生理指标，并将身体状况及时反馈给用户。
另外，本发明提供的上述智能电子烟系统的控制方法，包括步骤：
A、利用电子烟内置无线发射器定时循环地向移动终端内置无线接收器发送无线电广播信号；
B、通过移动终端APP软件中的“添加设备”选项，搜索并生成电子烟设备列表，用户根据列表选择目标设备进行绑定；
C、绑定成功后，通过操作APP软件控制界面发送控制指令，电子烟获取并解析指令信息，执行命令动作，返回相应数据至后台服务器。
优选地，步骤A之前包括：启动电子烟内置无线发射器和移动终端内置无线接收器，确保电子烟和移动终端在有效的无线通信距离范围内。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明的电子烟既支持单机使用也支持联机互控，用户可根据自己的意愿自由选择。
2、本发明的智能电子烟系统依托APP软件后台服务器来实现对用户数据的记录、统计和管理，数据分析结果以可视化形式直观地呈现给用户。
3、本发明将电子烟硬件与移动终端APP软件有机结合，实现吸烟历史记录、健康吸烟计划制定、生理指标检测、微论坛、个人信息管理和网上商城等传统单机版电子烟无法实现的功能，能全方位满足用户的多维度需求。
4、本发明在不增加电子烟按键数目或菜单级别的前提下，借助APP软件控制界面中的虚拟按键使得操作更加简单和人性化。
5、本发明基于无线通信技术，通过移动终端来实现对电子烟的智能控制，极大地提升了用户交互体验，方便快捷。
附图说明
图1为本发明基于无线通信的智能电子烟系统的原理框图；
图2为本发明的电子烟的结构示意图；
图3为本发明的电子烟的结构展开图；
图4为本发明基于无线通信的智能电子烟系统的互联控制流程图。
附图标记说明：1. 微控制器；2. 电源管理模块；2-1. 充电接口；2-2. 电池本体；2-3. 电池电极针；2-4. 电池绝缘橡胶垫；2-5. 电池接触外螺纹；3. 功能按键模块；3-1.主按键；3-2. 上辅助按键；3-3. 下辅助按键；4. 调压/温控模块；5. 无线发射器；6. 雾化器；6-1. 吸嘴；6-2.套筒；6-3.密封硅胶；6-4. 雾化芯支架盖；6-5. 发热丝；6-6. 雾化芯支架；6-7. 密封圈；6-8. 防漏油密封阀；6-9. 无纺布保护盖；6-10. 发热丝保护盖；6-11.发热丝支架；6-12. 接触内螺纹；6-13. 雾化器绝缘针橡胶；6-14. 雾化器电极针；7. 显示屏；8. 生命体征传感器；9. 无线接收器；10. APP软件；11. 后台服务器；12. 机身外壳；13. 散热孔。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合附图及实施例，对本发明作进一步详细说明。
本发明实施例的智能电子烟系统的原理框图如图1所示，该系统包括电子烟和移动终端，所述电子烟与所述移动终端具有设备各自唯一的标识码(如MAC地址)，两者通过2G、3G、4G、5G、蓝牙、WiFi、UWB、NFC或ZigBee无线传输方式建立双向通信链路，实现信息交换和互联控制。电子烟与移动终端首次互联时需要进行无线配对，后续移动终端自动与最后连接的电子烟连接，在非人为解除绑定的情况下，其他电子烟设备无法介入。
所述电子烟还包括微控制器1和与微控制器连接的电源管理模块2、功能按键模块3、调压/温控模块4、无线发射器5、雾化器6、显示屏7和生命体征传感器8。如图2和图3所示，所述电子烟还包括机身外壳12和设于外壳上的散热孔13。本实施例的电子烟在与移动终端非互联情况下可独立使用。
所述微控制器1用于接收所述功能按键模块4的压电信号，并将压电信号转换为控制信号，以驱动调压/温控模块4和雾化器6工作。微控制器还用于获取电源管理模块2的电量信息、功能按键模块3根据压电信号确定得出的按压次数与按压持续时间信息、调压/温控模块4的抽吸模式(调压模式或温控模式)和抽吸参数(设定的电压值V或雾化温度值℃/℉)信息以及生命体征传感器8检测到的生理指标信息，并通过无线发射器5发送给移动终端。所述微控制器1还用于通过无线发射器5获取移动终端发送的控制指令，并对指令信息进行解析，然后执行相应命令动作。
所述电源管理模块2包括充电接口2-1、电池本体2-2、电池电极针2-3、电池绝缘橡胶垫2-4和电池接触外螺纹2-5。充电接口2-1通过电源线和/或电源适配器与外部电源建立电连接，并给所述电池本体充电。所述电池本体2-2用于向所述微控制器1、功能按键模块3、调压/温控模块4、无线发射器5、雾化器6、显示屏7和生命体征传感器8提供电力，以确保电子烟能够正常工作。电池电极针2-3、电池绝缘橡胶垫2-4和电池接触外螺纹2-5沿径向从内到外紧邻放置。所述电池本体2-2通过电池接触外螺纹2-5与雾化器6螺纹连接，并通过电池电极针2-3将电能传输给雾化器6。所述电池绝缘橡胶垫2-4用于隔离电池本体2-2的正负极，以避免短路。
所述功能按键模块3包括主按键3-1、上辅助按键3-2和下辅助按键3-3。所述主按键设置于充电接口2-1的下方。所述上辅助按键3-2和下辅助按键3-3设置于充电接口2-1的上方，两按键垂直排列。主按键3-1除作为开关机和抽吸按键外，还可与上辅助按键3-2和下辅助按键3-3配合来实现抽吸模式的选择、抽吸参数的设置和无线发射器5的开启。
所述调压/温控模块4根据微控制器1发送的控制信号调整抽吸模式，匹配输出电压或雾化温度。
所述雾化器6包括吸嘴6-1、套筒6-2、所述吸嘴和套筒之间设有第一密封圈，所述套筒内依次设置密封硅胶6-3、雾化芯支架盖6-4、发热丝6-5、雾化芯支架6-6、第二密封圈、防漏油密封阀6-8、无纺布保护盖6-9、发热丝保护盖6-10、发热丝支架6-11、接触内螺纹6-12、雾化器绝缘针橡胶6-13和雾化器电极针6-14。雾化芯支架6-6上部盖有雾化芯支架盖6-4，内部装有发热丝6-5，下部通过第二密封圈6-7与防漏油密封阀6-8套紧连接，所述密封硅胶6-3置于所述雾化芯支架盖6-4的内槽中。所述防漏油密封阀6-8外部设有无纺布保护盖6-9，所述发热丝保护盖6-10下部连接有发热丝支架6-11，所述接触内螺纹内置有雾化器绝缘针橡胶6-13和雾化器电极针6-14。所述防漏油密封阀6-8与所述发热丝保护盖6-10之间，以及所述发热丝支架6-11与所述接触内螺纹6-12之间通过铆压方式配紧。电子烟工作时，雾化器6将存放在套筒6-2内的烟油雾化成气溶胶并通过吸嘴6-1供抽吸者享用。
所述显示屏7和所述生命体征传感器8的检测窗口8-1分别设置于所述机身外壳12的两侧。显示屏7用于显示抽吸模式、抽吸参数、无线发射器的开启状态和电量使用情况。生命体征传感器8通过检测窗口8-1实时检测生理指标信息，并将其传输给微控制器1进行信号处理，然后再经无线发射器5发送至移动终端，以便用户及时了解身体状况。
移动终端包括但不限于智能手机、平板电脑和可穿戴设备，移动终端内置有无线接收器9，用于接收无线发射器5发送的无线电广播信号，建立与电子烟的无线连接。移动终端上安装有APP软件10，其兼容Andriod系统、iOS系统、Windows Phone系统、BlackBerry OS系统或Symbian系统中的一种或多种。软件支持独立语言设置，语言不跟随移动终端操作系统语言改变，用户可根据自己的语言喜好选择中文/英文模式。软件终端连接至后台服务器11，用于实现对用户数据的存储与管理，支持数据上传、下载。
电子烟与所述移动终端互联成功后，数据双向同步，智能电子烟系统可实现如下功能：抽吸模式和参数的设置，烟雾量的随心调节；反映个人抽吸习惯的吸烟历史追踪，如年/月/日/时段抽吸时长、口数和地点的记录；吸烟计划的制定，包括每日抽吸时长、口数，使用户做到健康吸烟、规律吸烟；生理指标(如心率和血氧饱和度等)的实时检测，方便用户及时了解身体状况；个人信息的管理，包括头像、昵称、性别、出生日期、身高、体重等；微论坛及网上商城功能。
以上是对本实施例基于无线通信的智能电子烟系统的说明，下面将结合附图4对本实施例的智能电子烟系统的互联控制实现方法作进一步描述。
图4给出了本发明基于无线通信的智能电子烟系统的互联控制流程图，具体方法包括如下步骤：
A、利用电子烟内置无线发射器5定时循环地向移动终端内置无线接收器9发送无线电广播信号；
B、通过移动终端APP软件10中的“添加设备”选项，搜索并生成电子烟设备列表，用户根据列表选择目标设备进行绑定；
C、绑定成功后，通过操作APP软件10控制界面中的虚拟按键发送控制指令，电子烟获取、解析指令信息，执行命令动作，并将相应用户数据上传至后台服务器11。
优选地，首先需要启动电子烟内置无线发射器和移动终端内置无线接收器，以确保电子烟和移动终端在有效的无线通信距离范围内。
以上所述仅为本发明的优先实施例，并非用于限制本发明。对于本领域的技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，凡根据本发明揭露的技术方案或技术特征所作的任何修改、等同替换和改进等，皆应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种智能电子烟系统的控制方法，其特征在于，适用于一种基于无线通信的智能电子烟系统，包括内置有无线发射器的电子烟和内置有无线接收器的移动终端，所述电子烟与所述移动终端具有设备各自唯一的标识码，两者通过无线传输方式建立双向通信链路，所述电子烟还包括微控制器和与微控制器连接的电源管理模块、功能按键模块、调压/温控模块、雾化器、生命体征传感器和显示屏，所述无线发射器与微控制器连接；
所述微控制器用于接收所述功能按键模块的压电信号，并将压电信号转换为控制信号，以驱动调压/温控模块和雾化器工作；
微控制器还用于获取电源管理模块的电量信息、功能按键模块根据压电信号确定得出的按压次数与按压持续时间信息、调压/温控模块的抽吸模式和抽吸参数信息以及生命体征传感器检测到的生理指标信息，并通过无线发射器发送给移动终端；
微控制器还用于通过无线发射器获取移动终端发送的控制指令，并对指令信息进行解析，然后执行相应命令动作；
生命体征传感器通过检测窗口实时检测生理指标信息，并将其传输给微控制器进行信号处理，然后再经无线发射器发送至移动终端，以便用户及时了解身体状况；
所述电子烟还包括机身外壳和设于外壳上的散热孔；所述雾化器设于机身外壳中，包括吸嘴、套筒、所述吸嘴和套筒之间设有第一密封圈，所述套筒内依次设置密封硅胶、雾化芯支架盖、发热丝、雾化芯支架、第二密封圈、防漏油密封阀、无纺布保护盖、发热丝保护盖、发热丝支架、接触内螺纹、雾化器绝缘针橡胶和雾化器电极针，所述雾化芯支架上部盖有雾化芯支架盖，内部装有发热丝，下部通过第二密封圈与防漏油密封阀套紧连接，所述密封硅胶置于所述雾化芯支架盖的内槽中，所述防漏油密封阀外部设有无纺布保护盖，下部与发热丝保护盖配紧，所述发热丝保护盖下部套接有发热丝支架，所述发热丝支架与内置有雾化器绝缘针橡胶和雾化器电极针的接触内螺纹配紧；
该方法包括：
步骤A、启动电子烟内置无线发射器和移动终端内置无线接收器；
步骤B、利用电子烟内置无线发射器定时循环地向移动终端内置无线接收器发送无线电广播信号；
步骤C、搜索并生成电子烟设备列表，根据列表选择目标设备进行绑定；
步骤D、绑定成功后，发送控制指令，电子烟获取并解析指令信息，执行命令动作，返回相应数据至后台服务器。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于：所述移动终端为智能手机、平板电脑或可穿戴设备，所述移动终端上安装有APP软件，所述APP软件依托后台服务器进行相关数据管理，所述APP软件控制界面设置有虚拟按键，用于发送控制指令。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述APP软件兼容Andriod系统、iOS系统、Windows Phone系统、BlackBerry OS系统、Symbian系统中的至少一种，所述无线传输方式包括2G、3G、4G、5G、蓝牙、WiFi、UWB、NFC或ZigBee。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述电源管理模块包括充电接口、电池本体、电池电极针、电池绝缘橡胶垫和电池接触外螺纹，所述充电接口通过电源线和/或电源适配器与外部电源建立电连接，所述电池电极针、电池绝缘橡胶垫和电池接触外螺纹沿径向从内到外紧邻放置，所述电池本体通过电池接触外螺纹与雾化器螺纹连接。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述功能按键模块包括主按键、上辅助按键和下辅助按键，所述主按键设置于充电接口的下方，所述上辅助按键和下辅助按键设置于充电接口的上方，两按键垂直排列。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述显示屏和所述生命体征传感器的检测窗口分别设置于所述机身外壳的两侧。
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