CN110250863A - 一种多功能音乐杯垫及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能音乐杯垫，包括杯垫本体、承重托盘、测温孔、USB接口、按扭、显示屏，在杯垫本体内部空腔内设有扬声器、温度传感器、锂电池、称重传感器、PCB电路板、底盖；所述PCB电路板上设有显示驱动电路、彩色LED阵列、蓝牙通信电路、微控制器、功率放大电路、语音电路、升压电路、测温电路、锂电池充电管理电路、压电转换电路、按键驱动电路；多功能音乐杯垫除了具有饮水量监测及定时饮水提醒功能外，还具有蓝牙音箱功能，能进行高品质音乐播放，并具有5V电源输出接口，为其它移动设备（如手机）提供电源，一机多用，促进良好饮水习惯养成，提高身体健康状况，冷热饮模式智能提醒，集便携性、集成性、智能性于一体，宜推广实施。

Description

一种多功能音乐杯垫及其实现方法

技术领域

本发明涉及智能硬件领域，尤其涉及一种多功能音乐杯垫及其实现方法。

背景技术

现代社会，由于工作生活节奏快，尤其是办公室一族，经常忙于工作，而忽略或者忘记喝水，在没有人监督提醒的情况下，很多人的每日饮水量长期处于不足状态，而每天摄入合理的饮水量是人们保持健康的重要因素，近年来，随着电子科学技术与计算机技术的快速发展，各种智能硬件设备已经走入人们日常工作和生活当中，一种可以监测每日饮水量、并提醒用户喝水的多功能音乐杯垫被市场亟须。

发明内容

针对以上问题，本发明提出了一种多功能音乐杯垫及其实现方法，可以监测用户每日饮水量，及时提醒用户定时定量喝水，同时具有蓝牙音乐播放、移动供电、水温检测、冷热饮智能提醒的功能，便于随身携带，并随时随地享受高品质音乐。

本发明的技术方案如下。

一种多功能音乐杯垫及其实现方法，其特征在于，所述杯垫包括杯垫本体（1）、承重托盘（2）、测温孔（3）、USB接口（4）、按键（5）、显示屏（6），在杯垫本体内部空腔内设有扬声器（7）、温度传感器（8）、锂电池（9）、称重传感器（10）、PCB电路板（12）、底盖（11）；所述PCB电路板（12）上设有显示驱动电路（13）、彩色LED阵列（14）、蓝牙通信电路（15）、微控制器（16）、功率放大电路（17）、语音电路（18）、升压电路（19）、测温电路（20）、锂电池充电管理电路（21）、压电转换电路（22）、按键驱动电路（23）。

所述显示屏与PCB电路板上的显示驱动电路相连接；温度传感器置于测温孔内部，并与PCB电路板上测温电路相连接；承重托盘与称重传感器相连接，称重传感器与PCB电路板上的压电转换电路相连接；按键与PCB板上的按键驱动电路相连接；USB接口与PCB板上的升压电路相连接；扬声器与PCB板上的功率放大电路及语音电路相连接，功率放大电路与蓝牙通信电路相连接；锂电池与PCB板上的锂电池充电管理电路相连接，锂电池充电管理电路与升压电路连接。

所述PCB电路板上的微控制器与显示驱动电路、彩色LED阵列、语音电路、测温电路、压电转换电路、按键驱动电路相连接。

所述的多功能音乐杯垫进行饮水量计算的方法为：

通过称重传感器测量得到杯身及水的总重量M1，当杯子拿起后，称重传感器测量重量由某一数值降到零，以此特征来识别杯子拿起，杯子放回杯垫时，重量快速从零增加到某一数值M2，以此来识别杯子放回，再根据两次称重的差值M1-M2，计算本次的饮水量M12=M1-M2。

所述的多功能音乐杯垫进行饮水量提醒的方法为：

根据人体每天正常总饮水量G，分配在8个小时（480分钟）饮用完毕，平均每30分钟需要饮水量L=G/16, 每日饮水的起始时间T0设定为杯垫首次检测到称重托盘上的重量变化的时间，截止到当前时间T的饮水总量为M，当前应达到的饮水量为D=L*（当前时间T-起始时间T0）/30，每过30分钟比较应饮水量D与实际饮水量M大小，如果D>M，微控制器控制语音电路或彩色LED给出饮水提示。

所述多功能音乐杯垫进行冷热饮品智能提醒的方法为：

盛有冲调完毕的饮品的水杯，放置在承重托盘上，按下热饮或冷饮按键，当温度处于适合饮用区间内时，通过语音或LED灯光给出及时饮用的提示，当温度不在适合饮用区间时，微控制器通过承重传感器检测到杯子被拿起时，给出不宜饮用的警示。

所述多功能音乐杯垫进行蓝牙音乐播放的方法为：

杯垫内置蓝牙通信电路，上电后，杯垫作为蓝牙从机设备，可以被其它移动设备（如：手机、电脑等）连接，杯垫通过蓝牙通信电路接收来自其它设备的音频信号，经由功率放大电路放大信号，驱动扬声器发出声音。

所述多功能音乐杯垫进行移动供电的方法为：

杯垫内置锂电池，锂电池充电管理电路可对锂电池进行充电控制，再经由升压电路提升锂电池输出电压到恒定的5伏，该5伏电源可以用来给其它采用5伏充电的移动设备（如：手机）进行供电。

本发明与现有技术相比，具有以下的有益效果。

1、杯垫采用称重传感器实现饮水量的监测，通过温度传感器感知水温，定时定量提醒饮水，有助于使用者养成良好的饮水习惯，有益于健康。

2、杯垫具有蓝牙音箱功能，内置高品质扬声器，优化功率放大电路，提升音乐音质，弥补移动设备（如手机、电脑等）输出音质较差的不足。

3、杯垫具有移动供电的功能，内置锂电池及升压电路，可向外提供5V供电电源，解决手机电量不足带来的困扰。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的结构分解示意图；

图3为本发明的PCB电路板结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做出进一步的解释和说明。

如图1-3所示，本发明的多功能音乐杯垫适用于使用玻璃及陶瓷等材质导热性较好的水杯，杯垫本体整体呈圆形或长方形，内部设有语音电路、扬声器，语音电路与微控制器及扬声器连接，微控制器输出音频数据至语音电路，再驱动扬声器发出声音，以此来实现杯垫的语音提示功能；杯垫内部设有彩色LED阵列，该LED阵列形状与杯垫本体外形一致，彩色LED阵列与微控制器连接，可实现呼吸灯、闪烁灯或者流水灯等不同效果，以此来实现杯垫的灯光提示功能。

杯垫内部设有称重传感器及压电转换电路，称重托盘固定于称重传感器上方，水杯放置于承重托盘上，压电转换电路与微控制器相连接，当微控制器接收到称重传感器输出重量数据由某一数值下降到零，则认为杯子被拿起，而当称重传感器检测到重量由0变为某一数值时，则认为杯子被放下。

杯垫内部设有测温孔，温度传感器置于测温孔内部，同时温度传感器与测温电路相连接，测温电路与微控制器相连接，温度传感器为非接触式红外温度传感器，基于以上硬件电路实现温度数据的采集。

杯垫设有显示屏及显示驱动电路，显示屏与显示驱动电路连接，显示驱动电路与微控制器连接，所述显示屏为OLED或LCD中的一种，当前饮用水的温度及饮水量等相关信息通过杯垫上的显示器来实时更新显示，同时，彩色LED阵列通过灯光颜色也可以直观显示水温范围。

杯垫设有按键及按键驱动电路，按键驱动电路与微控制器及按键相连接，所述按键的数量为1-6个，基于以上电路实现按键输入及设置功能。

基于以上各基本功能，由微控制器统一协调控制，实现以下功能。

1、饮水量监测及提醒功能实现方法

根据水杯及水的重量变化计算每次的饮水量，将每次的饮水量进行累加可得到一天的饮水量，同时，每一天的目标饮水量可以通过按键进行手动设定，如不设定，默认为1500mL，杯垫内部的微控制器可实现定时功能，定时间隔也可通过按键手动设定，如不设定，默认为30分钟，每隔一定时间进行饮水提醒，提醒的方式为语音提醒或LED灯光提醒的方式，以上步骤实现了饮水量监测及提醒功能。

2、冷热饮品智能提醒功能实现方法

当冷饮或者热饮按键按下后，对应的饮用模式开启，通过温度传感器检测饮品温度处于适合饮用区间时，微控制器控制LED灯或者语音电路提示使用者及时饮用饮品，而当饮品温度不在适宜饮用区间时，检测到杯子被拿起时，则利用语音与LED灯光提醒的方式来给出勿饮提醒。

3、蓝牙音乐播放功能实现方法

杯垫内置蓝牙通信电路，蓝牙通信电路与功率放大电路连接，功率放大电路与扬声器连接，上电后，杯垫作为蓝牙从机设备，可以被其它移动设备（如：手机、电脑等）连接，杯垫通过蓝牙通信接收来自其它移动设备的音频信号，经由功率放大电路放大信号，驱动扬声器发出声音，以此来实现蓝牙音乐播放功能。

4、移动供电实现方法

杯垫内置锂电池，锂电池充电管理电路与锂电池及升压电路相连接，升压电路与USB接口相连接，锂电池充电管理电路可对锂电池进行充电控制，锂电池输出电压由升压电路提升到恒定的5伏，该5伏电压连接至USB接口，用来给其它采用5伏充电的移动设备（如：手机）进行供电，以此实现移动供电功能。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明保护范围内。

Claims (8)

1.一种多功能音乐杯垫及其实现方法，其特征在于，所述杯垫包括杯垫本体（1）、承重托盘（2）、测温孔（3）、USB接口（4）、按键（5）、显示屏（6），在杯垫本体内部空腔内设有扬声器（7）、温度传感器（8）、锂电池（9）、称重传感器（10）、PCB电路板（12）、底盖（11）；所述PCB电路板（12）上设有显示驱动电路（13）、彩色LED阵列（14）、蓝牙通信电路（15）、微控制器（16）、功率放大电路（17）、语音电路（18）、升压电路（19）、测温电路（20）、锂电池充电管理电路（21）、压电转换电路（22）、按键驱动电路（23）。

2.根据权利要求1所述的多功能音乐杯垫，其特征在于：显示屏与PCB电路板上的显示驱动电路相连接；温度传感器置于测温孔内部，并与PCB电路板上测温电路相连接；承重托盘与称重传感器相连接，称重传感器与PCB电路板上的压电转换电路相连接；按键与PCB板上的按键驱动电路相连接；USB接口与PCB板上的升压电路相连接；扬声器与PCB板上的功率放大电路及语音电路相连接，功率放大电路与蓝牙通信电路相连接；锂电池与PCB板上的锂电池充电管理电路相连接，锂电池充电管理电路与升压电路连接。

3.根据权利要求1所述的多功能音乐杯垫，其特征在于：所述PCB电路板上的微控制器与显示驱动电路、彩色LED阵列、语音电路、测温电路、压电转换电路、按键驱动电路相连接。

4.权利要求1-3所述的多功能音乐杯垫进行饮水量计算的方法为：

通过称重传感器测量得到杯身及水的总重量M1，当杯子拿起后，称重传感器测量重量由某一数值降到零，以此特征来识别杯子拿起，杯子放回杯垫时，重量快速从零增加到某一数值M2，以此来识别杯子放回，再根据两次称重的差值M1-M2，计算本次的饮水量M12=M1-M2。

5.权利要求1-3所述的多功能音乐杯垫进行饮水量提醒的方法为：

根据人体每天正常总饮水量G，分配在8个小时（480分钟）饮用完毕，平均每30分钟需要饮水量L=G/16, 每日饮水的起始时间T0设定为杯垫首次检测到称重托盘上的重量变化的时间，截止到当前时间T的饮水总量为M，当前应达到的饮水量为D=L*（当前时间T-起始时间T0）/30，每过30分钟比较应饮水量D与实际饮水量M大小，如果D>M，微控制器控制语音电路或彩色LED给出饮水提示。

6.权利要求1-3所述的多功能音乐杯垫进行冷热饮品智能提醒的方法为：

盛有冲调完毕的饮品的水杯，放置在承重托盘上，按下热饮或冷饮按键，当温度处于适合饮用区间内时，通过语音或LED灯光给出及时饮用的提示，当温度不在适合饮用区间时，微控制器通过承重传感器检测到杯子被拿起时，给出不宜饮用的警示。

7.权利要求1-3所述的多功能音乐杯垫进行蓝牙音乐播放的方法为：

杯垫内置蓝牙通信电路，上电后，杯垫作为蓝牙从机设备，可以被其它移动设备（如：手机、电脑等）连接，杯垫通过蓝牙通信电路接收来自其它设备的音频信号，经由功率放大电路放大信号，驱动扬声器发出声音。

8.权利要求1-3所述的多功能音乐杯垫进行移动供电的方法为：

杯垫内置锂电池，锂电池充电管理电路可对锂电池进行充电控制，再经由升压电路提升锂电池输出电压到恒定的5伏，该5伏电源可以用来给其它采用5伏充电的移动设备（如：手机）进行供电。