CN111813168A - 一种智能保温保湿系统及饭盒 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能保温保湿系统及饭盒。该系统包括：主控模块，继电器模块，用于将输入电源进行降压并经主控模块为系统各模块供电的电源模块，用于输入温度的上限值与下限值的输入模块，用于将输入模块的温度输入信号经主控模块处理后转换为可视化温度数值的显示模块，用于实时感应并获取温度的温度传感器模块；电源模块、输入模块、显示模块、温度传感器模块、继电器模块均分别与主控模块电路连接；主控模块将温度传感器模块获取的温度与输入模块输入的温度的上限值、下限值进行比较处理，并根据处理结果控制继电器模块工作。该饭盒包括上述系统。本发明能够根据设定实时控制食物的温、湿度，确保食物不仅保温还能保鲜。

Description

一种智能保温保湿系统及饭盒

技术领域

本发明属于生活餐具领域，尤其涉及一种智能保温保湿系统及饭盒。

背景技术

近年来，随着我国经济的快速发展，人们的收入随之增加的同时，生活节奏也越来越快。为了提高工作效率，许多人都会选择点外卖、携带饭盒等就餐方式，虽然这一系列的就餐方式给人们的日常生活带来了便利，节省了一部分时间，但是在工作地点就餐过程中仍然存在很多不便。目前市场的饭盒种类主要有普通饭盒、保温饭盒和加热饭盒等，这些饭盒具有体积小、重量轻、方便携带等优点。但现代人非常重视生活的质量，对于保温饭盒的性能也有了更高的要求，单一功能的保温饭盒已经满足不了大部分人的需求，而产品的智能化是一个重要的研究热点，在这样的背景下，智能保温保湿饭盒的研究是非常有意义的，并且有良好的发展趋势，最重要的是贴近生活。

现在国内外市面上常见的保温饭盒大致有三种：(1)普通保温饭盒：这种饭盒是在普通饭盒外放上保温外壳，外壳是用内外两层填充塑料泡沫和金属镀层膜，造成饭盒内部的隔热效果；但这是有限的，超过一定的保温时间是需要借助其他加热设备才能继续加热；(2)电热饭盒：这种饭盒能让食物在午餐盒里直接通过加热身体热量，温度无法控制，只能实现加热保温，连续加热容易造成食物水分流失，甚至严重的使食物燃烧，仅用能量加热食物，无法满足人们的需求；(3)带烹饪的午餐盒：通过加热烹饪食物，饭盒底座在加热过程中会产生大量的水蒸气，午餐盒体积大，用电不方便；如果不加以控制的话，还存在一定的安全隐患，且高温保存使人们不能马上吃到东西。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能保温保湿系统及饭盒，旨在解决现有保温饭盒所存在的包括上述背景技术所描述的各种不足之处。

本发明是这样实现的，一种智能保温保湿系统，该系统包括：主控模块，继电器模块，用于将输入电源进行降压并经主控模块为系统各模块供电的电源模块，用于输入温度的上限值与下限值的输入模块，用于将输入模块的温度输入信号经主控模块处理后转换为可视化温度数值的显示模块，用于实时感应并获取温度的温度传感器模块；其中，所述电源模块、输入模块、显示模块、温度传感器模块、继电器模块均分别与主控模块电路连接；所述主控模块将温度传感器模块获取的温度与输入模块输入的温度的上限值、下限值进行比较处理，并根据处理结果控制继电器模块工作。

优选地，该系统还包括：用于实时感应并获取湿度的湿度传感器模块，用于进行雾化补水操作的加湿模块；其中，所述输入模块还用于输入湿度的上限值与下限值，所述显示模块还用于将输入模块的输入信号经主控模块处理后转换为可视化湿度数值；其中，

所述湿度传感器模块、加湿模块分别与主控模块信号连接；所述主控模块将湿度传感器模块获取的湿度与输入模块输入的湿度的上限值与下限值进行比较处理，并根据处理结果控制加湿模块工作。

优选地，所述继电器模块包括制冷继电器模块以及制热继电器模块；其中，当温度传感器模块获取的温度高于所述上限值时，所述主控模块控制制冷继电器模块得电吸合以模拟降温；当温度传感器模块获取的温度低于所述下限值时，所述主控模块控制制热继电器模块得电吸合以模拟升温。

优选地，所述输入模块还用于输入信号并经主控模块处理后控制电源模块的得电操作；所述继电器模块还包括得电显示模块，用于在继电器模块得电后进行灯光显示。

优选地，该系统还包括报警模块，该报警模块与主控模块电路连接；其中，在所述主控模块判断温度传感器模块感应温度高于输入模块输入的温度的上限值时，所述报警模块收到主控模块的得电信号并工作，以及在所述主控模块判断湿度传感器模块感应湿度低于输入模块输入的温度的下限值时，所述报警模块收到主控模块的得电信号并工作。

本发明进一步公开了一种智能保温保湿饭盒，该饭盒包括盒体、盖子，盒体内分隔的上下层分别为电路容纳层、食品容纳层，以及位于食品容纳层底部的电热板；该饭盒还包括智能保温保湿系统；所述系统包括：主控模块，继电器模块，用于将输入电源进行降压并经主控模块为系统各模块供电的电源模块，用于输入温度的上限值与下限值的输入模块，用于将输入模块的温度输入信号经主控模块处理后转换为可视化温度数值的显示模块，用于实时感应并获取温度的温度传感器模块；其中，所述电源模块、输入模块、显示模块、温度传感器模块、继电器模块均分别与主控模块电路连接；所述主控模块将温度传感器模块获取的温度与输入模块输入的温度的上限值、下限值进行比较处理，并根据处理结果控制继电器模块工作；其中，

所述继电器模块与电热板电路连接，所述温度传感器模块设置在食品容纳层底部，所述继电器模块、主控模块、电源模块均位于电路容纳层；所述输入模块、显示模块设置在所述盖子或盒体上。

优选地，该系统还包括：用于实时感应并获取湿度的湿度传感器模块，用于进行雾化补水操作的加湿模块；所述输入模块还用于输入湿度的上限值与下限值，所述显示模块还用于将输入模块的输入信号经主控模块处理后转换为可视化湿度数值；其中，所述湿度传感器模块、加湿模块分别与主控模块信号连接；所述主控模块将湿度传感器模块获取的湿度与输入模块输入的湿度的上限值与下限值进行比较处理，并根据处理结果控制加湿模块工作；所述湿度传感器模块设于盒体，加湿模块的物化补水口设置在盖子靠盒体方向侧。

优选地，所述继电器模块包括制冷继电器模块以及制热继电器模块；其中，当温度传感器模块获取的温度高于所述上限值时，所述主控模块控制制冷继电器模块得电吸合以模拟降温；当温度传感器模块获取的温度低于所述下限值时，所述主控模块控制制热继电器模块得电吸合以模拟升温。

优选地，所述输入模块还用于输入信号并经主控模块处理后控制电源模块的得电操作；所述继电器模块还包括得电显示模块，用于在继电器模块得电后进行灯光显示。

优选地，该系统还包括报警模块，该报警模块与主控模块电路连接；其中，在所述主控模块判断温度传感器模块感应温度高于输入模块输入的温度的上限值时，所述报警模块收到主控模块的得电信号并工作，以及在所述主控模块判断湿度传感器模块感应湿度低于输入模块输入的温度的下限值时，所述报警模块收到主控模块的得电信号并工作；所述报警模块设置在盒体或盖子的壳体上。

相比于现有技术的缺点和不足，本发明具有以下有益效果：本发明能够根据设定的温度，实时控制食物温、湿度；当温度超过或者达不到设立温度时，会发出警报，并能够迅速自动调节，使温度保持恒定；当保温失水严重时，启动自动补水雾化模块，给实物补水，确保食物不仅保温，还能保鲜，有效的克服了传统智能饭盒保温时间过长失水导致食物口感变差的现象。

附图说明

图1是本发明智能保温保湿系统的结构示意图；

图2是本发明智能保温保湿系统中STC89C51单片机的电路结构示意图；

图3是本发明智能保温保湿系统中DS18B20温度传感器的电路结构示意图；

图4是本发明智能保温保湿系统中电源模块的电路结构图；

图5是本发明智能保温保湿系统中显示模块的数码管电路图；

图6是本发明智能保温保湿系统中显示模块的数码管驱动电路图；

图7是本发明智能保温保湿系统中继电器模块的电路结构图；

图8是本发明智能保温保湿系统中报警模块的电路结构图；

图9是本发明智能保温保湿系统中输入模块的电路结构图。

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，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一种智能保温保湿系统，如图1所示，该系统包括：主控模块1，继电器模块2，用于将输入电源进行降压并经主控模块1为系统各模块供电的电源模块3，用于输入温度的上限值与下限值的输入模块4，用于将输入模块4的温度输入信号经主控模块1处理后转换为可视化温度数值的显示模块5，用于实时感应并获取温度的温度传感器模块6；其中，所述电源模块3、输入模块4、显示模块5、温度传感器模块6、继电器模块2均分别与主控模块1电路连接；所述主控模块1将温度传感器模块6获取的温度与输入模块4输入的温度的上限值、下限值进行比较处理，并根据处理结果控制继电器模块2工作。

在本发明实施例中，主控模块1选择STC89C51单片机，如图2所示，STC89C51单片机具有超强的抗干扰、高速、低功耗等优点，而且其内部自带看门狗，且可以任意选择6时钟/机器周期和12时钟/机器周期，它的工作电压是3.4～5.5V，工作频率是0～40MHz。

温度传感器模块6是整个温度控制系统的关键模块，本发明实施例采用DS18B20温度传感器作为温度传感器模块6的主要组成部分，具体电路结构如图3所示。DS18B20温度传感器具有质量轻、体积较小、性能较稳定的特定，采用单总线接口方式只需要通过一个引脚就可以完成数据的发送和接收。该传感器的测温范围-55～125℃，工作电压是3～3.5V。供电方式有两种，一种是寄生电源供电，另一种是外部电源供电。电源的负极和传感器DS18B20的GND引脚相连接，电源的正极和传感器的VDD相连，传感器的DATA引脚和STC89C51单片机的7引脚即P1.6相连。

电源是整个温度控制系统的供电核心，电源需要给整个电路板、传感器、按键等供电，本发明实施例中电源模块3的电路结构如图4所示。

在本发明实施例中，显示模块5采用四位数码管显示，数码管显示的速度快，使用简单，显示效果简洁明了，其电路结构如图5所示，用三极管9012来驱动4位数码管，数码管驱动电路图如图6所示。

所述继电器模块2，如图7所示，选用两个继电器作为执行模块的重要组成部分，一个制冷继电器模块负责模拟降温，另一个制热继电器模块负责模拟加热。当温度超过上限值时，制冷继电器模块吸合工作模拟降温，同时红色的二极管亮起，当温度低于下限值时，加热继电器模块吸合工作模拟加热，同时绿色的二极管亮起。这样保温饭盒就可以自动调节它工作状态，从而达到智能控制的目的。

本发明温度控制的工作原理是，温度传感器对饭盒的实际温度进行采样后转化为模拟电压信号，再通过低通滤波，把干扰信号过滤掉之后送放大器放大信号，信号放大之后送A/D转换器将其转换为数字信号，并送单片机，单片机把输入的温度和用户设定温度进行比较，再通过继电器的吸合来模拟控制保温饭盒的温度。当智能保温保湿饭盒开始工作时，振荡器也开始工作，低温度系数振荡器频率不容易受到温度的影响，用于产生固定频率的脉冲信号送给减法计数器减到零，而高温度系数振荡器频率受到温度的变化影响很大，所产生的信号作为减法计数器的脉冲输入。当计数门打开时，传感器对低温度系数振荡器产生的时钟脉冲进行计数，由此对温度进行测量和控制。

在进一步的实施过程中，为使系统的功能更加丰富以适应实际需求，该系统还包括：用于实时感应并获取湿度的湿度传感器模块7，用于进行雾化补水操作的加湿模块8；其中，所述输入模块4还用于输入湿度的上限值与下限值，所述显示模块5还用于将输入模块4的输入信号经主控模块1处理后转换为可视化湿度数值；其中，所述湿度传感器模块7、加湿模块8分别与主控模块1信号连接；所述主控模块1将湿度传感器模块7获取的湿度与输入模块4输入的湿度的上限值与下限值进行比较处理，并根据处理结果控制加湿模块8工作。

在本发明实施例中，加湿模块8主要依据预先设置的湿度参数，利用湿度传感器实时检测装置内的湿度，并在一定范围内给出触发信号，启动雾化功能，主要指能实现雾化加湿功能的加湿器，主体包括包括储水罐、泵、雾化喷头灯。

在本发明实际应用过程中，用户可根据刚装食物采集的湿度参数，通过输入模块4给饭盒设定湿度上下限，当饭盒内的湿度低于下限时，饭盒进入自动雾化补水状态，同时饭盒发出补水警报提示；当饭盒内的湿度高于上限时，饭盒停止自动雾化补水功能。另外，本发明系统还可以对单片机设置具体算法，计算出不同食物所对应的保温保湿时长，智能提醒用户最佳用餐时间和不可再食用的功能。

在进一步的实施过程中，为提供系统一种报警功能，该系统还包括报警模块，该报警模块9与主控模块1电路连接；其中，在所述主控模块1判断温度传感器模块6感应温度高于输入模块4输入的温度的上限值时，所述报警模块9收到主控模块1的得电信号并工作，以及在所述主控模块1判断湿度传感器模块7感应湿度低于输入模块4输入的温度的下限值时，所述报警模块9收到主控模块1的得电信号并工作。

报警模块9的主要部分是蜂鸣器，当温度或湿度超过上下限范围时，蜂鸣器就会产生警报，报警后可以按下输入模块4(例如设置的减键)手动关闭蜂鸣器报警，但不会影响继电器的工作，其电路原理图如图8所示。

在进一步的实施过程中，所述输入模块4还用于输入信号并经主控模块1处理后控制电源模块3的得电操作；所述继电器模块2还包括得电显示模块5，用于在继电器模块2得电后进行灯光显示。此处输入模块4还设置了电源键，作为一种常规的设置方式，在此不再赘述。事实上，输入模块4的信号输入方式已经输入的信号类型可以根据实际情况进行设置，本发明实施例提供的一种实施方式，如图9所示，本发明实施例输入模块4设置为多个独立按键，其中包括电源键、复位键、温度设置键、湿度设置键，还有就是加减键。在实际应用过程中，首先按下电源键，启动整个电路板；其次按下设置键、加减键，设置保温饭盒的温度、湿度的上限和下限，按键有连加、连减的功能，按住不动即可实现连加、连减。以温度控制为例，当饭盒内的实际温度高于设置的温度上限时，制冷继电器吸合，开始模拟降温，当实际温度低于设置的温度下限时，制热继电器吸合，开始模拟升温。当饭盒内的实际温度超出设置温度上下限时，发光二极管亮起，蜂鸣器也会发出声响提示，按下减键，声响停止，继电器继续工作，直到保温饭盒的温度在设定温度范围之内。

本发明进一步公开了一种智能保温保湿饭盒，该饭盒包括盒体、盖子，盒体内分隔的上下层分别为电路容纳层、食品容纳层，以及位于食品容纳层底部的电热板；该饭盒还包括智能保温保湿系统；所述系统包括：主控模块1，继电器模块2，用于将输入电源进行降压并经主控模块1为系统各模块供电的电源模块3，用于输入温度的上限值与下限值的输入模块4，用于将输入模块4的温度输入信号经主控模块1处理后转换为可视化温度数值的显示模块5，用于实时感应并获取温度的温度传感器模块6；其中，所述电源模块3、输入模块4、显示模块5、温度传感器模块6、继电器模块2均分别与主控模块1电路连接；所述主控模块1将温度传感器模块6获取的温度与输入模块4输入的温度的上限值、下限值进行比较处理，并根据处理结果控制继电器模块2工作；其中，所述继电器模块2与电热板电路连接，所述温度传感器模块6设置在食品容纳层底部，所述继电器模块2、主控模块1、电源模块3均位于电路容纳层；所述输入模块4、显示模块5设置在所述盖子或盒体上。

在本发明实施例中，继电器模块2控制电热板工作以用于对食品容纳层进行加热，以及盖子或盒体的设置方式，均为常识性设置，在此不再赘述。

在本发明实施例中，上述系统的各模块的功能、选择、配置，以及其湿度传感器模块7、加湿模块8、报警模块9等均与上述实施例中描述内容相同，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种智能保温保湿系统，其特征在于，该系统包括：主控模块，继电器模块，用于将输入电源进行降压并经主控模块为系统各模块供电的电源模块，用于输入温度的上限值与下限值的输入模块，用于将输入模块的温度输入信号经主控模块处理后转换为可视化温度数值的显示模块，用于实时感应并获取温度的温度传感器模块；其中，所述电源模块、输入模块、显示模块、温度传感器模块、继电器模块均分别与主控模块电路连接；所述主控模块将温度传感器模块获取的温度与输入模块输入的温度的上限值、下限值进行比较处理，并根据处理结果控制继电器模块工作。

2.如权利要求1所述的智能保温保湿系统，其特征在于，该系统还包括：用于实时感应并获取湿度的湿度传感器模块，用于进行雾化补水操作的加湿模块；其中，所述输入模块还用于输入湿度的上限值与下限值，所述显示模块还用于将输入模块的输入信号经主控模块处理后转换为可视化湿度数值；其中，

所述湿度传感器模块、加湿模块分别与主控模块信号连接；所述主控模块将湿度传感器模块获取的湿度与输入模块输入的湿度的上限值与下限值进行比较处理，并根据处理结果控制加湿模块工作。

3.如权利要求1所述的智能保温保湿系统，其特征在于，所述继电器模块包括制冷继电器模块以及制热继电器模块；其中，当温度传感器模块获取的温度高于所述上限值时，所述主控模块控制制冷继电器模块得电吸合以模拟降温；当温度传感器模块获取的温度低于所述下限值时，所述主控模块控制制热继电器模块得电吸合以模拟升温。

4.如权利要求1所述的智能保温保湿系统，其特征在于，所述输入模块还用于输入信号并经主控模块处理后控制电源模块的得电操作；所述继电器模块还包括得电显示模块，用于在继电器模块得电后进行灯光显示。

5.如权利要求2所述的智能保温保湿系统，其特征在于，该系统还包括报警模块，该报警模块与主控模块电路连接；其中，在所述主控模块判断温度传感器模块感应温度高于输入模块输入的温度的上限值时，所述报警模块收到主控模块的得电信号并工作，以及在所述主控模块判断湿度传感器模块感应湿度低于输入模块输入的温度的下限值时，所述报警模块收到主控模块的得电信号并工作。

6.一种智能保温保湿饭盒，其特征在于，该智能保温保湿饭盒包括上述权利要求1～5任一项所述的智能保温保湿系统。

Images