CN113358382B - 一种冲洗水压舒适性测试装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种冲洗水压舒适性测试装置及方法,所述装置包括:热水器、安装在冷热水管道的压力传感器和流量传感器、电磁阀、信号采集和显示控制系统、云服务器;信号采集和显示控制系统包括中央控制单元、指纹传感器、触摸屏显示模块、信号处理及AD采集模块、电源管理模块、USB存储模块和移动网络通信单元;信号处理及AD采集模块与多组压力传感器和流量传感器相连,指纹传感器与中央控制单元连接;信号处理及AD采集模块包括模拟输入信号调理、AD转换模块。本发明克服了现有评测方案中过多依赖主观因素或主观体验的不足;丰富了舒适度评测的维度,使测评过程及结果更加贴近用户习惯;测评计算结果更加准确、接近真实情况。
Description
技术领域
本发明属于智能卫浴技术领域,具体涉及一种冲洗水压舒适性测试装置及方法。
背景技术
随着计算机电子技术和互联网技术的发展,人们对生活的智能化和舒适化的追求越来越高,每个人的体质不一样,所以在淋浴过程中不同的人对喷洒压力的大小感觉不一样,所以导致在同一种喷洒压力的情况下,对舒适度的感觉具有差异性,难以建立舒适度与压力等关键参数之间的对应关系,因此亟需一种可以对淋浴过程的舒适度与关键参数之间的关系进行评测的解决方案。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种冲洗水压舒适性测试装置及方法,以解决对淋浴过程的舒适度与关键参数之间的关系进行客观评测的技术问题。
第一方面,本申请实施例提供一种冲洗水压舒适性测试装置,包括:
热水器、安装在冷热水管道的压力传感器和流量传感器、电磁阀、信号采集和显示控制系统、云服务器;
信号采集和显示控制系统包括中央控制单元、指纹传感器、触摸屏显示模块、信号处理及AD采集模块、电源管理模块、USB存储模块和4G移动网络通信单元;信号处理及AD采集模块与多组压力传感器和流量传感器相连,指纹传感器与中央控制单元连接;
电源管理模块包括AC-DC转换电源,LDO电压变换单元,产生12V,5V和3.3V直流电分别给传感器和CPU、显示单元部分供电;
信号处理及AD采集模块包括模拟输入信号调理、AD转换模块。
冷水管道、热水管道和混合水管道装有压力传感器、流量传感器和流量控制电磁阀。
第二方面,本申请实施例提供一种冲洗水压舒适性测试方法,包括:
获取用户的个人基本信息;
采集用户多次淋浴过程中的淋浴水温和流量数据;
将淋浴水温和流量数据与用户信息建立关联关系;
存储历次采集到的淋浴水温和流量数据;
根据历次淋浴水温和流量数据计算舒适度数值。
优选地,通过多项式拟合的方法计算舒适度数值。
优选地,还包括多次采集用户习惯数据,具体包括:
步骤S201,获取并记录当前季节和时间;
步骤S202,记录当前用户的淋浴前的体表温度;
步骤S203,根据用户的调节改变花洒输出的水温和流量;
步骤S204,记录当前用户调整好的水温和流量作为本次淋浴的舒适水温和舒适流量;
步骤S205,当停止淋浴时采集用户淋浴后的体表温度;
步骤S206,将本次淋浴的季节、时间、淋浴前的体表温度、舒适水温、舒适流量和淋浴后的体表温度等舒适度参数存储至当前用户的淋浴习惯数据库中。
优选地,还包括调节、采集和记录供水静压力的步骤,供水静压力范围在0.12MPa-0.28Mpa范围内
优选地,还包括:
识别用户是否在淋洗;
计算用户淋洗时间,当用户淋洗时间小于预设阈值,或者淋洗时间小于非淋洗时间,则将该次洗浴操作标记为无效操作,该淋洗时间内采集的淋浴水温和流量数据不参与舒适度拟合计算。
优选地,所述识别是否在淋洗具体包括:
步骤S301,实时采集淋浴过程水流撞击声音的音频信号;
步骤S302,对音频信号进行降噪处理;
步骤S303,从音频信号中提取并保存音频特征数据;
步骤S304,将音频特征数据与预设的第一水声模型、第二水声模型进行对比;
步骤S305,计算得出当前水流撞击声音包含水流撞击身体或地面的声音成分;
步骤S306,分析判断用户动作是否为淋洗。
优选地,步骤S306包括:
如果仅包含水流撞击地面的声音成分,则判定用户动作并未处于淋洗状态;如果仅包含水流撞击身体的声音成分,则判定用户正在进行淋洗。
优选地,第一水声模型是根据预先采集获取的花洒释放的水流撞击身体的音频信号处理得到的音频特征数据;第二水声模型是根据预先采集获取的花洒释放的水流撞击地面的音频信号处理得到的音频特征数据。
相较于现有技术,本发明提供了客观评测花洒冲洗水压舒适性的解决方案,克服了现有评测方案中过多依赖主观因素或主观体验的不足;通过增加季节以及时间方面的考量,丰富了舒适度评测的维度,使测评过程及结果更加贴近用户习惯;通过识别用户淋洗动作剔除非有效淋洗过程的水温、流量等参数,使计算结果更加准确、接近真实情况。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的冲洗水压舒适性测试装置原理框图;
图2是本发明实施例一中信号采集和显示控制系统的原理框图;
图3是本发明实施例二提供的冲洗水压舒适性测试流程图;
图4是本发明实施例三提供的建立环境与用户习惯相关性流程示意图;
图5是本发明实施例四提供的用户动作识别流程示意图。
具体实施方式
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。
实施例一
参见图1,本实施例提供的冲洗水压舒适性测试装置包括热水器、安装在冷热水管道的压力传感器和流量传感器、电磁阀、信号采集和显示控制系统、云服务器,信号采集和显示控制系统、云服务器均安装有数据存储分析软件。
所述热水器具有入水口和出水口温度检测、以及出水温度控制功能的现有常规热水器。
信号采集和显示控制系统的实现如图2所示。信号采集和显示控制系统包括中央控制单元、指纹传感器、触摸屏显示模块、信号处理及AD采集模块、电源管理模块、USB存储模块和4G移动网络通信单元。信号处理及AD采集模块与多组压力传感器和流量传感器相连,指纹传感器与中央控制单元连接。
电源管理模块包括AC-DC转换电源,LDO电压变换单元,产生12V,5V和3.3V直流电分别给传感器和CPU、显示单元部分供电。信号处理及AD采集模块包括模拟输入信号调理、AD转换模块;数据显示部分采用触摸液晶屏幕显示,可以实时显示采集到的传感器数据,也可以查询历史数据和用户信息;用户通过按键触摸屏幕对参数进行配置,对实验过程进行信息输入和舒适度输入,并且可以通过触摸输入,对传感器参数和用户的个人信息进行设置和输入;USB存储可以通过控制CPU将采集到的传感器的数据,存储到USB存储设备上,用户可以在实验结束后,把USB存储设备拔下来,通过舒适度分析软件,对数据进行分析处理;数据通信部分包括4G模块和SIM卡模块,CPU可以间隔一段时间,将采集到的USB存储设备内的信息同此模块传输到云服务器上面,云服务器则起到在云端存储数据的功能;本地数据分析软件可以从USB存储设备内导入采集到的传感器信息,也可以通过联网的方式从云服务器导入采集到的传感器信息,并且根据用户的舒适度输入数据,对被测试人员在洗浴过程进行大数据分析,从而找出舒适度与传感器数据的相关性参数。
在一个可行的实施方式中,该测试装置在热水管道上面装有压力传感器、流量传感器和流量控制电磁阀,可以实时采集此管道内水流的压力和流量,并且可以通过流量控制电磁阀,控制水流量。
在一个可行的实施方式中,该测试装置在冷水管道上面装有压力传感器、流量传感器和流量控制电磁阀,可以实时采集此管道内水流的压力和流量,并且可以通过流量控制电磁阀,控制水流量。
在一个可行的实施方式中,该测试装置在混合水管道上面装有压力传感器、流量传感器和流量控制电磁阀,可以实时采集此管道内水流的压力和流量,并且可以通过流量控制电磁阀,控制水流量,并且可以通过手动调节开关调整冷热水流的大小,达到调整混合水温度的目的。
用户使用时,先录入个人基本信息,然后进行淋浴过程,在此过程中,CPU处理单元会实时采集运行过程中的传感器数据进行记录,存储至USB数据存储设备中,同时可以通过液晶屏幕显示单元(即数据显示单元),将数据采集单元获取的传感器信息显示在屏幕上面,当间隔十分钟,便通过4G传输模块,把数据传输至云服务器,洗浴完成后,一次数据采集过程完成,重复10-20此过程后,整个试验完成。此时便可以通过舒适度分析软件,载入USB数据存储设备的数据或者通过网络下载云服务器上的数据,进行大数据分析,得到传感器数据与舒适度数据的最佳参数,然后拟合出最舒适的传感器过程数据,进行记录存储到数据库,下次该用于再次进行洗浴实验的时候,输入指纹信息,系统便可以在数据库内调入最佳参数,自动控制水温过程,完成洗浴操作。
实施例二
本实施例提供完成冲洗水压舒适性测试的方法,流程图如图3所示。
分析软件通过USB存储设备或者网络导入云数据,导入后,建立公式,分别把传感器数据和舒适度代入到相应的变量里面,进行运算,一次完成后,查找是否还有数据,直至数据完成,此时进行多项式运算,求出公式的系数a,b,k,存储此系数到数据库,并且与实验人员关联,当下次此实验人员在进行此项试验的时候,导入系数,并且再次将实验人员的舒适度数值进行拟合运算,修正参数a,b,k,通过一次次的迭代修正,直至达到最优解。本实施方式中,公式例如可以形如:
f(xi)是舒适度值,xi是第i个传感器数据。例如,在某实验数据的基础上根据多项式拟合,求出a=0.9324,b=0.5482,k=0.357,则将修正参数a,b,k存储至数据库,并将其值代入公式用于后续迭代更新。
实施例三
本实施例在实施例一的基础上,测试装置增加日期和时间记录单元,实现环境识别功能,通过记录时钟和室温等环境信息,建立环境与用户习惯的关联关系,从而记录用户的使用偏好与环境的相关性,例如用户的偏好与季节(例如冬季、夏季)、时间(早晚)有关等。通过数据积累,分析获取用户在不同季节、不同时间对淋浴舒适性的不同需求。
多次采集用户习惯数据,每次采集的过程如图4所示,包括以下步骤:
步骤S201,获取并记录当前季节和时间;
步骤S202,记录当前用户的淋浴前的体表温度;
步骤S203,根据用户的调节改变花洒输出的水温和流量;
步骤S204,记录当前用户调整好的水温和流量作为本次淋浴的舒适水温和舒适流量;
步骤S205,当停止淋浴时采集用户淋浴后的体表温度;
步骤S206,将本次淋浴的季节、时间、淋浴前的体表温度、舒适水温、舒适流量和淋浴后的体表温度等舒适度参数存储至当前用户的淋浴习惯数据库中。
当针对同一用户的淋浴习惯数据库记载足够多的数据后,进行用户淋浴舒适性分析,计算得出用户淋浴舒适性参数,并结合历次淋浴数据实时更新舒适性参数。
在一个可行的实施方式中,采用红外热像仪测定用户淋浴前后的体表温度,该技术属于现有技术不再详细描述。
在一个可行的实施方式中,进一步增加供水静压力的调节、采集和记录环节,一般而言,供水静压力范围在0.12MPa-0.28Mpa范围内调节。
实施例四
本实施例在实施例一的基础上,测试装置增加音频采集单元,实现用户动作识别,即识别用户是否在淋水:利用水落在地上和人身上的频率特征不同,通过判断声音频率特征(进行频谱分析),识别用户是否在淋洗。通过用户动作识别,实现对用户真正淋洗时间的计算和记录,当用户淋洗时间小于预设的阈值,或者淋洗时间小于非淋洗时间(例如调节水温/等待适温出水的时间),则将该次洗浴操作标记为无效操作,不参与舒适度拟合。
用户动作识别过程具体包括以下步骤:
步骤S301,实时采集淋浴过程水流撞击声音的音频信号;
步骤S302,对音频信号进行降噪处理,例如采用带通滤波器滤除与水声无关的杂音,保留流水或水与其他物体撞击的声音;
步骤S303,从音频信号中提取并保存音频特征数据;
步骤S304,将音频特征数据与预设的第一水声模型、第二水声模型进行对比;
步骤S305,计算得出当前水流撞击声音包含水流撞击身体或地面的声音成分;
步骤S306,分析判断用户动作。如果仅包含水流撞击地面的声音成分,则判定用户动作并未处于淋洗状态,例如可能正在调节水温、流量等准备动作,或其他;
如果仅包含水流撞击身体的声音成分,则判定用户正在进行淋洗。
其中,音频特征数据是一种携带水流撞击信息的声波频谱;第一水声模型是根据预先采集获取的花洒释放的水流撞击身体的音频信号处理得到的音频特征数据;第二水声模型是根据预先采集获取的花洒释放的水流撞击地面的音频信号处理得到的音频特征数据。
本实施例中,预设的第一水声模型、第二水声模型可以通过矢量化模型、随机模型或神经网络模型等现有技术实现;将音频特征数据与预设的第一水声模型、第二水声模型进行对比,即将已经保存的音频特征数据与所述预设语音模型第一水声模型、第二水声模型做匹配计算。
应用本发明所提供的测试方法的结果,可实现用户直接点击指纹传感器,根据指纹特征,找到存储的用户信息和最佳舒适度参数,可以通过调整电磁阀的开合,将水温和水压调整到用户最舒服的数值;还可以根据采集到的压力、流量等信息,用户可以对舒适度进行评定,可以根据多次同一用户的使用信息和舒适度,通过大数据计算,得出此用户的最优舒适参数过程,在此用户的下次使用过程中,可以直接输入指纹,即调取舒适度最高的参数,根据用户的使用过程,实时调整水温,水压和水流量,来提高用户体验,达到智能淋浴的目的,同时为热水器厂家和用户提供生产建议和使用推荐。
上述各个本申请实施例提供的方法可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时,可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。该计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行该计算机程序指令时,全部或部分地产生按照本申请实施例所描述的流程或功能。该计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。该计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中,或者从一个计算机可读介质向另一个计算机可读介质传输,例如,该计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(digital subscriber line,DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。该计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。该可用介质可以是磁性介质(例如,软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如,DVD)、或者半导体介质(例如,固态硬盘)等。
以上所述的具体实施方式,对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本申请的具体实施方式而已,并不用于限定本申请的保护范围,凡在本申请的技术方案的基础之上,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包括在本申请的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种冲洗水压舒适性测试方法,其特征在于,包括:
获取用户的个人基本信息;
采集用户多次淋浴过程中的淋浴水温和流量数据;
将淋浴水温和流量数据与用户信息建立关联关系;
存储历次采集到的淋浴水温和流量数据;
根据历次淋浴水温和流量数据计算舒适度数值;
还包括:
识别用户是否在淋洗;
计算用户淋洗时间,当用户淋洗时间小于预设阈值,或者淋洗时间小于非淋洗时间,则将该次洗浴操作标记为无效操作,该淋洗时间内采集的淋浴水温和流量数据不参与舒适度拟合计算;
所述识别用户 是否在淋洗具体包括:
步骤S301,实时采集淋浴过程水流撞击声音的音频信号;
步骤S302,对音频信号进行降噪处理;
步骤S303,从音频信号中提取并保存音频特征数据;
步骤S304,将音频特征数据与预设的第一水声模型、第二水声模型进行对比;
步骤S305,计算得出当前水流撞击声音包含水流撞击身体或地面的声音成分;
步骤S306,分析判断用户动作是否为淋洗,包括:
如果仅包含水流撞击地面的声音成分,则判定用户动作并未处于淋洗状态;如果仅包含水流撞击身体的声音成分,则判定用户正在进行淋洗。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:
通过多项式拟合的方法计算舒适度数值。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:
还包括多次采集用户习惯数据,具体包括:
步骤S201,获取并记录当前季节和时间;
步骤S202,记录当前用户的淋浴前的体表温度;
步骤S203,根据用户的调节改变花洒输出的水温和流量;
步骤S204,记录当前用户调整好的水温和流量作为本次淋浴的舒适水温和舒适流量;
步骤S205,当停止淋浴时采集用户淋浴后的体表温度;
步骤S206,将本次淋浴的季节、时间、淋浴前的体表温度、舒适水温、舒适流量和淋浴后的体表温度等舒适度参数存储至当前用户的淋浴习惯数据库中。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:
还包括调节、采集和记录供水静压力的步骤,供水静压力范围在0.12MPa-0.28Mpa范围内。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:
第一水声模型是根据预先采集获取的花洒释放的水流撞击身体的音频信号处理得到的音频特征数据;第二水声模型是根据预先采集获取的花洒释放的水流撞击地面的音频信号处理得到的音频特征数据。
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