CN113842037B - 饮水设备、饮水系统、饮水设备的控制方法和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种饮水设备、饮水系统、饮水设备的控制方法和存储介质，其中，饮水设备包括：本体，本体上设置有接水区域；储水装置，设置于本体上；检测装置，设置于本体上，检测装置可发射并接收调频连续波；存储装置，存储装置存储有计算机程序；控制装置，控制装置执行计算机程序时实现：控制检测装置朝向接水区域发射调频连续波；控制检测装置接收调频连续波经接水容器反射后形成的第一反射波；根据调频连续波和第一反射波，控制储水装置出水。本发明可实现饮水设备的无接触式自动出水控制，并且控制精度更加准确，控制可靠性更高。

Description

饮水设备、饮水系统、饮水设备的控制方法和存储介质

本申请是申请日为2020年6月28日、申请号为“202010597235.9”、发明名称为“饮水设备、饮水系统、饮水设备的控制方法和存储介质”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及饮水机技术领域，具体而言，涉及一种饮水设备、饮水系统、饮水设备的控制方法和计算机可读存储介质。

背景技术

目前，为提升饮水机的用户体验，越来越多的饮水机具备了自动接水的功能。相关技术中，通过操作按键或红外感应方式来控制饮水机出水。按键式取水方式需要用户通过操作按键触发，对比感应出水方式显得较为繁琐，且存在公共卫生风险。红外的感应检测方案局限性较大，由于自然光及很多光源也包括红外光，容易对其进行干扰；应用场景中静态物体对光的反射强度随着时间的推移会变化，增加了功能失效的风险；红外感应方式由于为光的一种，需要在结构上开透光孔，显示了结构及外观的设计；雾气水汽也会影响到红外方案的正常工作。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的一个方面在于提出了一种饮水设备。

本发明的另一个方面在于提出了一种饮水系统。

本发明的再一个方面在于提出了一种饮水设备的控制方法。

本发明的又一个方面在于提出了一种计算机可读存储介质。

有鉴于此，根据本发明的一个方面，提出了一种饮水设备，包括：本体，本体上设置有接水区域；储水装置，设置于本体上；检测装置，设置于本体上，检测装置可发射并接收调频连续波；存储装置，存储装置存储有计算机程序；控制装置，控制装置执行计算机程序时实现：控制检测装置朝向接水区域发射调频连续波；控制检测装置接收调频连续波经接水容器反射后形成的第一反射波；根据调频连续波和第一反射波，控制储水装置出水。

本发明提出的饮水设备包括：本体、储水装置、检测装置、存储装置和控制装置。其中，本体上设置有接水区域和检测装置，检测装置的位置与接水区域相对，检测装置可朝向节水区域内发射调频连续波，并接收调频连续波反射后形成的反射波；储水装置设置在本体上，并可为接水容器供水；存储装置存储有计算机程序，控制装置可执行该计算机程序。

特别地，当控制装置执行存储装置内的计算机程序时，可控制检测装置朝向接水区域发射调频连续波，调频连续波在遇到接水区域内的接水容器后发生反射，并产生朝向接水容器的第一反射波；特别地，第一反射波与调频连续波之间会存在一个频率差，控制装置根据该频率差便可获知接水容器的状态，进而控制储水装置出水，实现无接触式自动出水控制。此外，由于调频连续波不受自然光的影响，且被检测物体对于调频连续波较为敏感，避免了调频连续波检测失效的可能，进一步提升了对于接水容器的检测准确性和可靠性，进而提升了对饮水设备的控制精度。

本发明提出的饮水设备，通过调频连续波和调频连续波遇到接水容器反射后形成的第一反射波，来控制储水装置自动出水，可实现无接触式自动出水控制，并且控制精度更加准确，控制可靠性更高。

根据本发明上述技术方案的饮水设备，还可以具有以下附加技术特征：

在上述技术方案中，控制检测装置朝向接水区域发射调频连续波的步骤，具体包括：在扫描周期内，控制检测装置先后以大于0的调频斜率和小于0的调频斜率，朝向接水区域发射调频连续波。

在该技术方案中，在控制检测装置朝向接水区域发射调频连续波的过程中，在同一个扫描周期内，控制检测装置先后以大于0的调频斜率和小于0的调频斜率朝向接水区域发射调频连续波。基于上述设置，使得同一扫描周期内调频连续波和第一反射波同时具有上升沿和下降沿，使得控制装置可获分别获取上升沿和下降沿的频率差。具体地，在扫描周期内，控制检测装置向接水区域发射三角波。

特别地，对于静止物体而言，其上升沿和下降沿的频率差是相同的；对于运动物体而言，其上升沿和下降沿的频率差是不同的，控制装置可根据上升沿和下降沿的频率差判断接水容器是否处于运行状态，并计算其运动状态，进而来控制储水装置出水。具体地，上升沿指的是控制检测装置以大于0的调频斜率向接水区域发射调频连续波的过程，下降沿指的是控制检测装置以小于0的调频斜率向接水区域发射调频连续波的过程。

在上述任一技术方案中，根据调频连续波和第一反射波，控制储水装置出水的步骤，具体包括：在检测装置以大于0的调频斜率朝向接水区域发射调频连续波的阶段，获取调频连续波和第一反射波的第一频率差；在检测装置以小于0的调频斜率朝向接水区域发射调频连续波的阶段，获取调频连续波和第一反射波的第二频率差；根据第一频率差、第二频率差和调频连续波的波长，计算接水容器相对于检测装置的运动速度；根据接水容器相对于检测装置的运动速度，控制储水装置出水。

在该技术方案中，在根据调频连续波和第一反射波，控制储水装置出水过程中，在检测装置以大于0的调频斜率朝向接水区域发射调频连续波的过程中，获取调频连续波和第一反射波的第一频率差，在检测装置以小于0的调频斜率朝向接水区域发射调频连续波的过程中，获取调频连续波和第一反射波的第二频率差；而后，根据第一频率差、第二频率差和调频连续波的波长，按照第一计算公式计算得到接水容器相对于检测装置的运动速度。特别地，在获取到接水区域内接水容器相对于检测装置的运动速度后，即可判断用户是否具有接水行为，进而控制储水装置储水。

具体地，当计算得到接水容器相对于检测装置具有一定运动速度时，表示用户正在将接水容器放置到接水区域并准备接水；当后来接水容器相对于检测装置的运动速度为0或小于一定值时，表示用户已经将接水容器放置到接水区域，此时控制储水装置出水即可。

在上述任一技术方案中，根据第一频率差、第二频率差和调频连续波的波长，计算接水容器相对于检测装置的运动速度的步骤之后，还包括：根据第一频率差、第二频率差、调频连续波的传播速度以及调频斜率的绝对值，计算接水容器相对于检测装置的距离；根据接水容器相对于检测装置的运动速度和距离，控制储水装置出水。

在该技术方案中，在计算得到接水容器相对于检测装置的运动速度之后，根据第一频率差、第二频率差、调频连续波的传播速度以及调频斜率的绝对值，按照第二计算公式计算接水容器相对于检测装置的距离，进而根据接水容器相对于检测装置的运动速度和距离，来控制储水装置出水。

具体地，当计算得到接水容器相对于检测装置具有一定运动速度时，表示用户正在将接水容器放置到接水区域并准备接水；当后来接水容器相对于检测装置的距离小于第一预设距离后，说明用户已经将接水容器放置到接水区域的指定位置，此时控制储水装置出水即可。

特别地，在综合考虑了接水容器相对于检测装置的运动速度，以及接水容器相对于检测装置的距离这两方面因素的情况下，可进一步保证用户已经将接水容器放置到接水区域的情况下，才控制储水装置出水，可避免用户在放置接水容器的过程中突然停顿，而控制装置误判接水容器已经放置到接水区域的情况，进一步提升对于饮水设备的控制准确性。对于用户接热水的情况而言，更是可提升饮水设备的使用安全，同时避免烫伤用户。

在上述任一技术方案中，控制装置执行计算机程序时还实现：在储水装置出水的过程中，控制检测装置接收调频连续波经接水容器内液面反射后形成的第二反射波；根据调频连续波和第二反射波，控制储水装置停止出水。

在该技术方案中，在储水装置出水的过程中，调频连续波遇到接水容器内液面后，经过反射形成朝向检测装置的第二反射波；由于接水容器内液面不断上升，使得第二反射波与调频连续波之间存在一定的频率差；控制装置根据调频连续波和第二反射波，即可确定出接水容器内液面的位置，进而控制储水装置停止出水，实现饮水设备的定量出水，避免接水容器内水外溢。同时，整个过程无需用户接触操作，可实现无接触式自动出水控制，并且控制精度更加准确，控制可靠性更高。

在上述任一技术方案中，根据调频连续波和第二反射波，控制储水装置停止出水的步骤，具体包括：在检测装置以大于0的调频斜率朝向接水区域发射调频连续波的阶段，获取调频连续波和第二反射波的第三频率差；在检测装置以小于0的调频斜率朝向接水区域发射调频连续波的阶段，获取调频连续波和第二反射波的第四频率差；根据第三频率差、第四频率差、调频连续波的传播速度以及调频斜率的绝对值，计算接水容器内液面相对于检测装置的距离；根据接水容器内液面相对于检测装置的距离，控制储水装置停止出水。

在该技术方案中，在根据调频连续波和第二反射波，控制储水装置停止出水的过程中，在检测装置以大于0的调频斜率朝向接水区域发射调频连续波的过程中，获取调频连续波和第二反射波的第三频率差，在检测装置以小于0的调频斜率朝向接水区域发射调频连续波的过程中，获取调频连续波和第二反射波的第四频率差；而后，根据第三频率差、第四频率差、调频连续波的传播速度以及调频斜率的绝对值，按照第二计算公式计算得到接水容器内液面相对于检测装置的距离，并根据接水容器内液面相对于检测装置的距离，来控制储水装置停止出水。

具体地，当接水容器内液面相对于检测装置的距离小于第二预设距离时，说明接水容器已经接水完成，此时控制储水装置停止出水，避免接水容器内的水外溢。

本发明的另一个方面在于提出了一种饮水系统，包括：接水容器；及如上述任一技术方案的饮水设备。

本发明提出的饮水系统包括：接水容器和如上述任一技术方案的饮水设备。因此，具有上述饮水设备的全部有益效果，在此不再一一论述。

其中，接水容器可放置于杯体的接水区域，储水装置可为接水容器供水。

本发明的再一个方面在于提出了一种饮水设备的控制方法，包括：控制饮水设备的检测装置朝向接水区域发射调频连续波；控制检测装置接收调频连续波经接水容器反射后形成的第一反射波；根据调频连续波和第一反射波，控制饮水设备的储水装置出水。

本发明提出的饮水设备的控制方法，可控制检测装置朝向本体的接水区域发射调频连续波，调频连续波在遇到接水区域内的接水容器后发生反射，并产生朝向接水容器的第一反射波；特别地，第一反射波与调频连续波之间会存在一个频率差，进而根据该频率差便可获知接水容器的状态，进而控制储水装置出水，进而实现无接触式自动出水控制。此外，由于调频连续波不受自然光的影响，且被检测物体对于调频连续波较为敏感，避免了调频连续波检测失效的可能，进一步提升了对于接水容器的检测准确性和可靠性，进而提升了对饮水设备的控制精度。

本发明提出的饮水设备的控制方法，通过调频连续波和调频连续波遇到接水容器反射后形成的第一反射波，来控制储水装置自动出水，可实现无接触式自动出水控制，并且控制精度更加准确，控制可靠性更高。

根据本发明上述技术方案的饮水设备的控制方法，还可以具有以下附加技术特征：

在上述技术方案中，控制饮水设备的检测装置朝向接水区域发射调频连续波的步骤，具体包括：在扫描周期内，控制检测装置先后以大于0的调频斜率和小于0的调频斜率，朝向接水区域发射调频连续波。

在该技术方案中，在控制检测装置朝向接水区域发射调频连续波的过程中，在同一个扫描周期内，控制检测装置先后以大于0的调频斜率和小于0的调频斜率朝向接水区域发射调频连续波。基于上述设置，使得同一扫描周期内调频连续波和第一反射波同时具有上升沿和下降沿，使得控制装置可获分别获取上升沿和下降沿的频率差。具体地，在扫描周期内，控制检测装置向接水区域发射三角波。

特别地，对于静止物体而言，其上升沿和下降沿的频率差是相同的；对于运动物体而言，其上升沿和下降沿的频率差是不同的，进而可根据上升沿和下降沿的频率差判断接水容器是否处于运行状态，并计算其运动状态，进而来控制储水装置出水。具体地，上升沿指的是控制检测装置以大于0的调频斜率向接水区域发射调频连续波的过程，下降沿指的是控制检测装置以小于0的调频斜率向接水区域发射调频连续波的过程。

在上述任一技术方案中，根据调频连续波和第一反射波，控制饮水设备的储水装置出水的步骤，具体包括：在检测装置以大于0的调频斜率朝向接水区域发射调频连续波的阶段，获取调频连续波和第一反射波的第一频率差；在检测装置以小于0的调频斜率朝向接水区域发射调频连续波的阶段，获取调频连续波和第一反射波的第二频率差；根据第一频率差、第二频率差和调频连续波的波长，计算接水容器相对于检测装置的运动速度；根据接水容器相对于检测装置的运动速度，控制储水装置出水。

在该技术方案中，在根据调频连续波和第一反射波，控制储水装置出水过程中，在检测装置以大于0的调频斜率朝向接水区域发射调频连续波的过程中，获取调频连续波和第一反射波的第一频率差，在检测装置以小于0的调频斜率朝向接水区域发射调频连续波的过程中，获取调频连续波和第一反射波的第二频率差；而后，根据第一频率差、第二频率差和调频连续波的波长，按照第一计算公式计算得到接水容器相对于检测装置的运动速度。特别地，在获取到接水区域内接水容器相对于检测装置的运动速度后，即可判断用户是否具有接水行为，进而控制储水装置储水。

具体地，当计算得到接水容器相对于检测装置具有一定运动速度时，表示用户正在将接水容器放置到接水区域并准备接水；当后来接水容器相对于检测装置的运动速度为0或小于一定值时，表示用户已经将接水容器放置到接水区域，此时控制储水装置出水即可。

在上述任一技术方案中，根据第一频率差、第二频率差和调频连续波的波长，计算接水容器相对于检测装置的运动速度的步骤之后，还包括：根据第一频率差、第二频率差、调频连续波的传播速度以及调频斜率的绝对值，计算接水容器相对于检测装置的距离；根据接水容器相对于检测装置的运动速度和距离，控制储水装置出水。

在该技术方案中，在计算得到接水容器相对于检测装置的运动速度之后，根据第二计算公式计算接水容器相对于检测装置的距离，进而根据接水容器相对于检测装置的运动速度和距离，来控制储水装置出水。

具体地，当计算得到接水容器相对于检测装置具有一定运动速度时，表示用户正在将接水容器放置到接水区域并准备接水；当后来接水容器相对于检测装置的距离小于第一预设距离后，说明用户已经将接水容器放置到接水区域的指定位置，此时控制储水装置出水即可。

特别地，在综合考虑了接水容器相对于检测装置的运动速度，以及接水容器相对于检测装置的距离这两方面因素的情况下，可进一步保证用户已经将接水容器放置到接水区域的情况下，才控制储水装置出水，可避免用户在放置接水容器的过程中突然停顿，而误判接水容器已经放置到接水区域的情况，进一步提升对于饮水设备的控制准确性。对于用户接热水的情况而言，更是可提升饮水设备的使用安全，同时避免烫伤用户。

在上述任一技术方案中，根据调频连续波和第一反射波，控制饮水设备的储水装置出水的步骤之后，还包括：在储水装置出水的过程中，控制检测装置接收调频连续波经接水容器内液面反射后形成的第二反射波；根据调频连续波和第二反射波，控制储水装置停止出水。

在该技术方案中，在储水装置出水的过程中，调频连续波遇到接水容器内液面后，经过反射形成朝向检测装置的第二反射波；由于接水容器内液面不断上升，使得第二反射波与调频连续波之间存在出现了一定的频率差；根据调频连续波和第二反射波，即可确定出接水容器内液面的位置，进而控制储水装置停止出水，实现饮水设备的定量出水，避免接水容器内水外溢。同时，整个过程无需用户接触操作，可实现无接触式自动出水控制，并且控制精度更加准确，控制可靠性更高。

在上述任一技术方案中，根据调频连续波和第二反射波，控制储水装置停止出水的步骤，具体包括：在检测装置以大于0的调频斜率朝向接水区域发射调频连续波的阶段，获取调频连续波和第二反射波的第三频率差；在检测装置以小于0的调频斜率朝向接水区域发射调频连续波的阶段，获取调频连续波和第二反射波的第四频率差；根据第三频率差、第四频率差、调频连续波的传播速度以及调频斜率的绝对值，计算接水容器内液面相对于检测装置的距离；根据接水容器内液面相对于检测装置的距离，控制储水装置停止出水。

在该技术方案中，在根据调频连续波和第二反射波，控制储水装置停止出水的过程中，在检测装置以大于0的调频斜率朝向接水区域发射调频连续波的过程中，获取调频连续波和第二反射波的第三频率差，在检测装置以小于0的调频斜率朝向接水区域发射调频连续波的过程中，获取调频连续波和第二反射波的第四频率差；而后，根据第三频率差、第四频率差、调频连续波的传播速度以及调频斜率的绝对值，按照第二计算公式计算得到接水容器内液面相对于检测装置的距离，并根据接水容器内液面相对于检测装置的距离，来控制储水装置停止出水。

具体地，当接水容器内液面相对于检测装置的距离小于第二预设距离时，说明接水容器已经接水完成，此时控制储水装置停止出水，避免接水容器内的水外溢。

本发明的又一个方面在于提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，可实现如上述任一技术方案的饮水设备的控制方法的步骤。

本发明提出的计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，而该计算机程序被处理器执行时，可实现如上述任一技术方案的饮水设备的控制方法的步骤。因此，具有上述饮水设备的控制方法的全部有益效果，在此不再一一论述。

在上述任一技术方案中，检测装置为FMCW雷达(Frequency ModulatedContinuous Wave Rader调频连续波雷达)。

在上述任一技术方案中，调频连续波为三角波、锯齿波等。具体地，本发明提出的饮水设备采用FMCW雷达发射三角波。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一个实施例的饮水设备的工作示意图；

图2是本发明一个实施例的饮水设备的控制方法的流程图；

图3是本发明又一个实施例的饮水设备的控制方法的流程图；

图4是本发明又一个实施例的饮水设备的控制方法的流程图；

图5是本发明又一个实施例的饮水设备的控制方法的流程图；

图6是本发明一个具体实施例的饮水设备的控制原理图。

其中，图1中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

102本体，104接水区域，106检测装置，108接水容器。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图6来描述根据本发明一些实施例提供的饮水设备、饮水系统、饮水设备的控制方法和计算机可读存储介质。

实施例一：

如图1所示(图中的实线曲线代表检测装置106发射的调频连续波，虚线曲线代表经过目标物体反射后形成的反射波)，本发明第一个实施例提出了一种饮水设备，包括：本体102、储水装置、检测装置106、存储装置和控制装置。

其中，本体102上设置有接水区域104和检测装置106，检测装置106的位置与接水区域104相对，检测装置106可朝向节水区域内发射调频连续波，并接收调频连续波反射后形成的反射波；储水装置设置在本体102上，并可为接水容器108供水；存储装置存储有计算机程序，控制装置可执行该计算机程序。

特别地，当控制装置执行存储装置内的计算机程序时，可控制检测装置106朝向接水区域104发射调频连续波，调频连续波在遇到接水区域104内的接水容器108后发生反射，并产生朝向接水容器108的第一反射波；特别地，第一反射波与调频连续波之间会存在一个频率差，控制装置根据该频率差便可获知接水容器108的状态，控制储水装置出水，进而实现无接触式自动出水控制。

此外，由于调频连续波不受自然光的影响，且被检测物体对于调频连续波较为敏感，避免了调频连续波检测失效的可能，进一步提升了对于接水容器108的检测准确性和可靠性，进而提升了对饮水设备的控制精度。

本实施例提出的饮水设备，通过调频连续波和调频连续波遇到接水容器108反射后形成的第一反射波，来控制储水装置自动出水，可实现无接触式自动出水控制，并且控制精度更加准确，控制可靠性更高。

在该实施例中，进一步地，在控制检测装置106朝向接水区域104发射调频连续波的过程中，在同一个扫描周期内，控制检测装置106先后以大于0的调频斜率和小于0的调频斜率朝向接水区域104发射调频连续波。基于上述设置，使得同一扫描周期内调频连续波和第一反射波同时具有上升沿和下降沿，使得控制装置可获分别获取上升沿和下降沿的频率差。具体地，在扫描周期内，控制检测装置106向接水区域104发射三角波。

特别地，对于静止物体而言，其上升沿和下降沿的频率差是相同的；对于运动物体而言，其上升沿和下降沿的频率差是不同的，使得控制装置可根据上升沿和下降沿的频率差判断接水容器108是否处于运行状态，并计算其运动状态，进而来控制储水装置出水。具体地，上升沿指的是控制检测装置106以大于0的调频斜率向接水区域104发射调频连续波的过程，下降沿指的是控制检测装置106以小于0的调频斜率向接水区域104发射调频连续波的过程。

实施例二：

如图1所示(图中的实线曲线代表检测装置106发射的调频连续波，虚线曲线代表经过目标物体反射后形成的反射波)，本发明第二个实施例提出了一种饮水设备，包括：本体102、储水装置、检测装置106、存储装置和控制装置。

其中，本体102上设置有接水区域104和检测装置106，检测装置106可朝向节水区域内发射调频连续波，并接收调频连续波反射后形成的反射波；储水装置可为接水容器108供水；存储装置存储有计算机程序，控制装置可执行该计算机程序。

特别地，当控制装置执行存储装置内的计算机程序时，可控制检测装置106朝向接水区域104发射调频连续波，调频连续波在遇到接水区域104内的接水容器108后发生反射并产生朝向接水容器108的第一反射波；控制装置根据调频连续波和第一反射波控制储水装置出水，进而实现无接触式自动出水控制。

在该实施例中，进一步地，在根据调频连续波和第一反射波，控制储水装置出水过程中，在检测装置106以大于0的调频斜率朝向接水区域104发射调频连续波的过程中，获取调频连续波和第一反射波的第一频率差，在检测装置106以小于0的调频斜率朝向接水区域104发射调频连续波的过程中，获取调频连续波和第一反射波的第二频率差；而后，根据第一频率差、第二频率差和调频连续波的波长，按照第一计算公式计算得到接水容器108相对于检测装置106的运动速度。特别地，在获取到接水区域104内接水容器108相对于检测装置106的运动速度后，即可判断用户是否具有接水行为，进而控制储水装置储水。

具体地，当计算得到接水容器108相对于检测装置106具有一定运动速度时，表示用户正在将接水容器108放置到接水区域104并准备接水；当后来接水容器108相对于检测装置106的运动速度为0或小于一定值时，表示用户已经将接水容器108放置到接水区域104，此时控制储水装置出水即可。

实施例三：

如图1所示(图中的实线曲线代表检测装置106发射的调频连续波，虚线曲线代表经过目标物体反射后形成的反射波)，本发明第三个实施例提出了一种饮水设备，包括：本体102、储水装置、检测装置106、存储装置和控制装置。

其中，本体102上设置有接水区域104和检测装置106，检测装置106可朝向节水区域内发射调频连续波，并接收调频连续波反射后形成的反射波；储水装置可为接水容器108供水；存储装置存储有计算机程序，控制装置可执行该计算机程序。

特别地，当控制装置执行存储装置内的计算机程序时，可控制检测装置106朝向接水区域104发射调频连续波，调频连续波在遇到接水区域104内的接水容器108后发生反射并产生朝向接水容器108的第一反射波；控制装置根据调频连续波和第一反射波控制储水装置出水，进而实现无接触式自动出水控制。

在该实施例中，进一步地，在根据调频连续波和第一反射波，控制储水装置出水过程中，在检测装置106以大于0的调频斜率朝向接水区域104发射调频连续波的过程中，获取调频连续波和第一反射波的第一频率差，在检测装置106以小于0的调频斜率朝向接水区域104发射调频连续波的过程中，获取调频连续波和第一反射波的第二频率差；而后，根据第一频率差、第二频率差、调频连续波的传播速度以及调频斜率的绝对值，按照第二计算公式计算接水容器108相对于检测装置106的距离，进而根据接水容器108相对于检测装置106的运动速度和距离，来控制储水装置出水。

具体地，当计算得到接水容器108相对于检测装置106具有一定运动速度时，表示用户正在将接水容器108放置到接水区域104并准备接水；当后来接水容器108相对于检测装置106的距离小于第一预设距离后，说明用户已经将接水容器108放置到接水区域104的指定位置，此时控制储水装置出水即可。

特别地，本实施例在综合考虑了接水容器108相对于检测装置106的运动速度，以及接水容器108相对于检测装置106的距离这两方面因素的情况下，可进一步保证用户已经将接水容器108放置到接水区域104的情况下，才控制储水装置出水，可避免用户在放置接水容器108的过程中突然停顿，而控制装置误判接水容器108已经放置到接水区域104的情况，进一步提升对于饮水设备的控制准确性。对于用户接热水的情况而言，更是可提升饮水设备的使用安全，同时避免烫伤用户。

实施例四：

如图1所示(图中的实线曲线代表检测装置106发射的调频连续波，虚线曲线代表经过目标物体反射后形成的反射波)，本发明第四个实施例提出了一种饮水设备，包括：本体102、储水装置、检测装置106、存储装置和控制装置。

其中，本体102上设置有接水区域104和检测装置106，检测装置106可朝向节水区域内发射调频连续波，并接收调频连续波反射后形成的反射波；储水装置可为接水容器108供水；存储装置存储有计算机程序，控制装置可执行该计算机程序。

特别地，当控制装置执行存储装置内的计算机程序时，可控制检测装置106朝向接水区域104发射调频连续波，调频连续波在遇到接水区域104内的接水容器108后发生反射，并产生朝向接水容器108的第一反射波；控制装置根据调频连续波和第一反射波控制储水装置出水，进而实现无接触式自动出水控制。

在该实施例中，进一步地，在储水装置出水的过程中，调频连续波遇到接水容器108内液面后，经过反射形成朝向检测装置106的第二反射波；由于接水容器108内液面不断上升，使得第二反射波与调频连续波之间存在一定的频率差；控制装置根据调频连续波和第二反射波，即可确定出接水容器108内液面的位置，进而控制储水装置停止出水，实现饮水设备的定量出水，避免接水容器108内水外溢。同时，整个过程无需用户接触操作，可实现无接触式自动出水控制，并且控制精度更加准确，控制可靠性更高。

在该实施例中，进一步地，在根据调频连续波和第二反射波，在控制储水装置停止出水的过程中，在检测装置106以大于0的调频斜率朝向接水区域104发射调频连续波的过程中，获取调频连续波和第二反射波的第三频率差，在检测装置106以小于0的调频斜率朝向接水区域104发射调频连续波的过程中，获取调频连续波和第二反射波的第四频率差；而后，根据第三频率差、第四频率差、调频连续波的传播速度以及调频斜率的绝对值，按照第二计算公式计算得到接水容器108内液面相对于检测装置106的距离，并根据接水容器108内液面相对于检测装置106的距离，来控制储水装置停止出水。

具体地，当接水容器108内液面相对于检测装置106的距离小于第二预设距离时，说明接水容器108已经接水完成，此时控制储水装置停止出水，避免接水容器108内的水外溢。

实施例五：

本发明第五个实施例提出了一种饮水系统，包括：接水容器108；及如上述任一实施例的饮水设备(图中未示出这一实施例)。

本实施例提出的饮水系统包括：接水容器108和如上述任一实施例的饮水设备。因此，具有上述饮水设备的全部有益效果，在此不再一一论述。

其中，接水容器108可放置于杯体的接水区域104，储水装置可为接水容器108供水。

实施例六：

本发明第六个实施例提出了一种饮水设备的控制方法，如图2所示，该控制方法包括：

步骤202，控制饮水设备的检测装置朝向接水区域发射调频连续波；

步骤204，控制检测装置接收调频连续波经接水容器反射后形成的第一反射波；

步骤206，根据调频连续波和第一反射波，控制饮水设备的储水装置出水。

本实施例提出的饮水设备的控制方法，可控制检测装置朝向本体的接水区域发射调频连续波，调频连续波在遇到接水区域内的接水容器后发生反射并产生朝向接水容器的第一反射波；特别地，第一反射波与调频连续波之间会存在一个频率差，进而根据该频率差便可获知接水容器的状态，进而控制储水装置出水，进而实现无接触式自动出水控制。此外，由于调频连续波不受自然光的影响，且被检测物体对于调频连续波较为敏感，避免了调频连续波检测失效的可能，进一步提升了对于接水容器的检测准确性和可靠性，进而提升了对饮水设备的控制精度。

本实施例提出的饮水设备的控制方法，通过调频连续波和调频连续波遇到接水容器反射后形成的第一反射波，来控制储水装置自动出水，可实现无接触式自动出水控制，并且控制精度更加准确，控制可靠性更高。

在该实施例中，进一步地，在控制检测装置朝向接水区域发射调频连续波的过程中，在同一个扫描周期内，控制检测装置先后以大于0的调频斜率和小于0的调频斜率朝向接水区域发射调频连续波。基于上述设置，使得同一扫描周期内调频连续波和第一反射波同时具有上升沿和下降沿，使得控制装置可获分别获取上升沿和下降沿的频率差。具体地，在扫描周期内，控制检测装置向接水区域发射三角波。

特别地，对于静止物体而言，其上升沿和下降沿的频率差是相同的；对于运动物体而言，其上升沿和下降沿的频率差是不同的，进而可根据上升沿和下降沿的频率差判断接水容器是否处于运行状态，并计算其运动状态，进而来控制储水装置出水。具体地，上升沿指的是控制检测装置以大于0的调频斜率向接水区域发射调频连续波的过程，下降沿指的是控制检测装置以小于0的调频斜率向接水区域发射调频连续波的过程。

实施例七：

本发明第七个实施例提出了一种饮水设备的控制方法，如图3所示，该控制方法包括：

步骤302，控制饮水设备的检测装置朝向接水区域发射调频连续波；

步骤304，控制检测装置接收调频连续波经接水容器反射后形成的第一反射波；

步骤306，在检测装置以大于0的调频斜率朝向接水区域发射调频连续波的阶段，获取调频连续波和第一反射波的第一频率差；

步骤308，在检测装置以小于0的调频斜率朝向接水区域发射调频连续波的阶段，获取调频连续波和第一反射波的第二频率差；

步骤310，根据第一频率差、第二频率差和调频连续波的波长，计算接水容器相对于检测装置的运动速度；

步骤312，根据接水容器相对于检测装置的运动速度，控制储水装置出水。

本实施例提出的饮水设备的控制方法，在根据调频连续波和第一反射波，控制储水装置出水过程中，在检测装置以大于0的调频斜率朝向接水区域发射调频连续波的过程中，获取调频连续波和第一反射波的第一频率差，在检测装置以小于0的调频斜率朝向接水区域发射调频连续波的过程中，获取调频连续波和第一反射波的第二频率差；而后，根据第一频率差、第二频率差和调频连续波的波长，按照第一计算公式计算得到接水容器相对于检测装置的运动速度。特别地，在获取到接水区域内接水容器相对于检测装置的运动速度后，即可判断用户是否具有接水行为，进而控制储水装置储水。

具体地，当计算得到接水容器相对于检测装置具有一定运动速度时，表示用户正在将接水容器放置到接水区域并准备接水；当后来接水容器相对于检测装置的运动速度为0或小于一定值时，表示用户已经将接水容器放置到接水区域，此时控制储水装置出水即可。

此外，本实施例中步骤302和步骤304与实施例六相同，其有益效果不再重复论述。

实施例八：

本发明第八个实施例提出了一种饮水设备的控制方法，如图4所示，该控制方法包括：

步骤402，控制饮水设备的检测装置朝向接水区域发射调频连续波；

步骤404，控制检测装置接收调频连续波经接水容器反射后形成的第一反射波；

步骤406，在检测装置以大于0的调频斜率朝向接水区域发射调频连续波的阶段，获取调频连续波和第一反射波的第一频率差；

步骤408，在检测装置以小于0的调频斜率朝向接水区域发射调频连续波的阶段，获取调频连续波和第一反射波的第二频率差；

步骤410，根据第一频率差、第二频率差和调频连续波的波长，计算接水容器相对于检测装置的运动速度；

步骤412，根据第一频率差、第二频率差、调频连续波的传播速度以及调频斜率的绝对值，计算接水容器相对于检测装置的距离；

步骤414，根据接水容器相对于检测装置的运动速度和距离，控制储水装置出水。

本实施例提出的饮水设备的控制方法，根据第一频率差、第二频率差和调频连续波的波长，计算接水容器相对于检测装置的运动速度的步骤之后，还包括：根据第一频率差、第二频率差、调频连续波的传播速度以及调频斜率的绝对值，计算接水容器相对于检测装置的距离；根据接水容器相对于检测装置的运动速度和距离，控制储水装置出水。

在该技术方案中，在计算得到接水容器相对于检测装置的运动速度之后，进一步根据第二计算公式计算接水容器相对于检测装置的距离，进而根据接水容器相对于检测装置的运动速度和距离，来控制储水装置出水。

具体地，当计算得到接水容器相对于检测装置具有一定运动速度时，表示用户正在将接水容器放置到接水区域并准备接水；当后来接水容器相对于检测装置的距离小于第一预设距离后，说明用户已经将接水容器放置到接水区域的指定位置，此时控制储水装置出水即可。

特别地，在综合考虑了接水容器相对于检测装置的运动速度，以及接水容器相对于检测装置的距离这两方面因素的情况下，可进一步保证用户已经将接水容器放置到接水区域的情况下，才控制储水装置出水，可避免用户在放置接水容器的过程中突然停顿，而误判接水容器已经放置到接水区域的情况，进一步提升对于饮水设备的控制准确性。对于用户接热水的情况而言，更是可提升饮水设备的使用安全，同时避免烫伤用户。

此外，本实施例中步骤402至步骤410与实施例七相同，其有益效果不再重复论述。

实施例九：

本发明第九个实施例提出了一种饮水设备的控制方法，如图5所示，该控制方法包括：

步骤502，控制饮水设备的检测装置朝向接水区域发射调频连续波；

步骤504，控制检测装置接收调频连续波经接水容器反射后形成的第一反射波；

步骤506，根据调频连续波和第一反射波，控制饮水设备的储水装置出水；

步骤508，在储水装置出水的过程中，控制检测装置接收调频连续波遇到接水容器内液面后形成的第二反射波；

步骤510，根据调频连续波和第二反射波，控制储水装置停止出水。

本实施例提出的饮水设备的控制方法，在储水装置出水的过程中，调频连续波遇到接水容器内液面后，经过反射形成朝向检测装置的第二反射波；由于接水容器内液面不断上升，使得第二反射波与调频连续波之间存在一定的频率差；根据调频连续波和第二反射波，即可确定出接水容器内液面的位置，进而控制储水装置停止出水，实现饮水设备的定量出水，避免接水容器内水外溢。同时，整个过程无需用户接触操作，可实现无接触式自动出水控制，并且控制精度更加准确，控制可靠性更高。

在该实施例中，进一步地，在根据调频连续波和第二反射波，控制储水装置停止出水的过程中，在检测装置以大于0的调频斜率朝向接水区域发射调频连续波的过程中，获取调频连续波和第二反射波的第三频率差，在检测装置以小于0的调频斜率朝向接水区域发射调频连续波的过程中，获取调频连续波和第二反射波的第四频率差；而后，根据第三频率差、第四频率差、调频连续波的传播速度以及调频斜率的绝对值，按照第二计算公式计算得到接水容器内液面相对于检测装置的距离，并根据接水容器内液面相对于检测装置的距离，来控制储水装置停止出水。

具体地，当接水容器内液面相对于检测装置的距离小于第二预设距离时，说明接水容器已经接水完成，此时控制储水装置停止出水，避免接水容器内的水外溢。

实施例十：

本发明第十个实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，可实现如上述任一实施例的饮水设备的控制方法的步骤。

本实施例提出的计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，而该计算机程序被处理器执行时，可实现如上述任一实施例的饮水设备的控制方法的步骤。因此，具有上述饮水设备的控制方法的全部有益效果，在此不再一一论述。

在上述任一实施例中，检测装置为FMCW雷达。

在上述任一实施例中，调频连续波为三角波、锯齿波等。

具体实施例中，本发明提出的饮水设备采用FMCW雷达发射三角波。

其中，R代表被测物体与检测装置之间的距离(也即接水容器或接水容器内液面与检测装置之间的相对距离)；C代表调频连续波的传播速度(也即光速)；Δt代表调频连续波经反射后回到检测装置所需的时间；K代表调频连续波的调频斜率(取正值，也即图6中表示调频连续波的直线的斜率正值，是一个已知值)；Δf1代表t1时刻调频连续波与反射波的频率差(也即第一频率差及第三频率差，测量值)；Δf2代表t2时刻调频连续波与反射波的频率差(也即第二频率差及第四频率差，测量值)。

其中，V代表被测物体相对于检测装置的运动速度(也即接水容器或接水容器内液面相对于检测装置的运动速度)；λ代表调频连续波的波长；Δf1代表t1时刻调频连续波与反射波的频率差(也即第一频率差及第三频率差)；Δf2代表t2时刻调频连续波与反射波的频率差(也即第二频率差及第四频率差)。

此外，如图6所示，图中横坐标代表时间，纵坐标代表频率；图中的实线代表检测装置发生的调频连续波，图中的虚线代表经目标物体反射后的反射波；图中B表示调频连续波的扫描带宽；图中T表示调频连续波的扫描周期；Δf1为上升沿的t1时刻调频连续波与反射波的频率差；Δf2为下降沿的t2时刻调频连续波与反射波的频率差；Δt1为上升沿期间从调频连续波发射到反射波返回检测装置的时间差；Δt2为下降沿期间从调频连续波发射到反射波返回检测装置的时间差。

特别地，如果没有多普勒频率，上升沿期间的频率差Δf1等于下降沿期间的频率差Δf2。对于运动目标，则上升沿期间的频率差Δf1与下降沿期间的频率差Δf2不同，本发明通过这二个频率差来计算距离和速度。

实施例十一：

如图1所示，本发明提出的饮水设备选取FMCW雷达作为检测设备，检测设备在扫频周期内发射频率变化的连续波(也即调频连续波)，被目标物体反射后的反射波与发射波有一定的频率差，通过测量频率差可以获得目标物体与FMCW雷达之间的距离及速度信息。

具体实施例中，如图6所示，检测装置106的调制方式为三角波，其中，实线代表检测装置106发生的调频连续波，虚线代表经目标物体反射后的反射波。从图6中可以清楚看出，调频连续波经过目标发射后，反射波会有延时，在三角形的频率变化中，可以在上升沿和下降沿两者上进行距离测量；如果没有多普勒频率，上升沿期间的频率差Δf1等于下降沿期间的频率差Δf2。对于运动物体而言，则上升沿期间的频率差Δf1与下降沿期间的频率差Δf2不同，我们可以通过这二个频率差来计算距离和速度，具体计算公式如下：

其中，R代表被测物体与检测装置106之间的距离(也即接水容器108或接水容器108内液面与检测装置106之间的相对距离)；C代表调频连续波的传播速度(也即光速)；K代表调频连续波的调频斜率(本计算公式中取正值，且为一个已知值)；Δf1代表t1时刻调频连续波与反射波的频率差(需要测量的参数值)；Δf2代表t2时刻调频连续波与反射波的频率差(需要测量的参数值)。

基于上述原理的FMCW雷达设置于饮水机本体102的内部，检测范围为接水容器108的取水区域，通过检测是否有运动物体(接水容器108)，以及反射波体现的距离信息，识别取水区域是否已放置接水容器108；检测到接水容器108已放置即可进行加水过程；加水过程通过FMCW雷达反馈的距离信息得出液位信息，从而实现定量出水。

在本发明的描述中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种饮水设备，其特征在于，包括：

本体，所述本体上设置有接水区域；

储水装置，设置于所述本体上；

检测装置，设置于所述本体上，所述检测装置可发射并接收调频连续波；

存储装置，所述存储装置存储有计算机程序；

控制装置，所述控制装置执行所述计算机程序时实现：

控制所述检测装置朝向所述接水区域发射调频连续波；

控制所述检测装置接收所述调频连续波经接水容器反射后形成的第一反射波；

根据所述调频连续波和所述第一反射波，控制所述储水装置出水；

其中，同一扫描周期内所述调频连续波和所述第一反射波同时具有上升沿和下降沿，所述控制装置分别获取所述上升沿和所述下降沿的频率差，所述控制装置根据所述上升沿和所述下降沿的频率差判断所述接水容器是否处于运行状态，并计算所述接水容器的运动状态，以根据所述接水容器的运动状态控制所述储水装置出水；

所述根据所述调频连续波和所述第一反射波，控制所述储水装置出水的步骤，具体包括：

在所述检测装置以大于0的调频斜率朝向所述接水区域发射所述调频连续波的阶段，获取所述调频连续波和所述第一反射波的第一频率差；

在所述检测装置以小于0的调频斜率朝向所述接水区域发射所述调频连续波的阶段，获取所述调频连续波和所述第一反射波的第二频率差；

根据所述第一频率差、所述第二频率差和所述调频连续波的波长，计算所述接水容器相对于所述检测装置的运动速度；

根据所述第一频率差、所述第二频率差、所述调频连续波的传播速度以及所述调频斜率的绝对值，按照第二计算公式计算所述接水容器相对于所述检测装置的距离；

根据所述接水容器相对于所述检测装置的运动速度和距离，控制所述储水装置出水；

其中，所述第二计算公式为

R代表所述接水容器相对于所述检测装置的距离，C代表所述调频连续波的传播速度，Δt代表所述调频连续波经反射后回到所述检测装置所需的时间，K代表所述调频连续波的调频斜率的绝对值，Δf1代表所述第一频率差，Δf2代表所述第二频率差。

2.根据权利要求1所述的饮水设备，其特征在于，所述控制所述检测装置朝向所述接水区域发射调频连续波的步骤，具体包括：

在扫描周期内，控制所述检测装置先后以大于0的调频斜率和小于0的调频斜率，朝向所述接水区域发射所述调频连续波。

3.根据权利要求2所述的饮水设备，其特征在于，所述控制装置执行所述计算机程序时还可实现：

在所述储水装置出水的过程中，控制所述检测装置接收所述调频连续波经所述接水容器内液面反射后形成的第二反射波；

根据所述调频连续波和所述第二反射波，控制所述储水装置停止出水。

4.根据权利要求3所述的饮水设备，其特征在于，所述根据所述调频连续波和所述第二反射波，控制所述储水装置停止出水的步骤，具体包括：

在所述检测装置以大于0的调频斜率朝向所述接水区域发射所述调频连续波的阶段，获取所述调频连续波和所述第二反射波的第三频率差；

在所述检测装置以小于0的调频斜率朝向所述接水区域发射所述调频连续波的阶段，获取所述调频连续波和所述第二反射波的第四频率差；

根据所述第三频率差、所述第四频率差、所述调频连续波的传播速度以及所述调频斜率的绝对值，计算所述接水容器内液面相对于所述检测装置的距离；

根据所述接水容器内液面相对于所述检测装置的距离，控制所述储水装置停止出水。

5.一种饮水系统，其特征在于，包括：

接水容器；及

如权利要求1至4中任一项所述的饮水设备。

6.一种饮水设备的控制方法，其特征在于，包括：

控制所述饮水设备的检测装置朝向接水区域发射调频连续波；

控制所述检测装置接收所述调频连续波经接水容器反射后形成的第一反射波；

根据所述调频连续波和所述第一反射波，控制所述饮水设备的储水装置出水；

其中，同一扫描周期内所述调频连续波和所述第一反射波同时具有上升沿和下降沿，分别获取所述上升沿和所述下降沿的频率差，根据所述上升沿和所述下降沿的频率差判断所述接水容器是否处于运行状态，并计算所述接水容器的运动状态，以根据所述接水容器的运动状态控制所述储水装置出水；

所述根据所述调频连续波和所述第一反射波，控制所述储水装置出水的步骤，具体包括：

在所述检测装置以大于0的调频斜率朝向所述接水区域发射所述调频连续波的阶段，获取所述调频连续波和所述第一反射波的第一频率差；

在所述检测装置以小于0的调频斜率朝向所述接水区域发射所述调频连续波的阶段，获取所述调频连续波和所述第一反射波的第二频率差；

根据所述第一频率差、所述第二频率差和所述调频连续波的波长，计算所述接水容器相对于所述检测装置的运动速度；

根据所述第一频率差、所述第二频率差、所述调频连续波的传播速度以及所述调频斜率的绝对值，按照第二计算公式计算所述接水容器相对于所述检测装置的距离；

根据所述接水容器相对于所述检测装置的运动速度和距离，控制所述储水装置出水；

其中，所述第二计算公式为

R代表所述接水容器相对于所述检测装置的距离，C代表所述调频连续波的传播速度，Δt代表所述调频连续波经反射后回到所述检测装置所需的时间，K代表所述调频连续波的调频斜率的绝对值，Δf1代表所述第一频率差，Δf2代表所述第二频率差。

7.根据权利要求6所述的饮水设备的控制方法，其特征在于，所述控制所述饮水设备的检测装置朝向接水区域发射调频连续波的步骤，具体包括：

在扫描周期内，控制所述检测装置先后以大于0的调频斜率和小于0的调频斜率，朝向所述接水区域发射所述调频连续波。

8.根据权利要求7所述的饮水设备的控制方法，其特征在于，所述根据所述调频连续波和所述第一反射波，控制所述饮水设备的储水装置出水的步骤之后，还包括：

在所述储水装置出水的过程中，控制所述检测装置接收所述调频连续波经所述接水容器内液面反射后形成的第二反射波；

根据所述调频连续波和所述第二反射波，控制所述储水装置停止出水。

9.根据权利要求8所述的饮水设备的控制方法，其特征在于，所述根据所述调频连续波和所述第二反射波，控制所述储水装置停止出水的步骤，具体包括：

在所述检测装置以大于0的调频斜率朝向所述接水区域发射所述调频连续波的阶段，获取所述调频连续波和所述第二反射波的第三频率差；

在所述检测装置以小于0的调频斜率朝向所述接水区域发射所述调频连续波的阶段，获取所述调频连续波和所述第二反射波的第四频率差；

根据所述第三频率差、所述第四频率差、所述调频连续波的传播速度以及所述调频斜率的绝对值，计算所述接水容器内液面相对于所述检测装置的距离；

根据所述接水容器内液面相对于所述检测装置的距离，控制所述储水装置停止出水。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，可实现如权利要求6至9中任一项所述的饮水设备的控制方法的步骤。

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