CN204086257U - 便携式智能水质检测杯 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种便携式智能水质检测杯，该检测杯包括：水质TDS与硬度检测模块、水质pH值检测模块、身份标识模块、水质指示模块、微处理与通讯模块、移动终端通讯模块、移动终端和云端大数据平台。通过本实用新型的方案，包含智能检测模块和大数据平台，可以使用户方便的随时随地对水质进行检测，并能够和用户的移动终端联动与云端大数据平台进行数据交互，同时该方案可以完成自动的传感器误差校准，无须用户任何干预。本实用新型能耗极低，用普通的纽扣电池就可以持续工作数月，同时具备非常好的便携性，用户可以随身携带，这样对于数据样本的贡献非常大。此外，大数据的统计分析结果可以校正和改善用户的使用体验和数据呈现的准确度。

Description

便携式智能水质检测杯

技术领域

本实用新型涉及水质检测领域，具体地说，是涉及一种便携式智能水质检测杯。

背景技术

随着社会经济发展、科学进步和人民生活水平的提高，人们对生活饮用水的水质要求不断提高，饮用水水质标准也相应地不断发展和完善。生活中为了满足饮用水安全指标，必须对水质进行检测，净水系统便应运而生了。对于饮用水或自来水的参数检测大多采用单独的设备或传感器进行，各种设备功能单一，安装调试不方便，现有的水质监控仪在各种设备或传感器的安装过程中都需要提供单独的安装机构，各种传感器的分离式安装，到时装置的维护和调试非常复杂。

现有技术中的水系统存在以下缺点：

(1)不具备大数据样本自动贡献能力：现有方案需要依赖具体的产品类型，是作为具体产品的附属功能来实现的。并不能独立于各种类型的净水机去使用。

(2)传感器随着时间推移误差越来越大且不能自动校正。

(3)无法与移动终端联动从而获得大数据平台的统计分析结果。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种基于电化学、水处理技术、电子技术、数据通信等技术领域整合创新的一种便携式智能水质检测杯，该检测杯包括：水质TDS与硬度检测模块、水质pH值检测模块、身份标识模块、水质指示模块、微处理与通讯模块、移动终端通讯模块、移动终端和云端大数据平台，其中，

所述水质TDS与硬度检测模块，与对水质TDS与硬度数据进行处理的所述微处理与通讯模块相耦接；

所述水质pH值检测模块，与对水质pH值数据进行处理的所述微处理与通讯模块相耦接；

所述身份标识模块，与所述微处理与通讯模块相耦接；

所述水质指示模块，与所述微处理与通讯模块相耦接，指示水质状态；

所述微处理与通讯模块，分别与并行的所述水质TDS与硬度检测模块、水质pH值检测模块、身份标识模块、水质指示模块和移动终端通讯模块相耦接；

所述移动终端通讯模块，分别与所述微处理与通讯模块、移动终端和云端大数据平台相耦接；

所述移动终端，分别与所述移动终端通讯模块、云端大数据平台相耦接，分别与所述移动终端通讯模块和云端大数据平台数据交互；

所述云端大数据平台，分别与进行数据交互的所述移动终端和移动终端通讯模块相耦接。

优选地，所述水质pH值检测模块，包括：玻璃探头和pH值数模转换电路，其中，

所述玻璃探头，为带有温度补偿的化学玻璃探头，与所述pH值数模转换电路相耦接；

所述pH值数模转换电路，分别与探测水质pH值的所述玻璃探头和对水质pH值数据进行处理的所述微处理与通讯模块相耦接。

优选地，所述水质TDS与硬度检测模块，包括：TDS探测传感器和TDS数模转换电路，其中，

所述TDS探测传感器，与所述TDS数模转换电路相耦接；

所述TDS数模转换电路，分别与探测水质TDS的所述TDS探测传感器和对水质TDS数据进行处理的所述微处理与通讯模块相耦接。

优选地，身份标识模块，包括：只读式唯一序号算法芯片和接口电路，其中，

所述只读式唯一序号算法芯片，与所述接口电路相耦接；

所述接口电路，分别与所述只读式唯一序号算法芯片和微处理与通讯模块相耦接。

优选地，所述微处理与通讯模块，包括：微功耗处理芯片、嵌入式微处理子模块、传感器接口电路、数据寄存器和蓝牙通讯子模块，其中，

所述传感器接口电路，分别与所述水质_pH值检测模块、水质TDS与硬度检测模块和微功耗处理芯片相耦接，进行数据通讯；

所述微功耗处理芯片，分别与所述传感器接口电路、数据寄存器和蓝牙通讯子模块相耦接；

所述嵌入式微处理子模块，嵌入在所述微功耗处理芯片内，分别与所述传感器接口电路、数据寄存器和蓝牙通讯子模块相耦接，对通讯数据进行运算处理；

所述数据寄存器，与所述微功耗处理芯片相耦接；

所述蓝牙通讯子模块，与所述微功耗处理芯片相耦接。

优选地，所述水质指示模块，包括：LED指示灯和控制电路，其中，

所述LED指示灯，与所述控制电路相耦接；

所述控制电路，分别与指示水质的所述LED指示灯和发送水质数据的微处理与通讯模块相耦接。

优选地，所述移动终端通讯模块，包括：核心处理子模块、数据通讯子模块、数据呈现子模块和传感器智能校准子模块，其中，

所述核心处理子模块，分别与并行的数据通讯子模块、数据呈现子模块、传感器智能校准子模块相耦接，还分别与所述移动终端和微处理与通讯模块相耦接；

所述数据通讯子模块，与所述云端大数据平台相耦接；

所述数据呈现子模块，与所述移动终端相耦接；

所述传感器智能校准子模块，分别与所述水质TDS与硬度检测模块和所述水质pH值检测模块相耦接。

与现有技术相比，本实用新型所述的便携式智能水质检测杯，达到了如下效果：通过本实用新型的方案，包含智能检测模块和大数据平台，可以使用户方便的随时随地对水质进行检测，并能够和用户的移动终端联动与云端大数据平台(本实用新型的方案是作为该大数据平台的一个组成部分)进行数据交互，同时该方案可以完成自动的传感器误差校准，无须用户任何干预。本实用新型能耗极低，用普通的纽扣电池就可以持续工作数月，同时具备非常好的便携性，用户可以随身携带，这样对于数据样本的贡献非常大。此外，大数据的统计分析结果可以校正和改善用户的使用体验和数据呈现的准确度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为实施例一提供的便携式智能水质检测杯结构图，

其中，101—水质TDS与硬度检测模块      102—水质pH值检测模块

103—身份标识模块                     104—微处理与通讯模块

105—水质指示模块                     106—移动终端通讯模块

107—移动终端                         108—云端大数据平台。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。此外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电性耦接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表所述第一装置可直接电性耦接于所述第二装置，或通过其他装置或耦接手段间接地电性耦接至所述第二装置。说明书后续描述为实施本实用新型的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本实用新型的一般原则为目的，并非用以限定本实用新型的范围。本实用新型的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。

实施例一：

如图1所示，为本实施例提供的便携式智能水质检测杯结构图，该检测杯包括：水质TDS与硬度检测模块101、水质pH值检测模块102、身份标识模块103、水质指示模块105、微处理与通讯模块104、移动终端通讯模块106、移动终端107和云端大数据平台108，其中，

水质TDS与硬度检测模块101，与对水质TDS与硬度数据进行处理的微处理与通讯模块104相耦接。该水质TDS与硬度检测模块101，包括：TDS探测传感器和TDS数模转换电路，其中，TDS探测传感器与所述TDS数模转换电路相耦接；TDS数模转换电路，分别与探测水质TDS的所述TDS探测传感器和对水质TDS数据进行处理的微处理与通讯模块104相耦接。

水质pH值检测模块102，与对水质pH值数据进行处理的微处理与通讯模块104相耦接。该水质pH值检测模块102，包括：玻璃探头和pH值数模转换电路，其中，玻璃探头是带有温度补偿的化学玻璃探头，其与所述pH值数模转换电路相耦接；pH值数模转换电路，分别与探测水质pH值的玻璃探头和对水质pH值数据进行处理的微处理与通讯模块104相耦接。

身份标识模块103，与微处理与通讯模块104相耦接。该身份标识模块103，包括：只读式唯一序号算法芯片和接口电路，其中，所述只读式唯一序号算法芯片，与所述接口电路相耦接；接口电路，分别与所述只读式唯一序号算法芯片和微处理与通讯模块104相耦接。

水质指示模块105，与微处理与通讯模块104相耦接，用于指示水质状态。该水质指示模块105，包括：LED指示灯和控制电路，其中，所述LED指示灯，与所述控制电路相耦接；所述控制电路，分别与指示水质的所述LED指示灯和发送水质数据的微处理与通讯模块相耦接。

微处理与通讯模块104，分别与并行的水质TDS与硬度检测模块101、水质pH值检测模块102、身份标识模块103、水质指示模块105和移动终端通讯模块106相耦接。该微处理与通讯模块104，包括：微功耗处理芯片、嵌入式微处理子模块、传感器接口电路、数据寄存器和蓝牙通讯子模块，其中，

传感器接口电路，分别与水质pH值检测模块102、水质TDS与硬度检测模块101和微功耗处理芯片相耦接，进行数据通讯。微功耗处理芯片，分别与传感器接口电路、数据寄存器和蓝牙通讯子模块相耦接；嵌入式微处理子模块，嵌入在所述微功耗处理芯片内，分别与所述传感器接口电路、数据寄存器和蓝牙通讯子模块相耦接，对通讯数据进行运算处理；数据寄存器，与所述微功耗处理芯片相耦接；蓝牙通讯子模块，与所述微功耗处理芯片相耦接，本实用新型中的蓝牙通讯子模块采用的是蓝牙4.0通讯子模块，当然这里不做具体限定。

移动终端通讯模块106，分别与微处理与通讯模块104、移动终端107和云端大数据平台108相耦接。该移动终端通讯模块，包括：核心处理子模块、数据通讯子模块、数据呈现子模块和传感器智能校准子模块，其中，

核心处理子模块，分别与并行的数据通讯子模块、数据呈现子模块、传感器智能校准子模块相耦接，还分别与移动终端107和微处理与通讯模块104相耦接；

数据通讯子模块，与云端大数据平台108相耦接；

数据呈现子模块，与移动终端107相耦接；

传感器智能校准子模块，分别与水质TDS与硬度检测模块101和水质pH值检测模块102相耦接。

移动终端107，分别与移动终端通讯模块106、云端大数据平台108相耦接，分别与所述移动终端通讯模块和云端大数据平台数据交互；

云端大数据平台108，分别与进行数据交互的移动终端107和移动终端通讯模块106相耦接。

实施例二：

身份标识模块103由只读式唯一序号算法芯片和接口电路组成，微处理与通讯模块104通过接口电路可以读取该模块的唯一标识信息，然后与移动终端通讯模块106进行身份绑定。只读式唯一序号算法芯片的作用是将设备的唯一序列号算法烧制在芯片中，每次读取该芯片获取该设备的唯一标识。微处理读取完毕身份信息后即关闭该模块以节约能耗，身份数据寄存在微处理与通讯模块104的数据寄存器中。

水质pH值检测模块102主要由带有温度补偿的化学玻璃探头和相应的pH值数模转换电路组成，玻璃探头放置在检测杯底部，探测到的数据由pH值数模转换电路处理后，通过微处理与通讯模块104、移动终端107进行数据交互并上传数据到云端大数据平台108；移动终端通讯模块106依据检测值，同时结合TDS和硬度等指标来综合判定所测水样的水质状态并呈现。微处理与通讯模块104检测到水质pH值后即关闭该模块以节约能耗，pH指标数据寄存在微处理与通讯模块104的数据寄存器中。

水质TDS与硬度检测模块101主要由TDS探测传感器和相应的TDS数模转换电路组成，TDS探测传感器放置在检测杯底部，探测到的数据由TDS数模转换电路处理后通过微处理与通讯模块104和移动终端107进行数据交互并上传数据到云端大数据平台108；移动终端通讯模块106依据检测值，同时结合pH和硬度等指标来综合判定所测水样的水质状态并呈现；微处理与通讯模块104检测到水质TDS值后即关闭该模块以节约能耗，TDS指标数据寄存在微处理与通讯模块104的数据寄存器中，水质硬度数据通过特有算法计算出后也寄存在微处理与通讯模块104的数据寄存器中。

微处理与通讯模块104主要由微功耗处理芯片、嵌入式微处理子模块、传感器接口电路、数据寄存器、蓝牙4.0通讯子模块组成。多支传感器(TDS探测传感器、pH指传感器)通过传感器接口电路与该模块进行数据通讯，接收到的数据存储在数据寄存器中，由嵌入式微处理子模块进行数据处理后调用蓝牙4.0通讯子模块通过用户移动终端107与移动终端通讯模块106进行数据交互并在用户移动终端107上进行数据程序。同时，微处理与通讯模块104也依据数据对应的状态值调用水质指示模块105进行水质状态显示。此模块中的微功耗处理芯片和蓝牙4.0通讯子模块都采用能耗极低的方案，同时配以经过特别优化的嵌入式微处理子模块以保证整体的能耗水平处在优异的范围之内，经实践证明，在2粒纽扣电池供电情况下，该实用新型的检测杯可以工作6个月左右。

水质指示模块105主要由三色LED指示灯(蓝色、橙色、红色)及控制电路组成，三色LED指示灯放置在检测杯正面，用以指示不同的水质状态(优异、合格、不合格)，结合水质的pH值数据、TDS数据、硬度数据等，指示水质状态，其中蓝色表示水质优异、橙色表示水质合格、红色表示水质不合格。微处理与通讯模块104通过传感器接口电路取得相应数据并进行综合计算分析后，依据数据结果经由本模块中的控制电路调用该模块在检测杯本体上进行相应的状态显示。

移动终端通讯模块106是本实用新型的通讯部分，安装在用户的移动终端107上，主要由核心处理子模块、数据通讯子模块、数据呈现子模块和传感器智能校准子模块四部分组成。核心处理子模块分别与数据通讯子模块、数据呈现子模块、传感器智能校准子模块相耦接。核心处理子模块负责核心任务调度和管理，依据用户的反馈请求分别调用相关子模块进行具体功能流程执行。数据通讯子模块负责并行与水质检测杯和云端大数据平台之间的通讯和数据交互，数据呈现子模块负责将经过校准的数据在用户端进行量化呈现，传感器智能校准子模块依据云端大数据平台的统计数据对本装置中的各传感器进行误差校准，用户数据越多校准的效果就越精确，校准通过算法和数据匹配对物理读数进行修正后使用，同时提示用户各个传感器的误差值以方便用户在合适的时间进行手动物理校准。

与现有技术相比，本实用新型所述的便携式智能水质检测杯，达到了如下效果：通过本实用新型的方案，包含智能检测模块和大数据平台，可以使用户方便的随时随地对水质进行检测，并能够和用户的移动终端联动与云端大数据平台进行数据交互，同时该方案可以完成自动的传感器误差校准，无须用户任何干预。本实用新型能耗极低，用普通的纽扣电池就可以持续工作数月，同时具备非常好的便携性，用户可以随身携带，这样对于数据样本的贡献非常大。此外，大数据的统计分析结果可以校正和改善用户的使用体验和数据呈现的准确度。

上述说明示出并描述了本实用新型的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种便携式智能水质检测杯，其特征在于，该检测杯包括：水质TDS与硬度检测模块、水质pH值检测模块、身份标识模块、水质指示模块、微处理与通讯模块、移动终端通讯模块、移动终端和云端大数据平台，其中，

所述水质TDS与硬度检测模块，与对水质TDS与硬度数据进行处理的所述微处理与通讯模块相耦接；

所述水质pH值检测模块，与对水质pH值数据进行处理的所述微处理与通讯模块相耦接；

所述身份标识模块，与所述微处理与通讯模块相耦接；

所述水质指示模块，与所述微处理与通讯模块相耦接，指示水质状态；

所述微处理与通讯模块，分别与并行的所述水质TDS与硬度检测模块、水质pH值检测模块、身份标识模块、水质指示模块和移动终端通讯模块相耦接；

所述移动终端通讯模块，分别与所述微处理与通讯模块、移动终端和云端大数据平台相耦接；

所述移动终端，分别与所述移动终端通讯模块、云端大数据平台相耦接，分别与所述移动终端通讯模块和云端大数据平台数据交互；

所述云端大数据平台，分别与进行数据交互的所述移动终端和移动终端通讯模块相耦接。

2.根据权利要求1所述的便携式智能水质检测杯，其特征在于，所述水质pH值检测模块，包括：玻璃探头和pH值数模转换电路，其中，

所述玻璃探头，为带有温度补偿的化学玻璃探头，与所述pH值数模转换电路相耦接；

所述pH值数模转换电路，分别与探测水质pH值的所述玻璃探头和对水质pH值数据进行处理的所述微处理与通讯模块相耦接。

3.根据权利要求1所述的便携式智能水质检测杯，其特征在于，所述水质TDS与硬度检测模块，包括：TDS探测传感器和TDS数模转换电路，其中，

所述TDS探测传感器，与所述TDS数模转换电路相耦接；

所述TDS数模转换电路，分别与探测水质TDS的所述TDS探测传感器和对水质TDS数据进行处理的所述微处理与通讯模块相耦接。

4.根据权利要求1所述的便携式智能水质检测杯，其特征在于，身份标识模块，包括：只读式唯一序号算法芯片和接口电路，其中，

所述只读式唯一序号算法芯片，与所述接口电路相耦接；

所述接口电路，分别与所述只读式唯一序号算法芯片和微处理与通讯模块相耦接。

5.根据权利要求1所述的便携式智能水质检测杯，其特征在于，所述微处理与通讯模块，包括：微功耗处理芯片、嵌入式微处理子模块、传感器接口电路、数据寄存器和蓝牙通讯子模块，其中，

所述传感器接口电路，分别与所述水质pH值检测模块、水质TDS与硬度检测模块和微功耗处理芯片相耦接，进行数据通讯；

所述微功耗处理芯片，分别与所述传感器接口电路、数据寄存器和蓝牙通讯子模块相耦接；

所述嵌入式微处理子模块，嵌入在所述微功耗处理芯片内，分别与所述传感器接口电路、数据寄存器和蓝牙通讯子模块相耦接，对通讯数据进行运算处理；

所述数据寄存器，与所述微功耗处理芯片相耦接；

所述蓝牙通讯子模块，与所述微功耗处理芯片相耦接。

6.根据权利要求1所述的便携式智能水质检测杯，其特征在于，所述水质指示模块，包括：LED指示灯和控制电路，其中，

所述LED指示灯，与所述控制电路相耦接；

所述控制电路，分别与指示水质的所述LED指示灯和发送水质数据的微处理与通讯模块相耦接。

7.根据权利要求1所述的便携式智能水质检测杯，其特征在于，所述移动终端通讯模块，包括：核心处理子模块、数据通讯子模块、数据呈现子模块和传感器智能校准子模块，其中，

所述核心处理子模块，分别与并行的数据通讯子模块、数据呈现子模块、传感器智能校准子模块相耦接，还分别与所述移动终端和微处理与通讯模块相耦接；

所述数据通讯子模块，与所述云端大数据平台相耦接；

所述数据呈现子模块，与所述移动终端相耦接；

所述传感器智能校准子模块，分别与所述水质TDS与硬度检测模块和所述水质pH值检测模块相耦接。