CN205041223U - 基于标签识别的自动装水饮水机及其控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及饮水机的技术领域，更具体地，涉及基于标签识别的自动装水饮水机及其控制电路。基于标签识别的自动装水饮水机，包括箱体、设于箱体上的取水区、设于取水区上的出水口，其中，所述的取水区下部设有托盘，托盘上设有容器放置位，还包括导轨，导轨与托盘连接，在容器放置位上容器的底部贴有RFID标签。本实用新型通过RFID标签标记每个容器，预先设置不同杯子的标签，以及该标签对应的容器净重量参数，容器满水重量参数，容器高度参数，通过控制托盘升降使得容器口接近出水口，避免溅出水花，利用重力传感器检测容器重量，通过微处理器进行采样判断，控制出水阀门的关闭，完成自动装水。

Description

基于标签识别的自动装水饮水机及其控制电路

技术领域

本实用新型涉及饮水机的技术领域，更具体地，涉及基于标签识别的自动装水饮水机及其控制电路。

背景技术

随着饮水机的普及，越来越多人使用饮水机，但是由于饮水机出水速度的限制，导致用户在装水的时候往往需要等待，需要等待装水完毕。而装水期间如果有其他事情打断，则很有可能因为没有及时关闭饮水机导致水流溢出。而在光线较暗的情况下，或者容器不透明且瓶口较窄的情况下，不方便判断是否装水完毕。.部分高度较高的容器无法正常放在托盘上进行装水，必须由使用者手持容器装水，而托盘离出水口距离较大时，使用较矮的容器进行装水容易溅出，造成浪费或烫伤。

因此通过标签识别不同的容器，通过重量检测来完成自动装水和防溢出。目前，已经有不少防溢出的智能饮水机方案，CN103815791A发明专利公开了一种防溢出的饮水机，其使用超声波检测水位从而防止溢出，通过增加热释电传感器感应人体并利用LED灯进行照明，以处理光线较暗的情况。上述技术，采用超声波检测水位和LED辅助装水有以下不足：

1.不同杯子有不同的高度，单纯通过超声波检测水位高度，无法判定杯子是否装满水，只能够判断杯子在溢出时水位不再变化，从而关断阀门停止装水。

2.超声波传感器具有一定的尺寸大小，在对于窄口的容器而言，饮水机的出水口已经占据瓶口的绝大部分空间，无法进行水位检测。

使用不透明且瓶口较窄的容器时，LED照明仍不能有效地辅助使用者判断容器内的水量。

发明内容

本实用新型为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供基于标签识别的自动装水饮水机及其控制电路，可对容器进行识别，且自动控制装水。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：基于标签识别的自动装水饮水机，包括箱体、设于箱体上的取水区、设于取水区上的出水口，其中，所述的取水区下部设有托盘，托盘上设有容器放置位，还包括导轨，导轨与托盘连接，在容器放置位上容器的底部贴有RFID标签。

本实用新型中，通过RFID标签标记每个容器，预先设置不同容器的标签，以及该标签对应的容器净重量参数，容器满水重量参数，容器高度参数，通过控制托盘升降使得容器口接近出水口，避免溅出水花，利用重力传感器检测容器重量，通过微处理器进行采样判断，控制出水阀门的关闭，完成自动装水。

进一步的，所述的箱体上设有控制面板，控制面板包括显示屏和按键。

本实用新型通过把RFID标签贴在容器底部，通过托盘中的RFID识别装置，从而识别每个容器。在首次使用时，需要在控制面板中输出3个参数：容器净重量，容器满水重量，容器高度，进行储存。另外，在托盘中加入重力传感器，用于检测容器重量。采用可升降托盘设计，从而根据预先设定的参数，调整托盘高度，使容器能够正常放置，同时避免装水时溅出水花。通过实时检测容器重量变化，从而进行判断容器是否装满水，进而自动关闭出水阀门，完成装水。因为本实用新型使用重量检测方案，所以在光线较暗或者容器瓶口较小的时候也能判断是否完成装水。本饮水机只需要把容器放在托盘上，点击控制面板上面的一键加水按键即可自动完成装水。

进一步的，所述的出水口与托盘的高度为5－30厘米。所述的出水口处设有电磁阀。本实施例中，控制面板位于箱体右上方，具有显示屏，按键。显示屏用于显示容器中的水量和设置界面，一共有13个按键，其中包括9个数字键，用于输入数据，还有确认键，一键加水按键，停止加水按键，设置按键。

本实用新型中，托盘与箱体之间以可升降导轨连接，电机牵引托盘，实现托盘升降。电机同时连接着编码器，用于记录电机转动的圈数，从而计算得托盘升降的高度。出水口处具有电磁阀，能够由微处理器控制开关或者人手控制按键进行开关。当托盘位于底部时，取水区高度可达30厘米，通过控制托盘升降，取水区高度可在5厘米到30厘米，满足大部分常用饮水容器高度。

进一步的，利用所述基于标签识别的自动装水饮水机的控制电路，其中：包括电源转换电路、与电源转换电路连接的微处理器，微处理器分别连接重力传感器、RFID识别模块、运动控制器、测速模块。所述的微处理器还连接控制面板。

RFID识别模块：

RFID识别模块包括RFID读写天线和RFID读写器，包含于托盘内，一个RFID读写器可以对应多个RFID读写天线，RFID读写天线左右则分别有一个，分别对应热水取水区和冷水取水区的位置。RFID读写器固定于饮水机内部，与微处理器电连接，并可稳定通信。托盘上放置带有RFID的容器时，RFID读写器将RFID读写天线工作采集的信息识别后，发送给所述微处理器。

重力传感器：

重力传感器位于托盘内部，可以检测放在托盘上的容器重量。重力传感器与微处理器电连接，微处理器通过实时与重量传感器通信，进而获取重力信息，结合预先存储的重量参数，进行下一步的判断和操作。

运动控制器：

运动控制器主要作用是把微处理器产生的脉冲波形放大到合适的电压范围，用于控制电机的正转和翻转，实现托盘上升和下降。

测速模块：

测速模块采用了采用了脉冲计数器芯片，并与微处理器进行电连接，测速模块记录编码器产生的脉冲并转化为并行数据进行输出，由微处理器读取。

电源转换电路：

本饮水机电路部分需要3种直流电压，24V，5V，3.3V。为了降低稳压芯片的损耗和稳压芯片本身的功耗，本饮水机电源部分采用逐级降压的法式为各个部件供电，具体如下：

电源转换电路把220V交流电转换成24V直接电压，24V为运动控制器和电机供电，通过LM2956稳压电路把24V电压转变为5V电压，5V电压给，RFID识别模块，测速模块和控制面板供电，通过LM1117稳压电路，把5V电压转为3.3V电压，给微处理器，重力传感器供电。

控制面板：

控制面板包括LCD显示屏和按键，安装在箱体右上方，与微处理器电连接。实现与使用者交互的功能，设置和显示容器信息。

微处理器：

微处理器使用8位，16位，32位单片机均可以。能够实现出水阀门的控制，传感器数据读取，控制面板的信息交互。

与现有技术相比，有益效果是：本实用新型通过RFID标签标记每个容器，预先设置不同杯子的标签，以及该标签对应的容器净重量参数，容器满水重量参数，容器高度参数，通过控制托盘升降使得容器口接近出水口，避免溅出水花，利用重力传感器检测容器重量，通过微处理器进行采样判断，控制出水阀门的关闭，完成自动装水。

附图说明

图1是本实用新型整体结构示意图。

图2是本实用新型取水高度示意图。

图3是本实用新型电路模块示意图。

图4是本实用新型初始化流程示意图。

图5是本实用新型工作流程示意图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

如图1－3所示，基于标签识别的自动装水饮水机，包括箱体1、设于箱体1上的取水区4、设于取水区4上的出水口3，其中，取水区4下部设有托盘5，托盘5上设有容器放置位6，还包括导轨2，导轨2与托盘5连接，在容器放置位6上容器的底部贴有RFID标签。

本实用新型通过把RFID标签贴在容器底部，通过托盘5中的RFID识别装置，从而识别每个容器。在首次使用时，需要在控制面板7中输出3个参数：容器净重量，容器满水重量，容器高度，进行储存。另外，在托盘5中加入重力传感器，用于检测容器重量。采用可升降托盘设计，从而根据预先设定的参数，调整托盘高度，使容器能够正常放置，同时避免装水时溅出水花。通过实时检测容器重量变化，从而进行判断容器是否装满水，进而自动关闭出水阀门，完成装水。因为本实用新型使用重量检测方案，所以在光线较暗或者容器瓶口较小的时候也能判断是否完成装水。本饮水机只需要把容器放在托盘上，点击控制面板上面的一键加水按键即可自动完成装水。

本实施例中，箱体1上设有控制面板7，控制面板7包括显示屏和按键。出水口3与托盘5的高度为5－30厘米。出水口3处设有电磁阀。

本实施例中，托盘5与箱体1之间以可升降导轨2连接，电机牵引托盘5，实现托盘5升降。电机同时连接着编码器，用于记录电机转动的圈数，从而计算得托盘升降的高度。出水口3处具有电磁阀，能够由微处理器控制开关或者人手控制按键进行开关。当托盘位于底部时，取水区高度可达30厘米，通过控制托盘升降，取水区高度可在5厘米到30厘米，满足大部分常用饮水容器高度。

利用所述基于标签识别的自动装水饮水机的控制电路，其中：包括电源转换电路、与电源转换电路连接的微处理器，微处理器分别连接重力传感器、RFID识别模块、运动控制器、测速模块。所述的微处理器还连接控制面板。

如图4、5中，流程如下：

1.标签及参数设置：

在所使用的空容器底部贴上RFID便签，把容器放置托盘上，当屏幕提示RFID读取成功后，点击设置按键，进行容器的空容器重量，满水容器重量，容器高度设置，输入相应参数，设置完毕后，屏幕会提示完成设置。

2.自动装水

把容器（可为空，也可不为空）放置托盘指示位，手动点击“一键加水”按键，系统启动，进行自动操作。

首先，托盘下的RFID模块读取容器信息，包括容器净重量，容器满水重量，容器高度。

判断容器是否满水，如果不满水，微处理器通过控制电机实现托盘上升，根据容器的预设高度调整到合适高度，打开出水阀门进行装水。

容器净重量为G1，容器满水后重量为G2，通过重力传感器获得的数据换算出当前容器重量为G3.如果G3小于G2时，证明容器尚未完成装水，当G3等于G2时，容器完成装水。

微处理器通过实时检测重力传感器的数据，判断容器是否加满。如加满，则关闭出水阀门，并把托盘下降至最低处，通过声音报警提示使用者完成装水。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.基于标签识别的自动装水饮水机，包括箱体（1）、设于箱体（1）上的取水区（4）、设于取水区（4）上的出水口（3），其特征在于，所述的取水区（4）下部设有托盘（5），托盘（5）上设有容器放置位（6），还包括导轨（2），导轨（2）与托盘（5）连接，在容器放置位（6）上容器的底部贴有RFID标签。

2.根据权利要求1所述的基于标签识别的自动装水饮水机，其特征在于：所述的箱体（1）上设有控制面板（7），控制面板（7）包括显示屏和按键。

3.根据权利要求2所述的基于标签识别的自动装水饮水机，其特征在于：所述的出水口（3）与托盘（5）的高度为5－30厘米。

4.根据权利要求3所述的基于标签识别的自动装水饮水机，其特征在于：所述的出水口（3）处设有电磁阀。

5.一种用于权利要求1至4任一所述的基于标签识别的自动装水饮水机的控制电路，其特征在于：包括电源转换电路、与电源转换电路连接的微处理器，微处理器分别连接重力传感器、RFID识别模块、运动控制器、测速模块。

6.根据权利要求5所述的控制电路，其特征在于：所述的微处理器还连接控制面板（7）。