CN207370771U - 一种牙套保管和清洗系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于口腔护理领域，具体涉及一种牙套保管和清洗系统，包括盒体和盒盖，所述盒体具有一用于存放牙套和清洁液体的容置槽，在所述牙套内嵌有微型无线电子标签，在所述容置槽外的盒体内设有电子标签阅读器、微控制器、无线通信模块、存储模块及电源模块，带有该无线电子标签的所述隐形牙套置于容置槽内时，所述电子标签阅读器读取该电子标签的响应信号，并予以解码，将当前的该牙套的电子标签编码信息发送给所述微控制器，所述微控制器接收到电子标签阅读器发送的电子标签编码信息的同时，记录牙套存放时的时间，当牙套被取出时，所述微控制器记录牙套被取出时的时间。本实用新型解决了原有的牙具人工清洗不便且清洗不干净的问题，且能够将牙套保管的时间数据向外传递供用户或牙医了解。

Description

一种牙套保管和清洗系统

技术领域

本实用新型涉及一种互联网口腔护理领域，特别涉及一种牙套保管和清洗系统。

背景技术

牙齿问题是目前人们普通关系的一个问题，对于矫牙患者而言，隐形牙套由于不需要托槽和钢丝，通过弹性透明的高分子材料制做而成，在整个矫治过程中几乎是在旁人无察觉中就能完成，不影响日常的生活及社交，也越来越多的被人们所关注。

然而，业界现有的隐形牙套没有自动清洗功能，不能解决清洗牙套的用户痛点。每次进食之前，隐形正畸患者通常都要取下牙套，然后才能进食。进食结束之后，用户就要尽快把隐形牙套再戴回去，否则会因为佩戴时间不足而拖长正畸周期。用户在进食前取下隐形牙套之后，就要尽快把牙套清洗干净，否则一段时间之后就更难清洗。因为牙套上面沾染的牙菌斑等污物会结痂附着在隐形牙套的壁面上，时间越长越难以清洗。但是，在多数情况下，用户进食时的环境可能不便于清洗牙套，或用户在进食前没时间清洗牙套。这就给用户带来的困扰。可以说，牙套的清洗问题，是隐形正畸患者的一大痛点。

对隐形牙套的清洗，通常是采用人工用水冲洗，由于牙套本身的结构复杂，人工清洗不太方便，而且也清洗的不太干净。此外，牙医要求患者每天佩戴隐形牙套的时间达到20～22个小时，但是往往患者佩戴时间少于20个小时，不利于牙医督促。现有的牙套保管和清洗系统也没有对牙套保管时间进行统计的功能，不能推断出矫牙患者实际佩戴的时间。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术存在的缺陷，提供一种牙套保管和清洗系统，使得牙套在保管的时候能够自动清洗且能够检测隐形牙套的存放状态，计算出患者的佩戴时间。

实现本实用新型的技术方案是，一种牙套保管和清洗系统，包括一盒体，其中，所述盒体具有一用于存放牙套和清洁液体的容置槽，在所述牙套内嵌有微型无线电子标签，在所述容置槽外的盒体内设有电子标签阅读器、微控制器、无线通信模块、存储模块及电源模块，带有该无线电子标签的所述隐形牙套置于容置槽内时，所述电子标签阅读器读取该电子标签的响应信号，并予以解码，将当前的该牙套的电子标签编码信息发送给所述微控制器，所述微控制器接收到电子标签阅读器发送的电子标签编码信息的同时，记录牙套存放时的时间，当牙套被取出时，所述微控制器记录牙套被取出时的时间；所述存储模块对记录到的该牙套的电子标签编码信息以及牙套存放和取出的时间数据进行暂存，所述微控制器根据对记录到的含有电子标签编码信息的所述牙套的存放或取出的时间数据形成保管日志数据并通过所述无线通信模块外发给外部设备。

进一步地，所述容置槽由底壁和侧壁围合而成，在所述容置槽的底壁的外壁面上安装超声波换能器，所述超声波换能器通过导线连接驱动该超声波换能器发生机械振动的超声波发生器，所述超声波发生器另一端通过导线连接微控制器，所述微控制器连接有控制超声波发生器启动或停止的清洗开关，所述微控制器根据清洗开关的按键动作信号后实现清洗计时或停止计时，所述微控制器在计时达到其预设的时间值但还未收到清洗开关的断开动作信号时主动停止对超声波发生器发出驱动信号进而控制所述超声波发生器停止工作。

进一步地，该系统还包括一与盒体相配合的无线充电底座，所述无线充电底座内设有无线电能发射单元，所述盒体内的电源模块接收并储存从该无线电能发射单元发送的电能。

进一步地，所述无线电子标签内嵌在牙套的磨牙端的至少其中一个端部，以及贴近牙套的外表面、并靠近面颊一侧。

进一步地，所述容置槽的横截面为圆角矩形，所述容置槽的长度大于或等于两个隐形牙套的长度和，所述容置槽的宽度大于或等于一个隐形牙套的宽度，所述容置槽的深度大于或等于一个隐形牙套的高度。

进一步地，所述无线电子标签由无线收发单元和标签芯片单元组成，所述标签阅读器由无线收发单元和阅读器控制单元组成。

进一步地，所述系统还包括一盒盖，所述盒盖安装于容置槽上方，所述超声波发生器、电源模块、微控制器、电子标签阅读器、存储模块、无线通信模块均位于容置槽的侧壁的侧方或者容置槽底壁的下方。

可选地，在所述容置槽上方的左右两边缘部位开设有两条相互平行设置的滑轨，在所述盒盖的下方的左右两边缘开设有两条相互平行的与该滑轨相配合的滑道，使得所述盒盖和容置槽形成滑动连接。

进一步地，所述无线通信模块为GPRS模组或NB-IOT模组，所述微控制器对形成的含有该电子标签编码信息的该所述牙套的保管日志数据通过所述GPRS模组或NB-IOT模组直接发送给外部设备。

进一步地，所述无线通信模块为蓝牙模块或ZigBee模块，对应地，在所述无线充电底座内置有与该盒体内的无线通信模块进行匹配的蓝牙模块或ZigBee模块，在所述无线充电底座还设置GPRS模组或NB-IOT模组，所述微控制器对形成的含有该电子标签编码信息的该所述牙套的保管数据通过在底座内设置的GPRS模组或NB-IOT模组无线发送到外部设备。

进一步地，所述盒体内的无线通信模块为蓝牙模块或WiFi模块，所述微控制器对形成的含有该电子标签编码信息的所述牙套的保管日志数据通过用户手机联网传输数据至外部设备，或者通过路由器联网传输数据至外部设备。

进一步地，所述微控制器选用STM32F103C8芯片，该芯片还连接有晶振电路、复位电路以及电源转换电路，所述晶体振荡电路给所述超声波发生器设置定时。

与现有技术相比，本实用新型所公开的牙套保管和清洗系统，兼具保管和清洗的功能，解决了隐形正畸用户的牙套清洗痛点，用户只需将牙套放入盒体中，注入白水，即可启动超声清洗，清洗效果明显；而且清洗时间和存放时间等相关数据可被智能读取并无线传输给外部设备，以方便外部设备或人员了解牙套的佩戴和使用时间，作为牙医对矫牙患者的矫牙效果的参考和督促。

附图说明

图1为为本实用新型实施例所述的盒体的立体结构图。

图2为本实用新型实施例所述的牙套保管和清洗系统的内部构造示意图；

图3为本实用新型另一实施例所述的牙套保管和清洗系统的内部构造示意图；

图4为本实用新型实施例中RFID无线电子标签的结构原理图。

图5为本实用新型实施例中电子标签阅读器的结构原理图。

图6为本实用新型实施例所述的牙套保管和清洗系统的电路连接整体示意图。

图7为本实用新型实施例所述的无线充电的电路结构图。

图8为本实用新型实施例所述的电源模块的电路结构图。

图9为本实用新型实施例所述的超声清洗的电路示意图。

图10为本实用新型实施例所述的标签阅读器的内部电路示意图。

图11为本实用新型实施例所述的无线通信模块的内部电路示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型做具体详述，但不作为对本实用新型的限定。

本实用新型实施例所公开的一种牙套保管和清洗系统，包括盒体1和盒盖2，盒盖2扣合在盒体1上形成密封，上拉即可打开，盒盖2为透明状，参照图1所示，盒体1呈长方体状，所述盒体1具有一中空的容置槽3，盒盖2为翻盖模式，其一端通过铰链与容置槽3的一端形成转动连接。打开盒盖2，可以向槽内存放牙具并注入清洗液体。当然，本领域技术人员应当理解的是，盒盖2与容置槽3的连接关系不限于本申请实施例中所述的滑盖连接方式，还可以设置为翻盖或者扣盖等连接方式进行闭合连接。

再请配合参照图1，所述容置槽3由底壁和四个侧壁围合而成，容置槽3内用于存放牙具和清洁液体；而在容置槽3外的盒体1内部设有各种电性元器件，该电性元器件设置在容置槽3外，在本实施例中，电性元器件位于容置槽其中一个侧壁的同一侧；当然，本领域技术人员应当理解的是，电性元器件也可位于容置槽底壁的正下方；或者，电性元器件可围绕设置在容置槽3的四周内，在此不作任何限定。所述容置槽3的横截面为圆角矩形，具体为容置槽3的底部的四个底角以及顶部的四个顶角为平滑的曲面过渡形成，以与牙具整体形状相适宜，也不容易藏污垢；所述容置槽3内可装隐形牙套、假牙等相关牙具，以隐形牙套为例，所述容置槽3的长度设置于大于或等于两个隐形牙套的长度和，所述容置槽3的宽度大于或等于一个隐形牙套的宽度，所述容置槽3的深度大于或等于一个隐形牙套的高度。这样可保证两个牙套同时可放置在容置槽3中，同时进行清洗。

所述盒体外表面设置有两个按钮，其中一个为位于盒体侧面的电源开关按钮21，另外一个为盒体下表面上的清洗开关按钮22，电源开关按钮21用于控制电源模块7和其它模块所在电路的导通或断开，清洗开关按钮22用于给微控制器一个按键动作信号，使其触发驱动信号给超声波发生器，进而控制超声波发生器是否工作，比如先按第一下，控制微控制器产生PWM的驱动信号，再按第二下，控制微控制器停止产生PWM的驱动信号。只有电源开关和清洗开关同时打开后，超声清洗功能才会实现。

图2为本实用新型一个实施例所述的牙套保管盒的内部结构原理图。在本实施例中，盒盖2以翻盖的方式设置在容置槽3的上方。此外，电性元器件均位于容置槽的底壁的正下方。此处的电性元器件包括下述说明书所提到的超声波发生器5、清洗开关6、微控制器、电源模块7、标签阅读器9、无线通信模块、存储模块等模块电路，以及与它们相关联的外围电路。

具体来说，所述超声波换能器4安装在所述容置槽3的底壁的外壁面，位于底壁的外壁中央最好，该超声波换能器4通过导线连接有超声波发生器5，超声波发生器5另一端通过导线电连接微控制器，微控制器另一端通过导线连接清洗开关6，清洗开关6主要用于间接控制超声波发生器5的启动和关闭，其通过机械按键触碰微控制器(MCU)发出PWM信号，进而控制超声波频率的产生，微控制器另一端还通过电源开关(图中未示出)连接电源模块7，依次打开电源开关和清洗开关6，所述超声波发生器5产生超声波频率电流驱动超声波换能器4发生机械振动，容置槽3内进而会产生大量微小气泡，对牙具内外进行全方位清洗。比如，按压电源开关21后，产品通电，再按压清洗开关按钮22，微控制器收到该按键指令后(比如为高电平)，发出PWM信号并送入超声波发生器，超声波发生器的驱动电路受该PWM信号控制产生高频电压，再按压一次清洗开关按钮22后，微控制器收到该按键指令(比如为低电平)时，自动断开，停止超声清洗。

所述微控制器设置在所述容置槽3的外部，也即底壁或侧壁的的另一侧，所述微控制器具有多个端口，其中一个端口通过导线连接电源开关、另一端口通过信号控制线连接清洗开关6，电源开关另一端连接电源模块7，电源模块7可以为锂电池，或者其他具有可充电蓄电的电能器件。清洗开关6控制超声波发生器5启动或关闭，所述微控制器根据清洗开关6的导通和断开动作信号信号实现清洗计时；所述微控制器对计时达到其预设的时间长度但还未收到清洗开关6的关动作信号时主动对清洗开关6发出断开开关的控制信号。这样，通过微控制器的作用，可实现超声清洗的自动定时功能，更智能化。为了实现清洗计时，所述微控制器具有一晶振时钟电路，相当于定时器，起到定时的功能。

超声波清洗的原理主要是通过换能器，将功率超声频源的声能转换成机械振动，通过清洗槽壁将超声波辐射到槽子中的清洗液。由于受到超声波的辐射，使槽内液体中的微气泡能够在声波的作用下从而保持振动。当声压或者声强受到压力到达一定程度时候，气泡就会迅速膨胀，然后又突然闭合。在这段过程中，气泡闭合的瞬间产生冲击波，使气泡周围产生1012-1013pa的压力及局调温，这种超声波空化所产生的巨大压力能破坏不溶性污物而使他们分化于溶液中，蒸汽型空化对污垢的直接反复冲击。

现有的牙套清洗盒一般都是采用有线充电，也即金属导线直接接触的方式给内置电池充电，不利于携带也不美观，作为本实用新型一个优选的实施方式，在本实用新型的实施例中，对盒体采用无线充电的方式，也即设置一与保管盒的盒体1相配合的无线充电底座11，所述无线充电底座11内设有无线电能发射单元和充电转换单元，充电转换单元用于将外部的220V交流电转换为直流电，所述保管盒内的电源模块7接受并储存从该无线电能发射单元发送的电能进行存储。此外，本实用新型将该保管盒设为无线充电的方式，防水防尘，也极大增强了用户体验。

为了使得本产品的牙套保管盒兼具保管时间数据传输功能，参照图2所示，在盒体内还设有无线通信模块和存储模块，其均分别连接所述微控制器，在一次记录时间完成后，所述微控制器对记录到的该牙套保管时间数据通过所述无线通信模块外发给外部终端(比如手机或电脑)，实现清洗数据的实时传输，所述存储模块对记录到的该牙套保管或清洗的数据进行暂存，同时，对于没有及时传输出去的数据可暂存在存储模块中，等待信号良好时再传输到外部终端。

图3为本实用新型另一实施例所述的牙具保管盒的内部原理图。

在图3所展示的实施例中，所述盒盖2以翻盖的方式设置在容置槽3的上方。此外，与上述实施例不同的是，电性元器件均位于容置槽的其中一侧壁的的正侧方。此处的电性元器件，包括所超声波发生器、清洗开关、微控制器、电源模块、标签阅读器、无线通信模块和存储模块等模块电路，以及与它们相关联的外围电路。设置在同一侧，这样，整个保管盒类似一个扁平的长条状，方便携带。

在本实施例中，对牙套保管时间数据的测量是通过RFID无线电子标签8及标签阅读器9的配合来实现。参照图4、图5所示，在所述隐形牙套内嵌有微型无线电子标签8，在所述盒体的容置槽外设有电子标签阅读器9，带有该无线电子标签8的所述隐形牙套置于容置槽内时，所述电子标签阅读器9读取该电子标签8的响应信号，并予以解码，将当前的该牙套的电子标签编码信息发送给所述微控制器，所述微控制器接收到电子标签阅读器9发送的电子标签编码信息的同时，记录牙套开始存放的时间，当牙套被取出时，阅读器9不能读取到电子标签8的响应信号，阅读器9产生“取出”或“不在”指示信号并发送给微控制器，所述微控制器记录牙套结束存放(被取出)的时间；所述存储模块对记录到的该牙套存放或取出的时间数据进行暂存，所述微控制器根据对记录到的含有电子标签编码信息的所述牙套的存放或取出的时间数据形成保管日志数据并通过所述无线通信模块外发给外部设备，如手机、笔记本电脑等，或者将保管日志数据发送给云端。同时，通过RFID无线电子标签8和阅读器9的配合，也使得每一个牙套具有自己独立的ID，牙医或者用户自己通过手机APP即可准确观察到自己的牙套佩戴时间。

图6～图9为本实用新型实施例所公开的牙套保管盒与清洗系统的内部电路原理图，其中，图6为整体的电路构造关系图，图7为无线充电的内部电路图，图8为电源模块的内部电路图，图9为微控制器与超声波发生器相连接的内部电路图，图10为标签阅读器的内部电路图，图11为无线通信模块的内部电路图。

参照图6所示，所述微控制器内置存储芯片，微控制器采用cortex-M3型号的CPU，该微控制器的电源电压通过电源转换电路转换为3.V进行供应，该微控制器的SPI1端口连接标签阅读器电路，USART1端口负责与蓝牙模组进行通信，USART3端口负责与GPRS模组进行通信，TIM1_CH3N信号端口与超声波发生器电路连接，此外，与微控制器连接的电路还有晶振电路和清洗开关SW1，超声波发生器的驱动电路的电源电压由电源转换电路转为12V的电源电压。

参照图7所示，所述充电转换单元具有AC转DC电路，将交流市电经全桥整流电路变换成直流电，输出的直流电到无线电能发射单元所在电路，无线电能发射单元内部电路通过有源晶体振荡发生器逆变转换成高频交流电供给初级绕组的发射线圈；对应地，参照图8所示，电源模块7中具有无线充电接收电路(相当于无线电接收单元)，该接收电路也具有感应线圈，通过发射线圈和感应线圈两个线圈内部的变化的磁场产生感应电流再经全桥整流后，将电能储存在锂电池充电电路内部。

本实用新型的无线充电的基本原理为：采用电磁感应原理，通过线圈进行能量耦合实现能量的传递，变化的磁场产生变化的电场，变化的电场产生变化的磁场，所以电磁波能够传播出去，而感应电压的产生与磁通量的变化相关，所以线圈内部变化的磁场产生感应电压，从而完成充电过程。

参照图9所示，所述微控制器8选用STM32F103C8芯片，该芯片由3.3V电源转换电路提供工作电压，同时，该芯片的其中四个管脚(管脚3、4、5、6)连接晶体振荡电路，以提供稳定的时钟信号，其中一个管脚连接复位电路(管脚7)，一个管脚连接清洗开关(也即图中的SW1)，同时复位电路和清洗开关还连接至给该芯片供电的电源转换电路，也即一个电源转换电路给三个模块(微控制器、复位电路、开关电路)提供工作所需的不同电压。芯片的TIM_CH3N管脚连接超声波发生器电路，该超声波发生器5通过内部的驱动电路驱动换能器X1产生振动，驱动电路芯片选用CS5171芯片。当轻触按键开关时，SW_ON#产生一个低脉冲信号，则微控制器8输出48KHz方波信号(对应信号TIM1_CH3N)，通过超声波驱动电路将12V直流电压，生成48KHz 300Vac以上的振荡高压加载于超声波换能器上，达到超声波清洗牙套的功效。同时微控制器8内部定时器进行计时，当达到一定时间时(例如5秒)或者人为再次触发按键开关时，自动关闭(将TIM1_CH3N持续设置为低)，停止超声振动。

MCU的数据和日志均通过MCU内部的ARM 32-bit Cortex^TM-M3 CPU保存在内部存储空间内，可以写入和读取。然后MCU内部的ARM 32-bit Cortex^TM-M3 CPU通过USART1、USART3、SPI1分别与蓝牙模组、GPRS模组、RFID阅读器模块电路进行通信。

参照图10所示，图10为本实用新型实施例中的标签阅读器内部电路示意图。该标签阅读器内部电路包括阅读器控制芯片AS3911、匹配网络以及感应线圈。U7(AS3911芯片)经由匹配网络，然后通过感应线圈产生一个射频磁场(此感应线圈相当于初级线圈)。当无源的被识别设备(微型无线电子标签)进入这个射频磁场内后，通过内部集成的微型线圈(此微型线圈相当于次级线圈)与U7生成的射频磁场进行电磁耦合，生成电源并开始工作，然后被识别设备通过负载调制技术，有规律的改变次级线圈的阻抗从而有规律的改变U7端感应线圈的负载。U7通过匹配网络检测电感线圈的负载改变规律，便可以将被识别设备的信息读取出来。然后可以通过SPI1接口将信息传送至U5。其中RFO1、RFO2为天线驱动输出，RFI1、RFI2为天线反馈输入，TRIM1_0～3和TRIM2_0～3为天线共振电路。CSO和CSI具备电容传感器功能，可用来做低功耗功能的自动睡眠唤醒。该标签阅读器电路的基本工作原理是：一般情况下，芯片U7处于睡眠状态，当被识别设备接近时，U7通过CSO和CSI感应到的电容变化，从睡眠中唤醒，通过感应线圈形成射频磁场，开始工作。还有NFC_IRQ为U7的中断输出，送至U5。例如读取到识别设备的信息后可以发送一个中断至U5。

参照图11所示，本实用新型中的无线通信模块以GPRS模组为例，本实施例中的GPRS模组选用JZX903芯片，该芯片的其中三个管脚连接微控制器的GPRS_RESET、USART3_RX、USART3_TX，此外，由于GPRS模组需要5V供电，并且供电电流需保证能够大于2A，故设计了电源转换电路U10。

下面来详述上述各个模块的功能。

一、容置槽和盒盖。

隐形牙套清洗容置槽3兼做隐形牙套的保管槽体。封盖为容置槽3提供密封功能，防止槽体内的水液溅出或渗出。用户把隐形牙套放置在槽体中之后，需要在槽体中加入一些干净的水(如：自来水、矿泉水、纯净水)，然后可启动超声清洗。超声清洗完成之后，牙套可以继续放在槽体内，直到下次要佩戴时再取出。槽体的形状和尺寸与隐形牙套相匹配，便于牙套的放置，同时也使得盒体的体积较为紧凑，方便用户携带。

为了达到便携式的技术效果，需要把保管盒做得尽量“薄”。为此，本实用新型优选采取将声波发生器、电源模块7、微控制器、标签月对其位于容置槽的侧壁的一个侧面。当然，本领域技术人员应当理解的是，所述超声波发生器、电源模块7、微控制器也可均位于容置槽的底壁的正下方。所述容置槽3的空间和容置上述各电路部件的空间高度和宽度为一致。

关于容置槽3上的盒盖2，其一方面可设置为图1所示的翻盖式，也可设计为滑盖式。

二、超声波换能器。

超声波换能器4设置在盒体1的壁面。具体来说，超声波换能器4可设置在容置槽3的底部的外壁面，或者侧壁的外壁面。可设置一个超声波换能器4，也可设置两个或更多个。由于超声波换能器4本身为立体状，具有一定的高度，而为了节省空间和扩大清洗效率，可以在容置槽3底壁上开设一凸出该底壁外表面的凸槽以容置该超声波换能器，超声波换能器4具有与该凸槽相适应的形状和大小。在超声波频率电流的激励下，超声波换能器4将产生超声波频率振动，把高频电能转换成机械能。超声波换能器4产生的高频振动经由容置槽体的壁面传播到槽体内的液体中。液体内部将不断地产生大量微小的气泡并瞬间破裂，每个气泡的破裂都会产生微小局部的高温和冲击波，利用气泡破裂所产生的冲击波从而将牙具清洗干净，而且清洗效果显著，也解决了牙具内部人工不好清洗、清洗不便的问题。

三、超声波发生器

超声波发生器5，位于容置槽3侧壁的侧方或底壁的下方，通过导线电连接微控制器8，超声波发生器5负责产生超声波频率电流，其内部具有驱动电路，驱动超声波换能器4发生振动。

四、清洗开关

清洗开关6用于给微控制器一个指令信号，控制微控制器是否发出PWM信号，进而控制超声波发生器5的驱动电路是否产生高频驱动。

清洗开关按钮22设置在保管盒的外表面上，可以为触摸式、或按钮式、或拨动式开关，作为超声波发生器5的控制开关。

清洗开关6的每次按键动作，微控制器8将根据该动作信号进行一次计时。并根据连续的两次按键动作的时间差计算其超声清洗的时间。

五、RFID无线电子标签及标签阅读器

RFID无线电子标签8及标签阅读器9主要为盒体提供隐形牙套存放及取出状态感知功能，所述无线电子标签8由标签无线收发单元81和标签芯片单元组成，所述标签阅读器9由阅读器无线收发单元91和阅读器控制单元组成，电子标签8与阅读器9之间通过耦合元件实现射频信号的空间(无接触)耦合；在耦合通道内，根据时序关系，实现能量的传递和数据交换。

在牙套上嵌入一个微型的无线电子标签8，同时在盒体内设置相应的电子标签阅读器9。上述无线电子标签8优选嵌入在牙套的其中一个磨牙端的端部或者两个端部，以及贴近牙套的外表面、并靠近面颊一侧，如：嵌入在牙套靠近磨牙端的标示凸点内部。

在电子标签8的标签芯片单元内储存了一个编码信息，该编码信息含有这副隐形牙套的全球唯一编码，电子标签8中还有无线收发单元(带有导体线圈)与标签芯片单元相连接。电子标签8中的无线收发单元81还将与标签阅读器的无线收发单元91进行通讯。

标签阅读器9在读取电子标签8的信息时，会通过阅读器的无线收发单元91发送电磁波，该电磁波中还包含要求电子标签8模块把储存的编码发回来的命令。

当带有电子标签8的牙套放置在保管槽内时，电子标签8中的无线收发单元81将接收到的电磁波转换成合适的工作电压供标签芯片单元工作。标签芯片单元接收到命令后，将自身储存的编码信息通过标签无线收发单元81发送出来。标签阅读器接收到电子标签8发来的无线信号之后，进行信号解码和信息读取，并将读取到的电子标签编码信息发送给微控制器。只有当标签阅读器与无线电子标签的距离达到可识别的距离范围时，才可识别。

当带有电子标签8的牙套从保管槽内取出时，标签阅读器9无法读取到电子标签8的响应信号，标签阅读器9产生“取出”或“不在”指示信号并发送给微控制器。

六、微控制器

微控制器为多功能盒体提供智能控制功能。

1、对接超声波发生器，根据清洗开关6的按键动作发出PWM信号驱动超声波发生器工作。

每当微控制器8接收到清洗开关6的一次按键动作信号之后，微控制器8就开始计时。

在微控制器8计时过程中，若清洗开关6被用户“断开”，则微控制器8停止计时，同时超声波发生器也停止工作。

在微控制器8计时过程中，若清洗开关6始终未被用户“断开”，则微控制器8的计时达到某一个预先设定的时间长度(如：5分钟)时，微控制器8主动发出控制信号“断开”清洗开关6，或者停止对超声波发生器发出PWM控制信号，使得超声波发生器停止产生超声振动。该定时功能由连接该微控制器其中一端口的晶振电路来完成。

2、对接感应存放状态的标签阅读器9，接收其发送过来的牙套存放和取出的时间数据，并予以存储和处理。

当带有电子标签8的牙套放置在保管槽内时，标签阅读器9模块将读取到的电子标签编码信息发送给微控制器，同时，微控制器记录牙套的开始存放时间。

当带有电子标签8的牙套从保管槽内取出时，标签阅读器9模块产生“取出”指示信号并发送给微控制器，同时，微控制器记录牙套的结束存放时间。

根据开始存放时间和结束存放时间，产生一条新的隐形牙套保管日志数据。

隐形牙套的保管日志数据的内容，即为上述“电子标签编码”牙套的历次存在开始时间及存放结束(取出开始)时间，通过两次的时间可判断出用户佩戴的时间。所述微控制器为微控制器或者单片机，或者数字信号处理器，或者为具有相应信号处理功能的器件。

3、对接无线通信模块，上传隐形牙套保管日志数据。

隐形牙套的一条保管日志数据产生之后，微控制器即时调用无线通信模块发送该条保管日志数据。

4、对接存储模块，实现隐形牙套保管日志数据的本地暂存。

隐形牙套保管日志数据产生之后，若无线连接不可用导致信号无法发送，则隐形牙套保管和清洗系统会在本地(存储器)暂存该日志数据。然后，微控制器还会间歇式地继续尝试无线发送操作，直到本地暂存的日志数据得以成功发送。

七、存储模块

存储模块为盒体提供数据存储功能。存储模块的数据存储功能具有掉电不挥发的能力，如：采用FLASH存储器。

隐形牙套的保管日志数据产生之后，若无线连接不可用导致信号无法发送，则盒体会在本地暂存该保管日志数据。然后，盒体还会间歇式地继续尝试无线发送操作，直到本地暂存的保管日志数据得以成功发送。

八、电源模块7

电源模块7为盒体提供无线电能接收、电能存储、电源供应功能。由无线电能接收单元、电能存储单元、电源供应单元组成。

无线电能接收单元从无线充电底座的无线电能发送单元所发射的信号中接收电能。这里，无线电能发送单元所发射的信号可以是电磁波、无线电波，也可以是超声波。

电能存储单元将无线电能接收单元接收到的电能予以存储。具体来说，该单元采用锂电池实现。

当电能存储单元所存储的电量满格，无线电能接收单元用无线信号发送电量满格提示信息。

电源模块7的电源供应单元为盒体中的其他各个模块，包括微控制器、标签阅读器、无线通信模块、存储模块提供电源。

九、无线通信模块。

无线通信模块负责对外发送数据，其设置方式有四种。

方式1：数据从牙套保管和清洗系统内直接传输，也即无线通信模块设于盒体内。具体方式为，所述无线通信模块设为具有远程传输功能的GPRS模组或NB-IOT模组，所述微控制器为单片机，在所述容置槽3底壁或侧壁的的另一侧内还预置有SIM卡或软SIM卡，所述单片机接收并形成的牙套清洗数据或存放数据通过所述GPRS模组或NB-IOT模组直接发送给外部设备。若日志数据发送不成功(如：因无线连接不可用)，微控制器在本地存储模块中暂存该日志数据。

方式2：数据由盒体传输到底座，再由底座向外发出。具体方式为，所述无线通信模块设为具有近程传输功能的蓝牙模块或ZigBee模块，对应地，在所述无线充电底座内置有与该盒体1内的无线通信模块进行匹配的蓝牙模块或ZigBee模块，在所述无线充电底座还设置具备无线远程传输功能的GPRS模组或NB-IOT模组，以与外部的终端设备进行数据传输，在该底座内还预置有SIM卡或软SIM卡。若底座发送日志数据不成功，底座微控制器在本地存储模块中暂存该日志数据。相比方式1的设计，盒体内的电路器件数量可减少，将部分电路器件设置在充电底座上。

方式3：数据从盒体1直接发出，但需借助手机或者笔记本电脑、iPad等移动终端向外发送。具体方式为在所述盒体1内的无线通信模块设为蓝牙模块，其与用户手机事先配置好并通过用户手机联网传输数据至外部设备，此时手机上应当有蓝牙传输功能，以便接收保管日志数据。若保管日志数据发送不成功(如：因无线连接不可用)，盒体内的微控制器在本地存储模块中暂存该保管日志数据。

方式4：数据从盒体1发出，但需借助无线路由器上网实现传输。具体方式为，所述盒体1内的无线通信模块设为WiFi模块，其通过路由器联网实现传输数据至外部设备。若保管日志数据发送不成功(如：因无线连接不可用)，盒体微控制器在本地存储模块中暂存该保管日志数据。

本实用新型所公开的牙套盒体，兼具保管和清洗的功能，解决了隐形正畸用户的牙套清洗痛点，用户只需将牙套放入盒体的存储槽中，注入白水，即可启动超声清洗，清洗效果明显，此外，本产品采用无线充电的方式，真正做到了防尘防水；本实用新型的电器部件和容置槽左右方向设置，使得产品本身尽可能薄，体积小巧，便于携带；而且牙套的保管日志数据可通过无线通信模块传输给外部设备或云端，以方便外部设备或人员了解牙套的佩戴和使用时间，以作为牙医对矫牙患者的矫牙效果的参考和督促。

虽然以上结合优选实施例对本实用新型进行了描述，但本领域的技术人员应该理解，本实用新型所述的方法和系统并不限于具体实施方式中所述的实施例，在不背离由所附权利要求书限定的本实用新型精神和范围的情况下，可对本实用新型作出各种修改、增加、以及替换。

Claims (10)

1.一种牙套保管和清洗系统，包括一盒体和盒盖，其特征在于，所述盒体具有一用于存放牙套和清洁液体的容置槽，在所述牙套内嵌有微型无线电子标签，在所述容置槽外的盒体内设有电子标签阅读器、微控制器、无线通信模块、存储模块及电源模块，所述标签阅读器与无线电子标签通信，以读取该电子标签的响应信号，所述微控制器连接所述标签阅读器，并接收标签阅读器发送的信息，所述微控制器连接所述存储模块及无线通信模块，一方面将该信息发送给存储模块暂存，另一方面还将该信息发送给无线通信模块；所述盒体内还安装有超声波发生器，所述超声波换能器通过导线连接驱动该超声波换能器发生机械振动的超声波发生器，所述超声波发生器另一端通过导线连接微控制器，所述微控制器连接有控制超声波发生器启动或停止的清洗开关，所述微控制器根据清洗开关的按键动作信号后实现清洗计时或停止计时。

2.如权利要求1所述的牙套保管和清洗系统，其特征在于，所述容置槽由底壁和侧壁围合而成，所述超声波换能器安装在所述容置槽的底壁的外壁面上。

3.如权利要求2所述的牙套保管和清洗系统，其特征在于，该系统还包括一与盒体相配合的无线充电底座，所述无线充电底座内设有无线电能发射单元，所述盒体内的电源模块接收并储存从该无线电能发射单元发送的电能。

4.如权利要求1所述的牙套保管和清洗系统，其特征在于，所述无线电子标签内嵌在牙套的磨牙端的至少其中一个端部，还贴近牙套的外表面、并靠近面颊一侧。

5.如权利要求1所述的牙套保管和清洗系统，其特征在于，所述容置槽的横截面为圆角矩形，所述容置槽的长度大于或等于两个隐形牙套的长度和，所述容置槽的宽度大于或等于一个隐形牙套的宽度，所述容置槽的深度大于或等于一个隐形牙套的高度。

6.如权利要求1或4所述的牙套保管和清洗系统，其特征在于，所述无线电子标签由无线收发单元和标签芯片单元组成，所述标签阅读器由无线收发单元和阅读器控制单元组成。

7.如权利要求3所述的牙套保管和清洗系统，其特征在于，所述超声波发生器、电源模块、微控制器、电子标签阅读器、存储模块、无线通信模块均位于容置槽的侧壁的侧方，或者均位于容置槽底壁的下方。

8.如权利要求1所述的牙套保管和清洗系统，其特征在于，所述无线通信模块为GPRS模组或NB-IOT模组，所述微控制器对形成的含有该电子标签编码信息的该所述牙套的保管日志数据通过所述GPRS模组或NB-IOT模组直接发送给外部设备。

9.如权利要求2所述的牙套保管和清洗系统，其特征在于，所述无线通信模块为蓝牙模块或ZigBee模块，对应地，在所述无线充电底座内置有与该盒体内的无线通信模块进行匹配的蓝牙模块或ZigBee模块，在所述无线充电底座还设置GPRS模组或NB-IOT模组，所述微控制器对形成的含有该电子标签编码信息的该所述牙套的保管数据通过在底座内设置的GPRS模组或NB-IOT模组无线发送到外部设备。

10.如权利要求1所述的牙套保管和清洗系统，其特征在于，所述盒体内的无线通信模块为蓝牙模块或WiFi模块，所述微控制器对形成的含有该电子标签编码信息的所述牙套的保管日志数据通过用户手机联网传输数据至外部设备，或者通过路由器联网传输数据至外部设备。