CN207662836U - 水杯监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种水杯监控系统，涉及日常用品技术领域。该水杯监控系统包括智能杯及监控终端。该智能杯包括杯体、处理器、传感组件及无线通信模块，传感组件及无线通信模块与处理连接，均设置在杯体上。传感组件包括用于检测重金属浓度的重金属检测传感器，重金属检测传感器包括具有玻碳材料的工作电极、具有铂金属的辅助电极及具有银金属的参比电极。本方案中，智能杯结构简单，易于实现，通过监控终端根据第一信号发出警报提示，以避免用户饮用重金属浓度较高的饮用水。该智能杯可检测饮用水中的重金属及每种重金属的浓度，便于用户了解饮用水的水质状况。另外，用户可通过监控终端远程监控智能杯的检测结果，便于用户查看历史记录。

Description

水杯监控系统

技术领域

本实用新型涉及日常用品技术领域，具体而言，涉及一种水杯监控系统。

背景技术

近年来，由于工业的快速发展，采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属超标制品，带来了许多环境污染的危害。其中为首的就是重金属污染，工业废水进入河流，渗入地底，导致当今社会许多地方都存在重金属污染的问题。由于专业检测重金属的设备造价昂贵，普通消费者难以接触到能快速检测饮用水中重金属离子的仪器，水质安全难以得到保障。而重金属离子会在体内富集难以自行排除，长期饮用污染水会导致人致癌，血铅，神经受损，智商下降等等。在现有技术中，通常采用检测饮用水的电导率的方式，反映水的纯净度，并不能够针对某一种重金属测出具体的浓度值。

实用新型内容

为了克服上述现有技术中的不足，本实用新型提供一种水杯监控系统，能够远程监控水杯的运行状况及水质状况。

为了实现上述目的，本实用新型较佳实施例所提供的技术方案如下所示：

本实用新型较佳实施例提供一种水杯监控系统，包括智能杯及监控终端，所述智能杯包括杯体、设置在所述杯体上的处理器、与所述处理器连接的设置在所述杯体上的传感组件及与所述处理器连接的设置在所述杯体上的无线通信模块，其中：

所述传感组件包括用于检测重金属浓度的重金属检测传感器，所述重金属检测传感器包括具有玻碳材料的工作电极、具有铂金属的辅助电极及具有银金属的参比电极；

所述处理器从所述传感组件采集通过所述工作电极的第一电流峰值、通过所述辅助电极的第二电流峰值及通过所述参比电极的第三电流峰值，并输出基于所述第一电流峰值及所述第二电流峰值及所述第三电流峰值得到的至少一种重金属及每种重金属对应的浓度值至所述无线通信模块，所述无线通信模块将所述至少一种重金属及每种重金属对应的浓度值发送至所述监控终端。

可选地，上述智能杯还包括设置在所述杯体上的运算放大电路，所述运算放大电路的一端与所述传感组件连接，另一端与处理器连接，所述运算放大电路分别对所述第一电流峰值、所述第二电流峰值及所述第三电流峰值进行放大。

可选地，上述工作电极、辅助电极及参比电极设置在所述杯体的杯底并突出于所述杯底的内壁。

可选地，上述智能杯还包括设置在所述杯体上的电源模块及稳压器，其中，所述稳压器的一端与所述电源模块连接，另一端与所述处理器连接。

可选地，上述监控终端设置有报警模块，所述处理器还输出基于在检测到所述浓度值超过阈值时生成的第一信号至所述无线通信模块，所述无线通信模块将所述第一信号发送至所述监控终端，所述报警模块根据所述第一信号发出警报提示。

可选地，上述传感组件还包括与所述处理器连接的用于采集当前温度的温度传感器，所述温度传感器设置在所述杯体的内壁；

所述处理器输出基于在检测到所述当前温度在预设范围内时生成的第二信号，所述无线通信模块将所述第二信号发送至所述监控终端，所述监控终端根据所述第二信号发出温度提示。

可选地，上述智能杯还包括设置在所述杯体上的显示器，所述显示器与所述处理器连接，用于显示所述当前温度和/或每种重金属的浓度值。

可选地，上述显示器为液晶显示屏、柔性显示屏或数码管。

可选地，上述智能杯还包括：

与所述杯体相配合的杯盖，所述杯盖盖设在所述杯体的开口部位；

和/或设置在所述杯体上的杯把手。

本实用新型较佳实施例还提供另一种水杯监控系统，包括智能杯、服务器及监控终端，所述服务器与所述智能杯及监控终端通信连接，所述智能杯包括杯体、设置在所述杯体上的处理器、与所述处理器连接的设置在所述杯体上的传感组件及与所述处理器连接的设置在所述杯体上的无线通信模块，其中：

所述传感组件包括用于检测重金属浓度的重金属检测传感器，所述重金属检测传感器包括具有玻碳材料的工作电极、具有铂金属的辅助电极及具有银金属的参比电极；

所述处理器从所述传感组件采集通过所述工作电极的第一电流峰值、通过所述辅助电极的第二电流峰值及通过所述参比电极的第三电流峰值，并输出基于所述第一电流峰值及所述第二电流峰值及所述第三电流峰值得到的至少一种重金属及每种重金属对应的浓度值至所述无线通信模块，所述无线通信模块将所述至少一种重金属及每种重金属对应的浓度值发送至所述服务器；

所述服务器接收并转发所述至少一种重金属及每种重金属对应的浓度值至所述监控终端。

相对于现有技术而言，本实用新型提供的水杯监控系统至少具有以下有益效果：该水杯监控系统包括智能杯及监控终端。该智能杯包括杯体、处理器、传感组件及无线通信模块，传感组件及无线通信模块与处理连接，均设置在杯体上。传感组件包括用于检测重金属浓度的重金属检测传感器，重金属检测传感器包括具有玻碳材料的工作电极、具有铂金属的辅助电极及具有银金属的参比电极。处理器从传感组件采集通过工作电极的第一电流峰值、通过辅助电极的第二电流峰值及通过参比电极的第三电流峰值，并输出基于第一电流峰值及第二电流峰值及第三电流峰值得到的至少一种重金属及每种重金属对应的浓度值，并输出基于在浓度值超过对应的阈值时生成的第一信号至无线通信模块。无线通信模块将至少一种重金属及每种重金属对应的浓度值发送至监控终端。本方案中，智能杯结构简单，易于实现，通过监控终端根据第一信号发出警报提示，以避免用户饮用重金属浓度较高的饮用水。该智能杯可检测饮用水中的重金属及每种重金属的浓度，便于用户了解饮用水的水质状况。另外，用户可通过监控终端远程监控智能杯的检测结果，便于用户查看历史记录。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本实用新型较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型较佳实施例提供的水杯监控系统的交互示意图之一。

图2为本实用新型较佳实施例提供的智能杯的结构示意图之一。

图3为本实用新型较佳实施例提供的智能杯的剖视图。

图4为本实用新型较佳实施例提供的智能杯的电路原理方框示意图之一。

图5为本实用新型较佳实施例提供的智能杯的电路原理方框示意图之二。

图6为本实用新型较佳实施例提供的智能杯的结构示意图之二。

图7为本实用新型较佳实施例提供的水杯监控系统的交互示意图之二。

图标：10-水杯监控系统；100-智能杯；110-杯体；111-处理器；112-传感组件；1121-重金属检测传感器；1122-温度传感器；113-无线通信模块；114-报警模块；115-存储器；121-运算放大电路；122-电源模块；123-稳压器；124-显示器；130-杯盖；140-杯把手；200-监控终端；300-服务器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中”、“上”、“下”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电性连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请结合参照图1、图2、图3和图4，其中，图1为本实用新型较佳实施例提供的水杯监控系统10的交互示意图之一，图2为本实用新型较佳实施例提供的智能杯100的结构示意图之一，图3为本实用新型较佳实施例提供的智能杯100的剖视图，图4为本实用新型较佳实施例提供的智能杯100的电路原理方框示意图之一。本实用新型提供的水杯监控系统10可以包括智能杯100及监控终端200。其中，监控终端200与智能杯100通信连接以进行数据交互。该智能杯100可以包括杯体110、处理器111、传感组件112及无线通信模块113。处理器111、传感组件112及无线通信模块113设置在杯体110上，传感组件112及无线通信模块113与处理器111连接。该智能杯100可检测杯体110中装的水的重金属以及每种重金属的浓度值，并在至少一种重金属的浓度值超过其阈值时，通过监控终端200发出警报提示，以避免用户饮用浓度过高的饮用水。

在本实施例中，监控终端200可以是，但不限于智能手机、个人计算机、平板电脑等。该监控终端200接收基于智能杯100检测到至少一种重金属的浓度值超过其阈值生成的第一信号，并根据该第一信号发出警报提示。其中，该第一信号由无线通信模块113发送至监控终端200。另外，该监控终端200还接收至少一种重金属及每种重金属对应的浓度值，以便于用户查看当前的杯体110中的水质状态及该智能杯100的历史检测结果。

可选地，智能杯100还可以包括用于存储数据的存储器115，该数据可以包括采集得到的每种重金属的浓度值以及对应的阈值，其阈值可根据实际情况进行设置，这里不作具体限定。

值得说明的是，传感组件112、无线通信模块113、处理器111及存储器115等各个元件之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。

在本实施例中，传感组件112包括用于检测重金属浓度的重金属检测传感器1121(可参照图5)，所述重金属检测传感器1121包括具有玻碳材料的工作电极(W)、具有铂金属的辅助电极(R)及具有银金属的参比电极(C)。工作电极(W)、辅助电极(R)及参比电极(C)可设置在杯体110的杯底并突出于该杯底的内壁，以使得重金属检测传感器1121在杯体110装有水时，可与水接触，从而实现对水中的重金属的检查。

可理解地，在杯体110中设置的各电子器件中，除了重金属检测传感器1121需要与杯体110中的水接触，其他电子器件(比如处理器111、无线通信模块113等)与杯体110中的水被杯体110隔离，也就是杯体110中的水不会影响杯体110上的电子器件正常工作。

在本实施中，工作电极的极性与辅助电极的极性相反。本申请发明人经过长期研究探索，发现通过三个电极(工作电极、辅助电极及参比电极)的电流峰值的位置与重金属的种类相关，电流峰值的大小与该重金属的浓度成正比，也就是可通过检测各电极的电流峰值得到重金属的浓度。

在本实施例中，处理器111从传感组件112采集通过工作电极的第一电流峰值、通过辅助电极的第二电流峰值及通过参比电极的第三电流峰值，并输出基于第一电流峰值、第二电流峰值及第三电流峰值得到的至少一种重金属及每种重金属对应的浓度值。该处理器111还输出基于在浓度值超过对应的阈值时生成的第一信号至无线通信模块113。无线通信模块113将第一信号发送至监控终端200，以使监控终端200根据第一信号发出警报提示。

例如，在杯体110装有水时，所述处理器111可控制通过三个电极的电压大小和方向。比如，首先对工作电极施加负电压，每种重金属离子会在工作电极施加负电压时富集；然后对工作电极施加正电压，富集的重金属会氧化变成重金属离子，在还原过程与氧化过程中，通过工作电极的电流将发生变化，可通过采集三个电极的电流峰值得到重金属及每种重金属的浓度值。当一种或多种重金属对应的浓度值超过其阈值时，处理器111便生成第一信号并输出至无线通信模块113，无线通信模块113将第一信号发送至监控终端200，监控终端200便可根据第一信号发出警报提示。

可理解的，重金属包括，但不限于镉、铅、砷、铜等。不同的重金属对应的阈值可以相同，也可以不同，这里对阈值不作具体限定。

请参照图5，为本实用新型较佳实施例提供的智能杯100的电路原理方框示意图之二。智能杯100还可以包括设置在杯体110上的运算放大电路121。该运算放大电路121的一端与传感组件112连接，另一端与处理器111连接。运算放大电路121分别对第一电流峰值、第二电流峰值及第三电流峰值进行放大，以使处理器111可接收到放大后的第一电流峰值、第二电流峰值及第三电流峰值。可以理解地，运算放大电路121设置在传感组件112与处理器111之间，该运算放大电路121包括运算放大器，可根据实际情况设置其放大倍数，这里对放大倍数不作具体限定。

可选地，智能杯100还包括设置在杯体110上的电源模块122及稳压器123。稳压器123的一端与电源模块122连接，另一端与处理器111连接，用于稳定电源模块122的输出电压，以保障智能杯100中的各电子器件可正常运行。

可选地，电源模块122可以是，但不限于锂离子电池、干电池、铅蓄电池等。稳压器123可以是低压差线性稳压器123(low dropout regulator，LDO)。

在本实施例中，智能杯100可以还可以包括与处理器111连接的报警模块114，该报警模块114可以根据第一信号和/或第二信号发出相应的警报提示。具体地，处理器111输出基于在检测到浓度值超过阈值时生成的第一信号至报警模块114，该报警模块114根据第一信号发出警报提示。其中，该阈值可根据实际情况进行设置，这里不作具体限定。

处理器111输出基于在检测到浓度值超过阈值时生成的第一信号至无线通信模块113，所述无线通信模块113将所述第一信号发送至所述监控终端200，所述报警模块114根据所述第一信号发出警报提示。

可选地，传感组件112还包括温度传感器1122。该温度传感器1122设置在杯体110的内壁，并与处理器111电连接，用于采集当前温度。该温度传感器1122可设置在杯底，并突出于杯底的内壁，以检测杯体110中的水的当前温度。当然，该温度传感器1122也可以直接设置在杯体110的内壁，通过检测杯体110的当前温度，间接获得杯体110中的水的当前温度。处理器111输出基于在检测到所述当前温度在预设范围内时生成的第二信号至报警模块114，以使报警模块114根据第二信号发出第二警报提示。其中，第一警报提示与第二警报提示可为不同的提示。比如，第一警报提示为声音提示，第二警报提示为灯光提示，或者第一警报提示与第二警报提示为不同颜色的灯光提示，以使用户可区分两种提示分别对应的提示内容，这里对第一警报提示与第二警报提示的提示方式不作具体限定。

可理解地，上述预设范围为适宜用户饮用的温度范围，该预设温度范围可根据实际情况进行设置，这里不作具体限定。当报警模块114发出温度提示时，也就是提示用户当前水温为适合饮用的温度。

值得说明的是，监控终端200也可以设置报警模块，该报警模块的工作原理及取得的技术效果与智能杯100上的报警模块114基本相同。例如，处理器111输出基于在检测到浓度值超过阈值时生成的第一信号至无线通信模块113，无线通信模块113将第一信号发送至监控终端200，监控终端200上的报警模块根据所述第一信号发出警报提示。另外，监控终端200上的报警模块可根据第二信号发出温度提示，有助于用户了解水温情况。

可选地，智能杯100还包括设置在杯体110上的显示器124。显示器124与处理器111连接，用于显示当前温度和/或每种重金属的浓度值，以使用户可直观的了解水温、重金属的种类及每种重金属的浓度等。

可选地，显示器124包括液晶显示屏、柔性显示屏、数码管中的至少一种。无线通信模块113可以是，但不限于蓝牙模块、GPRS模块。处理器111可以是，但不限于中央处理器、FPGA、STM32系列芯片(比如STM32F429)等。存储器115可以为Flash芯片。

请参照图6，为本实用新型较佳实施例提供的智能杯100的结构示意图之二。智能杯100还可以包括杯盖130和/或杯把手140。杯盖130与杯体110相配合，杯盖130盖设在杯体110的开口部位。杯把手140设置在杯体110上，便于用户取放智能杯100。

图7为本实用新型较佳实施例提供的水杯监控系统10的交互示意图之二。该水杯监控系统10还可以包括服务器300。无线通信模块113还用于将至少一种重金属及每种重金属对应的浓度值发送至服务器300；该服务器300接收并转发至少一种重金属及每种重金属对应的浓度值至监控终端200。监控终端200用于显示重金属的种类及每种重金属对应的浓度值。当然，该监控终端200还可以用于，在检测到至少一种重金属对应的浓度值超过其预设阈值时，发出警报提示。该预设阈值可根据实际情况进行设置，这里不作具体限定。

综上所述，本实用新型提供一种水杯监控系统。该水杯监控系统包括智能杯及监控终端。该智能杯包括杯体、处理器、传感组件及无线通信模块，传感组件及无线通信模块与处理连接，均设置在杯体上。传感组件包括用于检测重金属浓度的重金属检测传感器，重金属检测传感器包括具有玻碳材料的工作电极、具有铂金属的辅助电极及具有银金属的参比电极。处理器从传感组件采集通过工作电极的第一电流峰值、通过辅助电极的第二电流峰值及通过参比电极的第三电流峰值，并输出基于第一电流峰值及第二电流峰值及第三电流峰值得到的至少一种重金属及每种重金属对应的浓度值，并输出基于在浓度值超过对应的阈值时生成的第一信号至无线通信模块。无线通信模块将至少一种重金属及每种重金属对应的浓度值发送至监控终端。本方案中，智能杯结构简单，易于实现，通过监控终端根据第一信号发出警报提示，以避免用户饮用重金属浓度较高的饮用水。该智能杯可检测饮用水中的重金属及每种重金属的浓度，便于用户了解饮用水的水质状况。另外，用户可通过监控终端远程监控智能杯的检测结果，便于用户查看历史记录。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水杯监控系统，其特征在于，包括智能杯及监控终端，所述智能杯包括杯体、设置在所述杯体上的处理器、与所述处理器连接的设置在所述杯体上的传感组件及与所述处理器连接的设置在所述杯体上的无线通信模块，其中：

所述传感组件包括用于检测重金属浓度的重金属检测传感器，所述重金属检测传感器包括具有玻碳材料的工作电极、具有铂金属的辅助电极及具有银金属的参比电极；

所述处理器从所述传感组件采集通过所述工作电极的第一电流峰值、通过所述辅助电极的第二电流峰值及通过所述参比电极的第三电流峰值，并输出基于所述第一电流峰值及所述第二电流峰值及所述第三电流峰值得到的至少一种重金属及每种重金属对应的浓度值至所述无线通信模块，所述无线通信模块将所述至少一种重金属及每种重金属对应的浓度值发送至所述监控终端。

2.根据权利要求1所述的水杯监控系统，其特征在于，所述智能杯还包括设置在所述杯体上的运算放大电路，所述运算放大电路的一端与所述传感组件连接，另一端与处理器连接，所述运算放大电路分别对所述第一电流峰值、所述第二电流峰值及所述第三电流峰值进行放大。

3.根据权利要求1所述的水杯监控系统，其特征在于，所述工作电极、辅助电极及参比电极设置在所述杯体的杯底并突出于所述杯底的内壁。

4.根据权利要求1所述的水杯监控系统，其特征在于，所述智能杯还包括设置在所述杯体上的电源模块及稳压器，其中，所述稳压器的一端与所述电源模块连接，另一端与所述处理器连接。

5.根据权利要求1所述的水杯监控系统，其特征在于，所述监控终端设置有报警模块，所述处理器输出基于在检测到所述浓度值超过阈值时生成的第一信号至所述无线通信模块，所述无线通信模块将所述第一信号发送至所述监控终端，所述报警模块根据所述第一信号发出警报提示。

6.根据权利要求5所述的水杯监控系统，其特征在于，所述传感组件还包括与所述处理器连接的用于采集当前温度的温度传感器，所述温度传感器设置在所述杯体的内壁；

所述处理器输出基于在检测到所述当前温度在预设范围内时生成的第二信号，所述无线通信模块将所述第二信号发送至所述监控终端，所述监控终端根据所述第二信号发出温度提示。

7.根据权利要求6所述的水杯监控系统，其特征在于，所述智能杯还包括设置在所述杯体上的显示器，所述显示器与所述处理器连接，用于显示所述当前温度和/或每种重金属的浓度值。

8.根据权利要求7所述的水杯监控系统，其特征在于，所述显示器为液晶显示屏、柔性显示屏或数码管。

9.根据权利要求1所述的水杯监控系统，其特征在于，所述智能杯还包括：

与所述杯体相配合的杯盖，所述杯盖盖设在所述杯体的开口部位；

和/或设置在所述杯体上的杯把手。

10.一种水杯监控系统，其特征在于，包括智能杯、服务器及监控终端，所述服务器与所述智能杯及监控终端通信连接，所述智能杯包括杯体、设置在所述杯体上的处理器、与所述处理器连接的设置在所述杯体上的传感组件及与所述处理器连接的设置在所述杯体上的无线通信模块，其中：

所述传感组件包括用于检测重金属浓度的重金属检测传感器，所述重金属检测传感器包括具有玻碳材料的工作电极、具有铂金属的辅助电极及具有银金属的参比电极；

所述处理器从所述传感组件采集通过所述工作电极的第一电流峰值、通过所述辅助电极的第二电流峰值及通过所述参比电极的第三电流峰值，并输出基于所述第一电流峰值及所述第二电流峰值及所述第三电流峰值得到的至少一种重金属及每种重金属对应的浓度值至所述无线通信模块，所述无线通信模块将所述至少一种重金属及每种重金属对应的浓度值发送至所述服务器；

所述服务器接收并转发所述至少一种重金属及每种重金属对应的浓度值至所述监控终端。