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大賽作品詳情
作品名稱：無(wú)接觸式自動(dòng)感應(yīng)飲水機(jī)
學(xué)校名稱：甘肅有色冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院
參賽隊(duì)伍：麥豐
參賽學(xué)生：趙欣茹 孟金璇 鮑隴原
指導(dǎo)老師：陳衛(wèi)東
詳細(xì)說(shuō)明
1 研制背景及意義
疫情期間，保持距離才能保障安全，應(yīng)避免直接接觸公共設(shè)施如門把手、樓梯扶手等。 火車站、機(jī)場(chǎng)、寫(xiě)字樓、學(xué)校等公共場(chǎng)所的飲水機(jī)都是按鍵式的，這增加了接觸傳染的風(fēng)險(xiǎn)。
無(wú)接觸式自動(dòng)感應(yīng)飲水機(jī)，以防止重復(fù)按鍵、減少飲水時(shí)的直接接觸，主要由分工不同、 相互關(guān)聯(lián)的模塊組成。
包括雷達(dá)傳感器、光電傳感器和壓力傳感器，通過(guò)雷達(dá)傳感器檢測(cè)人員來(lái)臨并喚醒飲水機(jī)，雷達(dá)傳感器檢測(cè)杯子是否存在以及杯子的高度，通過(guò)電磁閥控制飲水機(jī)的開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)感應(yīng)出水。
使用雷達(dá)傳感器檢測(cè)杯中水位，當(dāng)水位達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)關(guān)閉電磁閥，防止水滿溢出并進(jìn)行聲音提示，從而有效減少接觸傳染的風(fēng)險(xiǎn)。
雷達(dá)是利用電磁波探測(cè)目標(biāo)的電子設(shè)備，通過(guò)發(fā)射電磁波對(duì)目標(biāo)進(jìn)行照射并接收其回 波，由此獲得目標(biāo)至電磁波發(fā)射點(diǎn)的距離、距離變化率(徑向速度)、方位、角度等信息。
飛睿科技雷達(dá)傳感器模組，基于多普勒效應(yīng)，感應(yīng)距離靈活可調(diào)，采用成熟 CMOS 工藝， 單芯片集成，超高性價(jià)比，具有自校準(zhǔn)功能，不受外部干擾影響。
滿足 RED、CE、FCC 以及 ETL 等認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，廣泛應(yīng)用于智能感控、人體存在感應(yīng)、運(yùn) 動(dòng)檢測(cè)與控制等領(lǐng)域。雷達(dá)監(jiān)測(cè)到人體靠近后喚醒飲水機(jī)屏幕，實(shí)現(xiàn)智能互動(dòng)、智能節(jié)能等 功能。
水杯檢測(cè)模塊檢測(cè)到水杯后，通過(guò)雷達(dá)傳感器模塊返回的信號(hào)，檢測(cè)杯子的大致高度，同時(shí)把水杯的高度發(fā)送給水位檢測(cè)模塊。
雷達(dá)傳感器接收到高度信號(hào)，開(kāi)始測(cè)量杯中水的高度，當(dāng)達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)關(guān)閉電磁閥，關(guān)閉出水開(kāi)關(guān)，并進(jìn)行聲音提示，防止水滿溢出。
這樣可以防止?fàn)C傷，提高飲水機(jī)的安全性。通過(guò)雷達(dá)傳感器及其他傳感器配合使用，控制杯中水位，防止水滿溢出，減少浪費(fèi)。
2 設(shè)計(jì)方案
本項(xiàng)目設(shè)計(jì)了一種無(wú)接觸自動(dòng)感應(yīng)飲水機(jī)，此產(chǎn)品可以防止重復(fù)按鍵，減少飲水的直接
接觸，適用于當(dāng)下疫情期間健康防疫飲水。
2.1 研究?jī)?nèi)容
傳統(tǒng)的飲水機(jī)接上電源以后熱膽持續(xù)循環(huán)加熱，使熱膽內(nèi)的水始終保持在 85°C 至 95° C 之間，這種飲水機(jī)存在以下缺陷:
1、由于持續(xù)不斷地對(duì)水進(jìn)行加熱，浪費(fèi)巨大的電能; 2、持續(xù)循環(huán)加熱，會(huì)使水質(zhì)嚴(yán)重惡化; 3、持續(xù)循環(huán)加熱會(huì)加速設(shè)備材料的老化;4、熱膽內(nèi) 的水溫水量不可精確地調(diào)節(jié);
5、控制不便且不利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型提供了一種智能飲水機(jī)，其可自由靈活地控制 水 的用量和溫度，智能操作，且能節(jié)約電能。本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種智 能飲水機(jī)，包括外殼，外殼內(nèi)設(shè)有熱膽，外殼上設(shè)有接水口，外殼內(nèi)還設(shè)有 智能控水節(jié)水系 統(tǒng)，所述智能控水節(jié)水系統(tǒng)包括單片機(jī)、液晶顯示模塊、控制面板、紅外接 近開(kāi)關(guān)、稱重傳 感器、兩個(gè)電磁水閥及兩個(gè)溫度感應(yīng)器，其中，液晶顯示模塊、控制面板、紅 外接近開(kāi)關(guān)、 稱重傳感器、兩個(gè)電磁水閥及兩個(gè)溫度感應(yīng)器均與單片機(jī)連接;熱膽亦與單片 機(jī)連接;紅外 接近開(kāi)關(guān)設(shè)在接水口處;稱重傳感器固定在殼體上;熱膽懸掛在稱重傳感器 上;兩個(gè)電磁水 閥中，一個(gè)設(shè)在熱膽的進(jìn)水口處，另一個(gè)設(shè)在熱膽的出水口處，控制水的流 入和流出;兩個(gè) 溫度感應(yīng)器中，其中一個(gè)貼在熱膽外壁上，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)熱膽中的水溫，另 一個(gè)溫度感應(yīng)器 用于實(shí)時(shí)檢測(cè)室溫。所述熱膽通過(guò)固態(tài)繼電器與單片機(jī)連接。所述電磁水閥通過(guò)固態(tài)繼電器 與單片機(jī)連接。使用時(shí)，通過(guò)控制面板輸入所需求的水的體積和溫度(體積和溫度的相關(guān)信息 顯 示在液晶顯示模塊上)，稱重傳感器根據(jù)預(yù)設(shè)的水的體積，準(zhǔn)確稱取注入熱膽中水的質(zhì) 量，達(dá)到要求后熱膽對(duì)水進(jìn)行加熱，當(dāng)貼在熱膽上的溫度感應(yīng)器感應(yīng)到水的溫度達(dá)到預(yù)設(shè)溫 度 時(shí)，停止加熱，此時(shí)，手持杯子伸到接水口處接水，紅外接近開(kāi)關(guān)受到感應(yīng)，控制水的流 出。本實(shí)用新型能實(shí)現(xiàn)對(duì)水的溫度和水量的控制，把稱重傳感器稱得的質(zhì)量轉(zhuǎn)化為水 的體積， 釋放出定溫定量的水，并由紅外接近開(kāi)關(guān)感應(yīng)有無(wú)杯子，實(shí)現(xiàn)伸手出水縮手停水。 本實(shí)用新 型的智能飲水機(jī)接上電源后，處于待機(jī)狀態(tài)，此時(shí)熱膽為空，顯示器顯示室溫，此 時(shí)飲水機(jī) 可作溫度計(jì)使用。當(dāng)用戶輸入溫度和水量信號(hào)后，開(kāi)電磁水閥向熱膽放入用戶需 要的水量后， 給熱膽通電加熱水，當(dāng)水加熱到用戶輸入的溫度且紅外接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)到有杯 子，則單片機(jī)控 制電磁水閥打開(kāi)，放水。本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn) 1、智能控制，可按用戶要求輸出定溫定 量的水，接水時(shí)伸手出水縮手停水，使用方便，節(jié)約電能，不存在對(duì)熱膽中的水進(jìn)行反復(fù)加 熱的現(xiàn)象;3、由于不對(duì)水進(jìn)行反復(fù)加熱，從而可以保持良好的水質(zhì)，有益于身體健康;4、 設(shè)備消耗老化慢，整機(jī)壽命長(zhǎng)。
2.2 創(chuàng)新點(diǎn)
1.采用單片機(jī)技術(shù)和無(wú)線通信技術(shù)更加智能化，自動(dòng)化。 2.應(yīng)用范圍廣，旅游景點(diǎn)、車站、機(jī)場(chǎng)、單位、家庭等等。 3.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功能實(shí)用。 4.現(xiàn)在市場(chǎng)上此類作品較少，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)。
疫情期間，保持距離才能保障安全，應(yīng)避免直接接觸公共設(shè)施如門把手、樓梯扶手等。 火車站、機(jī)場(chǎng)、寫(xiě)字樓、學(xué)校等公共場(chǎng)所的飲水機(jī)都是按鍵式的，這增加了接觸傳染的風(fēng)險(xiǎn)。
無(wú)接觸式自動(dòng)感應(yīng)飲水機(jī)，以防止重復(fù)按鍵、減少飲水時(shí)的直接接觸，主要由分工不同、 相互關(guān)聯(lián)的模塊組成。
包括雷達(dá)傳感器、光電傳感器和壓力傳感器，通過(guò)雷達(dá)傳感器檢測(cè)人員來(lái)臨并喚醒飲水機(jī)，雷達(dá)傳感器檢測(cè)杯子是否存在以及杯子的高度，通過(guò)電磁閥控制飲水機(jī)的開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)感應(yīng)出水。
使用雷達(dá)傳感器檢測(cè)杯中水位，當(dāng)水位達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)關(guān)閉電磁閥，防止水滿溢出并進(jìn)行聲音提示，從而有效減少接觸傳染的風(fēng)險(xiǎn)。
雷達(dá)是利用電磁波探測(cè)目標(biāo)的電子設(shè)備，通過(guò)發(fā)射電磁波對(duì)目標(biāo)進(jìn)行照射并接收其回 波，由此獲得目標(biāo)至電磁波發(fā)射點(diǎn)的距離、距離變化率(徑向速度)、方位、角度等信息。
飛睿科技雷達(dá)傳感器模組，基于多普勒效應(yīng)，感應(yīng)距離靈活可調(diào)，采用成熟 CMOS 工藝， 單芯片集成，超高性價(jià)比，具有自校準(zhǔn)功能，不受外部干擾影響。
滿足 RED、CE、FCC 以及 ETL 等認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，廣泛應(yīng)用于智能感控、人體存在感應(yīng)、運(yùn) 動(dòng)檢測(cè)與控制等領(lǐng)域。雷達(dá)監(jiān)測(cè)到人體靠近后喚醒飲水機(jī)屏幕，實(shí)現(xiàn)智能互動(dòng)、智能節(jié)能等 功能。
水杯檢測(cè)模塊檢測(cè)到水杯后，通過(guò)雷達(dá)傳感器模塊返回的信號(hào)，檢測(cè)杯子的大致高度，同時(shí)把水杯的高度發(fā)送給水位檢測(cè)模塊。
雷達(dá)傳感器接收到高度信號(hào)，開(kāi)始測(cè)量杯中水的高度，當(dāng)達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)關(guān)閉電磁閥，關(guān)閉出水開(kāi)關(guān)，并進(jìn)行聲音提示，防止水滿溢出。
這樣可以防止?fàn)C傷，提高飲水機(jī)的安全性。通過(guò)雷達(dá)傳感器及其他傳感器配合使用，控制杯中水位，防止水滿溢出，減少浪費(fèi)。
2 設(shè)計(jì)方案
本項(xiàng)目設(shè)計(jì)了一種無(wú)接觸自動(dòng)感應(yīng)飲水機(jī)，此產(chǎn)品可以防止重復(fù)按鍵，減少飲水的直接
接觸，適用于當(dāng)下疫情期間健康防疫飲水。
2.1 研究?jī)?nèi)容
傳統(tǒng)的飲水機(jī)接上電源以后熱膽持續(xù)循環(huán)加熱，使熱膽內(nèi)的水始終保持在 85°C 至 95° C 之間，這種飲水機(jī)存在以下缺陷:
1、由于持續(xù)不斷地對(duì)水進(jìn)行加熱，浪費(fèi)巨大的電能; 2、持續(xù)循環(huán)加熱，會(huì)使水質(zhì)嚴(yán)重惡化; 3、持續(xù)循環(huán)加熱會(huì)加速設(shè)備材料的老化;4、熱膽內(nèi) 的水溫水量不可精確地調(diào)節(jié);
5、控制不便且不利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型提供了一種智能飲水機(jī)，其可自由靈活地控制 水 的用量和溫度，智能操作，且能節(jié)約電能。本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種智 能飲水機(jī)，包括外殼，外殼內(nèi)設(shè)有熱膽，外殼上設(shè)有接水口，外殼內(nèi)還設(shè)有 智能控水節(jié)水系 統(tǒng)，所述智能控水節(jié)水系統(tǒng)包括單片機(jī)、液晶顯示模塊、控制面板、紅外接 近開(kāi)關(guān)、稱重傳 感器、兩個(gè)電磁水閥及兩個(gè)溫度感應(yīng)器，其中，液晶顯示模塊、控制面板、紅 外接近開(kāi)關(guān)、 稱重傳感器、兩個(gè)電磁水閥及兩個(gè)溫度感應(yīng)器均與單片機(jī)連接;熱膽亦與單片 機(jī)連接;紅外 接近開(kāi)關(guān)設(shè)在接水口處;稱重傳感器固定在殼體上;熱膽懸掛在稱重傳感器 上;兩個(gè)電磁水 閥中，一個(gè)設(shè)在熱膽的進(jìn)水口處，另一個(gè)設(shè)在熱膽的出水口處，控制水的流 入和流出;兩個(gè) 溫度感應(yīng)器中，其中一個(gè)貼在熱膽外壁上，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)熱膽中的水溫，另 一個(gè)溫度感應(yīng)器 用于實(shí)時(shí)檢測(cè)室溫。所述熱膽通過(guò)固態(tài)繼電器與單片機(jī)連接。所述電磁水閥通過(guò)固態(tài)繼電器 與單片機(jī)連接。使用時(shí)，通過(guò)控制面板輸入所需求的水的體積和溫度(體積和溫度的相關(guān)信息 顯 示在液晶顯示模塊上)，稱重傳感器根據(jù)預(yù)設(shè)的水的體積，準(zhǔn)確稱取注入熱膽中水的質(zhì) 量，達(dá)到要求后熱膽對(duì)水進(jìn)行加熱，當(dāng)貼在熱膽上的溫度感應(yīng)器感應(yīng)到水的溫度達(dá)到預(yù)設(shè)溫 度 時(shí)，停止加熱，此時(shí)，手持杯子伸到接水口處接水，紅外接近開(kāi)關(guān)受到感應(yīng)，控制水的流 出。本實(shí)用新型能實(shí)現(xiàn)對(duì)水的溫度和水量的控制，把稱重傳感器稱得的質(zhì)量轉(zhuǎn)化為水 的體積， 釋放出定溫定量的水，并由紅外接近開(kāi)關(guān)感應(yīng)有無(wú)杯子，實(shí)現(xiàn)伸手出水縮手停水。 本實(shí)用新 型的智能飲水機(jī)接上電源后，處于待機(jī)狀態(tài)，此時(shí)熱膽為空，顯示器顯示室溫，此 時(shí)飲水機(jī) 可作溫度計(jì)使用。當(dāng)用戶輸入溫度和水量信號(hào)后，開(kāi)電磁水閥向熱膽放入用戶需 要的水量后， 給熱膽通電加熱水，當(dāng)水加熱到用戶輸入的溫度且紅外接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)到有杯 子，則單片機(jī)控 制電磁水閥打開(kāi)，放水。本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn) 1、智能控制，可按用戶要求輸出定溫定 量的水，接水時(shí)伸手出水縮手停水，使用方便，節(jié)約電能，不存在對(duì)熱膽中的水進(jìn)行反復(fù)加 熱的現(xiàn)象;3、由于不對(duì)水進(jìn)行反復(fù)加熱，從而可以保持良好的水質(zhì)，有益于身體健康;4、 設(shè)備消耗老化慢，整機(jī)壽命長(zhǎng)。
2.2 創(chuàng)新點(diǎn)
1.采用單片機(jī)技術(shù)和無(wú)線通信技術(shù)更加智能化，自動(dòng)化。 2.應(yīng)用范圍廣，旅游景點(diǎn)、車站、機(jī)場(chǎng)、單位、家庭等等。 3.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功能實(shí)用。 4.現(xiàn)在市場(chǎng)上此類作品較少，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)。
