本發明屬于日用品技術領域，具體涉及一種水杯，特別是一種多功能智能水杯。

背景技術：

水是地球上最常見的物質之一，是包括無機化合、人類在內所有生命生存的重要資源，也是生物體最重要的組成部分， 對人體而言，水在身體內不但是“運送” 各種營養的載體，而且還直接參與人體的新陳代謝因此保證充足的攝水量對人體生理功能的正常運轉至關重要，正常人每天至少需要喝1500ml左右，大約8杯左右 ，所以水杯成了人們生活中常見的生活用品。但是在實際的使用過程中，人們越來越注重對水杯的各種性能和使用感的提升，如何讓水杯更好的滿足人們對生活品質的追求一直是本領域技術人員不懈追求的目標。

目前市場上，水杯類型多樣，各類獨特的外觀造型，以及眾多新型功能的引入，都為人們的生活帶來了方便，而其中具備監測提醒的功能更是獲得了市場的認可。事實上，使用者的需求不同，工業上的進一步發展也不一樣。

現在的報道有增加具有照明功能的水杯（專利文獻一），有自供電溫度顯示的智能水杯（專利文獻二），有通過壓力傳感器進行杯內水量測算功能的智能水杯（專利文獻三），更有結合兩種功能的智能水杯（專利文獻四）。

專利文獻一：中國專利申請號200810302577.2

專利文獻二：中國專利申請號201320393447.0

專利文獻三：中國專利申請號201320683503.4

專利文獻四：中國專利申請號201420553430.1

如上述專利文獻二中所公開的技術，“在杯內膽的底部外側安裝溫度傳感器”，事實上通過溫度傳感器得到的數據很難準確地計算出杯體內的水溫，得到的數據不夠準確存在較大的偏差。

如上述專利文獻三中所公開的技術，“在水杯內膽的底部下表面和底部支撐板的上表面之間設有壓力傳感器”，在操作上存在缺陷，對使用者握持水杯或者水杯的擺放狀態有要求，功能實現過程條件苛刻，操作上存在很多不便。

如上述專利文獻四中所公開的技術，該技術方案相對具有進步，但是仍然存在實際操作上的不便，如“包含加速度傳感器和陀螺儀，能夠對用戶端杯動作進行識別，將倒水量作為干擾數據剔除，”由于不能識別水杯是否處于杯蓋打開還是杯蓋擰緊狀態，加速度傳感器和陀螺儀的結合使用并不能有效解決水杯非正常數據，特別是不使用水杯的過程中的數據采集，并沒有處理過程。

如今，人們對于生活飲水的體驗質量需求越來越高，現有的智能水杯已經不能滿足使用者的精確和更高程度的使用需要。

技術實現要素：

本發明的發明目的是提供一種多功能智能水杯，能夠精確方便地測得水杯中的水位，且不影響水杯的儲水量，水位測量范圍大。

為達到上述發明目的，本發明采用的技術方案是：一種多功能智能水杯，包括杯身和杯蓋，在所述杯身上設置有中間套層結構，所述中間套層結構內部設置有電路模塊，所述電路模塊包括PCB板以及集成在PCB板上的計算處理芯片、加速度傳感器、陀螺儀、電壓采集模塊和電源模塊，所述杯蓋內部設置有第一觸點，所述杯身內部設置有第二觸點，所述電壓采集模塊跨接在第一觸點和第二觸點上之間，所述杯蓋上設有顯示模塊和蜂鳴器。

上文中，所述蜂鳴器具有第一報警模式、第二報警模式和第三報警模式，所述第一報警模式對應杯身內水位高于20%低于50%的狀態，所述第二報警模式對應杯身內水位低于20%的狀態，所述第三報警模式對應杯身無水的狀態。

具體地，所述蜂鳴器連接到計算處理芯片，由計算處理芯片控制發出報警，在杯身內水位高于50%時，蜂鳴器不發出報警；在杯身內水位高于20%且低于50%時，蜂鳴器發出一聲長報警；在杯身內水位低于20%時，蜂鳴器發出兩聲長報警；在杯身內沒有水時，蜂鳴器發出三聲短促的報警。這樣設計的目的在于，當人們不方便通過觀察顯示模塊來獲知杯身內水位時，通過蜂鳴器發出的報警音就可以簡單直接地知道杯身內的水位，尤其是在開車過程中，駕駛員無需分神去觀察顯示模塊，減少了安全隱患，提升了駕駛的安全性。

進一步地，所述電路模塊還包括集成在PCB板上的霍爾感應器，所述杯蓋內部設置有磁鐵塊，所述磁鐵塊和霍爾感應在位置上對應設置。

進一步地，所述電路模塊還包括集成在PCB板上的接觸感應器和紅外溫度傳感器。

進一步地，所述電路模塊還包括集成在PCB板上的無線通信模塊。

進一步地，所述杯蓋上還設有LED指示燈。

應當注意的是，上述技術方案中的主要器件如何排布構成電路，構成完整的電路模塊需要的另外一些基本零部件，如連接作用的金屬片、導光圈等，都是本領域技術人員顯而易見并早已都知悉明了的。

由于上述技術方案運用，本發明與現有技術相比具有下列優點：

1．本發明通過采集設置在杯蓋內部的第一觸點和設置在杯身內部的第二觸點之間的電壓，以及加速度傳感器測得杯體的空間位置和角度，能夠準確得出杯內的水位，并在顯示模塊中顯示給使用者，且由于第一觸點設于杯蓋內部，因此不影響杯中加入的水量，測量范圍大；

2．本發明通過設置在杯蓋內的磁鐵塊以及設置在PCB板上的霍爾感應器測得水杯的打開和封閉狀態，從而提醒使用者，還能通過無線通信模塊將對應的信息發送到使用者的用戶終端，實現遠距離提醒；

3.本發明通過在PCB板上集成設置接觸感應器和紅外溫度傳感器能夠實現使用者觸摸水杯時，紅外溫度傳感器啟動測得杯內水的溫度，從而避免了紅外溫度傳感器的持續工作，節省了電能，延長了電源模塊的續航時間。

附圖說明

圖1是本發明實施例一的水杯整體其中一條軸線方向上的結構剖視圖。

圖2是本發明實施例一的水杯整體與凸1垂直的一條軸線方向上的結構剖視圖。

圖3是本發明實施例一的杯蓋的結構剖視圖。

其中：1、杯身；2、杯蓋；3、中間套層結構；4、PCB板；5、電源模塊；6、第一觸點；7、第二觸點；8、霍爾感應器；9、磁鐵塊；10、紅外溫度傳感器；11、LED指示燈。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述：

實施例一：

參見圖1至3所示，一種多功能智能水杯，包括杯身1和杯蓋2，在所述杯身上設置有中間套層結構3，所述中間套層結構內部設置有電路模塊，所述電路模塊包括PCB板4以及集成在PCB板上的計算處理芯片、加速度傳感器、陀螺儀、電壓采集模塊和電源模塊5，所述杯蓋內部設置有第一觸點6，所述杯身內部設置有第二觸點7，所述電壓采集模塊跨接在第一觸點和第二觸點上之間，所述杯蓋上設有顯示模塊和蜂鳴器。

具體地，所述蜂鳴器連接到計算處理芯片，由計算處理芯片控制發出報警，在杯身內水位高于50%時，蜂鳴器不發出報警；在杯身內水位高于20%且低于50%時，蜂鳴器啟動第一報警模式，即發出一聲長報警；在杯身內水位低于20%時，蜂鳴器啟動第二報警模式，即發出兩聲長報警；在杯身內沒有水時，蜂鳴器啟動第三報警模式，即發出三聲短促的報警。這樣設計的目的在于，當人們不方便通過觀察顯示模塊來獲知杯身內水位時，通過蜂鳴器發出的報警音就可以簡單直接地知道杯身內的水位，尤其是在開車過程中，駕駛員無需分神去觀察顯示模塊，減少了安全隱患，提升了駕駛的安全性。

本實施例中，所述電路模塊還包括集成在PCB板上的霍爾感應器8，所述杯蓋內部設置有磁鐵塊9，所述磁鐵塊和霍爾感應在位置上對應設置。

所述電路模塊還包括集成在PCB板上的接觸感應器和紅外溫度傳感器10。

所述電路模塊還包括集成在PCB板上的無線通信模塊，所述無線通信模塊可以選用藍牙模塊等。

所述杯蓋上還設有LED指示燈11。

本發明在使用時，包括如下步驟：

步驟一：使用前，水杯處于正常的擰緊狀態。水杯杯蓋內部設置的磁鐵塊和水杯中間套層結構內部設置的霍爾感應器相對位置正中對應，這時候LED指示燈不發光；

步驟二：使用者打開水杯，擰開杯蓋，杯蓋在旋轉過程中呈現螺旋上升的圓周運動，磁鐵塊相對霍爾感應器發生位移，改變了原有的位置關系，此時，霍爾感應器將信號傳遞給計算處理芯片，計算機處理芯片在預設的算法下發出指令LED指示燈方式一閃動發光，提醒使用者，杯蓋已經打開；

步驟三：使用者使用完水杯后，關擰水杯，在擰緊的瞬間，杯蓋中的磁鐵塊和杯體中間套層結構內部設置的霍爾感應器恢復到正中對應，霍爾感應器將信號傳遞給計算機處理芯片，計算機處理芯片在預設的算法下發出指令LED停止閃動發光，提醒使用者，杯蓋已經擰緊完好。

從步驟二打開水杯杯蓋到步驟三擰緊水杯杯蓋這個過程的時間如果超出2分鐘，計算處理芯片將發出指令，將信息通過藍牙模塊傳遞給使用者預先設定藍牙連接的電子設備，如手機、平板電腦等，在電子設備上產生提醒消息，并且LED指示燈以方式二閃動發光，以提醒使用者杯蓋長時間處于開啟狀態。

進一步的，手機、平板電腦等設備把信號傳遞到云端，云端把該信號轉發給使用者的關聯用戶，這樣有助于父母關注未成年子女及老人安全使用水杯，避免他們使用水杯的過程中發生意外。

在水杯處于杯蓋擰緊的狀態下，使用者觸摸水杯，接觸感應器傳遞信號給計算處理芯片，計算處理芯片發出指令紅外溫度傳感器工作，紅外溫度傳感器將數據采集后傳遞給計算處理芯片，計算處理芯片發出指令，LED指示燈亮。進一步的，LED 燈至少包括四種顏色，即低溫度區間，常溫區間，合適溫度區間，過高溫度區間各自相應對應其中一種顏色。

在水杯處于杯蓋擰緊的狀態下，當溫度發生夸溫度區間的時候，紅外溫度傳感器將信號傳遞給計算處理芯片，計算處理芯片發出指令LED指示燈以方式三閃動發光，同時將信號由藍牙模塊傳遞給使用者預先設定藍牙連接的電子設備，如手機、平板電腦等。例如，溫度從過高溫度區間變化到合適溫度區間的時候，給LED指示燈指令亮燈，以及給電子設備消息，主動提醒使用者喝水。

在水杯處于杯蓋擰緊的狀態下，在水杯傾斜的過程中，液體傾斜接觸到第一觸點和第二觸點并將第一觸點和第二觸點連接，電壓采集模塊測得第一觸點和第二觸點上的電壓，進而將信號傳遞給計算處理芯片，同時控制加速度傳感器測量杯體的空間位置和角度，計算出杯內水量并在顯示模塊上顯示。喝水結束的時候，水杯逐漸回正，液體脫離第一觸點，計算處理芯片得到信號，并控制加速度傳感器測量測試杯體的空間位置和角度，得到喝水結束時的剩余水量。同時，計算處理芯片內設置算法程序，并錄入模擬數學模型，對電壓采集模塊采集到的數據，加速度傳感器采集到的杯體空間位置和角度，以及陀螺儀采集的角速度，對上述數據進行校正和分析，并能判定使用者動作是喝水動作還是倒水動作。

而由于第一觸點設于杯蓋內部，因此，加水時無需刻意避開第一觸點而控制水位，避免造成水杯容積的浪費。

當然，此發明還可以有其他變換，并不局限于上述實施方式，本領域技術人員所具備的知識，還可以在不脫離本發明構思的前提下作出各種變化，這樣的變化均應落在本發明的保護范圍內。