[发明专利]一种智能电水壶及其控制系统与方法

说明书

技术领域

本发明涉及智能家电技术领域，尤其涉及一种智能电水壶及其控制系统与方法。

背景技术

随着科学技术的发展，人类对于自动控制的需求与日俱增，然而要实现自动化控制是离不开测温技术的，目前测温方式主要有接触式测温和非接触式测温。其中，接触式测温技术主要包括热敏电阻传感器、热电偶温度传感器、数字温度传感器，这些测温方法在生产中应用十分广泛，但是也存在一些缺点，如装置的体积太大，适用领域的限制，测量范围过大而检测精度差，价格成本过高，受外界环境干扰比较大等。

热敏电阻温度传感器是基于电阻的热效应进行温度测量的，即电阻体的阻值随温度的变化而变化的特性。如国内在2013年10月公开的实用新型专利“热敏电阻测温式电气火灾监控探测器采样电路”利用热敏电阻参与组成的桥式检测电路检测电器件的温度，并与运算放大电路以及滤波限幅电路组成温度采样电路，从而达到对电气火灾的监控，但是这种方案存在一些缺点，如价格成本高，电阻值与温度变化不呈线性关系，需要恒流源供电，适用环境受限制等。

热电偶温度传感器根据两种不同材质的导体组成一个回路，在其接点处所处的温度的不同而引起的微小的电动势变化，从而得知待测物体的温度。现有技术中，将热电偶的测量端固定在夹持装置的测力器上，待测物固定在夹持装置的固定部位，测力器提供给热电偶的测量端一预定的接触力与待测物体表面相接触，测得物体的表面温度，但是灵敏度比较低，稳定性较差，容易受到环境干扰信号的影响，也容易受到前置放大器温度漂移的影响，因此不适合测量微小的温度变化。

数字温度传感器是将芯片内部传感元件采集到的模拟形式的温度转换为数字形式的温度，然后被微处理器处理。现有技术中，还通常利用一用于消除温度延迟链最小延迟影响的时间偏移矫正电路和一时间比较器，通过循环反馈电路提高温度传感器的测温精确度。虽然新型数字温度传感器有诸多优点，但在实际应用时，由于采用单总线数据传输方式，对读写的操作时序要求严格、芯片表面要与被测物体紧密接触、易受环境干扰等缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种智能电水壶及其控制系统与方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

依据本发明的一个方面，提供了一种智能电水壶，包括主控制模块、传感检测模块、无线通信模块、显示模块和电源模块。

所述传感检测模块包括与所述主控制模块连接的温度检测电路和钙离子检测电路，所述温度检测电路用于实时采集智能电水壶内水温的感应信号；所述钙离子检测电路用于采集智能电水壶通电瞬间、水温上升和下降到温度检测阈值内水中钙离子浓度的感应信号；

所述主控制模块用于根据所述传感检测模块发送的智能电水壶内水温的感应信号读取智能电水壶内的实时水温，还用于在通电瞬间读取智能电水壶内水的重量，还用于根据智能电水壶通电瞬间、水温上升和下降到温度检测阈值时钙离子浓度的感应信号分别读取对应时刻的钙离子浓度，并执行相应的动作实现智能电水壶内水的软化；

所述无线通信模块用于发射无线信号，所述主控制模块通过无线信号与外部控制终端之间进行数据信息传输，实现智能电水壶的远程监控；

所述显示模块用于显示智能电水壶内水温和最近一次钙离子检测电路检测的水中钙离子浓度；

所述电源模块用于为所述主控制模块提供电源。

依据本发明的另一个方面，提供了一种智能电水壶控制系统，包括所述智能电水壶，还包括至少一个智能终端，每个所述智能终端均与所述无线通信模块无线连接，用于实现接收所述主控制模块发送的数据信息并显示，以及向所述主控制模块发送控制命令实现智能电水壶的远程监控。

依据本发明的另一个方面，提供了一种智能电水壶控制方法，包括如下步骤：

步骤1：对装有冷水的智能电水壶通电加热，实时检测智能电水壶内的水温，并在智能电水壶通电瞬间读取智能电水壶内水的质量，以及第一次检测水中钙离子的浓度；

步骤2：判断钙离子的浓度是否在预设的范围内，如果是，则执行步骤3，否则执行步骤4；

步骤3：直接加热至水温达到沸点后断电，结束处理流程；

步骤4：加热至水温达到预设的温度检测阈值，第二次检测水中钙离子的浓度，并判断其是否在预设的范围内，如果是，则返回步骤3；否则，根据第二次检测的钙离子浓度和水的质量计算软化所需加热时间，继续加热并开始计时，进入步骤5；

步骤5：加热至水温达到沸点，判断所述软化所需加热时间是否结束，如果是，则直接断电；否则，继续加热至所述软化所需加热时间结束再断电；