一種智能花灑及其實(shí)現(xiàn)方法與流程

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導(dǎo)航： X技術(shù)> 最新專(zhuān)利>物理化學(xué)裝置的制造及其應(yīng)用技術(shù)

本發(fā)明涉及花灑領(lǐng)域，尤其涉及一種智能花灑及其實(shí)現(xiàn)方法。

背景技術(shù)：

熱水器已經(jīng)成為家庭中最普遍的家用電器，配合熱水器使用的花灑是必不可少的物品，花灑產(chǎn)品在外觀造型和結(jié)構(gòu)方面的創(chuàng)新研究還不夠，致使花灑產(chǎn)品多年來(lái)沒(méi)有太大變化。其實(shí)，現(xiàn)在人們對(duì)產(chǎn)品的體驗(yàn)要求越來(lái)越高，一方面受互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的智能產(chǎn)品的影響，尤其智能手機(jī)產(chǎn)品給用戶(hù)的體驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)提到了新的高度，用戶(hù)對(duì)傳統(tǒng)的沒(méi)有交互的，沒(méi)有更好體驗(yàn)的產(chǎn)品已經(jīng)不能打動(dòng)用戶(hù)了，甚至被用戶(hù)淘汰掉。

當(dāng)用戶(hù)在沐浴的時(shí)候，用戶(hù)往往通過(guò)調(diào)節(jié)花灑的噴水形態(tài)，一邊洗澡一邊手動(dòng)調(diào)節(jié)，甚至兩只手旋轉(zhuǎn)花灑旋鈕調(diào)節(jié)水流，非常不宜人，而且拿著花灑洗澡身體很多位置是很難被充分噴淋到的，達(dá)不到不同身體位置的沐浴需求。

花灑是用戶(hù)親手拿去進(jìn)行操作的產(chǎn)品，其與用戶(hù)直接產(chǎn)生互動(dòng)關(guān)系，其與用戶(hù)的親密程度極高，而且花灑是用戶(hù)幾乎每天都要使用的產(chǎn)品，在這樣的諸多問(wèn)題情況下，本發(fā)明提出一種智能花灑及其實(shí)現(xiàn)方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有產(chǎn)品所存在的技術(shù)問(wèn)題，從而提供一種智能花灑，包括：花灑主體、傳感器、控制單元、供電電源、噴灑機(jī)構(gòu)，所述傳感器、控制單元、供電電源和噴灑機(jī)構(gòu)電性連接。

上述的一種智能花灑，所述傳感器包括：三軸傳感器、加速度傳感器、角速度傳感器、地磁傳感器。

上述的一種智能花灑，所述噴灑機(jī)構(gòu)包括：馬達(dá)、電磁線(xiàn)圈、步進(jìn)控制器和旋轉(zhuǎn)噴灑網(wǎng)。

上述的一種智能花灑，所述控制單元包括處理器、存儲(chǔ)器和保護(hù)電路。

上述的一種智能花灑，所述傳感器、控制單元、供電電源、噴灑機(jī)構(gòu)位于所述花灑主體內(nèi)部。

一種智能花灑及其實(shí)現(xiàn)方法，所述方法包括：

設(shè)置傳感器參數(shù)，將花灑主體的空間姿態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣；

將采樣的空間姿態(tài)數(shù)據(jù)通過(guò)傳感器算法進(jìn)行建模；

建模后把算法數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)出控制指令數(shù)據(jù)，并把控制指令數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到控制單元的存儲(chǔ)器；

花灑主體使用時(shí)，傳感器監(jiān)測(cè)花灑主體的空間姿態(tài)數(shù)據(jù)，并與內(nèi)部的建模算法數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析；

控制單元發(fā)送控制指令數(shù)據(jù)到噴灑機(jī)構(gòu)，控制步進(jìn)控制器工作，自動(dòng)調(diào)節(jié)水流、水速和噴灑面積。

上述的一種智能花灑及其實(shí)現(xiàn)方法，所述花灑主體的空間姿態(tài)數(shù)據(jù)，具體為：

花灑距離地面1.8M-3M，控制單元控制噴灑機(jī)構(gòu)不工作；

花灑距離地面1.45M-1.7M，花灑噴嘴位于用戶(hù)前方，控制單元控制噴灑機(jī)構(gòu)噴小流水、低水速和小面積運(yùn)行；

花灑距離地面1.45M-1.7M，花灑噴嘴位于用戶(hù)后方，控制單元控制噴灑機(jī)構(gòu)噴小流水、中水速和小面積運(yùn)行；

花灑距離地面0.98M-1.35M，花灑噴嘴位于用戶(hù)前方，控制單元控制噴灑機(jī)構(gòu)噴中流水、中水速和大面積運(yùn)行；

花灑距離地面0.98M-1.35M，花灑噴嘴位于用戶(hù)后方，控制單元控制噴灑機(jī)構(gòu)噴中流水、高水速和大面積運(yùn)行；

花灑距離地面0.4M-0.5M，花灑噴嘴位于用戶(hù)前方，控制單元控制噴灑機(jī)構(gòu)噴低流水、低水速和小面積運(yùn)行；

花灑距離地面0.4M-0.5M，花灑噴嘴位于用戶(hù)后方，控制單元控制噴灑機(jī)構(gòu)噴低流水、低水速和大面積運(yùn)行；

花灑距離地面0.06M-0.3M，花灑噴嘴位于用戶(hù)前方，控制單元控制噴灑機(jī)構(gòu)噴高流水、高水速和小面積運(yùn)行；

花灑距離地面0.06M-0.3M，花灑噴嘴位于用戶(hù)后方，控制單元控制噴灑機(jī)構(gòu)噴高流水、超高水速和大面積運(yùn)行。

上述的一種智能花灑及其實(shí)現(xiàn)方法，所述設(shè)置傳感器參數(shù)具體為：三軸傳感器閥值、加速度傳感器閥值、角速度傳感器閥值、地磁傳感器閥值。

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

附圖說(shuō)明

構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明一種智能花灑的原理架構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明一種智能花灑及其實(shí)現(xiàn)方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合本發(fā)明的附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參照?qǐng)D1所示：

一種智能花灑，包括：花灑主體A、傳感器1、控制單元2、供電電源3、噴灑機(jī)構(gòu)4，所述傳感器1、控制單元2、供電電源3和噴灑機(jī)構(gòu)4電性連接。

所述供電電源3可以通熱水器自帶的電源連接，也可以采用供電電池，電池可以花灑主體背面設(shè)有拆卸外殼，方便電池更換，本方案優(yōu)先選用與熱水器自帶的電源連接的方案。

所述花灑主體A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)還包括：散水碟、葉輪、射水碟、分水盤(pán)它們的主要作用是起到過(guò)濾水中的雜質(zhì)、控制水流的速度增壓或者減壓的作用。

所述傳感器1包括：三軸傳感器101、加速度傳感器102、角速度傳感器103、地磁傳感器104，進(jìn)一步的，三軸傳感器101采用MMA7660型號(hào)三軸傳感器，由數(shù)字IIC輸出，是低功耗MEMS傳感器，具有低通濾波器，用于0g和增益誤差的補(bǔ)償以及用戶(hù)可配置的轉(zhuǎn)化成6位數(shù)值，模擬電壓為2.4-3.6V，數(shù)字工作電壓1.71-3.6V。

所述噴灑機(jī)構(gòu)4包括：馬達(dá)401、電磁線(xiàn)圈402、步進(jìn)控制器403和旋轉(zhuǎn)噴灑網(wǎng)404，所述的旋轉(zhuǎn)噴灑網(wǎng)404設(shè)有不同的孔位，用于自動(dòng)切換噴灑水流和噴灑速度。

所述控制單元2包括處理器201、存儲(chǔ)器202和保護(hù)電路203，保護(hù)電路203用于保護(hù)用戶(hù)安全，當(dāng)花灑不小心跌落到地上，造成結(jié)構(gòu)和電路損壞前自動(dòng)斷電，防止漏電，同時(shí)保護(hù)電路靈敏度高，當(dāng)用戶(hù)操作花灑因意外觸電或熱水器漏電時(shí)，能在0.1ｓ時(shí)間內(nèi)切斷電源，功耗動(dòng)作最大電流為１μＡ。實(shí)際上，本實(shí)施例的電源保護(hù)在熱水器已經(jīng)配置，花灑端這樣設(shè)計(jì)多一層安全保護(hù)，如果采用電池供電方案，本實(shí)施例依然采用。

所述傳感器1、控制單元2、供電電源3、噴灑機(jī)構(gòu)4位于所述花灑主體A內(nèi)部，并封裝在密閉的塑料外殼中，外殼做防水密封處理，供電電源3的電源線(xiàn)單獨(dú)引線(xiàn)出來(lái)做安裝用，電源線(xiàn)與塑料外殼接觸的孔位用防水膠密封。

請(qǐng)參照?qǐng)D2所示：

一種智能花灑及其實(shí)現(xiàn)方法，所述方法包括：

S101設(shè)置傳感器參數(shù)，將花灑主體的空間姿態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣；

S102將采樣的空間姿態(tài)數(shù)據(jù)通過(guò)傳感器算法進(jìn)行建模；

S103建模后把算法數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)出控制指令數(shù)據(jù)，并把控制指令數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到控制單元的存儲(chǔ)器；

S104花灑主體使用時(shí)，傳感器監(jiān)測(cè)花灑主體的空間姿態(tài)數(shù)據(jù)，并與內(nèi)部的建模算法數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析；

S105控制單元發(fā)送控制指令數(shù)據(jù)到噴灑機(jī)構(gòu)，控制步進(jìn)控制器工作，自動(dòng)調(diào)節(jié)水流、水速和噴灑面積。

上述的一種智能花灑及其實(shí)現(xiàn)方法，所述花灑主體的空間姿態(tài)數(shù)據(jù)，具體實(shí)施方法為：

（1）建立一個(gè)簡(jiǎn)易的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，在實(shí)驗(yàn)環(huán)境下,使用一個(gè)集成有三軸加速度傳感器的采集器佩戴在測(cè)試者的手部進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，共采集了60種運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，基于人體沐浴運(yùn)動(dòng)姿態(tài)時(shí)不同動(dòng)作加速度的變化速率不同這個(gè)特點(diǎn)，推算兩種體現(xiàn)加速度變化速率的特征：近斜率和前后差；

（2）引入蜜蜂交配優(yōu)化算法，采用一種蜜蜂交配優(yōu)化的隨機(jī)森林算法，首先提取原始加速度信號(hào)的5種特征，然后構(gòu)建多個(gè)隨機(jī)森林(也就是蜜蜂),選擇最優(yōu)的蜂王，建立一個(gè)最優(yōu)分類(lèi)模型，最后對(duì)待分類(lèi)運(yùn)動(dòng)姿態(tài)進(jìn)行識(shí)別，測(cè)試近斜率和前后差的使用頻度，并在同等條件下與隨機(jī)森林算法和支持向量機(jī)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)比較；

（3）通過(guò)曲線(xiàn)擬合與k近鄰算法相結(jié)合的人體沐浴運(yùn)動(dòng)姿態(tài)識(shí)別方法，首先對(duì)加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行等長(zhǎng)同行為分組，然后進(jìn)行多項(xiàng)式最小二乘曲線(xiàn)擬合，最后以曲線(xiàn)相似度作為距離計(jì)算準(zhǔn)則，使用k近鄰構(gòu)建分類(lèi)器對(duì)人體沐浴運(yùn)動(dòng)姿態(tài)進(jìn)行識(shí)別，經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，并與經(jīng)典分類(lèi)算法進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明該識(shí)別方法可行且有效?？傮w來(lái)說(shuō)，基于加速度傳感器的人體沐浴運(yùn)動(dòng)姿態(tài)識(shí)別還處于發(fā)展階段,該研究?jī)?nèi)容既具有重要的理論價(jià)值，又具有迫切的應(yīng)用需求，所以值得我們?nèi)ミM(jìn)行更深入的有效研究，并將之應(yīng)用于實(shí)際。