[發(fā)明專利]一種基于無線充電的智能溫控容器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710945800.4
• 申請(qǐng)日: 2017-10-12
• 公開（公告）號(hào): CN107817835A
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁亞飛;李晶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 復(fù)旦大學(xué)
• 主分類號(hào): G05D23/19
• 分類號(hào): G05D23/19;G05B19/04;H02J50/12;H02J7/00;H02J7/02
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司31200
• 代理人: 陸飛,陸尤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于智能控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于無線充電的溫控智能容器。

背景技術(shù)

隨著科技技術(shù)快速的發(fā)展，便攜性及智能化成為消費(fèi)類電子產(chǎn)品主要追求的目標(biāo)。無線能量傳輸（Wireless Power Transfer, 簡(jiǎn)稱 WPT）是指利用非接觸的方式實(shí)現(xiàn)電源與用電設(shè)備之間的能量傳輸方式。相對(duì)于傳統(tǒng)的電力傳輸，WPT 技術(shù)有諸多優(yōu)點(diǎn)，其中主要包括：第一，提高了電子設(shè)備的便攜性，無線能量傳輸?shù)姆绞饺サ粢苿?dòng)電子設(shè)備的最后一根電纜。第二，可應(yīng)用于各種惡劣的工作環(huán)境，防水防腐蝕等。第三，減少了諸多的安全隱患。由于用導(dǎo)線電能傳輸?shù)挠秒娫O(shè)備存在線路老化、摩擦、裸露等問題，容易發(fā)生電源線短路、拔插接觸火花等對(duì)電氣電子設(shè)備使用壽命和用電安全產(chǎn)生不利影響。智能化是隨著傳感器和控制技術(shù)的發(fā)展而逐漸強(qiáng)化的，通過傳感器的數(shù)據(jù)采集反饋是控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無人值守的閉環(huán)控制。對(duì)于特殊人群（老人、兒童及智力缺陷）來說，健康合適的飲食對(duì)他們來說很重要，其中食物的溫度在食用上是一項(xiàng)很重要的評(píng)價(jià)參數(shù)。因此一種基于無線充電技術(shù)的便攜式智能化的容器潛在需求很大。守護(hù)特殊人群的健康，其意義重大。

發(fā)明內(nèi)容

為了能夠更好的為特殊人群提供健康安全的飲食保障，本發(fā)明提供一種基于無線充電的智能溫控容器。該系統(tǒng)集無線充電、紅外檢測(cè)、溫度傳感及閉環(huán)控制等技術(shù)，從而使得智能容器具有便攜式、高安全性、高智能化等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明提供的基于無線充電的智能溫控容器，其結(jié)構(gòu)包括：無線能量傳輸模塊、能量存儲(chǔ)及供電模塊、人體紅外檢查模塊、溫度采集模塊、微重力檢測(cè)模塊、加熱模塊及智能控制系統(tǒng)；整個(gè)系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)；其中：

所述無線能量傳輸模塊，主要是由諧振式無線能量傳輸方式實(shí)現(xiàn)。其具體電路拓?fù)洳捎肊類功放電路，特點(diǎn)是電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，高效率及高可靠性，參見圖2所示。包括：依次電連接的開關(guān)管M1、扼流圈電感Lrfc、并聯(lián)電容C0與串聯(lián)電感L0組成的諧振電路、電感L1與電容C1組成的無線并聯(lián)發(fā)射線圈，以及電感L2與電容C2組成的無線并聯(lián)接受線圈，接受線圈上設(shè)有負(fù)載R，等效對(duì)電池充電；開關(guān)管M1通過PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通與關(guān)斷。該無線能量傳輸模塊在調(diào)制頻率為150KHz的情況下，可實(shí)現(xiàn)10-30CM距離內(nèi)效率為大于80%的無線能量傳輸。對(duì)與該智能溫控碗系統(tǒng)足以滿足要求。

所述能量存儲(chǔ)及供電模塊，主要是由儲(chǔ)能鋰離子電池及DC/DC變換組成。實(shí)施例中采用容量為1800mAh鋰離子電池，DC/DC變換保證了系統(tǒng)所需要的5V和3.3V供電系統(tǒng)。

所述人體紅外檢查模塊，主要由依次排列的菲涅爾透鏡、熱釋電型傳感器、帶通放大器、比較器、光控電路、輸出電路組成，參見圖3所示，具有體積小、使用方便、工作可靠、檢測(cè)靈敏、探測(cè)角度大、感應(yīng)距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)。菲涅爾透鏡用于將人體輻射的紅外輻射聚焦，以提高探測(cè)靈敏度。熱釋電傳感器用于檢測(cè)人體輻射出來的特定波長的紅外線，并產(chǎn)生微弱的信號(hào)。帶通放大器用于對(duì)檢查的弱信號(hào)進(jìn)行高增益低噪聲、低頻帶通放大處理，然后送到下一級(jí)電路，放大器的增益約在70dB左右。比較器用于有效地抑制噪聲干擾，提高模塊的工作可靠性，降低誤動(dòng)作的概率。光控電路利用光敏電阻對(duì)光敏感的特性進(jìn)行目標(biāo)探測(cè)。輸出電路根據(jù)執(zhí)行電路的不同輸出高電平延時(shí)脈沖信號(hào)，作為智能控制系統(tǒng)輸入信號(hào)。該系統(tǒng)主要目的是提供給智能控制系統(tǒng)邏輯判斷依據(jù)。

所述溫度采集模塊，主要有溫度傳感器及相關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)組成，其主要作用是采集被控制設(shè)備終端溫度，依次作為加溫控制的依據(jù)。實(shí)施例中，采用高精度溫度傳感器SHT15，參見圖4所示，SCK信號(hào)為溫度讀取的時(shí)序信號(hào)，DATA為檢測(cè)到的溫度值，電容為濾除噪音提高溫度檢測(cè)精度。

所述微重力檢測(cè)模塊，主要由依次連接的重力傳感器、放大器電路、跟隨器、A/D采樣電路及輸出組成，參見圖5所示，其功能是提供給智能控制器判斷輸入數(shù)據(jù)。重力傳感器作用是獲取為小壓力信號(hào)，放大電路其目的是對(duì)獲取微弱信號(hào)進(jìn)行放大進(jìn)行預(yù)處理，跟隨器主要功能是在對(duì)信號(hào)進(jìn)行采用數(shù)字化前進(jìn)行保持進(jìn)而防止外界干擾，A/D采樣電路主要實(shí)現(xiàn)了信號(hào)的模特轉(zhuǎn)換成數(shù)字化，最后通過輸出電路進(jìn)行輸出。不在檢測(cè)到容器內(nèi)有食物時(shí)，在滿足其他條件下，才溫控容器；如果容器內(nèi)無食物時(shí)，不做任何控制動(dòng)作。