[發(fā)明專(zhuān)利]基于Arduino單片機(jī)的飲水?dāng)?shù)據(jù)檢測(cè)方法及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210233850.0
• 申請(qǐng)日: 2022-03-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114791311A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-07-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 翁志斌;伍衍恩;韋蘊(yùn)珊;陳穎宇;戚詩(shī)儀
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 廣州大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01F22/02
• 分類(lèi)號(hào): G01F22/02;G01G17/04;G05B19/042
• 代理公司: 北京高航知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11530
• 代理人: 劉艷玲

1.基于Arduino單片機(jī)的飲水?dāng)?shù)據(jù)檢測(cè)方法，其特征在于，包括：

S1，通過(guò)傾角傳感器實(shí)時(shí)獲得水杯在Z軸上的傾角z，柔性壓力傳感器實(shí)時(shí)獲取水杯的側(cè)壁壓力p；

S2，判斷側(cè)壁壓力p和傾角z是否同時(shí)為0且穩(wěn)定T秒，若是，則判定水杯為穩(wěn)定狀態(tài)，通過(guò)稱(chēng)重傳感器獲取此時(shí)水杯的第一重力；

S3，等待側(cè)壁壓力p和傾角z下一次同時(shí)為0且穩(wěn)定T秒，通過(guò)稱(chēng)重傳感器獲取此時(shí)水杯的第二重力；

S4，基于第一重力和第二重力計(jì)算重力差，基于重力差計(jì)算水杯的變化水量；

S5，判斷本次水杯重力的變化是否由飲水動(dòng)作引起，若是，則將變化水量作為飲水量，若否，則將變化水量作為倒水量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Arduino單片機(jī)的飲水?dāng)?shù)據(jù)檢測(cè)方法，其特征在于，所述S5包括：

S51，獲取飲水時(shí)間t_k，動(dòng)作時(shí)間t_d，實(shí)際重力差Δw_k，標(biāo)準(zhǔn)重力差Δw_d；

S52，利用t_k、t_d、Δw_k、Δw_d構(gòu)造判斷因子ρ，計(jì)算公式如下：

S53，判斷ρ是否大于預(yù)設(shè)的訓(xùn)練閾值ρ₀，若是，則判定本次水杯重力的變化由飲水動(dòng)作引起，若否，則判定本次水杯重力的變化不是由飲水動(dòng)作引起。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Arduino單片機(jī)的飲水?dāng)?shù)據(jù)檢測(cè)方法，其特征在于，所述T的數(shù)值為2。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于Arduino單片機(jī)的飲水?dāng)?shù)據(jù)檢測(cè)方法，其特征在于，所述訓(xùn)練閾值ρ₀的數(shù)值為0.7。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于Arduino單片機(jī)的飲水?dāng)?shù)據(jù)檢測(cè)方法，其特征在于，通過(guò)如下方式獲取飲水時(shí)間t_k和動(dòng)作時(shí)間t_d：

S511，對(duì)傾角z進(jìn)行中值濾波處理，獲得濾波后的傾角；

S512，對(duì)濾波后的傾角求導(dǎo)，得到傾角的斜率；

S513，對(duì)傾角的斜率取絕對(duì)值，以一次完整的飲水過(guò)程中傾角最大值的20％作為閾值進(jìn)行濾波；

S514，獲取相鄰極值點(diǎn)間隔最大的兩個(gè)極值點(diǎn)的時(shí)間差值，即為飲水時(shí)間t_k；

S515，獲取高通濾波后傾角斜率絕對(duì)值中非零數(shù)值區(qū)域持續(xù)的時(shí)間作為動(dòng)作時(shí)間t_d。

6.基于Arduino單片機(jī)的飲水?dāng)?shù)據(jù)檢測(cè)裝置，用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的基于Arduino單片機(jī)的飲水?dāng)?shù)據(jù)檢測(cè)方法，其特征在于，包括電源模塊、傳感器模塊、Arduino單片機(jī)模塊、通信模塊和客戶(hù)端模塊；

電源模塊用于為傳感器模塊、Arduino單片機(jī)模塊、通信模塊進(jìn)行供電；

傳感器模塊用于獲取水杯的傾角、側(cè)壁壓力和重力；

Arduino單片機(jī)模塊用于基于水杯的傾角、側(cè)壁壓力和重力獲取飲水量；

通信模塊用于將飲水量發(fā)送至客戶(hù)端模塊；

客戶(hù)端模塊用于對(duì)飲水量進(jìn)行管理。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于Arduino單片機(jī)的飲水?dāng)?shù)據(jù)檢測(cè)裝置，其特征在于，所述傳感器模塊包括傾角傳感器、柔性壓力傳感器和稱(chēng)重傳感器；

傾角傳感器用于獲取水杯的傾角；

柔性壓力傳感器用于獲取水杯的側(cè)壁壓力；

稱(chēng)重傳感器用于獲取水杯的重力。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于Arduino單片機(jī)的飲水?dāng)?shù)據(jù)檢測(cè)裝置，其特征在于，所述通信模塊包括藍(lán)牙。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于Arduino單片機(jī)的飲水?dāng)?shù)據(jù)檢測(cè)裝置，其特征在于，所述客戶(hù)端模塊包括微信小程序。