震动光谱复合传感液体毒物报警系统及智能饮用容器的制作方法

本发明涉及领域，具体是指震动光谱复合传感液体毒物报警系统及智能饮用容器。

背景技术：

1、随着智能家居与可穿戴设备的普及，消费者对日常饮水安全的需求日益增长。传统的液体监测方案主要存在以下技术缺陷：

2、监测手段单一，抗干扰能力差：现有的智能水杯多仅配备基础理化传感器（如tds笔或简单的ph计），无法针对复杂的化学合成毒素进行定性分析。而高精度的光谱或电化学传感器对环境温度、酸碱度及悬浮颗粒高度敏感，在复杂的饮用场景中极易产生基线漂移，导致误报率极高。

3、传感器功耗管理与响应效率的矛盾：为了追求检测精度，连续开启高性能传感器会导致系统功耗激增，严重缩短续航，且频繁开启会加速传感器件的物理损耗。目前缺乏一种能够根据液体安全等级动态调度传感器的管理机制。

4、缺乏主动物理阻断机制：现有的水质报警系统多采用“被动提示”模式（即仅在app或杯身显示警报信息），无法从硬件底层实施强制阻断。当用户在紧急情况下（如在陌生环境下）误操作时，仅靠文字提示无法有效保障饮用安全。

5、环境适应性不足：饮用液体成分复杂，除水外还常包含茶叶、咖啡等添加物，现有技术缺乏有效的用户操作学习能力和环境基准校准能力，导致“误报警”成为影响用户体验的关键痛点。

技术实现思路

1、根据本发明的实施例，提供了震动光谱复合传感液体毒物报警系统及智能饮用容器。用于解决现有背景问题的问题。

2、在本发明的第一方面，提供了震动光谱复合传感液体毒物报警系统及智能饮用容器。

3、该震动光谱复合传感液体毒物报警系统，包括电子电路板、四个监测组件、时序调度模块、数据采集模块、交叉验证与综合评估模块、分级预警控制模块、通信模块、声光交互模块和电磁锁控制模块；

4、所述时序调度模块、所述数据采集模块、所述交叉验证与综合评估模块以及所述分级预警控制模块均集成于所述电子电路板的核心处理芯片中；所述四个监测组件分别与所述数据采集模块电性连接；所述分级预警控制模块分别与所述声光交互模块、所述电磁锁控制模块以及所述通信模块电性连接；

5、所述时序调度模块用于按照预设的阶梯式时序依次激活所述四个监测组件；

6、所述数据采集模块用于读取处于激活状态的监测组件采集的液体参数；

7、所述交叉验证与综合评估模块用于提取先序激活的监测组件输出的液体参数作为环境变量，并调用所述环境变量对后序激活的监测组件输出的检测数据进行动态漂移校准与基线平滑处理，结合比对结果输出综合风险评级；

8、所述分级预警控制模块用于根据所述综合风险评级实施差异化的电磁锁定与预警交互策略。

9、优选的，所述四个监测组件分别配置为第一监测组件、第二监测组件、第三监测组件和第四监测组件；

10、所述第一监测组件配置为震动光谱传感单元，用于发射激发光并接收液体分子的拉曼或红外光谱特征序列；

11、所述第二监测组件配置为电化学传感单元，用于向水体施加扫描电压并获取重金属离子的氧化还原电流曲线；

12、所述第三监测组件配置为物理特性传感单元，用于获取液体的溶解性总固体与浑浊度参数；

13、所述第四监测组件配置为理化环境传感单元，用于获取液体的实时温度与酸碱度。

14、优选的，所述时序调度模块按照所述阶梯式时序依次激活所述四个监测组件的具体执行过程包括：

15、首先激活所述第四监测组件和所述第三监测组件；

16、随后激活所述第二监测组件；

17、最后激活所述第一监测组件。

18、优选的，所述交叉验证与综合评估模块执行动态漂移校准与基线平滑处理的具体执行过程包括：

19、将所述第四监测组件采集的所述温度和所述酸碱度作为所述环境变量，利用预设的补偿算法对所述第二监测组件获取的氧化还原峰位电位进行漂移校准，输出修正后的重金属离子浓度；

20、引入所述第三监测组件获取的所述浑浊度参数，对所述第一监测组件获取的原始光谱序列进行动态荧光背景扣除与基线平滑处理，提取光谱特征波峰并与本地数据库进行比对，以输出所述综合风险评级。

21、优选的，还包括用户交互接管模块，所述用户交互接管模块集成于所述电子电路板的核心处理芯片中；所述分级预警控制模块根据所述综合风险评级实施的差异化策略包括相互独立的一级预警、二级预警和三级预警。

22、优选的，当所述交叉验证与综合评估模块判定水样不存在有害化学成分及重金属超标，但基础理化参数偏离最佳饮用区间时，触发所述一级预警；

23、在所述一级预警状态下，所述分级预警控制模块控制所述电磁锁控制模块下发解锁指令以解除物理锁定，同时控制所述声光交互模块发出常规安全提示。

24、优选的，当在光谱特征序列中提取到未知特征波峰且未匹配到致命毒物矩阵时，触发所述二级预警；

25、在所述二级预警状态下，所述分级预警控制模块控制所述电磁锁控制模块保持锁定状态，所述通信模块向外部智能终端推送授权请求，且所述用户交互接管模块介入运行；

26、若所述用户交互接管模块接收到安全授权指令，则将该光谱特征序列标记为安全白名单，并控制所述电磁锁控制模块解锁；若未接收到授权指令，所述电磁锁控制模块持续保持锁定状态。

27、优选的，当所述交叉验证与综合评估模块匹配到剧毒物质的光谱特征，或检测到强酸、强碱及重金属超标时，触发所述三级预警；

28、在所述三级预警状态下，所述分级预警控制模块控制所述电磁锁控制模块进入高功率持续锁定状态，以切断硬件解锁回路，所述声光交互模块触发爆闪与蜂鸣警报；在此状态下，所述用户交互接管模块被强制挂起，拒绝接受任何授权解锁指令。

29、在本发明的第二方面，提供了智能饮用容器。

30、包括容器组件、连接组件和切换组件；

31、所述容器组件包括盖体、杯体和设置在所述杯体内部的空腔，所述盖体旋合连接于所述杯体的顶端开口处；

32、所述切换组件设置于所述杯体的底部，包括顶板、转板以及四个监测组件；所述顶板固定设置在所述空腔的底部内壁上，所述转板转动设置于所述顶板下方，所述顶板与所述转板紧密贴合以在所述杯体内部形成物理水封隔断；所述转板上开设有检测槽，所述四个监测组件安装于所述检测槽内部，所述顶板上开设有与所述检测槽相配合的孔体；

33、所述连接组件包括电磁铁和磁吸件，二者分别对应设置在所述杯体顶端的外侧和所述盖体的内侧，所述电磁铁与所述报警系统的电磁锁控制模块电性连接；

34、所述转板与所述盖体传动连接，当所述盖体旋松至预设位置时，所述盖体的旋合位移驱动所述转板转动，使得所述孔体与所述检测槽精确对齐，以供所述空腔内的液体流入所述检测槽内进行并行监测，同时所述报警系统触发所述电磁铁通电吸附所述磁吸件，将所述盖体锁定于该预设位置。

35、优选的，在日常盖体旋紧状态下，所述顶板的孔体与所述转板的检测槽处于错开封闭状态，使得所述四个监测组件与所述空腔内的液体保持物理隔离；

36、当所述报警系统判定水质安全并控制所述电磁铁断电解锁后，所述检测槽与所述孔体在所述盖体取下及饮用过程中保持连通状态，以使所述检测槽内部的残余水样在所述杯体倾斜或倒置时依靠重力通过所述孔体倒流排回所述空腔内。

37、本技术中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

38、本发明提供的震动光谱复合传感液体毒物报警系统及智能饮用容器，通过“交叉验证与综合评估模块”与“时序调度模块”协同，本发明利用理化环境数据（温度、ph、浊度）作为基准，对高敏感度的震动光谱信号与电化学信号进行动态补偿与基线平滑。这一机制有效消除了环境波动导致的信号漂移，显著提升了在复杂液体环境下的检测精确度和稳定性。

39、应当理解， 技术实现要素： 部分中所描述的内容并非旨在限定本发明的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。