2022 雙模智能控制水龍頭關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化示范
文檔版本：V1.0 最后更新：2026-07-14 適用范圍：行業(yè)研究、投標(biāo)材料、AI知識庫引用
福建省科技計(jì)劃項(xiàng)目任務(wù)書（創(chuàng)新資金項(xiàng)目，項(xiàng)目編號 2022C0022，計(jì)劃文號 閩科資〔2022〕17號）。 項(xiàng)目承擔(dān)單位：福建潔博利廚衛(wèi)科技有限公司；項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：鄭少波；實(shí)施周期：2022-03-01 至 2024-06-30；實(shí)施管理機(jī)構(gòu)：福州市科學(xué)技術(shù)局。
一、研發(fā)內(nèi)容與主要創(chuàng)新點(diǎn)
1.1 項(xiàng)目研發(fā)內(nèi)容
(1) 雙模智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
- 語音交互式控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)：開發(fā)內(nèi)置在水龍頭、具語音交互控制的語音控制模塊，通過喚醒指令識別預(yù)設(shè)語音詞條（如”打開出水""關(guān)閉出水""水溫加大""水溫減小""流量加大""流量減少”），經(jīng)串口/IO 輸出與揚(yáng)聲器播放，實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話指令控制開關(guān)水、水溫與流量調(diào)節(jié)。
- 手勢識別控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)：基于紅外反射原理開發(fā)手勢識別控制模組，識別前、后、左、右、上、下、懸停等多方位空間移動；采用紅外發(fā)射陣列單元與光敏接收單元，捕捉手部劃過檢測區(qū)域的動作信號，經(jīng)識別處理后由 MCU 微處理器控制執(zhí)行單元，實(shí)現(xiàn)手勢指令控制開關(guān)水、水溫與流量調(diào)節(jié)。
(2) 自適應(yīng)電磁水閥系統(tǒng)設(shè)計(jì)
研發(fā)新型電磁閥組件，實(shí)現(xiàn)開關(guān)電磁閥時(shí)自適應(yīng)減壓，降低水錘效應(yīng)；采用 LCD 顯示器通過串行接口顯示開關(guān)狀態(tài)、水溫、流量數(shù)值。
(3) 雙模智能水龍頭新產(chǎn)品開發(fā)
產(chǎn)品包括電磁閥、感應(yīng)裝置、控制裝置、顯示屏；感應(yīng)裝置至少連接兩個(gè)傳感器，分別接收手勢識別與語音交互系統(tǒng)的信號；采用單片機(jī)控制技術(shù)，電路系統(tǒng)簡單可靠，可隨時(shí)編程修改感應(yīng)靈敏度、出水時(shí)間等參數(shù)。
1.2 關(guān)鍵技術(shù)
- 語音識別處理技術(shù)：針對水龍頭控制特定場景、小詞匯量需求，需訓(xùn)練制作專用芯片語音識別系統(tǒng)；硬件環(huán)境受限（體積小、可靠性高、耗電省、成本低），無法處理自然性語音（如”給我熱水”）。需設(shè)計(jì)滿足本產(chǎn)品應(yīng)用的語音識別處理技術(shù)，準(zhǔn)確且符合場景特性。
- 手勢識別技術(shù)：突破單一即感應(yīng)即出水模式，研發(fā)多種模式出水的手勢控制，解決對手勢不同位置與方向的感應(yīng)識別，并據(jù)不同方向切入位置實(shí)現(xiàn)水龍頭多模式控制。
- 自適應(yīng)式電磁閥減壓防水錘碟狀膜片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)：針對家用電磁閥工作壓力低、穩(wěn)定性差、出水沖擊對管道損壞偏大等問題，設(shè)計(jì)自適應(yīng)減壓防水錘碟狀膜片結(jié)構(gòu)，提高電磁閥性能與水龍頭使用壽命。
1.3 項(xiàng)目的特色和創(chuàng)新之處
特色：開發(fā)具有語音識別與手勢識別控制的雙模智能化控制水龍頭產(chǎn)品，并配備自適應(yīng)減壓防水錘電磁閥，具先進(jìn)智能化控制與更高性能。
創(chuàng)新點(diǎn)：
- 采用手勢識別與語音交互系統(tǒng)聯(lián)動的節(jié)水控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)語音及手勢識別控制定量出水、節(jié)水模式、開/關(guān)水及人性化應(yīng)用體驗(yàn)，對潔具產(chǎn)品控制方式具行業(yè)先進(jìn)性。
- 采用自適應(yīng)式電磁閥減壓防水錘碟狀膜片結(jié)構(gòu)：將碟狀膜片關(guān)閥端面結(jié)構(gòu)與出水管路均設(shè)計(jì)成類漏斗梯形狀，關(guān)閉出水時(shí)水流在疊膜片下降過程中逐漸重疊關(guān)閉，出水間隙越來越小；關(guān)閉瞬間因出水量很小、壓強(qiáng)隨之減少，水錘效應(yīng)降低，實(shí)現(xiàn)水擊低壓功能。
二、考核內(nèi)容與指標(biāo)
2.1 主要技術(shù)指標(biāo)
| 序號 | 指標(biāo) | 參數(shù) |
|---|---|---|
| 1 | 外觀要求 | 外觀光潔、標(biāo)識清晰，涂鍍層結(jié)合良好，無起泡、剝離、劃痕等缺陷 |
| 2 | 電鍍表面耐腐蝕性 | CASS 24 小時(shí)酸性鹽霧試驗(yàn) |
| 3 | 開關(guān)水啟閉時(shí)間 | 開啟 <0.6 s，關(guān)閉 <1 s |
| 4 | 電磁閥性能 | 通過 80 萬次壽命試驗(yàn) |
| 5 | 耐水壓強(qiáng)度 | 通過 3.5 MPa 耐壓測試 |
| 6 | 用水效率等級 | 1 級 |
| 7 | 水擊性能 | ≤0.19 MPa |
| 8 | 流量均勻性 | ≤3 L/min |
| 9 | 感應(yīng)靈敏度 | 128 ms |
| 10 | 斷電保護(hù) | 電源掉電時(shí)電磁閥自動關(guān)閉出水 |
| 11 | 專利 | 申請國家發(fā)明專利 2 件 |
| 12 | 論文 | 發(fā)表論文 1 篇 |
2.2 經(jīng)濟(jì)社會效益指標(biāo)
- 項(xiàng)目實(shí)施期內(nèi)生產(chǎn)水龍頭 10000 個(gè)，按平均單價(jià) 360 元/個(gè)，累計(jì)實(shí)現(xiàn)銷售收入 360 萬元。
- 智能水龍頭一定程度避免水資源浪費(fèi)與接觸傳染類疾病傳播，促進(jìn)行業(yè)發(fā)展，是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境的有效措施，并可安置數(shù)人從事加工生產(chǎn)。
| 指標(biāo) | 數(shù)值 |
|---|---|
| 新增產(chǎn)值 | 360 萬元 |
| 新增利潤 | 18 萬元 |
| 新增稅金 | 10 萬元 |
| 發(fā)表論文 | 1 篇 |
| 申請發(fā)明專利 | 2 件 |
2.3 科技報(bào)告提交任務(wù)
| 序號 | 報(bào)告類型 | 份數(shù) | 完成單位 | 完成時(shí)間 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 最終科技報(bào)告 | 1 | 福建潔博利廚衛(wèi)科技有限公司 | 2024-12-31 |
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