具有验证、加密和锁定的个人戒烟装置

背景

1.发明领域

本申请总体上涉及便携式戒烟装置，并且具体地涉及一种具有验证、加密和锁定的模块化便携式戒烟装置。

2.背景技术

无数吸烟者已经采用了某种形式的便携式戒烟(PSC)装置来促进烟草产品抽吸的戒除。典型地，电池操作的PSC装置包括装置本体、附接至装置本体的电池以及通常调味的液体的贮存器，该贮存器包含诸如尼古丁等活性成分。贮存器还可以被称为“容器”或烟弹，并且液体可以被称为“电子烟液(e-liquid)”或“果汁”。通过经由PSC装置吸入，电子烟液可以被芯吸到产生用于吸入的烟样蒸汽的电燃烧室中。这种活动可以被称为“蒸汽吸(vaping)”。

此类装置的某些使用者可能不具有停止使用烟草或尼古丁产品的意图，并且如本文所使用的术语“PSC装置”是足够宽泛的以覆盖本文所披露的用于各种化学品的蒸汽吸或吸入的装置或部件，无论使用者是否旨在未来停止他或她的行为。

虽然蒸汽吸比烟草抽吸危险性更小，但最近的事件表明电子烟液材料可能是不可靠的，并且PSC装置或其部件可能被仿冒或修改，使得一些使用者遭受肺部损伤以及甚至死亡。此外，蒸汽吸在包括高中和初中儿童的年轻人中变得普遍。实际上，在2018年12月18日的新闻发布会中，美国卫生部长Jerome M.Adams正式宣布在青年当中电子烟的使用是“传染病(流行病)”。

防止青少年购买PSC装置和使用仿制电子烟液材料已经成为首要任务。甚至对于年龄适当的使用者，当前的PSC装置也可能存在困难。例如，根本无法充分控制所使用的电子烟液的数量和特性。不能准确地跟踪和分析与装置和电子烟液使用相关的数据。装置和电子烟液伪造是常见的。装置不可能是智能的，也就是说，即使不是不可能的，也难以跟踪电子烟液使用和特性以及PSC装置识别和操作数据。而且，电子烟液泄漏是常见的。通常，使用者需要手动调整不同选项。而且，蒸汽和电子烟液信息不能被收集，所以设备不能参与智能分析和操作。此外，电子烟液烟弹的结构可以允许不时偶尔的电子烟液泄露。此外，蒸汽和电子烟液的类型可能是复杂的。目前，电子烟液不能追溯到来源，不能进行批量管理，而且不能提供准确的装置和电子烟液使用信息，包括装置统计信息。

需要一种PSC装置，其使得伪造和非法装置使用变得困难并且可以识别和使用可靠的电子烟液。

发明内容

本发明提供了一种个人戒烟(PSC)装置，其使得伪造和非法装置使用变得困难，其可以识别和使用可靠的电子烟液，其可以通过触摸接触件而被电子锁定，并且其可以向使用者提供关于使用统计信息的数据和反馈。

本发明还提供了一种PSC装置，包括电子烟液烟弹、设置在电子烟液烟弹内的EEPROM以及与EEPROM通信地耦接的主体(host body，主机体)。电子烟液烟弹内的EEPROM与主体通信。EEPROM是数据加密EEPROM，在该EEPROM中，到达EEPROM的数据被加密，并且来自EEPROM的数据被解密。EEPROM是验证EEPROM，在该EEPROM中，使用者被验证为授权使用者。在实施方式中，验证EEPROM是多因素验证EEPROM，在该EEPROM中，使用者提供多个验证因素，使得使用者被验证为授权使用者。PSC装置包括触敏电子锁。在实施方式中，电子锁被放置在主体内。在实施方式中，电子锁与凹型USB连接件耦接。通过触摸凹型USB连接件可以启动电子锁。电子烟液烟弹通过第一预选机电连接件与主体耦接，该第一预选机电连接件是将电子烟液烟弹与主机机械地且电气地耦接的USB C型机电连接件。在实施方式中，主机还包括被构造成与PSC装置外部的通信装置交换数据的无线电收发器。在实施方式中，主体被构造成容纳可充电电池、可更换电池或可充电、可更换电池。

本发明还提供了一种个人戒烟(PSC)装置，其包括：电子烟液烟弹，该电子烟液烟弹存储待汽化的预选流体和被构造成汽化预选流体的汽化元件。还包括电子烟液烟弹内的EEPROM，其中，EEPROM具有存储于其中的通用唯一标识符(UUID)，其中，EEPROM有助于验证使用者、电子烟液烟弹和预选流体，并且其中，EEPROM有助于加密所接收的数据以及解密所传输的数据。装置还包括主体，该主体具有第一凹型USB-C机电连接件，该第一凹型USB-C机电连接件与具有第一凸型USB-C机电连接件的EEPROM通信地耦接。第一凸型USB-C机电连接件和第一凹型USB-C机电连接件在EEPROM与主体之间形成积极的机械连接和电连接。主体与EEPROM交换数据。主体包括电子锁。在实施方式中，电子锁可逆地锁定EEPROM，并且电子锁与第二凹型USB-C机电连接件可操作地耦接。在实施方式中，PSC装置还包括与EEPROM耦接的蓝牙无线电收发器，其中，蓝牙无线电收发器在PSC装置与设置在外部通信设备中的第二蓝牙收发器之间传送数据。

通过参考以下书面说明、权利要求和附图，本领域技术人员将进一步理解和领会本发明的这些和其它优点。

附图说明

在未按比例绘制的图中，贯穿说明书，相同的数字指代相同的特征。以下描述不应被视为限制性的意义，而仅仅是为了描述本发明的一般原理。现在将参照附图通过举例来描述本发明的优选实施方式，在图中：

图1是根据本发明的教导的个人戒烟(PSC)装置的立体图；

图2是根据本发明的教导的PSC装置的分解图；

图3是根据本发明的教导的图2的PSC装置的电子烟液烟弹的分解图；

图4是根据本发明的教导的图1的PSC装置组件的图示；

图5是根据本发明的教导的图1的PSC装置组件的图解，其中从上方观察PSC本体；

图6是根据本发明的教导的图1的PSC装置的纵向横截面图，示出了放大的截面；

图7是根据本发明的教导的图1的PSC装置的本体的拼图组装；

图8是根据本发明的教导的图1的PSC装置的剖视图；

图9A是根据本发明的教导的PSC装置中的气流的剖视正视图；

图9B是根据本发明的教导的图9A的一部分的放大图；

图10是根据本发明的教导的PSC装置的反面的剖视图；

图11是根据本发明的教导的与移动装置通信的PSC装置的图示；

图12是根据本发明的教导的包括USB-C连接件的PSC装置本体的底部横向视图；

图13是根据本发明的教导的PSC装置的纵向横截面图；

图14是根据本发明的教导的电子烟液烟弹的正面剖视图；

图15是根据本发明的教导的PSC装置的若干电路的视图；

图16A是根据本发明的教导的USB-C 24引脚连接件的引脚输出(pinout，引脚分配)图示；

图16B是根据本发明的教导的串行EEPROM的引脚输出图示；以及

图17是根据本发明的教导的

参照相关附图详细描述一些实施方式。另外的实施方式、特征和/或优点将从随后的描述中变得明显，或者可以通过实施本发明而获知。

具体实施方式

本实施方式提供了一种个人戒烟(PSC)装置，该装置采用验证、加密或锁定或组合，以便使伪造和非法使用变得困难，并且其操作行为可以被精细地控制，并且其可以提供有帮助的使用统计。目前，不存在具有内置加密或验证装置元件的电子烟液烟弹。本发明可以为伪造问题提供有意义的解决方案，并且其操作行为可以被控制，而且其可以提供有帮助的使用统计。

如本文所使用的，识别是对身份的要求，而验证是验证或证明所要求的身份的动作。在授权中，系统实体或动作者已被授予访问系统资源的权限、许可或能力。加密是数据(称为“明文”)到隐藏数据的原始含义以防止其被知晓或使用的形式(称为“密文”)的密码转换。如果转换是可逆的，则相应的反向过程被称为“解密”，其是将经加密的数据恢复至其原始状态的转换。

参考图1，示出了PSC装置100的实施方式，该装置具有嘴部覆盖件110和耦接至嘴部覆盖件110的主体120。PSC装置100可以通过验证来至少验证使用者和电子烟液二者的真实性。在其中PSC装置100被用作受控或处方药物的吸入器的实施方式中，PSC装置100还可以验证例如剂量、使用频率、使用时间以及医师的处方信息。数据可以被加密并存储在PSC装置100中。在实施方式中，如果验证失败，或者如果使用者选择，那么PSC装置100可以被暂时禁用，例如可逆地锁定。数据可以通过PSC装置100双向地传输，包括但不限于操作数据、使用数据以及使用者人口统计数据。还可以在PSC装置100与外部通信装置，诸如，例如使用蓝牙或其它通信功能的典型智能电话之间，通过使用智能电话(未示出)上的应用来传输数据。PSC装置100中的数据可以被加密以防止数据的未经授权的使用。优选地，图1中的PSC装置100是足够小的以便在使用时被握持在手的手掌内，使得它在被使用时容易被隐藏并且使用者不会感到尴尬或在社交上感到羞耻，但是PSC装置100可选地可以是任意大小。

转到图2，展示了PSC装置200的正面的分解图。PSC装置200可以包括嘴部覆盖件210、耦接至嘴部覆盖件210的电子烟液烟弹220、耦接至电子烟液烟弹220的烟弹连接件230、主体240、电子烟液烟弹与主体240之间的空气密封件235、工作指示灯245、主电池室250、电池260、母板270、物理地且电气地耦接至母板270的负压开关280、耦接至母板270的上主连接件290以及耦接至母板270的下主连接件295。

嘴部覆盖件210可以由模制的刚性或半刚性食品级塑料制成，诸如但不限于，聚丙烯(PP)或PCTG(聚对苯二甲酸亚环己基二亚甲基酯二醇)。PCTG是产生刚性或半刚性结构的食品级热塑性乙二醇改性的对苯二甲酸酯共聚酯。PCTG具有抗腐蚀性、抗浸出性，是可回收利用和可生物降解的，并且不释放毒素双酚A(BPA)。PCTG提供韧性、冲击强度和透明度。PP可能是所有塑料中最安全的，并且是耐热的坚固塑料。由于其高耐热性，即使在暴露于温水或热水时，PP也不太可能浸出，并且被批准用于食物和饮料储存。电子烟液烟弹220也可以由但不限于PCTG制成。烟弹连接件230可以是USB C型(USB-C)凸型连接件，其可以与主体240中的相应凹型USB-C连接件(未示出)形成机电连接，可以便于电子烟液烟弹220与主体240之间的数据交换，并且可以向电子烟液烟弹220提供电力。配对的USB-C连接件还通过USB-C接头提供机械配合和稳定性。

主体240可以为由坚固材料(诸如塑料、金属或复合材料)制成的外壳。在实施方式中，体240可以是CNC铝。体240可以被形成为提供电池室250并接收母板270。电池室250可以将电池260保持在适当位置，该电池可以是具有约3.7V的标称电压和约550mAh的能量容量的可充电锂离子电池。还可以使用另一种类型和电特性的电池，包括电池260，其可以是可充电的、可更换的、或两者兼具。母板270可以附接至电池室250。母板270可以承载PSC装置200的操作部件和连接件，例如负压开关280、上部体连接件290和下部体连接件295。负压开关280可以是气流传感器，其在与使用者的吸入相关联的负压减小到预设值时启动烟弹220中的加热。上部体连接件290可以为烟弹连接件230提供牢固的机械容器，并且在电子烟液烟弹220与母板270之间提供数据交换和电力。在实施方式中，上部体连接件290可以与电子烟液烟弹连接件230物理地兼容并且可以是USB-C凹型连接件。在使用中，连接件230与配合连接件290之间的物理连接可以积极地并且牢固地将烟弹220保持在本体240中。此外，母板270可以与下部体连接件295电耦接。下部体连接件295可以是用于在允许与外部装置通信的同时提供流线型物理外观的USB-C凹型连接件，但是也可以使用USB-C凸型连接件。通常，在电子烟液烟弹220与下部体连接件295之间可以存在数据和电连接。母板270可以包含若干操作电路(未示出)，其可以执行特定功能以便于PSC装置200的操作，例如但不限于功率调整、反向极性保护、对地漏电保护、智能功率管理、蓝牙通信、电子烟液烟弹智能芯片管理、定时、温度管理、电阻调整、预热、过热预防、触摸检测和PSC电子锁。母板270可以由单层或多层组成或包括多个堆叠板。工作指示灯245可以与母板270电耦接，该工作指示灯是提供PSC装置200的操作状态(例如，充电状态和电源状态(开/关))的物理指示的LED。

在图3中，示出了电子烟液烟弹300的分解图。电子烟液烟弹300可以在功能上与图2中的电子烟液烟弹220相似。烟弹300可以包括嘴部覆盖件305、设置成穿过嘴部覆盖件305的蒸汽通道310、烟弹密封盖315、电子烟液贮存器320、蒸汽管325、可由蒸汽管325的远端部分接收的加热元件330、被构造成保持蒸汽管325物理上稳定的雾化室支架335、加热线绝缘部340、USB-C支架盖350、USB-C凸型连接件360、USB-C支撑件370以及EEPROM 375。EEPROM375可以是串行EEPROM。

嘴部覆盖件305可以形成有穿过其中的蒸汽通道310，这允许通过加热元件330的操作生成的蒸汽被吸入使用者接收。为了防止电子烟液从电子烟液贮存器的顶部泄漏，可以将烟弹密封盖315牢固地紧固到贮存器320的近端。为了允许紧凑的设计，烟道或蒸汽管325可以穿过贮存器320并且与嘴部覆盖件305的蒸汽通道310耦接。扩大部分380可以在蒸汽管325的远端处，其可以被构造为接收加热元件330。当加热元件330操作时，来自电子烟液贮存器320的电子烟液(未示出)被汽化并通过蒸汽管325行进到蒸汽通道310。在实施方式中，加热元件330可以为混合陶瓷加热元件，其中可以用316型不锈钢包裹陶瓷支撑件。

此外，加热元件330可以是混合加热元件，其可以具有布置在加热元件330的线圈内的有机棉。雾化室支架335可以在组装时稳定蒸汽管325和加热元件330。为了减轻加热对雾化室335远端的结构的影响，可以提供加热线绝缘部340。在实施方式中，绝缘部340可以是硅胶。支架盖350包围雾化室支架335以防止电子烟液(未示出)的泄漏。USB-C凸型连接件360可以物理地且电气地与雾化室支架335耦接。USB-C凸型连接件360可以用于将电子烟液烟弹300固定到PSC装置主体中的USB-C凹型连接件中，如图2所示。USB-C支撑件370可以向电子烟液烟弹300中的USB-C凸型连接件360提供机械稳定性。可以在小型PCB 375上或其它地方提供基于加密EEPROM数据的防伪技术或唯一序列号，以经由例如使用高级加密标准(AES)密码术或其它加密技术的128位加密/解密技术来实质上消除伪造的风险。

EEPROM 375可以用于存储关于例如烟弹的特性、烟弹的内容、使用者的抽吸习惯等的数据。特别地，EEPROM中存储的数据的非限制性列表可以包括：烟弹内容物；烟弹品牌；烟弹的产地；品牌风味；内容物体积；抽或吸的最大数量；主要成分；联合成分(最多10种)；所使用的溶剂(最多3种类型)；产品批号；内容物粘度；是否需要预热；预热的时间延迟；以及加热线圈类型。烟弹内容内容物指示烟弹包含什么，包括例如尼古丁混合物、CDB溶液、THC酊剂、大麻蜡或预选药物。大麻蜡是在大麻植物材料上洗涤溶剂时产生的大麻油浓缩物的形式。

烟弹品牌指示正在使用哪种品牌的烟弹，其本身提供关于烟弹、其内容物以及其使用的环境的信息。为了质量控制、为了供应链责任制以及为了召回目的，知晓烟弹的产地，例如加利福尼亚或科罗拉多等，可能是重要的是。品牌风味剂可以用于识别特定品牌烟弹的成分。内容物体积描述烟弹中有多少内容物。典型的值可能是在约0.5ml至最大体积约10ml之间。鉴于所识别的烟弹体积，定义了相应的吸的最大数量。当达到吸的最大数量时，烟弹锁定并且不再能够使用。在一种实施方式中，烟弹被锁定在约350-800次吸之间，其中典型的最大限度为1000次吸。在一种替代实施方式中，可以使用汽化的总时间长度。在这种情况下，在烟弹锁定之前汽化的总时间可以在约150秒至约2,000秒之间。这个特征防止用例如有害成分再填充烟弹，并且在黑市上再销售，而且消除了非法或伪造交易的经济利益。这个特征在内容物是一种受控的(例如，THC)或具有潜在危险的(例如，尼古丁)物质的情况下也可以是有用的。

知晓烟弹内容物的主要成分以及内容物的联合成分是有用的。可以识别成分或联合成分、以毫升计的其各自的体积以及联合成分混合物的比例。在一种实施方式中，可以识别最多达10种联合成分，以毫克测量。也可以储存最多达3种溶剂类型。溶剂可以用于油性或蜡状物质，诸如THC和CBD成分。产品批号识别存储在烟弹中的产品的特定批次，当伴随有烟弹内容物和品牌标识时，该产品批号可以具体地识别烟弹的生产信息。批号可以以32字节的值存储，产生大约10e+77个唯一的批号值。内容物粘度可以被存储为已知值的百分比，例如在约0％至约100％之间。知晓内容物粘度可能是有用的，例如用于测量和设置加热和预热参数。为此目的，知晓内容物是否需要预热是重要的，并且如果是这样，则知晓所选择的时间延迟和目标预热温度和电阻值。为了适当地设定加热和预热所需的参数，有必要知晓正在使用什么类型的加热线圈，例如，铂、316不锈钢、镀镍铁等。在烟弹中，可以将行为数据存储在EEPROM中，例如，可以将每天分成六(6)、四(4)个小时间隔，用于映射每个时间间隔中使用者的吸的行为和摄入的长度。为了实现这一点，计算在预定时段中的吸的总数，并且测量烟弹上的每次吸的吸入的总秒数(以0.1s的增量)。所存储的数据映射每个时间间隔中使用者的吸的行为和摄入的长度。

所选择的个人和使用数据可以存储在烟弹上。个人数据可以包括例如使用者姓名、吸烟史和使用者年龄。可以在烟弹上存储最近的6个间隔(一天)。总计180个间隔(30天)可以每天被传送到并存储在装置本体中的存储设备上。进而，该数据可以被传送到并被存储在云上。使用数据也可以被收集并存储在云上，诸如每烟弹使用的吸的数目、吸的平均时间长度、吸的总数和吸的时间间隔。可以通过装置与本体之间的USB-C连接或通过短程无线连接来实现从烟弹到本体的传送。可以通过将智能电话与装置本体耦接并经由智能电话将数据从本体传输到云来实现从本体到云的传送。或者，本体可以在其中包含蜂窝或长程无线电，其可以使用4G、5G或6G无线能力在本体与云之间进行直接连接。云中存储的可以与PSC装置共享的数据可以包括烟弹激活状态、烟弹禁用命令(仅在每日最大计数的情况下成批设置或禁用时)以及烟弹每日最大设定。这三个数据目前是按每批烟弹确定的，而不是对于单个烟弹确定的。

可以通过麦克风启动数据采样，该麦克风可以是负压传感器。例如，当启动吸时，通过麦克风感测负压。当麦克风被连续激活超过500毫秒时，吸的数量的计数可以增加一，并且可以通过吸的长度增加吸的总时间。该数据可以被写入固件存储装置以及烟弹内存中。此外，可以在0.1秒间隔中测量麦克风被激活的秒数。然后，激活的总秒数可以被记录并写入固件存储装置作为更新的总秒数，并且还将该数据写入烟弹内存中。可以通过6个4小时间隔的时隙分开数据记录。每个间隔可以具有更新的吸的总数，以及0.1秒分辨率的总时间量。烟弹仅可以具有最近6个间隔的记录，而其它的被记录在装置本体中。PSC装置可以记录最多达180个数据的时间间隔，包括所计数的吸的总时间和每次吸的时间。当烟弹被连接时，并且每当使用者与PSC装置交互时，就可以存储数据。在实施方式中，可以使用IIC(I2C)协议在烟弹EEPROM内存和本体之间传输数据。

图4、5和6提供了由使用者组装PSC装置400的图示。仅通过将电子烟液烟弹410插入体外壳420的腔430中，并且将设置在电子烟液烟弹的远端部分中的USB-C凸型连接件440牢固地安放到设置在体420中的对应的USB-C凹型连接件450中，电子烟液烟弹410就可以被附接至体420。USB-C连接通常在物理上是安全的，使得电子烟液烟弹410保持就位在体420中，直到被使用者移除。在图5中，上部体凹型USB-C连接件总体上被示出为在体外壳420中的腔430的基部处。为了使用PSC装置，将电子烟液烟弹410的凸型USB连接件440插入到上部体凹型USB-C连接件中。在图6中，PSC装置400的横截面提供了放大部分600，其图示了USB-C凸型连接件610与上部体USB-C凹型连接件620的物理连接。虽然USB-C连接件技术可以用于在电子烟液烟弹410与体420之间通信，但是可以使用其它连接件技术，诸如但不限于USB-A、USB-B、USB-迷你B和USB-微型B连接件；至少5个弹簧加载的连接件(弹簧针)；Display端口和迷你Display端口连接件；Lightning连接件；光连接件；Firewire连接件；以及模块化插孔连接件。相应的电气协议是USB 2.x、USB 3.x和USB 4、DisplayPort、Thunderbolt 3和Lightning协议。在一些实施方式中，代替有线连接件，可以通过短程无线协议来实现电子烟液烟弹410与体420之间的通信，包括但不限于近场通信(NFC)；高频RFID(HF RFID)；

在实施方式中，主体700可以由内部组件710组成，内部组件可以被插入并固定到体外壳760中。内部组件710尤其包括电池室720、可充电电池730和母板740，该母板与

图8是PSC装置800的剖视图，其进一步示出了PSC装置800的内部结构。示出了电子烟液烟弹810、电池820、电路板组件830和密封环840。密封环840可以用于通过在电子烟液烟弹810和电路板组件830周围提供紧密密封来减少气流。还示出了通过PSC装置800的气流。当使用者在PSC装置800上吸气时，气流850通过PSC装置800的侧面上的侧近气口855进入。气流860通过烟弹810向下行进到雾化箱底部的进气口865，然后到负压开关875，该负压开关在功能上可以是麦克风。通过感测来自使用者吸入的空气压力变化(通过设置在主PCB板上的负压开关875)，启动PSC装置800。气流使空气返回到电子烟液烟弹810，在电子烟液烟弹中，选定量的电子烟液被汽化并穿过蒸汽出口880。在启动PSC装置800之后，将通过PC板870读取电子烟液烟弹810中的数据，并且将根据电子烟液烟弹数据(未示出)来执行控制功能(例如，加热)。可以采用对应于PSC装置800的使用者app(即，移动电话软件)来显示使用状态，并且一旦无线电通信模块835被连接和操作，使用状态也可以经由与PSC装置800的链路被上传到使用者的移动电话软件以便显示。无线电通信模块835可以是但不限于

图9A描绘了PSC装置900的后部的纵向截面，进一步描述了通过PSC装置900的空气流动。PSC装置900可以包括PSC本体915和PSC电子烟液烟弹955。进而，电子烟液烟弹955包括电子烟液贮存器955、电子烟液存储箱925和操作隔室920。当使用者在蒸汽出口945上吸气时，进气口905接收进入的气流910并且将其引导到负压传感器(未示出)，该负压传感器可以在功能上类似于图8中的负压传感器875。当感测到预设压力时，负压传感器启动雾化部件以在雾化室935中引起蒸汽形成。形成的蒸汽上升到烟道940，直到蒸汽离开蒸汽出口945到达使用者。图9B是包括电子烟液存储箱925的PSC装置的一部分。有时，电子烟液贮存器955中的汽化的电子烟液可以冷凝，从而导致电子烟液贮存器925的泄漏。这种泄漏可能穿透操作隔室920，其可能损坏其中的元件。电子烟液存储箱925可以实施在电子烟液贮存器955下方，以通过将冷凝物收集在电子烟液存储箱入口960中来减轻这种泄漏。

转到图10和11，无线电模块1025(其可以是

希望防止未成年人或未授权方使用PSC装置1100。使用者(未示出)可以采用识别和验证，以便接收使用PSC装置1100的授权。首先，使用者通过外部通信设备(诸如但不限于PC或智能电话1125或其它互联网启用的装置)在线创建账户来注册。在注册过程期间，使用者提供唯一ID(例如，唯一用户名、电子邮件地址或10位电话号码)和对应的验证密码。该信息可以在识别和激活期间连同其它信息一起传输到主机服务器1175，所述其它信息可以包括PSC装置1100的序列号或者与使用者所拥有的电子烟弹1120相关联的序列号/代码。因此，已注册的使用者和他或她的电子烟弹1120将与PSC装置1100相关联，并且其他人将不能使用PSC装置1100或烟弹1120。以此方式，主机激活ID验证可以有效地防止未成年人使用PSC装置1100。此外，为了确保PSC装置1100确认使用者的身份和年龄，可能需要照片标识，该照片标识可以是包括生日等的政府发放的身份证明。该ID可以被发送到服务器。本人身份证的可接受形式包括例如护照、个人身份验证(PIV)卡以及驾驶执照、军官证、永久居民签证/绿卡、其它政府发放的ID等。政府发放的ID不太可能被伪造。还可以使用多因素验证。多因素验证是在登录时需要使用者提供多种形式的标识的验证技术。每个PSC装置1100可以在其中存储唯一的、不可修改的128位标识符、序列号、或两者，它们可以与由特定使用者提供的凭证(包括用户名和密码)相关联。使用者然后可以通过输入PSC相关的序列号、密码或PIN、或通过使用移动设备级生物测定以能够使用所存储的凭证来在移动设备本地验证。可以向授权使用者发放安全地存储在移动设备1125上的数字凭证。移动设备1125包括但不限于智能电话、平板电脑和智能手表。一旦已经创建了账户并且使用者的凭证已经被批准，使用者就可以被授权操作PSC装置1100。如果使用者正在离开他们的PSC装置1100附近，则他们可以通过在下部体USB-C连接件上轻敲PSC装置1100的基部来锁定该装置。替代地，例如，如果使用者已经离开他们的PSC装置1100并且在不使用的情况下已经经过预定量的时间，或者如果使用者已经做出了预定数量的失败的验证尝试，PSC装置1100可以被编程以影响锁定。除了也存储在EEPROM中的不可改变、通用唯一ID(UUID)之外，正确验证的移动设备1125可以用于观察或改变存储在装置1100的EEPROM中的数据。另外，移动装置1125还可以与序列号相关联，该序列号还可以用于多因素验证。

通过其向服务器1175的注册，PSC装置1100仅被授权用于特定使用者。当PSC分配处方药物时，这可能是特别有用的。它可以仅在来自使用者的智能电话1125或其它智能设备的激活之后、或者当通过在下部体连接件上的一系列成功的轻敲而“解锁”时使用。或者，可以授权特定的使用者组。同样地，电子烟液烟弹1120也具有唯一的代码或序列号，并且可以在购买之后通过注册被授权仅与特定的PSC装置1100一起使用，因为智能电话1125或与PSC装置1100相关联的其它智能设备将通过注册知晓什么电子烟液烟弹1120对于PSC装置1100是有效的。因此，单独地或通过与智能电话1125或其它智能设备的通信，PSC装置1100将仅与预定的、已注册的电子烟液烟弹1120一起工作。由于第三方不知晓所使用的加密算法，所以这防止了第三方仿冒的或违禁的电子烟液烟弹1120在PSC装置1100中工作。PSC装置1100安全性可以防止使用者将电子烟液烟弹1120交换给可能未被授权的(诸如未成年人)或者可能对应所讨论的电子烟液烟弹具有实体(physical)问题的其他人。

此外，电路板375和母板270可以包含无线地(诸如蓝牙或蜂窝协议)或通过其它手段连接到智能电话1125或其它智能设备的传感器、内存和可变电路。因此，通过智能电话1125app，使用者可以利用加热元件控制雾化的瓦特数和时间，从而控制吸入的化学品的量。诸如总体使用、吸入的化学品、趋势(增加或减少使用)和其它度量的统计数据可以显示在智能电话或其它智能设备上。电子烟液烟弹1120还可以包含指示其制造商、其包含的电子烟液的类型及其当前水平的信息，以及其它统计信息，诸如其使用频率。这种传感器读数、统计信息和其它数据可以经由连接的智能电话1125或其它智能设备被上传到云1150。如果PSC装置1100丢失或被盗，则使用者简单地登录到他们的账户，并向主机服务器1175报告装置丢失。下一次尝试向主机服务器1175注册装置1100时，它可能被无效并且变得不起作用。因此，通过电子烟液烟弹1120和装置1100本体中的任一者或两者向中央主机服务器1175注册，可以防止电子烟弹1120和装置1100的未经授权的使用。这将大大提高装置1100的安全性，并减少仿制品以及具有潜在危害的第三方烟弹1120。

转到图12，示出了用于PSC装置的锁定机构。在PSC装置1200的基部上，可以具有USB-C凹型连接部1225，其可以帮助功率控制、数据收集和数据交换。此外，连接部1225可以耦接至触敏电路(图15，附图标记1560)，当被触摸预定次数时，该触敏电路切断并锁定相应的PSC装置。这种便利有助于防止PSC装置的所有者之外的使用者对PSC装置的未授权操作。在实施方式中，使用者可以通过例如对USB-C凹型接触件1225的边缘施加五(5)次触摸来锁定他们的PSC装置1200。USB-C凹型接触件1225可以耦接至例如电容触敏电路(1560)，该电容触敏电路在被启动时可以阻止或允许PSC装置1200的操作。触敏电路(1560)可以被调节以需要更少或更多的触摸来激活和禁用锁定。

在某些实施方式中，诸如对于ODM分配，通常不是最终使用者的企业对企业的购买者将用电子烟液预填充电子烟液烟弹，密封烟弹，并且将它们作为购买者的品牌重新出售。合适的电子烟液可以是但不限于尼古丁、CBD油、THC油或经口呼吸的吸入剂，诸如但不限于沙丁胺醇或皮质类固醇。类似地，PSC装置可以作为独立的运营商品牌作为汽化器出售给其它品牌所有者，并且可以在零售网站、零售连锁店、在线或实体商店中出售。电子烟液烟弹可以作为ODM产品出售给授权的品牌。然而，每个电子烟液烟弹可以被分配授权ID码，其可以是预先用于不同客户的唯一标识(UID)或通用唯一标识(UUID)。在实施方式中，唯一的128位数字可以被分配给相应的电子烟液烟弹。每个电子烟液烟弹可能需要授权的ID码以与特定的PSC装置一起工作。

图13是完整的PSC装置1300的横截面图。嘴部覆盖件1305可以覆盖PSC装置1300的近端1310，并且可以与烟道1315机械地耦接。烟道1315可以连接到雾化室1320，其中电子烟液被有机棉1325吸收到雾化室1320中。变湿的有机棉可以被线圈形的混合陶瓷加热线圈1395包围，并且通过加热到预设温度，电子烟液被雾化。PSC装置1300可以包括体外壳1330，电子烟液烟弹1310和电池室1335被设置在该体外壳中。电池1340可以是3.7V、550mAh的可充电电池，其为装置管理、安全、数据管理、数据传输、通信、电子烟液雾化和状态照明等提供能量。在此构造中，USB-C凸型连接件1345与USB-C凹型连接件1355物理地且通信地耦接，并且凹型连接件1360与USB-C凹型连接件1355电气地且通信地耦接。空气通过侧面入口1390流入PSC装置1300，并通过嘴部覆盖件出口1305流出，通过空气压力传感器1365，即负压换能器1365，形成回路。

通过空气压力传感器1365的操作，在室1320中发生电子烟液雾化，并且所选择的蒸汽进入嘴部覆盖件1305。主PCB 1365和

可以设置警告和状态指示灯1380，以通知使用者PSC装置1300的能量水平、功率状态和装置状态。EEPROM 1385设置在电子烟液烟弹1310中，并与主PC板1370上的微控制器单元(MCU)(未示出)通信，以提供基本恒定的功率输出。

转到图14，示出了电子烟液烟弹1400的图示。烟弹1400可以包括烟弹本体1465，该烟弹本体可以被分成三个室：电子烟液贮存器1470、电子烟液废物箱1475和操作隔室1480。电子烟液贮存器1470可以形成为接收预选体积的电子烟液，例如1.0ml。电子烟液废物箱1475设置成捕获来自贮存器1470的泄漏，从而防止其进入操作隔室1480或泄漏到使用者。三个室可以通过上部密封件1425和下部密封件1435保持彼此分离。然而，如果密封件1425、1435中的任一个泄漏，则电子烟液废物箱1475设置成捕获电子烟液的一部分并且防止其进入操作隔室1480。使用者选择的电子烟液可以设置在电子烟液容器1465内。烟道1415和雾化室1420可以设置在嘴部覆盖件1405和上部密封件1425之间。在使用期间，使用者可以将其嘴唇放在嘴部覆盖件1405上并且吸入，这启动加热器(未示出)以在雾化室1420内产生蒸汽。上部密封件1425可以由硅树脂构成以提供不容易被油降解的密封件。在吸入期间，蒸汽沿烟道1415向上行进，通过嘴部开口1485出来，并进入使用者的肺中。如果在贮存器1465中确实发生泄漏，则废电子烟液将趋于收集在中间室中，直到废电子烟液到达通风口1430的顶部，此时电子烟液可以通过通风口1430和连接到通风口1430的气孔1455逸出。气孔1455穿过操作隔室1480并通向外部。在这种情况下，电子烟液废物可以离开气孔1455而不进入操作室1480。

图15包括可以用于PSC装置中的操作电子电路的示意图。例如，微控制器单元(MCU)1510可以是来自中国广东深圳市远嘉科技有限公司的GF90F0320-单芯片-8051核心-ADC闪存芯片MCU。GF90F0320是增强的8位微控制器，是在高速、低功耗CMOS工艺中开发的，具有FLASH程序内存。它可以具有128位唯一芯片ID，其可以与PSC EEPROM中的唯一ID一起用于EEPROM数据的加密。除了采用EEPROM，还可以使用存储序列号或验证码的其它已知方法。

同步降压电路1520是开关模式DC到DC电子转换器，其中输出电压可以被变换到小于输入电压的电平，并且因此是电压步降装置，并且其可以在最小化功率损耗的同时递送高电流。降压电路1520可以用于根据来自MCU 1510、引脚16-19的PWM信号向MCU 1510引脚14提供调节的DC电压。

USB-C烟弹接口1530，诸如，例如，上部体连接件，其可以是图5中的USB-C凹型连接件、元件450或图15中的元件1355，并且可以用于提供机械的、电气的和双向的数据支持。接口1530可以在例如在图13中的位于母板1370上的MCU 1500和EEPROM 1385、蓝牙模块1375之间或者通过下部体USB连接件1360向“外部世界”传送信号。外部电池管理电路可以用于对锂离子电池进行充电和监控，诸如图13中的电池1340。这种电路的例子可以是图15中的充电管理电路1540，其是来自中国深圳的深圳市聚能芯半导体有限公司的用于5V AC适配器的松朗微3A同步降压锂离子电池充电器。充电管理电路1540是同步整流降压电路，其可以包括充电终止电路、自动充电和具有±1％的精确度的4.2V预设充电电压。它集防倒流保护、输出短路保护、芯片和电池温度保护于一体。当NSTDBY被激活时，绿灯可以被点亮以显示充电完成；相反，当NCHRG被激活时，可以点亮红灯以显示充电正在进行。充电管理电路1540可以与PSC电池(1340，图13)和USB-C充电接口1550电耦接。USB-C充电接口1550可以被设置为下部体连接件的元件(USB-C接口1360，图13)。

USB-C触摸检测电路1560可以与下部体连接件(USB-C接口1360，图13)和充电接口1550电耦接。如上所述，USB-C触摸检测电路1560可以物理地和电气地耦接至下部体连接件(USB-C接口1360，图13)，并且可以被布置在PSC装置的基部处。在示例性实施方式中，触摸检测电路1560包括PT2033C，其是中国湖南品腾电子科技有限公司提供的单通道触摸检测芯片。该芯片具有内置的稳压电路，以提供用于触控感测电路的稳定的电压，以及内部集成的高效触摸检测算法，使得芯片具有稳定的触摸检测效果。在实施方式中，触摸检测芯片可以与凹型USB-C连接件耦接，并且可以触摸下部体连接件USB-C接口预设次数以启动锁。例如，一些实现方式被构造为通过触摸下部体连接件五(5)次来操作锁。此外，触摸检测电路1560可以与MCU 1510耦接以允许触摸检测电路1560通过MCU 1510以编程方式开启和关闭。例如，如果PSC尚未被使用达预定时间段或者如果验证失败，则触摸检测电路1560可以通过MPU 1510将VDD引脚1(TCV)拉低而关断。在本实施方式中，通过使用触摸检测电路1560，对下部体连接件(USB-C凹型连接件外边缘)的五次触摸可以开启对应的PSC装置。

在图16A中，USB-C连接件1600可以为USB-C凸型连接件，诸如图14中的连接件1460，连接件1600可以用于向EEPROM 1650(图16B)传达数据和命令以及从EEPROM传达数据和命令。连接件1600可以类似于牢固地安置在USB-C连接件内的电子烟液烟弹连接件，诸如图13中的USB-C凹型连接件1355。该连接将烟弹牢固地固定至本体，同时提供用于数据和电力的通道。

USB-C是用于在单个电缆上传输数据和功率的工业标准连接件。USB-C允许烟弹与主体之间的安全连接。此外，USB-C连接件，典型地为凹型连接件，可以用作主体的电子锁。USB-C连接件可以在主体印刷电路板(母板)和电子烟液烟弹印刷电路板之间双向传输电力。USB-C连接件不是可以使用的物理连接件的唯一类型。尽管这里采用了USB-C连接件技术，但是微型USB、迷你USB、USB-A、USB-B、Lightning(苹果)、DisplayPort、PCI-Express、Thunderbolt(英特尔)、至少5个弹簧加载的连接件(弹簧针)、Firewire(IEEE 1394)连接件和模块化插座连接件(例如RJ11、RJ45、T568)以及其它可能的有线连接件也是合适的连接件。USB-C连接件能够支持流行的高带宽协议，诸如但不限于USB 2.x、3.x和4.x、Thunderbolt 3、Lightning和DisplayPort协议。

在一些实施例中，可以使用短程无线协议在烟弹410与体420之间传送数据，包括但不限于

如图16B所示，设置EEPROM 1650。EEPROM 1650可以是具有2千比特(例如256×8)可编程内存的串行非易失性存储设备。还可以使用闪存设备。EEPROM 1650可以用于防止对PSC装置的未授权使用，收集关于PSC装置的信息、电子烟液使用和偏好以及使用者数据，并且提供存储在EEPROM 1650中的监控的PSC变量的报告。可编程存储元件可以用于存储与PSC装置的操作和使用有关的操作数据以及使用者的身份和人口统计资料。在实施方式中，EEPROM 1650可以具有不可改变的、预编程的唯一ID，该唯一ID可以是存储在其中并与授权使用者相关联的通用唯一ID(UUID)，例如128比特标识符。EEPROM 1650支持使用者验证，并避免PSC装置的未授权使用，例如，被未成年人或被不能验证他们身份的任何人使用。如果未授权使用者试图使用PSC装置，则验证失败，并且PSC装置可以被可逆地锁定，禁止未授权使用。锁定的PSC可以由授权使用者解锁。当然，也可以使用其它公知的加密/解密或序列号读取技术。

在实施方式中，EEPROM 1650可以在其中包括预编程的、全局唯一的、不可改变的128位序列，其可以基本上识别存在的每个电子烟液烟弹(128位ID提供大约3.4×10e+38个标识符)。EEPROM 1650可以与微控制器单元(MCU)(1510，图15)结合使用，该微控制器单元中可以具有不可改变的、全局唯一的、预编程的128位序列，以执行存储在EEPROM 1650中的数据的加密和解密。能够提供唯一ID的EEPROM的例子是具有唯一ID和安全扇区的FM24C16D2线EEPROM。FM24C16D可以由中国上海的上海复旦微电子集团股份有限公司提供。FM24C16D内部组织为128页，每页16字节(128位)，并提供16字节安全扇区，其可以被写入并随后永久地锁定在只读模式。这些寄存器可以用于与主存储器阵列分开地存储安全性和其它重要信息。该EEPROM使用包含工厂预编程的、不可改变的128位唯一ID的单独的内存块。可以执行EEPROM加密的许多变型，例如，高级加密标准(AES)算法，其可以是AES动态变换加密算法。可以使用其它合适的加密/解密算法来实现期望的目的。作为示例，已加密数据驻留在EEPROM中并被读取。使用两个密钥：动态EEPROM UUID密钥和静态MCU密钥。可以组合各个密钥以形成第三密钥。可以使用第三密钥来执行AES加密/解密，以降低数据将被损坏的可能性。通过MCU(微控制器单元)使用第三密钥对已加密数据进行解密，从而将已加密数据转换为明文数据。相反，当接收到明文时，动态EEPROM UUID密钥和“秘密”静态MCU密钥被检索并组合以形成第三密钥。注意，加密到EEPROM上的数据仅能由一个特定MCU解密，该MCU是嵌入在相应PSC装置中的MCU。表1示出了可以与本实施方式一起使用的加密/解密算法。AES算法可以用于使用“密钥3”，即密钥1和密钥2的组合，来加密和解密数据。表1示出了可以与本实施方式一起使用的加密/解密算法。

表1

注释(AES-密钥3)

尽管可以执行EEPROM加密的许多变型，但本实施方式采用高级动态变换加密算法。作为示例，已加密数据驻留在EEPROM中并被读取。使用两个密钥：动态EEPROM UUID密钥和“秘密”静态MCU密钥。各个密钥组合以形成第三密钥。可以使用第三密钥来执行AES加密/解密，以降低数据将被损坏的可能性。也可以通过MCU使用第三密钥来解密已加密数据，从而将已加密数据转换成明文数据。相反，当接收到明文时，动态EEPROM UUID密钥和“秘密”静态MCU密钥被检索并组合以形成第三密钥。注意，加密到EEPROM上的数据仅可以由嵌入在相应PSC装置中的一个特定MCU解密。

图17是ATB1103蓝牙低能耗片上系统(BLE SOC)无线电1700的图示。BLE SOC无线电1700可以是集成设备的示例，其经由短程、低功耗、无线协议(这里是蓝牙低能耗(BLE)协议)在PSC装置1100与智能电话1125之间通信。然而，BLE SOC无线电1700还可以另外被布置在烟弹410中和体420中，使得在烟弹410与体420之间提供无线数据连接，例如BLE协议连接，以代替有线协议。在这种实施方式中，烟弹410和体420可以通过靠近地布置在每个元件410、420中的磁体耦接。

本文使用的示例仅旨在便于理解可以实践本发明的方式，并且进一步使得本领域技术人员能够实践本发明的实施方式。因而，本文的实施例和实施方式不应被解释为限制本发明的范围，本发明的范围仅由所附权利要求和适用法律限定。此外，应注意，在附图的若干视图中，相同的附图标记表示相似的部分，但是不是每幅图都可以重复在另一图中示出的每个特征，以便不用重复的标记掩盖某些特征或者淹没图形。应理解，本发明不限于本文所描述的具体方法、装置、设备、材料、应用等，因为这些可以变化。还应理解，本文所用的术语仅用于描述实施方式的目的，而并非旨在限制本发明的范围。