本發(fā)明涉及一種可由移動智能設(shè)備調(diào)節(jié)熱負荷的電加熱炊具，具體地說，涉及一種結(jié)構(gòu)簡單且可靠性較高、可通過通用移動智能設(shè)備實時調(diào)節(jié)熱負荷以實現(xiàn)對加熱參數(shù)進行標(biāo)準(zhǔn)化控制，以降低烹飪者技能要求，保證及提高菜肴口味和保障菜肴安全性的電加炊具。

背景技術(shù)：

食品的烹飪工藝與菜肴的口味、食品安全性等方面的關(guān)系非常密切，而非智能的電加熱炊具，選定何種烹飪工藝完全依賴于用戶的使用經(jīng)驗。包括電飯煲、電高壓鍋、電蒸鍋、電磁爐、電陶爐、微波爐和電烤箱等電加熱炊具比起燃氣灶來說，因為消除了燃氣灶中“火焰”與“鍋體”之間復(fù)雜的熱效率變化關(guān)系，在控制食品加熱工藝和烹飪效果上來說有先天優(yōu)勢。因此電加熱炊具便于實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化烹飪工藝，和按照有精確加熱參數(shù)的食譜控制烹飪質(zhì)量的目的。其中最完善的產(chǎn)品是西餐商用廚具中的“萬能蒸烤箱”，通過高性能的可編程序控制系統(tǒng)，和完善的溫度傳感器探針可精確控制蒸制和烘烤食品的加工工藝及質(zhì)量。

但是對于絕大多數(shù)家用和商用電加熱炊具來說，其不具備萬能蒸烤箱十幾萬甚至幾十萬售價帶來的成本空間，無法添加為滿足復(fù)雜烹飪工藝自動化控制需要的專家系統(tǒng)。對于成本壓力很大的家用電加熱炊具來說，常規(guī)的基于MCU單片機或者PLC的自動控制系統(tǒng)所擁有的計算能力、數(shù)據(jù)儲存能力以及以觸摸屏為代表的人機交互部件，以及現(xiàn)有技術(shù)下低成本的普通傳感器系統(tǒng)難以勝任和確保工作可靠性。不夠準(zhǔn)確和全面的傳感器監(jiān)測數(shù)據(jù)需要通過復(fù)雜的運算才能確保工藝控制可靠，但在現(xiàn)有技術(shù)條件下，為電加熱炊具配備計算能力足夠的工控計算機，并開發(fā)合適的全新工作原理的傳感器系統(tǒng)暫時從結(jié)構(gòu)、成本、可靠性、可維護性、功能可擴展性等方面來衡量都是不適宜的。這些問題造成了現(xiàn)有的家用電加熱炊具無法實現(xiàn)精確的熱負荷自動控制功能來保障食品烹飪效果。

另外，“互聯(lián)網(wǎng)+”被視為當(dāng)前中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型的主要方向之一。然而當(dāng)前傳統(tǒng)家電并沒有找到有效的“互聯(lián)網(wǎng)+”發(fā)展方向。常見的“互聯(lián)網(wǎng)+”家電除了集成安置電視盒子電路的網(wǎng)絡(luò)播放電視機，主要是可通過手機APP遠程啟動的電熱水器和空調(diào)等設(shè)備。這這些設(shè)備具備的功能往往并不是用戶所必須的，或者可以用傳統(tǒng)設(shè)備加專業(yè)的電視盒子之類的替代方法實現(xiàn)相同或更好的使用效果。從“推特”、“臉書”等基于的社交科技公司有效威脅谷歌和微軟等老牌科技巨頭的趨勢看來，具有較強用戶黏性的“互聯(lián)網(wǎng)+”產(chǎn)品應(yīng)該包含不可替代的社交功能。這是因為，基于社交的產(chǎn)品天然具備“網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)”——即某產(chǎn)品的用戶更多，就更能為該產(chǎn)品的其他用戶或產(chǎn)品提供方增加產(chǎn)品的價值——，典型的例子包括固定電話網(wǎng)絡(luò)、移動電話網(wǎng)絡(luò)、QQ和微信等網(wǎng)絡(luò)即時通信軟件等等。但傳統(tǒng)的家用電加熱炊具顯然無法滿足用戶的社交需求。有部分智能設(shè)備廠家意識到這個問題，往往希望構(gòu)建整個遠程智能控制 系統(tǒng)予以解決如專利CN201510328135.5披露了“一種實現(xiàn)遠程智能控制烹飪的設(shè)備和方法”。由其權(quán)利要求書可知，其技術(shù)方案中設(shè)備需要同時包含有1，智能爐具、2，智能移動設(shè)備、3，用戶數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、4，P2P穿透服務(wù)器、5，WiFi-IoT模塊、6，與WiFi-IoT模塊連接的攝像設(shè)備。該專利確實可以實現(xiàn)通過移動設(shè)備遠程控制智能爐具的烹飪火力調(diào)節(jié)，然而中餐烹飪的效果不僅僅取決于火力大小的控制，還需要進行翻炒、分批投放食材、高湯、調(diào)料以及勾芡等操作。當(dāng)前能夠完全脫離烹飪者介入而自動完成整個烹飪操作的的中餐烹飪設(shè)備實際上是具備專家系統(tǒng)級別人工智能的“自動炒菜機器人”。也就是說，專利CN201510328135.5或者需要“自動炒菜機器人”的機械結(jié)構(gòu)配合并成為其烹飪工藝的在線編程系統(tǒng)，或者只能作為不需要中途加水加料和投放調(diào)料的“燜燒鍋”、“電燉煲”之用。然而“自動炒菜機器人”的成本十分昂貴不適合家用、只能遠程調(diào)節(jié)火力大小不能完成其他烹飪工藝的“電燉煲”之類的小家電因為用途十分有限，也無法承受同時包含“智能爐具、智能移動設(shè)備、用戶數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、P2P穿透服務(wù)器、WiFi-IoT模塊、與WiFi-IoT模塊連接的攝像設(shè)備”六大功能系統(tǒng)的成本負擔(dān)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種可由移動智能設(shè)備調(diào)節(jié)熱負荷的電加熱炊具，以解決低成本條件下，常規(guī)電加熱炊具難以通過智能精確控制烹飪火候，以幫助經(jīng)驗不足的烹飪者能夠有效保證和提高菜肴口味和安全性的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種可由移動智能設(shè)備調(diào)節(jié)熱負荷的電加熱炊具，包含常規(guī)電加熱系統(tǒng)、附加熱負荷調(diào)節(jié)系統(tǒng)、主控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。

其中，常規(guī)電加熱系統(tǒng)包含常規(guī)電加熱炊具均有的加熱系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、基本控制系統(tǒng)、外殼面板、食品容器支撐機構(gòu)等等。所以常規(guī)電加熱系統(tǒng)提供了一臺電加熱炊具所應(yīng)具備的基本功能，且由于其結(jié)構(gòu)和工作原理與現(xiàn)有技術(shù)下的常規(guī)設(shè)備相同，故該系統(tǒng)的技術(shù)最為成熟可靠，生產(chǎn)成本最低。

附加熱負荷調(diào)節(jié)系統(tǒng)與上述常規(guī)電加熱炊具系統(tǒng)所包含的加熱系統(tǒng)連接，可根據(jù)控制系統(tǒng)的指令實時精確調(diào)節(jié)熱負荷。對于不同的電加熱系統(tǒng)，可以采用不同的熱負荷控制方法，比如對于最常見的電熱管或電熱盤加熱系統(tǒng)，可以采用PWM(脈沖寬度調(diào)制)控制，來改變炊具的實際熱負荷數(shù)值，而且因為電熱絲本身熱容量帶來的熱惰性，較高頻率的PWM控制并不會頻繁改變電熱絲的溫度而大幅度改變電熱絲的電阻值。因此PWM控制比起間歇斷電，電熱絲不會因電流過載而降低使用壽命。對于電磁爐、微波爐等特殊電熱炊具，附加熱負荷調(diào)節(jié)系統(tǒng)則可直接與其原有的控制系統(tǒng)相連，所述的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)與控制系統(tǒng)相連，可作為下位機攔截原控制系統(tǒng)的加熱命令，再通過PWM控制或加熱元件通電數(shù)量控制來調(diào)節(jié)實際功率輸出值，并可通過其中的無線信號發(fā)射模塊通過藍牙或Wi-Fi等無線互聯(lián)技術(shù)與智能手機、平板電腦等通用的移動智能設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)。因智能手機等移動智能設(shè)備的價格不斷降低， 已經(jīng)成為絕大部分家庭必備的電器，其運算和數(shù)據(jù)存儲性能十分可觀，并且還在不斷提高，還具有便于通過互聯(lián)網(wǎng)補充和更新烹飪工藝數(shù)據(jù)庫的特點，所以可以將復(fù)雜的智能控制程序通過特定的APP應(yīng)用程序安裝在通用的移動智能設(shè)備上。此時計算能力和數(shù)據(jù)儲存能力相對于單片機和PLC高幾個數(shù)量級的移動智能設(shè)備可通過調(diào)用專用APP及其數(shù)據(jù)庫，作為烹飪工藝專家系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理中心，對應(yīng)數(shù)據(jù)表或當(dāng)前時間點上應(yīng)有的熱負荷數(shù)據(jù)，將計算后得出的烹飪工藝所需的電加熱炊具實時熱負荷曲線編制成為簡單的“加熱系統(tǒng)啟/停周期”、“某時間點上加熱模塊啟動數(shù)量”或者“PWM調(diào)節(jié)的占空比”數(shù)值通過移動智能設(shè)備自帶的藍牙或Wi-Fi信號發(fā)射模塊與電加熱炊具的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)進行通訊，再由數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)將該數(shù)據(jù)傳遞給所述的主控制系統(tǒng)，主控制系統(tǒng)對數(shù)據(jù)解碼后，控制加熱系統(tǒng)以調(diào)節(jié)加熱系統(tǒng)的實時工作狀態(tài)，從而實現(xiàn)電加熱炊具對烹飪過程中熱負荷可按程序智能控制。此時，具有高計算性能，和便于操作的移動智能設(shè)備可以擺放在相對遠離炊具的位置上，所以電加熱廚具本身高溫、高濕度和高電磁輻射等惡劣環(huán)境不會對移動智能設(shè)備的運算穩(wěn)定性造成干擾，因此保障了電加熱炊具系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和可靠性。此外，移動智能設(shè)備都具有液晶顯示屏、外放揚聲器和觸摸輸入功能，可同時播放烹飪教程視頻，指導(dǎo)烹飪者對于自己不熟悉或工藝復(fù)雜的菜肴進行烹飪或烹飪前的預(yù)處理操作。也可以直接從網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫下載對應(yīng)菜譜的熱負荷控制參數(shù)進行自動烹飪并實現(xiàn)專家級的烹飪效果。

本發(fā)明的有益效果是：解決了現(xiàn)有電加熱炊具無法幫助缺乏經(jīng)驗的烹飪者實現(xiàn)實時控制熱負荷，自動控制和調(diào)整菜肴的加熱工藝來確保菜肴的口味、營養(yǎng)和安全性的缺陷，且整個系統(tǒng)可靠性很高的同時成本很低。

附圖說明

圖1是本發(fā)明設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1常規(guī)電加熱炊具系統(tǒng)；2附加熱負荷調(diào)節(jié)系統(tǒng)；3主控制系統(tǒng)；4數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)；5移動智能設(shè)備。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖進行詳細說明。

圖1中，常規(guī)電加熱炊具系統(tǒng)1包含電加熱系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、基本控制系統(tǒng)、外殼面板、容器支架等常規(guī)機構(gòu)。因此常規(guī)電加熱炊具系統(tǒng)1可獨立完成現(xiàn)有電加熱炊具的基本功能，以滿足非程序自動控制下用戶自主操作的需要，同時也不影響用戶長期培養(yǎng)而成的使用習(xí)慣。附加熱負荷調(diào)節(jié)系統(tǒng)2宜安裝在常規(guī)電加熱炊具系統(tǒng)機身1內(nèi)，可根據(jù)控制系統(tǒng)3發(fā)出的信號，通過PMW控制或?qū)θ舾蓚€電加熱元件中實際通電數(shù)量的控制，來精確電加熱元件的實際熱負荷功率。對于電熱管類電加熱元件來說，采用PMW控制熱負荷時，“通電-斷電，，的切換頻率宜取較高值，這就可利用電熱管本身的熱惰性限制電阻受溫度突變而大幅度變化，從而防止電流突變造成的電熱絲熔斷。

控制系統(tǒng)3作為附加功能模塊安裝在電加熱炊具系統(tǒng)1內(nèi)的主體結(jié)構(gòu)中，在控制附加熱負荷調(diào)節(jié)系統(tǒng)2的同時，還可通過數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)4中內(nèi)置的藍牙或者Wi-Fi無線數(shù)據(jù)傳輸模塊與通用的移動智能設(shè)備5進行實時數(shù)據(jù)傳輸。因為移動智能設(shè)備5相比單片機或可編程序控制器而言具其計算能力和數(shù)據(jù)儲存能力高幾個數(shù)量級，所以可以通過在移動智能設(shè)備上安裝專門的APP及對應(yīng)的烹飪工藝數(shù)據(jù)庫，利用移動智能設(shè)備5強大的計算能力和數(shù)據(jù)儲存能力構(gòu)成烹飪工序和該工藝下所需熱負荷值變動曲線的專家系統(tǒng)。由于移動智能設(shè)備5都便于從互聯(lián)網(wǎng)下載更多的烹飪工藝數(shù)據(jù)資料，該專家系統(tǒng)可因此具備從互聯(lián)網(wǎng)自動學(xué)習(xí)和完善原有工藝和增加新菜譜及其烹飪工藝的功能。

此外，移動智能設(shè)備5一般都具有液晶顯示屏、外放揚聲器、觸摸屏等部件，本身就具備完善和便捷的人機交互系統(tǒng)，而且早已培養(yǎng)出相應(yīng)的用戶使用習(xí)慣，還可以通過APP自動調(diào)用或下和播放烹飪菜譜、烹飪工藝指導(dǎo)的音頻和視頻。因此將高性能的烹飪工藝專家系統(tǒng)以APP程序的方式轉(zhuǎn)移到移動智能設(shè)備5上，而非在電加熱炊具上添加智能控制中心的人機交互系統(tǒng)，更符合用戶的使用習(xí)慣，并消除了用戶的學(xué)習(xí)成本。通過音頻和視頻提前指導(dǎo)用戶的烹飪操作工藝，再通過專家系統(tǒng)對火候進行自動控制，能夠在對烹飪者經(jīng)驗技能要求很低的情況下有效保障菜肴質(zhì)量。并因移動智能設(shè)備5可以放在相對遠離加熱元件和炒鍋等高溫容器的位置上，所以相對于直接安裝在電加熱炊具上來說，設(shè)備本身高溫、高濕度和高震動等惡劣環(huán)境不會對移動智能設(shè)備5的運算和數(shù)據(jù)儲存的穩(wěn)定性造成干擾，從而保障了整個電加熱炊具運行的穩(wěn)定性和可靠性。

所以，控制系統(tǒng)3只需要負責(zé)控制附加熱負荷調(diào)節(jié)系統(tǒng)2給出的控制信號，并通過數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)4與移動智能設(shè)備5進行無線數(shù)據(jù)通訊，發(fā)出如“加熱元件已經(jīng)通電”、“溫度傳感器反饋已經(jīng)達到預(yù)定溫度”等簡單反饋數(shù)據(jù)信號，并接收和暫存移動智能設(shè)備5中對應(yīng)APP編碼后的熱負荷值對應(yīng)參數(shù)曲線或當(dāng)前時間點上應(yīng)有的熱負荷數(shù)據(jù)。這就極大減少了控制系統(tǒng)3的計算和數(shù)據(jù)儲存負擔(dān)，使廠家可以優(yōu)先選用成本較低、散熱要求較低、可靠性最高、對惡劣環(huán)境和外界干擾耐受能力最高的成熟型號單片機系統(tǒng)或可編程序控制器系統(tǒng)來組建控制系統(tǒng)3，并實現(xiàn)具有烹飪專家系統(tǒng)效果的烹飪工藝指導(dǎo)、熱負荷自動控制的工藝目的。此時用戶不再需要關(guān)注電加熱炊具的火力大小調(diào)節(jié)，可專心處理其他菜肴或食品的清洗、備料和腌制等操作，還能抽出部分精力留意移動智能設(shè)備5中關(guān)于不熟悉的菜肴的音頻或視頻菜譜解說，極大簡化了烹飪操作并節(jié)約了烹飪時間。因為智能移動設(shè)備5在國內(nèi)的普及，將更方便的烹飪工藝控制界面和烹飪工藝數(shù)據(jù)庫儲存在用戶自備的智能移動設(shè)備5或云端服務(wù)器，對用戶而言幾乎是免費的。而控制系統(tǒng)3作為不影響常規(guī)電加熱炊具系統(tǒng)1獨立工作的附加模塊，使用戶也可以在非智能模式下使用電加熱炊具，學(xué)習(xí)成本最低。廠家也能很方便地將現(xiàn)有非智能電加熱炊具生產(chǎn)線升級到智能型號，生產(chǎn)線和型號轉(zhuǎn)換的成本也最低。以上優(yōu)點最終都能讓產(chǎn)品的消費者受惠。

此外，APP的數(shù)據(jù)庫中還可增加基于原料數(shù)量變化(如一次烤制200g、或600g的雞肉)而變化的修正數(shù)據(jù)，供用戶在實際使用中選擇。除設(shè)備生產(chǎn)廠家提供的APP修正數(shù)據(jù)外，由于移動智能設(shè)備5便于從互聯(lián)網(wǎng)獲得和向互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送數(shù)據(jù)，所以可在APP上添加社交功能、用戶自編菜譜和上傳至網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫的功能。此時，APP可獲得的烹飪工藝數(shù)據(jù)庫和菜譜可以由廣大用戶進行補充，有效幫助廠家完善烹飪工藝，豐富每個用戶對烹飪工藝和菜譜的選擇。該APP的用戶之間、或好友之間，為自身展示廚藝或單純幫助他人的目的，可以相互交換菜譜和烹飪工藝——尤其是身處異地的朋友、戀人、夫妻或父母和子女等強社交關(guān)系群體。同理，美食分享類博主也將是此項功能的主要受益者。這使得可由移動智能設(shè)備5調(diào)節(jié)熱負荷的電加熱爐產(chǎn)品本身獲得了社交能力，并因此擁有“網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)”，實現(xiàn)傳統(tǒng)電加熱炊具向“互聯(lián)網(wǎng)+”化的轉(zhuǎn)型。

本發(fā)明的保護范圍由權(quán)利要求限定，專利附圖所示的設(shè)備具體結(jié)構(gòu)僅用于提供一個可行案例做示意和說明技術(shù)特征。然而此案例的許多變體和改動，以及對部分次要零部件進行同等功能間的簡單替換對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護范圍不限于說明書和說明書附圖中描述的限制，而以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。