一種滿足個(gè)性化烹調(diào)需求的模糊控制電壓力鍋及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種滿足個(gè)性化烹調(diào)需求的模糊控制電壓力鍋及方法，包括依次連接的PC機(jī)、USB加載模塊、控制器及電壓力鍋，所述電壓力鍋、控制器及USB加載模塊分別與市電連接，所述控制器由單片機(jī)、溫度采集模塊及繼電器模塊構(gòu)成，工作時(shí)，USB加載模塊與PC機(jī)通信實(shí)現(xiàn)個(gè)性化菜單的加載；控制器通過溫度采集模塊以及繼電器控制模塊實(shí)現(xiàn)對電壓力鍋的模糊控制，使實(shí)際加熱曲線貼近理想曲線。
【專利說明】-種滿足個(gè)性化烹調(diào)需求的模糊控制電壓力鍋及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種電壓力鍋，特別涉及一種滿足個(gè)性化烹調(diào)需求的模糊控制電壓力 鍋及方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 智能化的概念已經(jīng)逐步滲透到各個(gè)領(lǐng)域，家電行業(yè)也不能例外，隨著計(jì)算能力的 不斷增加，消費(fèi)者對傳統(tǒng)家電提出了更高的要求。在我國居民主要以米飯等糧食為主食的 大環(huán)境下，電壓力鍋?zhàn)鳛榈湫偷募译姶?，在家庭中扮演著舉足輕重的角色。傳統(tǒng)的電壓力 鍋受限于傳統(tǒng)邏輯電路，只能提高單一模式的煮飯功能，且工作過程以單一功率運(yùn)作，無法 滿足不同烹煮環(huán)節(jié)中米飯對功率的不同需求，無法保證米飯質(zhì)量，其單一的功能也局限了 電壓力鍋的工作能力。而隨后出現(xiàn)的以單片機(jī)為核心的新型電壓力鍋快速占領(lǐng)電壓力鍋市 場，此類電壓力鍋增加了多種烹調(diào)模式，增加了利用電壓力鍋烹調(diào)類型的可選擇性，擴(kuò)大了 電壓力鍋的使用區(qū)間。但是，此類電壓力鍋也有其不足方面：
[0003] 1、實(shí)際加熱過程不可控
[0004] 此類電壓力鍋工作過程中，遵循設(shè)計(jì)好的溫度函數(shù)加熱，當(dāng)?shù)竭_(dá)一定溫度后即通 過溫控開關(guān)切換到保溫模式，整個(gè)過程中無法保證所設(shè)定功能曲線的實(shí)現(xiàn)，影響烹調(diào)質(zhì)量。
[0005] 2、保溫模式單一
[0006] 新型電壓力鍋提供了多種烹調(diào)模式，但對所有烹調(diào)模式采取同一保溫模式，即在 同一溫度下保溫，這將導(dǎo)致保溫情況下烹調(diào)物質(zhì)量的下降。
[0007] 3、擴(kuò)展性欠佳
[0008] 新型電壓力鍋雖然提供多種烹調(diào)模式，但加熱程序已封裝到單片機(jī)中，也就是說 加熱模式已固定。顯然此類電壓力鍋無法滿足用戶對不同食物采取不同加熱過程的需求， 即無法在原基礎(chǔ)上加入新的烹調(diào)模式，進(jìn)而無法滿足用戶個(gè)性化烹調(diào)的需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)與不足，本發(fā)明提供一種滿足個(gè)性化烹調(diào)需求的模 糊控制電壓力鍋及方法。
[0010] 本發(fā)明可通過加載不同的加熱曲線實(shí)現(xiàn)對不同食物進(jìn)行個(gè)性化烹調(diào)的需求，采取 模糊控制實(shí)現(xiàn)過程的實(shí)時(shí)控制。
[0011] 本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0012] 一種滿足個(gè)性化烹調(diào)需求的模糊控制電壓力鍋，包括依次連接的PC機(jī)、USB加載 模塊、控制器及電壓力鍋，所述電壓力鍋、控制器及USB加載模塊分別與市電連接，所述控 制器由單片機(jī)、溫度采集模塊及繼電器模塊構(gòu)成。
[0013] 所述溫度采集模塊包括熱電偶及AD/DA轉(zhuǎn)換芯片。
[0014] 所述繼電器模塊由74HC14芯片、LN2003D芯片以及繼電器構(gòu)成。
[0015] 所述USB加載模塊包括供電電路及H)IUSBD 12芯片。
[0016] 一種滿足個(gè)性化烹調(diào)需求的模糊控制電壓力鍋的控制方法，所述單片機(jī)采用模糊 邏輯推理，改變電流通電的占空比控制輸出功率，實(shí)現(xiàn)加熱曲線與理想曲線擬合，具體步驟 包括：
[0017] 電壓力鍋程序初始化后，采集初始溫度，并開始滿功率運(yùn)行t分鐘，采集t分鐘內(nèi) 的溫度變化率，通過初始溫度及溫度變化率進(jìn)行模糊推理得到物量的多少，進(jìn)一步確定加 熱的初始功率；
[0018] 烹飪過程中，采用模糊控制來實(shí)現(xiàn)實(shí)際加熱曲線與目標(biāo)加熱曲線充分?jǐn)M合的要 求，即通過溫度差及溫度變化率的采集進(jìn)行模糊推理，調(diào)整下一時(shí)刻的功率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)加熱 曲線的控制；
[0019] 所述目標(biāo)加熱曲線由USB加載模塊由PC機(jī)下載獲得。
[0020] 在加熱曲線中加入保溫曲線，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)不同的保溫模式。
[0021] 所述模糊推理控制采用模糊查表法實(shí)現(xiàn)。
[0022] 烹飪過程中，溫度采集時(shí)間1秒，采集時(shí)間間隔為5-10秒。
[0023] 本發(fā)明的有益效果：
[0024] (1)利用模糊算法提供實(shí)際加熱曲線與目標(biāo)加熱曲線的擬合度；
[0025] (2)在加熱曲線中加入保溫曲線，實(shí)現(xiàn)不同保溫模式；
[0026] (3)用戶可通過USB通信與PC機(jī)連接實(shí)現(xiàn)個(gè)性化菜單的加載；
[0027] (4)采取控制占空比的方式調(diào)節(jié)加熱功率，結(jié)構(gòu)簡單，對比其他方式能耗低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028] 圖1為本發(fā)明的電路框圖；
[0029] 圖2為本發(fā)明的工作流程圖；
[0030] 圖3為本發(fā)明的USB加載模塊電路圖；
[0031] 圖4為本發(fā)明的控制器電路圖。

【具體實(shí)施方式】
[0032] 下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不 限于此。
[0033] 實(shí)施例
[0034] 如圖1所示，一種滿足個(gè)性化烹調(diào)需求的模糊控制電壓力鍋，包括依次連接的USB 加載模塊、控制器和電壓力鍋；所述USB加載模塊的另一端與PC機(jī)連接，用戶通過PC機(jī)下 載或訂制好烹飪加熱曲線，然后通過USB加載模塊實(shí)現(xiàn)與電壓力鍋的通信，實(shí)現(xiàn)電壓力鍋 菜單，即目標(biāo)加熱曲線和物量推理邏輯表的更新；所述電壓力鍋、控制器及USB加載模塊分 別與市電連接；所述USB加載模塊、控制模塊、電壓力鍋接公用地端。工作時(shí)，市電為電壓力 鍋供電，主體電路將電壓加載在電壓力鍋發(fā)熱盤兩端，市電通過變壓整流為USB加載模塊 與控制器供電。工作過程中，控制器通過溫度采集模塊實(shí)時(shí)采集溫度，實(shí)現(xiàn)對電壓力鍋主體 的模糊控制，進(jìn)而使實(shí)際加熱曲線與理想加熱曲線擬合。
[0035] 如圖2所示，控制器包括單片機(jī)、溫度采集模塊及繼電器模塊，所述單片機(jī)采用模 糊邏輯推理，改變電流通電的占空比控制輸出功率，實(shí)現(xiàn)加熱曲線與理想曲線擬合，模糊控 制采取主要包括兩部分：物量的模糊控制和加熱功率的模糊控制，具體步驟如下：
[0036] 電壓力鍋初始化后，采集初始溫度，一般為室溫，初始狀態(tài)下采取滿功率加熱1分 鐘，具體時(shí)間可根據(jù)實(shí)際情況確定，通過初始溫度、1分鐘后溫度變化率，采用模糊邏輯運(yùn)算 推理出電壓力鍋中物量的多少，確定初始加熱功率；
[0037] 加熱過程中，采用模糊控制來實(shí)現(xiàn)實(shí)際加熱曲線與目標(biāo)加熱曲線充分?jǐn)M合的要 求，即通過溫度及溫度變化率的采集進(jìn)行模糊推理，調(diào)整下一時(shí)刻的功率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)加熱曲 線的控制，一般溫度采集時(shí)間為1S，采集時(shí)間間隔為5-10S。
[0038] 過程中所述的模糊推理控制都是采用模糊查表法實(shí)現(xiàn)的。
[0039] 如圖3所示，USB加載模塊由供電電路、PDIUSBD12芯片以及外圍電路構(gòu)成。USB 總線上的傳輸數(shù)據(jù)以包為基本單位，一個(gè)包被分成不同的域。根據(jù)不同類型的包，所包 含的域是不一樣的。但是不同的包都要以同步域開始，緊跟著一個(gè)包標(biāo)識符PID(Packet Identifier)，最終以包結(jié)束符E0P(End Of Packet)來結(jié)束這個(gè)包。USB協(xié)議中規(guī)定了 4類 包，分別是：啟動一次傳輸?shù)牧钆瓢鬏敂?shù)據(jù)的數(shù)據(jù)包、確認(rèn)傳輸?shù)奈帐职吞厥獍?。按?一定關(guān)系把包組織成事務(wù)（transaction)就能傳輸數(shù)據(jù)。此模塊可實(shí)現(xiàn)電壓力鍋與PC機(jī) 的通信，實(shí)現(xiàn)菜單的更新
[0040] 如圖4所示，所述控制器由單片機(jī)、溫度采集模塊以及繼電器模塊構(gòu)成。所述溫 度采集模塊通過熱電偶采集電壓力鍋中的實(shí)時(shí)溫度，并通過AD轉(zhuǎn)換編程數(shù)字信號進(jìn)入單 片機(jī)中，單片機(jī)通過模糊邏輯推理，輸出功率控制信號；輸出功率信號通過74HC14芯片與 LN2003D芯片所組成的電路，對繼電器的控制，進(jìn)而控制通電的占空比，從而實(shí)現(xiàn)功率的控 制。
[0041] 上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受所述實(shí)施例的 限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化， 均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種滿足個(gè)性化烹調(diào)需求的模糊控制電壓力鍋，其特征在于，包括依次連接的PC 機(jī)、USB加載模塊、控制器及電壓力鍋，所述電壓力鍋、控制器及USB加載模塊分別與市電連 接，所述控制器由單片機(jī)、溫度采集模塊及繼電器模塊構(gòu)成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓力鍋，其特征在于，所述溫度采集模塊包括熱電偶及AD/ DA轉(zhuǎn)換芯片。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓力鍋，其特征在于，所述繼電器模塊由74HC14芯片、 LN2003D芯片以及繼電器構(gòu)成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓力鍋，其特征在于，所述USB加載模塊包括供電電路及 PDIUSBD12 芯片。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述電壓力鍋的控制方法，其特征在于，所述單片機(jī)采用 模糊邏輯推理，改變電流通電的占空比控制輸出功率，實(shí)現(xiàn)加熱曲線與理想曲線擬合，具體 步驟包括： 電壓力鍋程序初始化后，加載目標(biāo)加熱曲線，采集初始溫度，并開始滿功率運(yùn)行t分 鐘，采集t分鐘內(nèi)的溫度變化率，通過初始溫度及溫度變化率進(jìn)行模糊推理得到物量的多 少，進(jìn)一步確定加熱的初始功率； 烹飪過程中，采用模糊控制來實(shí)現(xiàn)實(shí)際加熱曲線與目標(biāo)加熱曲線充分?jǐn)M合的要求，即 通過溫度差及溫度變化率的采集進(jìn)行模糊推理，調(diào)整下一時(shí)刻的功率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)加熱曲線 的控制； 所述目標(biāo)加熱曲線由USB加載模塊由PC機(jī)下載獲得。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制方法，其特征在于，在加熱曲線中加入保溫曲線，進(jìn)而實(shí) 現(xiàn)不同的保溫模式。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述模糊推理控制采用模糊查表法 實(shí)現(xiàn)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制方法，其特征在于，烹飪過程中，溫度采集時(shí)間1秒，采集 時(shí)間間隔為5-10秒。
【文檔編號】A47J36/24GK104146597SQ201410364023
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月28日
【發(fā)明者】許湘敏, 曾建豪, 姚錫凡, 余良渭, 郭鳴驥 申請人:華南理工大學(xué)