CN101427884A - 自动烹饪的方法和装置 - Google Patents

Abstract

以本发明基于电子智能菜谱可以制造一种便于大众使用的自动烹饪机，烹饪机有读写USB盘这类的数据交换接口，菜谱可存储其中，菜谱可被自动或半自动执行，且可互相交流这种菜谱。语音提示各种交互操作，时间、温度、重量多种目标条件控制。

Description

自动烹饪的方法和装置

技术领域：

本发明涉及烹饪领域，尤其是智能自动烹饪机。

背景技术：

目前的自动烹饪机，一般与锅一体化，有若干自动程序，难以烹饪已设定程序外的菜肴；一些电磁炉则设有若干相应于特定烹饪对象的功率点，有的还可以设定烹饪时长，针对煲汤有的还有一个烧开和微火的2种火力时间段。这些装置，前者虽然整个程序自动进行，但对于很多原设定之外的日常菜肴也不能做好，不适合分段放入作料的菜肴，更不适合自己摸索创新菜肴；后者则除勉强可以煲汤外不能进行真正完整的自动烹饪过程。

无论哪种均不能自动依开放的菜谱烧制，不能与外界交流菜谱，烧制过程中不能与用户互动。

发明内容：

本发明能解决以上问题。

本发明是一种全新的、直观、便捷的新型烹饪方式和工具。基于开放式的、能自动执行的电子智能菜谱，能给大众带来全新的烹饪体验和建立极广泛的烹饪交流平台。具开放、便捷、游戏、趣味。

电子智能菜谱的基本内容包括语音提示信息、火力、时间长度。

这种可以被炉具执行的菜谱，其来源：任何人可以自己在普通的个人电脑上编辑录制电子智能菜谱，或通过我们的专用软件来编辑制作；任何人可以在我们的炉具上边烹饪边自动录制电子智能菜谱。其交流，可以通过互联网的任何平台，论坛、博客、网页、电子邮件、短信，可以通过随身携带的USB盘、手机存储卡交流及直接插入到炉具使用。

一般的利用电子智能菜谱烹饪的过程是这样的：将载有菜谱的USB盘插入炉具，用按键按编号或名称或浏览选择或语音识别选到某菜，听到炉具播报菜名或看到菜名后如果选定，则听到制作该菜需要具备的条件(包括所需配料准备及烹饪时间等)，确认后就开始烹饪，按照菜谱以某档火力，烧多少时长，然后自动变换火力烧多少时长，需要添加配料及搅拌翻炒时，语音提示人工操作，烧完熄火有提示音。

电子智能菜谱的制作是这样的：直接在电脑上用文本编辑器编辑菜谱，语音通过普通的多媒体软件录入，其格式是公开的，基本的由这样的序列构成，语音文件指向(即文件目录和名称)、火力、持续时间长度，火力，持续时间长度，语音文件指向，火力，持续时间长度，……。可以根据炉具和锅具的特点将传统菜谱翻译成电子智能菜谱。也可以在炉具上录制，在烹饪过程中录入提示音，火力调整过程和温度、重量是被自动记录的，菜烧完了整个菜谱也作好了，将炉具上的USB盘或卡拔出，插入电脑，就可以将菜谱存到电脑里，发布到网上。

主人也可以设定每天菜谱、每周菜谱等模式，烧菜的人可以翻看，或直接按照顺序烧制。在菜谱格式里表现为不同目录或文件，如“今天菜谱”文件或目录下为当天菜谱，“周一菜谱”文件或目录下为周一的菜谱，每天菜谱下又分早、中、晚三餐菜谱，今天菜谱比每周菜谱优先使用或可标记指向每周菜谱。还可以建立多种风味菜谱资料，供选择各个菜系的菜谱。菜谱文件中的每个菜谱由换行或指定的分隔符分开。

以上所举是为说明方便，简要明白介绍其运用的大致过程和菜谱的主要内容。实际的的要更丰富，其实现装置也可以有多种变化。

其控制内容最好还有：锅具的参数设置，针对不同锅具有不同的烹饪过程。有提示用户针对不同菜量调整烧法，烹饪中也自动根据重量、温度(环境温度和锅温)变化调整和提示，对温度的预测估算，对再次使用的热锅的余热估算等。

自动控制的目标除时间长度外可以有锅的温度、重量，起始条件也可以包括这些，例如空锅烧到预定加油的温度后改小火，加菜及或盖上盖子后自动进火，在汤汁少到一定重量后改小火力等。同样的，记录菜谱除时间外也可以记录温度、重量，以这些作为控制目标或进行下一动作的条件。

其装置特点：内、外温度测定，称重等。

还有人性化的自动装置，例如针对电磁炉的辐射，近距自动断电或减小辐射源。

下面详细说明。

电子智能菜谱，也可包括锅具的参数，例如热性能指标：一定环境温度下，以某火力(例如最大功率1500瓦)加热至某温度或某程度(例如滴落锅底的水珠如珠子样滚动时)的时间；退热时间；空锅重量等。以上还包括环境温度条件。

例如规定一个文件可以包括一个或多个菜的菜谱，锅具未指明的则延续前面的锅具，缺省的环境温度为常温25度。

每个菜的菜谱一般包括如下项目：

1、锅参数，例如热性能，重量等，还有如直径、锅底厚度、锅底材质、高度等，根据重量、尺寸等也能估算锅的热性能。

2、环境温度。以本菜谱烧制时的环境温度条件，如果实际烧制时不同，系统会自动调整烧法参数。

3、菜重量。既作火候时间的参考，也作称重提示。

4、菜名、菜名缩写及菜名语音文件指向。

5、菜的材料准备及烹饪条件的语音文件指向。

6、本步骤结束或下一个步骤开始的条件，如等待某按钮：待重量达标(主要指加减材料)，待温度达标等。均可在某加热过程的头或尾出现。

7、操作或状态的语音提示文件指向。以上文件指向不在当前目录下的须写上路径。

8、合成语音播出。将有指定标记的字符的文字以语言声音播出，可在电脑专用程序自动预先合成为语音文件，也可在炉子里合成，后者增加成本。以上播放语音的都可以用这个代替。

9、火力、持续时间长度或目标温度或目标重量(水汽蒸发会造成重量减轻)。即以某火力加热到满足什么条件止。这个过程可能会多次出现。

10、“6”-“8”与“9”组合步骤的重复。

对于实际情况与菜谱的锅参数不同，或环境温度不同，或菜量不同，可以由炉具自动作出烹饪程序的调整，也可以在电脑上用软件进行转换，或者各人提供的菜谱都可以转换为一种标准抽象的数据，具体落实到某个烹饪环境(锅、温度、菜量等)再运算转换到实际的参数。也可以人工调整。

对于用户特定的使用中的炉具，其配合使用锅的个数是相对固定的，可以输入其参数(由锅具厂家提供或他人提供或按尺寸等参数推算或自己经验和测试)到炉具中的“自用锅具”文件，烹饪前由称重数据自动识别锅具或人工选择锅具。

其格式以上面的“1”-“10”各项表达，例如：“1”+“2”+“3”+“4”+“5”+“6”+“7”+“9”+“6”+“8”+“9”。每种参数可以规定前置标识符。

这是声音提示序列与控制序列合并的形式。例如：菜名，介绍及烹饪条件，开始，火力、时间长度，操作提示、火力、时间长度，……，等待提示、熄火、等待条件成立，火力、时间长度，操作提示……。

具体的菜谱数据例如：麻辣豆腐，麻辣豆腐.MP3，麻辣豆腐介绍.MP3，启动键，功率1200，2.10，功率800，1.0，麻辣豆腐提示1.MP3，确认键，\音乐\迪斯科.mp3，功率600，4.10，麻辣豆腐提示2.MP3，确认键，功率300，1.0，功率0，完。

以上也可以采用声音提示序列与控制序列分开的写法。例如：

1、声音序列：菜名，介绍及烹饪条件，开始，时间长度，操作提示，……，等待提示、等待人工按键，时间长度，操作提示……。“菜名”，“介绍及烹饪条件”，“操作提示”为指向语音提示数据段或文件，也可以穿插其他介绍。

2、控制序列：开始，火力、持续时间长度，火力、持续时间长度，……，熄火、等待条件成立，火力、持续时间长度，……。

具体的菜谱数据例如：

声音序列：麻辣豆腐.MP3，麻辣豆腐介绍.MP3，启动键，3.10，麻辣豆腐提示1.MP3，确认键，\音乐\迪斯科.mp3，4.10，\川菜\麻辣豆腐提示2.MP3，确认键

控制序列：麻辣豆腐，启动键，功率1200，2.10，功率800，1.0，确认键，功率600，4.10，确认键，功率300，1.0，功率0，完。

这里没有写路径的MP3文件表示和菜谱文件放在一个目录下。2种序列的区分可以在头部写上标记，例如声音序列跟在控制序列后面另起一行，前面可加“S，”标识。

以上2种方式的举例均表示菜名为麻辣豆腐，其烹饪程序为：先播放当前目录下的“麻辣豆腐.mp3”，是为菜名语音的MP3压缩文件，然后播放介绍包括需要事先准备的条件，等待启动键按下，未按下则重复播放，按下后，就以1200W功率烧2分10秒，再变为800w功率烧1分钟，然后播放当前目录下的“麻辣豆腐提示1.mp3”，等待确认键按下，未按下则重复播放，按下后，就以600W功率烧4分10秒(期间播放音乐目录下的迪斯科.mp3)，然后播放当前目录下的“麻辣豆腐提示2.mp3”，等待确认键按下，未按下则重复播放，按下后，就以300W功率烧1分钟，变功率为0，发出完成提示音，显示完成。

以上除等待人工按键，声音播放与火力控制同步并行，无需等待播放完。“等待提示”则在用户没有按键前会重复播放。

声音数据也可以包括在菜谱文件内，例如头部为文字，尾后为声音数据，这样写法观看要用软件。

录上创作者的提示音会提高制作者和使用者的参与兴趣。人们也可以选择仅输入文字，用合成语音来替代真人声音，或者给语音配上背景音乐，还能给整个烹饪过程配背景音乐，这些都可以在电脑上合成，也可以在专用软件里帮助用户完成。不过整个烹饪过程的背景音乐最好单独列出，即在以上菜谱的数据序列外加背景音乐选项(用标识符标出)，以方便修改。

可以将合成语音功能放到炉具里，这样，炉具就可以接收纯文字的菜谱而又能播出语音提示。

也可以廉价地只实现一些简单常用的语音合成，只需要很少的资源，如存储一些常用的词的MP3文件，象下面用到的一些常用词，还有数字和十、百、千等字的发音，例如可以播报下一步烹饪程序：“火力400瓦时间10分钟”，“中等火力，目标温度80度”，“第5档火力，烧到菜重量为500克”等。可以在USB盘里开辟一个规定的烹饪系统目录存储，有一个对应文件，可以根据内码查找对应的发音文件指向即可，也可以在炉具里存储实现。

还可以与收音机或MP3播放结合，在系统语音提示时自动停播收音机或MP3音乐，菜谱里的背景音乐也可以放在此处MP3播放里。

以拼音声母缩写查找菜名，需要炉具内有拼音表，如果在菜谱上标明声母缩写则也可无须拼音表，例如，菜名声母缩写，菜名，……，原来的“麻辣豆腐”变为：mldf，麻辣豆腐，……，这个可以由电脑上的专用软件来自动生成，也可以人工写入。

典型的整个过程的举例：

用电脑在USB盘上建“智能烹饪”目录

在该目录下建文件，今日.txt，周一.txt，……，周日.txt

在该目录下建文件，常用菜.txt，常用主食.txt

在该目录下建目录，各菜系分列目录。

在各菜系目录下建文件，川菜.txt，京菜.txt，东北菜.txt，西菜.txt

以上每个菜谱TXT文件内都是一条条的菜谱，以换行为一条菜谱的结束标志。

炉具系统键盘上按下翻页键，则依次显示今日.txt，周X.txt(机器自动选择当日)，常用菜.txt，常用主食.txt，各菜系。按确认键则打开光标所在文件或目录。

打开文件后可以依次翻看菜名，同时播放菜名语音，或按搜索键输入菜名缩写查询定位到该缩写的菜名(同样的可用语音识别定位，或顺序方块定位)，按确认键后，播放菜名，菜的介绍及条件，按开始键就开始烹饪程序，按上下翻页键则从此位置上下翻动菜谱，按取消键可以回到前面的目录。

附图说明

图1是说明本发明典型的相关装置的示意图

图2为含语音识别芯片的硬件示例

图3为不含语音识别芯片的硬件示例

图4组成单元示例

具体实施方式

上面是电子智能菜谱及使用的一些说明，下面主要说明配合此种菜谱的炉具上的实现及一些人性化的智能功能。

如图1所示为炉具上的一些配置。

1、多媒体装置

播放声音的喇叭，如果有录制菜谱功能或语音识别功能的，则还需要麦克风。

2、数据接口

这个是与电脑或手机数据进行交换的接口，所以原理上凡是电脑的数据接口都可以。但最好是用USB接口，比较方便，并且最好支持USB盘读写，连接方便，也比较普及。如图1的11USB盘，插入炉具后外面应该有一个盖板，其设计使液体不会流到USB盘。

也可用flash卡接口，支持一些手机上常用的卡类，如miniSD卡等。这些卡也可以通过通常的USB接口的转换器转接接入。增强与手机的连通性可以方便地从短信或WAP获取和发送菜谱，使传播交流更为便捷。还可以利用植入手机的定时提醒使人离开厨房也能听到提示。除卡类接口外也可以经由红外或蓝牙或WIFI等连接。

另外，还有一种选择是把控制和播放功能放到经过改装的通常的随身MP3装置上，设计专用的数据接口(可用一些现成的串行通讯协议或直接引信号线)，交换数据时从此数据接口拔下，插到电脑的USB接口上，如普通MP3的用法。

电子智能菜谱可以存储在USB盘、flash卡等上面供炉具使用，也可以通过数据接口将电子智能菜谱数据导入到炉具内的存储装置供系统使用。

3、测温装置

测试锅的温度，在现在的电磁炉上有多种实现，相当于这里图1的6内测温，最好选择在电涡流之外的锅底区域，用光测或直接接触测。对于隔着面板的测温的传导延迟可据火力和变化情况进行修正。对于我们火力控制程序而言，还需要知道环境温度，所以这里设置了7外测温。

也可以仅设内温度取样，环境温度可以根据初始开机时的炉温，如符合多长时间未开机且锅未移动或无锅状态时取样，也可人工按钮命令取当前温度为环境温度。

4、称重装置

最好给炉具配备称重装置，一则可以让用户方便地知道所放入的菜及调料的量；炉具也可以根据放入的菜的量与菜谱的量的不同来调整菜谱的加热程序，还可以知道烹饪过程中水的蒸发量，适时调整加热程序；又能检测锅具的重量是否符合锅类型参数，自动识别放的是哪种锅，及有锅无锅识别等。

其结构示例如图1的4称重传感器，在整个炉具的下面，传感器的下面再用一个托盘托住，为超负荷安全起见，可以在托盘和炉具底部留很小的缝，当超负荷或炉具受力过于倾斜时盘的边缘可以起支撑作用。且对于这种情况下的称重“不准确”报警，以提示用户和控制系统，如图1的5触碰报警圈。

触碰报警圈可分段，也可整体，可用二极管指示接触段，也可以根据电阻算出接触点。分段的原理：例如上面导电圈经过电阻到电源正，下面分段导电圈(各段互相绝缘)各经过LED到地，当上下导电圈接触时该段的LED亮，上面的导电圈电平变为低，此信号可以去触发鸣叫或送给中央处理器统一控制。电阻推算的原理，例如上面导电圈用电阻很小的金属丝经过电阻与电源正相连，下面导电圈用电阻丝(绕一圈，不闭环)到地，当上下导电圈接触时，上面的正电压经过一个电阻到上面导电圈再到下面的电阻丝再到地，电流经过的下面导电圈电阻丝的长度决定了上面金属圈的电位，据此电位，可知上下圈接触点的位置。

为防止炉面流下的液体进入接触圈间隙，可以在交错的地方下圈的里面向上高起，上圈的里面向里凹进，使液体不能从缝隙流入。

称重也可以有其他的实现方案，如在几个支脚上称重，或底盘本身作为悬臂梁，上面贴应变片等。或者在炉盘面上实现，利用在面板的不传热的边缘贴应变片，或者在面板上粘接散热再粘接绝热材料然后再连接到应变片的悬臂梁上等。

5、语音识别

语音识别可作为一种选择菜谱的便捷手段。但象电脑上作为一种文字输入方法用的语音识别，所需资源比较大，成本高。所以这里最好用那种在较少的样本里识别一个词的简易算法。也可以用现成的芯片做，但需要将样本语音转换成芯片规定的特殊格式，并写入到专用芯片。或者直接在炉具上录入一遍样本，象一般手机上的人名语音识别那样使用。

6、语音合成

菜谱中固定的标准用词和数字的播报，可以用预先录制的字、词语音MP3文件组合播放即可，几乎不会增加硬件成本。而非标准用词中的菜名、说明、提示等则需要用到真正的语音合成，可以在电脑上由专用或通用软件预先合成，存为mp3(或其他炉具可解格式的)声音文件传给炉具，用现成的软件或炉具专用软件提供的功能都可，这在翻译文本的传统菜谱时会比较有用，如放到炉具里合成也可，但所需资源比较大，成本高。

7、显示屏

显示菜名等文字信息，用点阵LCD或其他种高亮的点阵显示屏都可。不显示汉字则无需点阵液晶屏，可完全以语音来播报汉字，可经电脑软件转换所有汉字为语音文件存入usb盘或卡插入炉具，显示汉字时均播报语音，这是一种廉价的方案，这样还可以省去汉字点阵字库。

8、按键。

在数字键上叠加拼音用的字母，如普通手机键盘的数字字母设置(仅列拼音中出现的首个字母也行)。另外加一些功能按键，如：录音，启动，暂停，关机，确认，取消，搜索，前、后翻动等。以上仅为举例示意。

9、人体接近检测装置

主要针对炉具有辐射，能减少或杜绝辐射影响。在人体接近时关火或使辐射减到最小。检测人体接近，有多种方法，如热释红外，红外线反射等。这个不是必须的。

以上装置的部分缺失不会影响基本的电子智能菜谱的实现。

本发明推荐最好用电磁炉加不锈钢覆底锅具来具体实现本发明。本发明并不局限于如此应用，可以有多种实现形式，及用于相近的炉具，如电炉、卤素炉、红外炉等等，也可用于煤气炉、天然气炉等，调节煤气的流量也相当于调节功率，可以有在现有炉具上改造型的，及部分功能型(基本的实现可以无需重量测量甚至内温度测量等)等，这些炉具测温装置形式上会有所不同。或炉具与锅体一体化，或加自动翻搅菜装置、自动加料装置等，完全自动化。本发明推荐的电磁炉加不锈钢覆底锅具的组合方案，是因为以现有的条件比较容易普及，现流行于发达国家的不锈钢覆底锅具不仅卫生，底部传热均匀可无油烟，翻搅少，能保持营养成分，是比较理想的锅具。

整个控制系统的实现方法按常规的做法，一个单片机系统控制所有炉具上的输入输出，加一个USB接口(最好兼主从的)连接USB盘，即可。单片机程序具备文件系统的读写功能，如果不用MP3解码器，也可以规定菜谱中的语音文件格式为PCM等比较简单的占用资源少的压缩格式。汉字字库也可以省去，用电脑软件可以将编好的菜谱中的汉字的点阵提取出来存在USB盘指定目录，供单片机使用。其他的功能如语音识别和单片机的运算能力、指令集等相关，也可以外挂专用芯片实现。单片机和USB接口芯片可以用集成式的，也可以用分开式的。也可以借用MP3、录音笔这类用量大的专用芯片来搭建以节省成本。

常规的设计这里不举例了。下面举例用目前用量比较大的MP3芯片来实现。

如图2所示是智能烹饪机的装置示意框图。

主要是在传统的电磁炉上增加了USB接口，以与电脑连接，此USB接口例如是可以取下的一个模块，该模块包括USB控制器及闪存，还包括喇叭及MIC的接口，可以采用现成的随身MP3方案来作为此模块的主体。此模块可以通过总线如IPS或I2C或其他或直接的信号连接等与控制模块相连。图2所示的是直接的信号相连，USB微处理器相连的除去音频及flash以外的即为控制器部分的期间。图3所示的是通过总线连接到控制器。

此外，图2的左边是语音微处理器，负责语音识别处理，主要帮助查找菜谱。当设置该功能后，可以在语音微处理器和USB控制微处理器之间分担控制器的工作，包括数据采集、控制及显示和键盘等。当然，也可以单独的设置一个单片机作为控制模块的核心，如图3所示，与其他单片机和微处理器分担工作。也可以用一个高性能的微处理器，将语音识别、USB控制、MP3、文件管理、控制、PID、采集和控制等集于一身。总之，硬件的实现方案很多，而采用一个便携MP3的方案来裁减组合是比较经济的；USB接口模块的分离式设计将给用户带来便利。图4勾画出系统所需要的软硬件模块，这些模块包括USB接口、文件管理、菜谱解析、音频、控制器、语音识别部分的、控制驱动部分、模拟信号处理及采样部分、数字信号的处理及采样部分、人机界面部分(显示和键)等，这些模块的硬件或软件实现、分配都是灵活的。

本发明的电子智能菜谱，不仅仅针对做菜，也可以做点心、主食、面食等。例如面粉发酵就可以用它来控制温度，发酵、蒸熟可以自动完成。

本发明宜与半成品盒装菜或盒装配料售卖配送系统配合运作，以使闲余时间少的人们能满足烹调乐趣和健康美味，这种售卖配送系统与网上公布的可下载的电子智能菜谱相配合，网络或电话订购，定点配送为主，送到家中或超市、24小时商店等待领取(凭打印标签与领取人身份证件相符或会员卡号相符签字领取或当场付款领取)，兼超市或食品售卖点零售。倡导绿色健康饮食，采购加工完全透明，食品加工、清洁、检测严密，有认证，实时视频播放(网上或示范点)，顾客可以当即联系现场互动。还可以设立示范点饭店，顾客可以自助烹饪。

以上有些说明勾画主要的或特别的方面，没有全面说明每个常规的细节，因为熟练的技术人员能够了然。

本发明包含所有这些处于权利要求范围内的选择、修改、变化。

Claims (17)

1.自动烹饪的方法和装置，其特征在于，具有电子智能菜谱，有与外界交换数据的接口及其他智能装置。

2.根据权利要求1所述，所说的电子智能菜谱，其特征在于，电子智能菜谱包括声音文件指向或数据、时间长度、火力参数等

3.根据权利要求2所述，所说的参数等，其特征在于，还可以包括锅参数、环境温度、重量、语音文件指向、本步骤结束或下一个步骤开始的条件、目标温度、目标重量、合成语音播出等其中的1项或多项。

4.根据权利要求1所述，所说的电子智能菜谱，其特征在于，炉具能依照其自动或半自动烹饪。

5.根据权利要求1所述，所说的电子智能菜谱，其特征在于，可以将手工烹饪过程记录为电子智能菜谱。

6.根据权利要求1所述，所说的接口，其特征在于，与电脑和或手机交换数据的接口。

7.根据权利要求1所述，所说的接口，其特征在于，读写USB盘接口。

8.根据权利要求1所述，所说的接口，其特征在于，读写flash卡接口。

9.根据权利要求1所述，所说的其他智能装置，其特征在于，具有多媒体装置(烹饪中的自动语音(多媒体)提示)。(执行就包括了)

10.根据权利要求1所述，所说的其他智能装置，其特征在于，具有称重装置。

11.根据权利要求8所述，所说的称重装置，其特征在于，称重装置位于炉具底部。

12.根据权利要求1所述，所说的其他智能装置，其特征在于，具语音识别装置。

13.根据权利要求1所述，所说的其他智能装置，其特征在于，内外测温装置。

14.根据权利要求1所述，所说的其他智能装置，其特征在于，触碰报警圈装置。

15.根据权利要求1所述，所说的其他智能装置，其特征在于，人靠近具有辐射的炉具时自动给辐射源断电的装置。

16.根据权利要求1所述，所说的电子智能菜谱，其特征在于，一般人可以自行编辑、生成、保存、交流。

17.一种食品半成品配售系统，其特征在于，与电子智能菜谱配合工作，主要从网上或电话订购，送货上门或送到附近食品售卖点。

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