CN101871657B - 灶具和抽油烟机组合、其通讯联系建立方法及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种灶具和抽油烟机组合，包含至少两台灶具和一台抽油烟机，所述至少两台灶具内分别设有与灶具主控制器连接的无线通讯发射模块，抽油烟机内设有与抽油烟机主控制器连接的无线通讯接收模块，所述至少两台灶具分别与所述抽油烟机无线绑定联接。上述灶具和抽油烟机组合的通讯联系建立方法包含：依次建立至少两台灶具和所述抽油烟机之间的无线绑定连接。上述灶具和抽油烟机组合的控制方法，其中灶具分别至少包含一个炉头，当所有灶具的所有炉头均关闭火焰后，抽油烟机的电机被关闭。

Description

灶具和抽油烟机组合、其通讯联系建立方法及其控制方法

【技术领域】

本发明涉及一种灶具和抽油烟机组合，其中灶具与抽油烟机通过无线通讯联接。本发明还涉及灶具和抽油烟机组合的控制方法以及通讯联系建立方法。

【背景技术】

灶具和抽油烟机是人们生活中普遍使用的日常家电，而且一般搭配使用。随着无线通讯技术的日益成熟，在灶具和抽油烟机之间达成无线通讯功能，灶具通过无线通讯实现将自身的状态信息及相关命令时传送到抽油烟机，抽油烟机根据接收到的信息调整自己的工作状态，从而达到抽油烟机与灶具的智能联动已经成为一种新的趋势，并且表现出了很大的优越性，给人们的家居生活带来了方便。例如，公告号为CN2417395Y的中国实用新型专利揭示了这样的一种灶具和抽油烟机联动控制装置。

在某些油烟不是非常严重的烹饪场合，存在多台灶具配备一个抽油烟机的现象。在这种情形下，采用现有技术下的联动方式存在很多弊端。例如，现有的灶具和抽油烟机联动组合多为一对一的关系，也即一台灶具对应于一台抽油烟机。因此，其联动控制往往设置为灶具点火时或点火成功后联动控制抽油烟机，使抽油烟机的电机开始转动；灶具熄火操作时或熄火成功后控制抽油烟机，使电机停止工作。这样的设计在多台灶具与一台抽油烟机的组合中存在很多问题。例如，当超过两台灶具同时工作时，其中一台灶具熄火将发送信号给抽油烟机，使抽油烟机停止工作，从而使另一灶具产生的油烟不能被有效排出。

【发明内容】

针对以上问题，本发明其中一个目的在于提供一种包含多个灶具与一个抽油烟机且每一台灶具均可与抽油烟机有效通讯的灶具和抽油烟机组合。

上述目的通过以下方式实现：一种灶具和抽油烟机组合，包含至少两台灶具和一台抽油烟机，所述至少两台灶具内分别设有与灶具主控制器连接的无线通讯发射模块，抽油烟机内设有与抽油烟机主控制器连接的无线通讯接收模块，所述至少两台灶具分别与所述抽油烟机无线绑定联接。由于灶具分别与抽油烟机无线绑定联接，于是建立了系统的联接关系，在该系统中，可以根据程序设定方便地控制灶具与抽油烟机之间的相互关系，同时也避免了外部信号的干扰。

本发明的另一目的在于提供一种在上述灶具和抽油烟机组合之间建立通讯联系，以解决现有技术中存在的缺憾的方法。

上述目的通过以下方式实现：依次建立所述至少两台灶具和所述抽油烟机之间的无线绑定连接。通过这一方法，灶具分别与抽油烟机无线绑定联接，建立了系统化的联结关系。

作为上述实现方式的补充和改进，灶具内设有与灶具主控制器连接的无线通讯发射模块，抽油烟机内设有与抽油烟机主控制器连接的无线通讯接收模块，所述灶具和抽油烟机上分别设有通过灶具绑定功能输入模块与灶具主控制器连接的灶具绑定功能按键和通过抽油烟机绑定功能输入模块与抽油烟机主控制器连接的抽油烟机绑定功能按键，所述无线绑定连接的建立方法包含以下步骤：

a.抽油烟机绑定功能输入模块根据抽油烟机绑定功能按键的触发操作将抽油烟机绑定功能触发信号传递给抽油烟机主控制器；

b.抽油烟机主控制器进入绑定模式；

c.灶具绑定功能输入模块根据灶具绑定功能按键的触发操作传递灶具绑定功能触发信号给灶具主控制器；

d.灶具主控制器发送带绑定指令及灶具信息的数据帧到无线通讯发射模块；

e.无线通讯发射模块将所述数据帧转换成无线信号发出；

f.无线通讯接收模块接收灶具发出的无线信号，并将无线信号转换成数据帧输送给抽油烟机主控制器；

g.抽油烟机主控制器将数据帧传递的灶具的识别信息记录下来。

作为改进，数据帧包含灶具地址和信息内容。

作为改进，数据帧传递的灶具的识别信息为灶具地址。

作为改进，灶具地址是通过读取灶具主控制器中的单片机内部时钟的时钟计数器值来获取的随机地址值。通过这样的方式获得的地址不容易重复，可作为灶具的有效的识别信息。

作为改进，在步骤c和步骤d中，当灶具绑定功能按键被触发时，灶具主控制器读取其时钟计数器的即时值作为灶具地址，并将信息内容设为抽油烟机可识别的绑定指令，然后组织数据帧，并将数据帧发送出去。

作为改进，在步骤g中，抽油烟机主控制器根据所接收数据帧中的信息内容所传达的绑定指令将数据帧中的灶具地址存储到存储器中。

本发明还有一个目的在于提供上述灶具和抽油烟机组合的控制方法，其中所述至少两台灶具分别至少包含一个炉头，在使用过程中，所述至少两台灶具的任意一个炉头被开启后，相应的灶具发送信号给抽油烟机，抽油烟机根据接收到的信号启动电机，同时抽油烟机主控制器记录开火的灶具地址，当所有灶具的所有炉头均关闭火焰后，抽油烟机的电机被关闭。采用这种控制方法的灶具和抽油烟机组合不会发生现有技术中存在的不良现象，也即不会存在有多台灶具与一台抽油烟机同时工作的情况下，一台灶具熄火而导致抽油烟机停止工作的现象。

作为以上控制方法的补充，至少两台灶具的任意一个炉头被开启后，相应的灶具发送信号给抽油烟机，若此时抽油烟机的电机已经被开启，则抽油烟机主控制器记录开火的灶具地址。

作为另一补充，对于每一台灶具，其所有炉头关闭火焰后，其灶具主控制器通过无线通讯发射模块向抽油烟机发送信号，传达关火信息；抽油烟机主控制器根据接收到的信息识别关火的灶具地址，并与所述记录的开火的灶具地址相比较，当所有记录关火的灶具地址与记录开火的灶具地址相符合后，抽油烟机主控制器控制关闭电机。

【附图说明】

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1为一种灶具和抽油烟机组合的立体图；

图2为灶具与抽油烟机电控系统原理框图；

图3为图2中灶具与抽油烟机发送和接收的无线通讯数据帧的格式；

图4为多灶具与单抽油烟机的电控系统原理图；

图5为灶具主控制器发送数据流程；

图6为抽油烟机主控制器接收和处理数据流程。

【具体实施方式】

如图1所示，灶具100包含三个炉头30，对应的由三个控制开关37来控制点火，每个炉头30附近各装有一个温度传感器31以及一个热电偶36。控制面板32上有一组操作按键，与灶具100内部的电控系统1(见图2)电连接。例如，烹饪方法选择按键33与烹饪方法选择模块9电连接，灶具无线连接功能按键34与灶具无线连接功能输入模块7电连接，灶具绑定功能按键35与灶具绑定功能输入模块8电连接。另外，温度传感器31与温度采集模块10电连接，热电偶36与火焰检测模块5电连接。

可与灶具100进行无线通讯连接的抽油烟机110包含一个外壳111。外壳111中装有一个电机(图上未示出)，可带动叶轮(图上未示出)旋转。抽油烟机110底部115装有一组照明灯119。外壳111靠近操作者的面116上有一组操作按键，其中包含一个抽油烟机无线连接功能按键117和一个抽油烟机绑定功能按键118。外壳111中还装有抽油烟机电控系统11(见图2)。其中的电机模块17与电机电连接，照明灯模块18与照明灯119电连接，抽油烟机无线连接功能输入模块19与抽油烟机无线连接功能按键117电连接，而抽油烟机绑定功能输入模块20与抽油烟机绑定功能按键118电连接。

下面将结合图2对灶具100及抽油烟机110的电控系统1、2进行详细描述。灶具电控系统1包含一个带发射天线2的无线通讯发射模块3、一个与无线通讯发射模块3通过控制线41和数据线42相连的灶具主控制器6。灶具主控制器6根据火焰检测模块5、灶具无线连接功能输入模块7、灶具绑定功能输入模块8、烹饪方法选择模块9以及火焰温度采集模块10输入的信号来控制无线通讯发射模块3产生相应的信号。

在本实施例中，无线通讯发射模块3在信号发送结束后受灶具主控制器6的控制进入非工作状态，从而达到省电以及避免发送干扰信号的目的。这一功能可由灶具主控制器6通过控制线41来切断无线通讯发射模块3的电源43或者使之进入待机模式来实现。当灶具主控制器6需要通过无线通讯发射模块3发送信息时，灶具主控制器6通过控制线41使无线通讯发射模块3进入工作状态，并通过数据线42传递数据。在其他实施方式中，灶具主控制器6通过数据线42传递的数据激发无线通讯发射模块3，使之进入工作状态。下文将对之作进一步阐述。

抽油烟机电控系统11包含一个带接收天线12的无线通讯接收模块13以及一个与无线通讯接收模块13相连的抽油烟机主控制器16。无线通讯接收模块13在接收到无线信号后，可将无线信号转换成数字信号并输送给抽油烟机主控制器16。抽油烟机主控制器16根据所输入的信号控制电机模块17及照明灯模块18。抽油烟机主控制器16还与抽油烟机无线连接功能输入模块17和抽油烟机绑定功能输入模块18电连接。

当灶具100需要发送信息给抽油烟机110时，例如当灶具100点火成功，炉头30上产生火焰时，热电偶36感应温度变化，产生热电势变化，并传递给火焰检测模块5。火焰检测模块5将此信号传递给灶具主控制器6。随后，灶具主控制器6发出数据帧给无线通讯发射模块3。无线通讯发射模块3将此数据帧转换成无线电信号，并由发射天线2发出。当抽油烟机110的无线通讯接收模块13通过接收天线12接收到该无线信号后，将无线信号转换成数据帧输送给抽油烟机主控制器16。抽油烟机主控制器16根据数据帧的内容控制电机模块17，启动电机。相反，若用户关闭炉头30，火焰熄灭后热电偶36上的温度降低，热电势发生变化，这一变化传递给灶具主控制器6。当所有炉头30均熄火，灶具主控制器6根据火焰检测模块5上传递的信号，通过无线通讯发射模块3向抽油烟机110发送信号，传达关火信息。抽油烟机主控制器16根据无线通讯接收模块13接收到的来自灶具100的信号控制电机模块17，关闭电机。

在其他实施方式中，也可不需要额外的温度传感器，热电偶也可起到类似于温度传感器的功能。

进一步地，除了上述实施方式，也可以采用控制开关37与灶具主控制器6连接，灶具主控制器6根据控制开关37的动作输出相应的数据帧，最后控制抽油烟机110的电机。

在灶具主控制器6和无线通讯发射模块3之间以及抽油烟机主控制器16和无线通讯接收模块13之间传送的数据帧的格式如图3所示。数据帧由引导码21、同步码22、信息长度23、地址24、信息内容25和校验码26组成。引导码21是一串规律的方波信号，如“0x55555555”。其主要作用是让无线通讯模块3从空闲状态恢复到正常工作，确保随后的数据信息能够被可靠接收。同步码22也是一串规律的方波信号，如“0xFFFF”，其主要用于区别引导码21和同步码22后面的有效信息。信息长度23记录了信息内容25所占据的字节数。地址24是一串数字。每个灶具都有各自不同的地址24，是互相区别的特征。关于地址24的生成方法将在下文详细描述。信息内容25是灶具要传送给抽油烟机的状态信息或命令。校验码26是对信息长度23、地址24和信息内容25的校验结果，抽油烟机以此来判断接收到的数据是否受到干扰。

上述通讯协议的优点在于：首先，能够避免抽油烟机110接收到空气中的其他同频段无线设备发送的信号而误响应；其次，引导码21、同步码22和校验码26有效提高了数据传送的可靠性；另外，由于每个灶具有各自不同的地址24，并在数据帧中反映出其地址24，因此可根据其所发送的数据帧鉴别不同的灶具。

灶具100的地址24是通过读取灶具主控制器6中的单片机内部时钟的时钟计数器值来获取的随机地址值。单片机通常有一个内部时钟，而内部时钟的计数器会不停的从0逐次加1计数，当达到极限值(软件设定或计数器满)时又重新从0开始计数。因此，内部时钟是天然的随机数产生器。随机地址的变化范围完全由单片机内部时钟计数器的位数n确定，最大的变化范围是0～2ⁿ-1。在灶具无线通讯功能开启的状态下，当灶具绑定功能按键34被触发时，软件读取时钟计数器的值，即获取到了随机地址。由于获取随即地址的时刻由用户操作来确定，这样就可以尽可能地让一定范围内的无线设备获取不同的设备地址。

灶具100与抽油烟机110之间的无线通讯功能可根据需要与否选择开启或关闭，以使使用更加人性化，适应不同使用情况。开启或关闭无线通讯功能可通过操作灶具无线连接功能按键35及油烟机无线连接功能按键117来实现。

灶具100和抽油烟机110上绑定功能按键34、118的设置是为了避免非目标信号的干扰，同时避免发生误操作。一旦完成绑定操作，在灶具100和抽油烟机110之间形成确定的通讯联系，不会受非绑定的灶具或抽油烟机所发出的信号做出反应。

下面对绑定的原理及操作方法进行描述。在抽油烟机无线通讯功能开启的状态下，按下抽油烟机绑定功能按键118，触发抽油烟机绑定功能输入模块20，将抽油烟机绑定功能触发信号传递给抽油烟机主控制器16。抽油烟机主控制器16进入绑定模式，等待无线通讯接收模块13接收灶具发出的绑定信号。此时，在灶具无线通讯功能开启的状态下，按下灶具绑定功能按键34。灶具绑定功能输入模块8根据灶具绑定功能按键34的反应传递灶具绑定功能触发信号给灶具主控制器6。灶具主控制器6于是通过控制线41使无线通讯发射模块3电源导通，同时发送带绑定指令的信息内容25的数据帧到无线通讯发射模块3。无线通讯发射模块3将数据帧转换成无线电信号，并由发射天线2发出。无线通讯接收模块13通过接收天线12接收灶具100发出的带绑定信息的无线信号，并将无线信号转换成数据帧输送给抽油烟机主控制器16。抽油烟机主控制器16根据所接收数据帧中的信息内容25所传达的绑定指令将数据帧中的地址24存储到存储器中，然后退出绑定模式。若抽油烟机110在限定的时间里没有成功接收到灶具100的带绑定信息的无线信号，则退出绑定模式。

由于采用了上述绑定功能，灶具与抽油烟机不但可以建立一对一的关系，还可以根据需要建立一对多、多对一、或多对多的绑定关系。以图4为例，第一灶具201、第二灶具202、第三灶具203与抽油烟机120安装于同一空间相近的区域内，根据上述绑定操作，分别建立第一灶具201与抽油烟机120，第二灶具202与抽油烟机120，以及第三灶具203与抽油烟机120之间的绑定关系。

在使用过程中，第一灶具201、第二灶具202、第三灶具203中的任意一个开启炉头后，相应的灶具201、202、203会发送信号给抽油烟机120，抽油烟机120根据接收到的信号启动电机，同时抽油烟机主控制器16记录开火的灶具地址。在抽油烟机电机已经被启动后，若开启某一灶具的炉头，则仅进行抽油烟机主控制器16记录开火的灶具地址的操作。

当所有灶具201、202、203的所有炉头均关闭火焰后，抽油烟机120的电机才被关闭。具体地，对于每一台灶具201、202、203，其所有炉头30关闭火焰后，其灶具主控制器6通过无线通讯发射模块向抽油烟机120发送信号，传达关火信息。抽油烟机主控制器根据接收到的信息识别关火的灶具地址，并与所述记录的开火的灶具地址相比较。当所有记录关火的灶具地址与记录开火的灶具地址相符合后，抽油烟机主控制器控制关闭电机。

根据通讯协议，灶具与抽油烟机主控制器处理数据的流程分别如图5及图6所示。

如图5所示，当灶具主控制器6发现需要向抽油烟机110发送信息的时候，首先将收集控制信息的内容，然后结合本灶具的地址并按照通讯协议的帧结构组织数据帧，接下来将数据帧发送出去。

如图6所示，抽油烟机主控制器16接收到数据帧后，首先根据校验码26判断此数据帧是否受到干扰。如数据帧受到干扰，则丢弃该数据帧。若数据帧没有受到干扰，则判断数据帧是否来源于“认识”的灶具，也即比较数据帧中的地址25是否与其存储器中所存在地址相同，如果不是，则丢弃该数据帧。若数据帧中的地址25与存储器中所存在地址相同，则根据信息内容25做相应动作，例如开启电机，或改变电机转速，或者同时开启照明灯。

抽油烟机110电机转速根据灶具100上的相应改变而改变。在本实施方式中，根据灶具100的烹饪方法选择按键33可选择多种不同的烹饪方法，例如煎、炸、煮、炒等。选择的结果信息通过烹饪方法选择模块9传递给灶具主控制器6。同时，炉头30附近的温度传感器31不断采集火焰温度信号，并通过温度采集模块10转换成数字信号传送给灶具主控制器6。灶具主控制器6根据温度采集模块10和烹饪方法选择模块9所传递的信息进行编码，并通过无线通讯发射模块3转换成无线信号后发出。抽油烟机110通过无线通讯接收模块13接收灶具发出的无线信号，并转换成数据帧的形式传送给抽油烟机主控制器16。抽油烟机主控制器16根据接收到的数据帧的相应内容来控制电机的转速，从而控制抽油烟机110的吸力大小。

在其他实施方式中，抽油烟机主控制器16也可仅根据烹饪方法或火焰温度来决定电机的转速，而不是同时根据两者信息。另外，抽油烟机主控制器也可根据实际的烟雾大小来决定电机的转速。此时需要在抽油烟机或灶具上安装相应的感应设备。

综上所述，在本发明的基本技术思想的范畴内，本发明所揭示的相关技术领域的普通技术人员针对本发明所进行的任何形式的变更均在本发明的专利申请保护范围之内。

Claims (11)

1.一种灶具和抽油烟机组合的通讯联系建立方法，所述灶具和抽油烟机组合，包含至少两台灶具(201、202、203)和一台抽油烟机(120)，所述至少两台灶具(201、202、203)内分别设有与灶具主控制器连接的无线通讯发射模块，抽油烟机(120)内设有与抽油烟机主控制器连接的无线通讯接收模块，所述至少两台灶具(201、202、203)分别与所述抽油烟机(120)无线绑定联接，其特征在于：依次建立所述至少两台灶具(201、202、203)和所述抽油烟机(120)之间的无线绑定连接；灶具(201、202、203)内设有与灶具主控制器(6)连接的无线通讯发射模块(3)，抽油烟机(120)内设有与抽油烟机主控制器(16)连接的无线通讯接收模块(13)，所述灶具(100)和抽油烟机(110)上分别设有通过灶具绑定功能输入模块(8)与灶具主控制器(6)连接的灶具绑定功能按键(35)和通过抽油烟机绑定功能输入模块(20)与抽油烟机主控制器(16)连接的抽油烟机绑定功能按键(118)，所述无线绑定连接的建立方法包含以下步骤：

a.抽油烟机绑定功能输入模块(20)根据抽油烟机绑定功能按键(118)的触发操作将抽油烟机绑定功能触发信号传递给抽油烟机主控制器(16)；

b.抽油烟机主控制器(16)进入绑定模式；

c.灶具绑定功能输入模块(8)根据灶具绑定功能按键(34)的触发操作传递灶具绑定功能触发信号给灶具主控制器(6)；

d.灶具主控制器(6)发送带绑定指令及灶具信息的数据帧到无线通讯发射模块(3)；

e.无线通讯发射模块(3)将所述数据帧转换成无线信号发出；

f.无线通讯接收模块(13)接收灶具(201、202、203)发出的无线信号，并将无线信号转换成数据帧输送给抽油烟机主控制器(16)；

g.抽油烟机主控制器(16)将数据帧传递的灶具的识别信息记录下来。

2.根据权利要求1所述的灶具和抽油烟机组合的通讯联系建立方法，其特征在于：所述数据帧包含灶具地址(24)和信息内容(25)。

3.根据权利要求2所述的灶具和抽油烟机组合的通讯联系建立方法，其特征在于：所述数据帧传递的灶具的识别信息为灶具地址(24)。

4.根据权利要求3所述的灶具和抽油烟机组合的通讯联系建立方法，其特征在于：所述灶具地址(24)是通过读取灶具主控制器(6)中的单片机内部时钟的时钟计数器值来获取的随机地址值。

5.根据权利要求3所述的灶具和抽油烟机组合的通讯联系建立方法，其特征在于：在步骤c和步骤d中，当灶具绑定功能按键(34)被触发时，灶具主控制器(6)读取其时钟计数器的即时值作为灶具地址(24)，并将信息内容(25)设为抽油烟机可识别的绑定指令，然后组织数据帧，并将数据帧发送出去。

6.根据权利要求5所述的灶具和抽油烟机组合的通讯联系建立方法，其特征在于：在步骤g中，抽油烟机主控制器(16)根据所接收数据帧中的信息内容(25)所传达的绑定指令将数据帧中的灶具地址(24)存储到存储器中。

7.一种灶具和抽油烟机组合，包含至少两台灶具(201、202、203)和一台抽油烟机(120)，所述至少两台灶具(201、202、203)内分别设有与灶具主控制器连接的无线通讯发射模块，抽油烟机(120)内设有与抽油烟机主控制器连接的无线通讯接收模块，所述至少两台灶具(201、202、203)分别与所述抽油烟机(120)无线绑定联接，该灶具和抽油烟机组合采用如以上任一项权利要求所述的通讯联系建立方法。

8.一种灶具和抽油烟机组合的控制方法，所述灶具和抽油烟机组合，包含至少两台灶具(201、202、203)和一台抽油烟机(120)，所述至少两台灶具(201、202、203)内分别设有与灶具主控制器连接的无线通讯发射模块，抽油烟机(120)内设有与抽油烟机主控制器连接的无线通讯接收模块，所述至少两台灶具(201、202、203)分别与所述抽油烟机(120)无线绑定联接，其特征在于：所述至少两台灶具(201、202、203)分别至少包含一个炉头(30)，所述控制方法包含以下特征：在使用过程中，所述至少两台灶具(201、202、203)的任意一个炉头被开启后，相应的灶具(201、202、203)发送信号给抽油烟机(120)，抽油烟机(120)根据接收到的信号启动电机，同时抽油烟机主控制器(16)记录开火的灶具地址，当所有灶具(201、202、203)的所有炉头(30)均关闭火焰后，抽油烟机(120)的电机被关闭。

9.如权利要求8所述的灶具和抽油烟机组合的控制方法，其特征在于：所述至少两台灶具(201、202、203)的任意一个炉头被开启后，相应的灶具(201、202、203)发送信号给抽油烟机(120)，若此时抽油烟机(120)的电机已经被开启，则抽油烟机主控制器(16)记录开火的灶具地址。

10.如权利要求8或9所述的灶具和抽油烟机组合的控制方法，其特征在于：对于每一台灶具(201、202、203)，其所有炉头(30)关闭火焰后，其灶具主控制器(6)通过无线通讯发射模块向抽油烟机(120)发送信号，传达关火信息；抽油烟机主控制器根据接收到的信息识别关火的灶具地址，并与所述记录的开火的灶具地址相比较，当所有记录关火的灶具地址与记录开火的灶具地址相符合后，抽油烟机主控制器控制关闭电机。

11.一种灶具和抽油烟机组合，包含至少两台灶具(201、202、203)和一台抽油烟机(120)，所述至少两台灶具(201、202、203)内分别设有与灶具主控制器连接的无线通讯发射模块，抽油烟机(120)内设有与抽油烟机主控制器连接的无线通讯接收模块，所述至少两台灶具(201、202、203)分别与所述抽油烟机(120)无线绑定联接，该灶具和抽油烟机组合采用如权利要求8至10中任一项所述的控制方法。

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