CN103092681A - 手机菜谱 - Google Patents

Abstract

手机上实现的菜谱程序，烹饪的再现方法，一系列环节的实现。以手机作为主要的人机界面和通讯媒介及承担运算，配合在烹饪装置上进行菜谱烹饪。

Description

手机菜谱

技术领域：

烹饪。

背景技术：

现今的菜谱，文字或图文静态的(图片是原料的照片和成品的照片)，电视美食节目对火候的定义也同样没有清晰的对比，使用中火候难以掌握好，配料也常寻觅麻烦，整个烹饪过程耗费大量时间守在厨房，炉灶前，费时费力而效果往往不佳。常常简单的菜谱，也因火候描述不清，而各人效果不同。除去菜谱未有一个科学的形式，另一个客观原因，即不同的锅具炉具等，火候标准难以统一。

迄今尚无基于手持式数码设备的电子菜谱。目前，手持式设备应用广泛，在其上运行电子菜谱是极为快捷、方便的。象手机、平板电脑这类，及各类专用的。

发明内容：

针对不连接炉具：

手机是普及率最高的有很好的人机界面，很强多媒体能力和运算能力，又有很好无线通讯连通性，及方便的上网功能，现成的辨识码版权控制，利用手机的这些现成的特性，在手机上运行一个菜谱程序，可以非常现成方便地实现对烹饪过程的控制(流程及火候，借助于人或配备了通讯接口的烹饪装置)，而手机本身的摄像、录音功能也对识别火候的声音和图像提供简易的传感，对用户自己制作一般的菜谱程序提供了基本的条件。

与烹饪装置相连，只要在烹饪装置上加一个通讯口，特别是本身就是电控的烹饪装置，如电磁炉、电陶炉、微波炉等，非常方便简单，如加一个蓝牙通讯接口，或有线引出后外置。

手机的普及性，只需要多有一个接口，就可以实现高运算量的良好人机界面的控制，借助良好的人机界面，习惯，随身携带和提醒，熟悉，高性能，比一般电磁炉的单片机高出几个数量级。

本发明相关的整个系统各个方面的描述如下。

包括烹饪的再现，美食的克隆，一系列环节的实现。

本发明，从按照个人喜好选择菜谱，到下载菜谱、订购配料、取得配料、智能辅助半自动烹饪，使得没有厨艺的普通人能毫不费劲地在家烹饪出名厨的美食。

这个过程的实现，典型的是在手机上完成(用本发明的菜谱程序软件平台与网上服务平台软件配合，或浏览器上操作，也可在其他手持机或电脑上操作)，配合相应的厨具。从手机上网选择喜爱的菜肴，下载菜谱程序，订购主料、配料(可以选择不同加工程度及就近获得方式)，以专用厨具和手机通讯，由手机的菜谱程序和人的配合来精确控制烹饪过程，完成美食。

整个社会生态过程也是自然的一部分，配料生产商的小包装产品生产，菜场、超市、净菜店，众多的菜贩、家庭作坊、半成品菜的连锁店及饭店等，成就了网上菜谱程序中的配料、主料的加工配套，他们成为网上商户，与网上服务平台连接配合，成就了一个快捷高效服务网络。帮助解决了烹饪前的繁琐工作。用户可以看到各个菜谱程序的下载使用评价，及能为自己提供服务的每个商户的服务历史、评价情况，选择合适的菜谱程序和商户。

用户在得到所有烹饪素材之后(这个过程只是上网点选一下，及从就近的商户取得或由商户送上门)，就开始了下面的烹饪过程：

启动所下载的菜谱(烹饪)程序(烹饪程序对应的及现今的菜谱，所不同的是有精确的流程实时控制和火候实时控制等)，这个用户界面典型的是手持机类(手机、平板电脑、游戏机等手持智能设备为主)，用户按提示逐步操作，比如进入定时阶段，用户可以去做别的事情，到时间了手持机会提醒用户时间到，该去做什么。例如煲汤大火10分钟后小火1小时，全部完成后通知用户起锅；又比如机器自动判断火候，告知大约需要多久，这样火候将到时也会提前通知用户到厨具前待命，到达火候之后，会通知用户做什么操作，如加料加水等；再比如，有的火候自动判断可能有误差，需要用户参与判断，比如系统认为火候差不多了，但难以断定时，会提示用户听下声音，或查看下颜色，或触碰一下软硬度等，分别与菜谱程序的标准声音、照片、视频对比，观察符合程度，系统据此决定后续烹饪走向，并学习记取此经验。另外在涉及一定复杂度或特殊的操作动作的步骤时，也会有相应的视频演示。

本文一些名词概念的定义和解释：

1、火力。泛指一切燃气的、及其他明火的、电发热的、辐射的、电磁的等烹调用的热源，其发出热能的大小。例如电发热的可以“功率”粗略地指代。但各种炉具，不同的发热方式互相如何转换，比如电磁炉的1000瓦相当于电陶炉的多少瓦，相当于燃气炉的多少热值的燃料多少压强下的多少流量等，这个的换算和综合因素相关，有个转换率问题，对于确定品牌规格的产品，我们可以给出互相间的换算关系，但我们可以通过标定来简单的互相换算，例如一定量水烧开的加热时间，将环境温度、原始水温、锅具炉具余热因素都基本分清楚后，就可以换算了，例如加一定量的水(如500ml)，用冷锅冷炉子，烧开后，倒出，再次加一定量的水(如500ml)烧开，后一次就消解了余热的影响(如果第一次余热未饱和，第二次热量仍有可能部分消耗在余热上，那么可以进行第三次，乃至更多次，比较最后2次的时长差，在容许的误差范围内就可以了)，反映了火力。而类似的方法也可对锅具、炉具的余热等特性进行标定，冷状态开始和热状态开始的前后2次烧开水的时长差就是消耗在余热上的(同样的，余热也可以一次未饱和，那么重复多次直到最后2次烧开水的时长基本不变，此前的时长差都是供给余热的，可以得知余热及其吸收曲线)，而只要其中一个是已知余热特性的，就可以求知另外一个，通常会有些已知参数的产品可供用户选择，也可特制用于标定的锅产品。除了用开水测试，也可用气托水珠法、油纹观察法来测更高温度，或也可用工具如红外测定锅内温度等。这些功能，在支持菜谱程序的软件平台上会提供，会提供这样的标定功能，及部分产品的转换功能。

a)有时火力也指控制到一定的温度点。比如以2000瓦加热1分钟，然后300瓦保持5分钟；与以200℃保持5分钟，可能是同一个烹饪阶段的不同控制方式。即火力既可以以炉子的输入功率或输出功率表达，也可以控制锅内底温度的度数表达，特殊的也可以测温点的温度为控制的目标温度来表达火候，如锅底或锅盖顶上或锅侧面的测温点等等。而有时温度也可作为火候的目标征候之一，包括推测的锅内温度或某测点温度或某几个测点的温度关系或运算值等。

2、火候。指操作火力达到的效果。比如1000W功率加热3分钟以上到锅边冒气；又如保持摄氏200度2分钟以上，直到土豆条表面焦黄；又如2000W加热到水开(预计2分钟)；又如2000W加热3分钟后300W加热30分钟(这包含了2段，但从需要人工干预来讲也可以算作一段)；又如1000W加热到饺子浮起；又如1000W收汁(自动判蒸汽和或声音)。火候既可以仅仅有时间没有征候，也可以仅仅有征候没有时间，也可二者皆有，有时写出时间是方便用户可以暂时不关注，有时也是控制判断需要。达成火候之后(或稍提前)，可能通知用户介入操作，也可能自动转换，或二者都有。

3、智能设备，或称智能装置，智能机。泛指可执行程序，有一定运算能力的，有操作界面，有通讯接口的通用或专用设备。通用的如电脑、平板电脑、手机、手持游戏机、媒体播放器等，除电脑外例举的其他几种都是手持设备或手持机，也有防水防油的专用手持机。

4、烹饪。本文有时指食品加热的过程，有时也泛指包括准备阶段在内的整个过程，及制作食品的整个过程，语境不同所指不同。

5、菜谱程序，也称烹饪程序。专指实时控制烹饪过程的流程火候的预先编制或生成的指令序列，包括针对人的和对加热装置的、及对烹饪过程测控装置的指令，在特殊情况下也可只对其中的一种或2种。除了指令序列，也包括操作指导，有的帮助是用户可选播出的。它还包括一些附加内容，以帮助人们选择。除了加热烹饪，冷作的料理也可用它控制，但可能更多的是对人的指令和操作指导及定时控制。包括对糕点制作等。它可以帮助用户更好、更精确地控制火候，更省心。它适用定时、分步骤指令、指导和或火候相关的过程。本文出现的菜谱均指烹饪或料理的方法步骤，即一种菜或食物的做法介绍。

6、菜谱程序软件平台。需要有一个软件平台在智能设备或烹饪装置上运行，以支持执行菜谱程序，通常一些相关的内容也包括在这个平台中，例如锅具、炉具的标定等。

7、烹饪装置。本文很多地方是针对烹饪炉具说的，如提到的锅具炉具，因为这方面的情况相对比较复杂。但一切烹饪用具皆可运用本发明，只是其测控装置等可能有其不同特点。包括通用发热的和特制的烹饪装置，包括电控的或间接电控的或由人代为控制的。

8、测控装置。是自动控制火候所需要的，可以仅仅测试、识别火候因素的特征，如温度，开水响声等，也可包含控制部分，如其驱动电磁阀和比例阀去控制煤气炉的火力。其形态可以为外形独立的，如侧立或置于炉子附加底盘，一边与手持机通讯，一边与炉具通讯；也可以是内置于炉具的，或有部分传感器外置；也可能智能设备和测控装置都置于炉具内，全一体化，而这种情况下，炉具自身可独立执行菜谱程序，整体也还可与外通讯联动，利用手持机的便携性或上网下载等。

9、版权控制。下载的菜谱程序有针对性的加密，只有符合授权要求的机器才能执行其控制流程，这个加密或生成解密数据包(原始数据已经加密，解密数据包和运行机器的识别码相关联，经由它而可解密执行菜谱程序)的过程在下载时进行，用户提供其执行菜谱程序的机器的识别码，此识别码即为运行条件。版权控制是鼓励创作更多更好菜谱程序的重要因素。

10、网上服务平台软件。给菜谱程序使用者提供服务的平台软件，包括烹饪装置的技术支持(烹饪装置的参数的确定等)，菜谱程序的转换(适应不同环境参数)，菜谱程序的选择、授权打包、下载，及主配料的选择订购，版权授权的登记，等等。是从用户起念要选美食开始提供整个的服务，是帮助用户最大自动化程度地完成从起念到变成面前的可享用的新鲜美食，把这个过程的涉及的环节链接起来，最后使用支持菜谱程序的软硬件平台，完成烹饪过程。

菜谱程序包含以下主要内容：

1、流程控制，整个流程，包括人参与的，需要借助人工完成的。

2、火候控制：自动测控，包括执行脚本程序(由菜谱程序创作者编制或系统提供)，也包括人工辅助判断和控制。

3、实时指导：人工操作预提醒及操作指导，动作的视频演示和或语音提示等

4、其他相关信息：包括主、配料、特性(口味、时间、对人的控制精度要求等)、适应范围(锅具、炉具)，等等。

菜谱程序分简约(低级)和完整两种，前者不包含图像内容，以语音提示为主。

菜谱程序要素解释：

1、火候的定义(用什么火力，到什么征候；或到什么征候用什么火力。)

a)时间、火力定义，可多段变化。如1500W烧10分钟，然后300W烧1小时。这个可能受环境温度、锅体和炉子余热、烹饪量变化影响(如煲粥的量)，有的需要也可以自动计算调整，有的则需要创作者预先定义或用户实验验证后保存

b)测量特征定义。主要从温度、声音(含振动)、重量、压力、摄像等及其变化的特征(各种装置及各种菜谱程序都对传感的物理量会各有取舍)，单独的及数种组合的，及与时间和人工观察的结合。

c)人工观察定义

i.视觉颜色、形态、烟、气等定义，须有图片对比。

ii.软硬等触觉及粘稠度等定义，须有视频或图片。

iii.声音定义，须有标准声音对比。

iv.气味定义，味觉定义，须有日常味觉的对比性。

2、火力定义。不同类型炉具的功率定义。明火炉具的流量、压强、气类型品质等定义，人工调节旋钮的标定定义及标示。总之，标准化、精确化、可控。

3、制作环境的定义

a)包括烹饪用具，如炉具、锅具，根据品牌、规格或类型、材质、尺寸自动计算变更控制参数(如热工控制的参数、重量等)。或创制人为多种用具设计不同的菜谱程序。

b)现场标定上述控制参数。例如一定量的水的由常温到沸腾的时间，倒掉后再加一定量水烧开的时间，及洗涮的影响等。(此多由执行菜谱程序的软件平台来做，不由每个菜谱程序来做)

c)环境温度等，包括厨房及水温。有些装置可自动测量。

4、全程指导，做到到哪一步就自动有该节点的提示出现，如操作或动作演示的视频。

5、全程的时间周期，包括准备时间(洗、切等)和烹饪时间(用炉子的时间)、辅助时间(包括将物料浸泡开或腌制等)，操作者参与时间(需要操作者介入的时间)，总的时间周期(从备料到可以吃)。

6、物料表(包括照片和选材要求)。

7、自己烹饪过程的自动和人工辅助记录及形成菜谱程序。自动记录火力的变化点，采集整个过程的传感数据，人工介入的时间点，适时录入人工提示，拍摄照片和视频，及后期加工中分析提取火候点的数据特征，或另外的相机照片视频的加入。如果没有测控装置，则不能自动记录火力变化和采集传感数据，需要人工录入。

8、菜谱程序的版权认证。这部分不是菜谱程序必须的，但意义重大。其采取的结构，例如：

a)运行端解密操作，即只在智能设备上解密验证，智能设备可能与烹饪装置一体。

b)下位机用IC卡的加密机制来加解密，上位机不论。例如分以下几种：

i.下位机烹饪装置与上位机智能设备或经由测控装置与智能设备加密通讯，彼此可以验证身份和或数据信息。例如智能设备验证炉具的辨识码与菜谱程序授权的辨识码一致，则正常执行菜谱程序。又如智能设备传给炉具的菜谱程序指令经过解密验证被炉具执行。

ii.测控装置与智能设备加密通讯，彼此可以验证身份和或数据信息。

iii.烹饪装置或测控装置内嵌专用IC卡类芯片用于验证。

c)“a)”和“b)”联合使用。

通用的装置作为系统中的智能设备的，可以用其原来版权保护所使用的辨识码其他保护机制，并可同时或单独采用其他用户信息相关的或设置的信息或硬件芯片的信息，如手机上的移动通讯卡或移动通讯相关的有独特性的号码等相关的信息，如电话号码等。

专用的装置，如测控装置或烹饪装置(包括不包括及包含测控及包含智能设备等多种)，可采用包括人为设置和芯片辨识码信息用作版权保护认证，还可用将唯一性的解密密钥固化在解密运算的芯片中如逻辑阵列芯片，或采用有IC卡安全机制的芯片等。或也可采用与一般通用智能设备相似的保护机制。

菜谱程序的流程和火候判断及转换的算法、流程嵌入在经过编译编码(包括加密，即原始的算法逻辑看不到了。菜谱一部分或全部编码都可，一部分编码的如火候测控或流程控制，其他多媒体数据可以不加密)代码中，在使用时被支持其的软件解码执行，即便在菜谱程序执行使用的过程中，也看不到其采用的算法(作者也可公开源码，使可见)，从而可以象软件那样的控制其版权，又由于支持菜谱程序的软件平台将其所运行的智能设备的辨识码和或烹饪装置内的类似IC卡加密技术与获得授权下载的菜谱程序关联，使得该菜谱程序在未经授权的设备上不能执行。其整个下载安装管理的体系结构可以类似于现在流行的软件版权保护，特别是手持机的软件保护，其保护强度不低于软件版权，因为除了与运行设备的辨识码关联，还可以叠加烹饪装置内的类似IC卡的加密关联。

针对不同的烹饪装置，可能其中的某些项会缺失，例如没有测控装置，就没有测量特征定义也没有自动火力控制，但有人工辨识定义和人工火力定义，系统需要呼叫人工介入。

以上的一些测控项目也是可多可少，多的话测控精度高，但成本也高。

这些要素也并非都不可或缺，基本的是火候和流程控制。

智能设备上的软件平台的功能的定义：

1、执行菜谱程序

2、标定

3、选择下载菜谱程序和主、配料，订购。

4、记录、创作菜谱程序(也可借助功能更强大的电脑)

网上服务平台软件的功能或模块的定义：

1、评价系统，以帮助识别菜谱程序和主配料供应的各方面情况。使得优胜劣汰，帮助系统进化。

2、选择系统，包括制作者的介绍、评价，可以定义多种搜索条件来获得符合的菜谱程序及对应的主配料。

a)可按如下分类及搜索，口味、流派、主料类别、营养适应、烹饪的各项时间指标、总体价格(包括主配料最低和平均及菜谱程序)及分项价格、精度要求，适合的锅具炉具(自动匹配用户的锅具炉具，可只显示符合的)、下载量、各项评价分数(制作者介绍的符合度、美食度、控制的精确度、烹调者的参与程度、心情指数等)。

b)自动根据用户地址筛选临近的取货点和服务该地域的供应商供选择。

3、订购系统，包括支付环节。类似淘宝的模式。

4、下载菜谱程序。根据用户的智能设备的辨识码，作版权授权的处理，加密打包，发给用户，并作下载登记，在版权范围内可重复下载。其版权除了永久授权，可能有按次数或按天数授权。其授权的用户智能设备辨识号也可能可以含多个。可能包括烹饪装置内的类似IC卡的版权授权。其一次购买的下载授权可能包括1-2个智能设备加1-2个IC卡类认证的烹饪装置。

5、其他服务。如菜谱程序软件平台的下载安装及升级；炉具程序的升级；用户档案，包括其自用的设备的辨识号，炉具锅具型号规格及各项参数，用户喜爱的创作者新品提示等；商户和用户的认证及档案；各类菜的排行榜及推荐；锅具炉具的参数查询下载；菜谱程序的适应的炉具锅具的转换；用户锅具炉具的标定实验结果转换为炉具锅具参数；新炉具锅具的相关信息特性登记(可以多例采取校核后供他人使用)；等等。

测控原理：测量到符合征候定义的信号集(不仅是测量的信号，还包括时间因素，及可包括人工辅助判断，包括信号的时域、频域和或图像处理、自定义脚本的执行等等)，即为这一步的火候到了，改作烹饪程序定义的下一的操作，例如改变火力，设置下一个征候监测定义；或要求人工介入添加配料；或换烧别的料；等等。如此按烹饪程序要求一步一步直到完成所有流程。比较单一的测控，比如用PID算法控制达到某一个温度并保持，直到规定时间后再变换到另一个温度并保持；比如控制油温达到200度，然后提示用户放入主料油炸，并在过程中保持油温，直到规定时间提示用户并关火，或再需用户观察到符合照片的焦黄色要求后再关火；或以声音或振动的变化判断水已经沸腾或锅盖已经掀动。又如，根据时间定义2分钟以上，3分钟以下，并对摄像中锅边蒸汽的量判断已经到了火候，即关火并通知用户开盖调味起出。又比如在收汁过程中，判断重量变化，并监测声音变化，摄像变化，重量减少到计算的重量时表示已经收汁完成，或声音变化表示汁已经很稠，或锅边蒸汽变少表示水已经很少，3者任一个超过上限即可关火通知用户；或三者都达到状态阀值，也表示已经完成；或最后请用户查看一下确认。这些最终的设定有些会和菜谱程序的创作者的试验观察和设定相关。

因为手持机本身具有摄像和MIC及测温等功能，更何况定制的手持机可以包括红外测温等更加专用的功能，所以有些检测也可以在手持机上进行，例如检测颜色是否符合，用手持机拍照后进行色彩对比，或检测锅内温度，或检测特定声响等，但可能某些方面不如人工判断。

本发明的软件分为几种，和硬件的构造有关，一种是智能设备(手持机等)和测控装置(含炉具本身有测控装置的及独立的测控装置的)配合，菜谱程序在智能设备上执行，分解后的细化步骤如一步火候或一步定时或调火动作在测控装置上执行，那么程序分为智能设备上的和测控装置上的两种；还有一种是在测控装置上可以独立运行菜谱程序(包括运行分解后的细化步骤)，包括多媒体的触控操作的或语音提示为主键控操作的，此种也可将手持机仅仅作为提示器用，也可象前一种一样的模式使用，即可在智能设备上运行菜谱程序，而在测控装置上其分解后的细化步骤。

以上及以下测控装置均指含测控功能的单元，一般没有特别指出就指含在炉体里面的测控功能或独立在外的测控功能；及一部分在炉体里面以控制为主，一部分在外面的检测功能。

软硬件结构，主要从运算处理角度分为这几个部分：用户界面(包括多媒体)，解释执行，火候符合运算(信号处理)，火候调整运算(根据环境、烹饪量、余热等调整烹饪或预警的时间长度)，定时，预约，采集和控制。有如下几种配置方案：

1、智能设备上用户界面，解释执行，火候符合运算，火候调整运算；测控装置上定时，预约，采集和控制。例如，可以将智能设备上的菜谱程序仅含有定时部分的下载到测控装置上预约运行，比如早上煲粥，里面分几个定时火力阶段，所以不需要与智能设备通讯就可完成，而其中根据煲粥的量自动调整时间，则在智能设备上预先完成。这样的功能也可由用户在智能设备端通过自己设置而不必调用菜谱程序来完成。也就是测控装置可以解释执行无须人工介入和火候运算的全套菜谱程序，或由智能设备翻译成这样的流程传递给测控装置，去除人工部分。

2、智能设备上用户界面，解释执行；测控装置上，火候符合运算，火候调整运算，定时，预约，采集和控制。这个测控装置上可以包括dsp芯片来做信号处理。那么包括火候运算在内的，无须人工中途介入的整个菜谱程序，就可以在测控装置上预约完成。也就是测控装置可以解释执行无须人工介入的全套菜谱程序，或由智能设备翻译成这样的流程传递给测控装置，去除人工部分。

3、全部在测控装置，菜谱程序可以全部在测控装置里运行，可以通过无线通讯wifi等或u盘或卡等导入菜谱程序。

4、全部在智能设备

5、根据运算能力和接口的方便规整性等实际情况，在以上之间的权衡分布。

6、以上分划只是表示运算功能的强弱而可担当怎样的功能，测控装置端的运算性能越强越能担当更多的功能，其独立工作的能力越强，但成本也高些。但有些分类存在交叉，比如温度控制可以在低性能的MCU上实现，那么这部分的火候运算就可放到测控装置端，而其他火候运算放到智能设备端。又比如在中低端的测控装置上可以实现语音播放等提示功能，代替了部分用户界面，可以更独立做有用户介入而不需要图像的菜谱程序。

测控装置上可以完成的功能或接口：

1、完整菜谱程序运行

2、部分界面(例如仅语音无图像)

3、无界面菜谱程序运行

4、含火候运算的多段序列流程

5、含火候运算

6、分段定时序列

7、单段定时

8、火力

智能设备上的完成的功能或接口：

1、仅仅显示、提示及用户操作，真正的流程执行、火候计算在测控装置端。

2、将菜谱程序分解出的部分流程下发给测控装置执行，下发的部分举例：

a)部分界面及流程(含部分火候运算或全部火候运算或不含火候运算)

b)全部无界面流程(含部分火候运算或全部火候运算或不含火候运算)

c)多段定时序列

d)单段定时

e)火力

整个系统多种外部形态举例：

1、手持终端有线连测控装置，

2、手持设备无线连测控装置

3、测控装置有图形界面，有完整菜谱程序执行功能，并且也能连接手持设备，接受无界面菜谱程序或有界面菜谱程序(两边界面都可操作，流程和火候运算可选择在那一边执行)

4、测控装置无图形界面，有简约的菜谱程序功能

测控装置典型接口：

1、采用低端的处理器的，多段定时和预约，可温控；

2、采用稍高端处理器，可支持简约菜谱程序加全部或部分火候计算控制；

3、高端的处理器，完整图形界面，包含了智能设备的功能，也可连接智能设备，两边皆可操作，此时以智能设备为随身的提示器为好，不作主要控制；不过这个内嵌的高端处理器和图形界面也可做成手持式的，既可放置到测控装置里面，又可抽出握在手里使用，与测控装置的其他部分有线或无线连接。

4、再低端的单段定时控制，也可支持简单的温控。

测控装置分型：

1、独立型：与炉具分离，可直接控制炉具，例如控制传统的燃气炉具，或控制传统用电的炉具类。其输出控制炉具的信号，典型的是一个模拟量控制火力和开关量控制开关火，如对传统的燃气炉具，模拟量控制比例阀，开关量控制开关电磁阀。也可用多级火力定义或仅用模拟量控制(低于阀值为关)。或用单点PWM控制，来调节火力。

2、与炉具融合型。测控装置与炉具合为一体。

3、增强炉具型。炉具本身的测控能力不够，增加外置的以增强，其连接关系，第一种是外接采样的数据由炉内统一处理；第二种是炉内采样数据统一由外接的测控装置处理，包括控制。第三种，则是智能设备同时采集炉具外置和内置的数据。第一种一般是炉具本身设计时就考虑了外接增强检测装置，并预留接口；第二种则多数为标准测控装置带了桥接功能，可以连接带测控接口的炉具，获得其内部数据；第三种则是智能设备及软件支持多个测控装置集成使用，可以定义各个标准模块在那个装置上，如火力控制在哪，温度测量在哪，或那几个测头分属什么性质的测量等。

测控装置可兼有喇叭，无线通讯器(如蓝牙通讯)。

功能单元角度详细叙述：

1、用户界面(包括多媒体)，视频播放，照片供实物对比，常规的多媒体界面操作。

2、解释执行。包括流程及每一节的提示、可选帮助，及定时或等待征候符合。

3、火候符合运算(信号处理)，频域时域诸多特征提取对比，及图像颜色的符合度等，包括人工判别的引入。

4、火候调整运算。根据环境温度、炉具特性(炉盘余热及升温过程，功率阶级)、锅具特性、烹饪量、余热等调整烹饪或预警的时间长度。以维持目标温度的时间为目标(如PID算法维持)，或以总功率为目标，或以别的，根据菜谱程序创作者的定义来选择。

5、定时。根据菜谱程序的设置。

6、预约。根据用户的设置。

7、采集和控制。将传感器数据采集进来进行供给各个算法程序运算。控制功率或温度，温度控制如PID算法、模糊PID、智能PID、模型偏差补偿、温度和总热量的兼顾控制能减少偏差，及结合经验算法，菜谱程序创作者的经验算法等，创作者也可以根据实验选定调整。温度控制和测温方法也有关系，现今的炉具也有一些是按温度控制的。

下面分成菜谱程序的执行和其细化步骤的执行两个部分来叙述。

1.菜谱程序的执行

a)根据创作者的流程定义，包括播放、主料配料照片选材切配加工演示，等待客户确认(包括火候确认、加料等操作确认)、定时控制(如软化、腌制及加热时长)，火候控制等，每个控制点的提示、对比、视频、帮助。

i.声音、图像对比

ii.视频对比

iii.整个流程的各个分解单步及主要控制。烹饪前主要是人工确认。

b)火候控制。包括自动和人工辅助。在本机执行或分解后下载到下位机执行。

2.分解后的细化步骤的执行

a)原本的一段火候。可以下载到支持火候运算的下位机执行。

i.定时要求，可单独作用，也可作为目标条件的下限和或上限。

ii.目标条件要求，各路传感器数据的表现特征的组合，也可包括时间长度范围。

iii.温度或功率要求，包括温度调节段的能量折合，贯彻整个一段。

b)分解为单段定时。包含定时的控制，则可以单独提出下载到只有定时的下位机。

c)分解为多段定时。如果包含连续多段独立定时，则可下载到支持多段定时的下位机。

由当时可以到手的原料选择菜谱，附近可当日送达的商家也可列出当日代配的菜谱供选择，用户也可将自家主配料列上而匹配合适的菜谱。隔日送达的，主要是调料，通常品种比较全，有的商家会有冷链，可以保证主配料都可送达。软件的装置单元：

1、炉具标定单元

2、火候控制，指使用户操作或自动控制，都归入控制，下面分成2种

3、定时控制指使用户操作

4、流程控制

5、测控单元，包括分析传感器数据，预测余热，及PID类等温控算法，与火候控制配合分担

6、“在线”监测提醒，无法与烹饪装置通讯需要警示

7、通讯单元

8、多媒体实时指导

9、触摸屏界面

锅边蒸汽的形状，油纹的形状

响声，沸腾声，油炸声等

多段定时或火候

火候的定义

征候定义

手机的普及性，只需要多有一个接口，就可以实现高运算量的良好人机界面的控制，借助良好的人机界面，习惯，随身携带和提醒，熟悉，高性能，比电磁炉的8位10兆量级单片机高出很多数量级几百兆的32位

软件的步骤：

1、获取菜谱

2、运行菜谱

3、实时控制整个制作过程。整个流程有多个段前后衔接组成。每个不同的火候目标或火力变化都是一个不同的段。

a)烹饪前准备。无火操作段，各个操作环节可以顺序下来，没有资源竞争的多个定时可以同时进行。

i.包括配料比对，洗、切配要求演示等

ii.需要定时的腌制、浸软等。用户放好后开始定时，直到完成提示，用户方可进入用到它们的下一步骤。

iii.还有些需要沸水里面过一下的则可列入下面的火候控制的阶段。有的菜分几部分炒制之后再合并烧，带火候控制的段也可和其他的操作段相间。大致分成无火操作段(主要是准备阶段)和有火操作段(含火候控制)或称烹饪段。

b)火候控制。有火操作段。

i.定时定功率或定温度

ii.监测数据，与目标特征相符则为火候到。目标特征是创作者结合系统提供的一个或多个信号特征组合确定的。可包括模式识别，以菜谱程序原来的定义为准，也可定义某些常用的算法，也可嵌入类似labview、maitlab类的编程语言及编译的可执行代码。某些数据可能需要人工辅助确定。

iii.人工辅助核实

iv.火候目标达成后，结束本步骤。

支持烹饪复制及菜谱程序运行的硬件系统包括的要素：

1、炉具

2、测控系统(含测控装置)

a)控制炉具

i.直接控制炉具功率

ii.透过人来控制炉具

b)检测过程参数(火候检测)

i.传感器检测。其位置或在炉具里面，或外立于侧，或在炉具下面，或分别布置于前述3个部分的2个或3个，端看具体情况选择配置方法。

1.温度。主要测锅内底温度，而测其关联温度来推测。传感器：红外线、热电偶、热敏电阻等，例如红外线侧立。热电偶于炉子下方。也需要测环境温度，及炉盘(电陶炉)或线圈温度(电磁炉)，总之，与锅内温度变化相关连部分的温度。

2.声音、振动。测法：侧立或底部声学传感器；或测振动的传感器(底盘振动)，如加速度。

3.重量。测法，底盘负荷传感。

4.影像。测法，摄像头侧立。测蒸汽形态及其变化，锅盖动态，溢出。也可测菜的颜色、形态等。

ii.人工判断

1.声音

2.影像：颜色、形态、蒸汽等。

3.气味

4.味觉

5.触碰

3、人机界面，其最简单的形态是语音交互加按键，其典型的：

a)图形界面

b)触摸屏

c)支持多媒体

d)支持一定的运算能力

e)支持无线通讯

f)手持式

创作菜谱程序的系统：

系统要帮助厨师自动选取信号特征，厨师可以指出相似点，需要区别的地方，而程序应该分析得出差异性，并供厨师验证。如果最后的命中率没有100％，则需要人工感官确认火候。

应该是有很多辅助分析工具，并且开放接口，大家可以添加工具、算法脚本，有直观的图形编程界面。

模式识别，以菜谱程序原来的定义为准，也可定义某些常用的算法，也可嵌入类似labview、maitlab类的编程语言及编译的可执行代码脚本。同样的，在创作菜谱程序的系统里面也可嵌入代码进行分析，或导出检测到的数据到这类信号处理工具中去分析。故复杂的信号处理算法是完全可以有助于菜谱程序加密的

本发明以现今应用广泛的手持机(包括手机、平板电脑、游戏机等)为载体，可以在厨房对照使用，并定义程序化的菜谱形式-菜谱程序(在手持机上运行的支持该菜谱系统的，我们称之为菜谱软件，或支持菜谱程序的软件)，使火候定义精确，并结合火候自动测控(与烹饪装置通讯，获取传感数据及发出控制指令，例如通过蓝牙等无线连接)，既可精确控制，又可大幅减少人工参与时间，省时省力不费心。并结合网上菜谱下载和菜谱程序、配料、素材的订购系统，解决菜谱的配料费劲问题，和这种精确的菜谱程序的来源问题。使用者还可自己在其上创制自己的菜谱程序。

配料、素材的订购可由菜谱程序的下载或订购页面引导而去，也可在自己已经获得授权的菜谱程序中选择，或搜索，订购后或配送到家或自己到就近的销售点取货，如菜场、超市，这些取货点备有常用的配料，也可现场配好。销售点也是订购网站的的卖家之一。菜谱程序创作者也是卖家。创作者或第三方厂家可以生产常用的配料包。这样的订购，极大的方便了烹饪的便利性；有效避免了个人做一次菜，买来整瓶的配料，最后绝大部分都坏掉，而且有的配料采购不易。

典型的实际使用流程见图1。

现今，手机和平板电脑、游戏机的普及率极高，苹果系统的iphone、ipad、ipod及安卓系统的智能手机和平板电脑及其他手持设备，都是普及率很高的设备，还有其他操作系统的，WINDOWS MOBILE、SYMBIAN、QNX、黑莓、PALM等都可以开发支持菜谱程序的软件。

本发明是一种手持机上的菜谱程序，可逐步指导烹饪，并在整个烹饪流程中全程适时地多媒体提醒、指导或控制烹饪，并可利用无线通讯与烹饪装置连接来测控烹饪装置。

在手持设备上运行电子菜谱，利用其影音和操作的便利性，并可利用无线装置与炉具通讯来控制炉具；也可仅仅通过独立的检测装置获取炉具上的相关数据，如温度、声音、重量等一个或数个数据，而不控制。

典型的运用是从网上下载电子菜谱，在手机上运行，包括视频、照片和语音提示，及定时、定条件(包括测温、测音频、测重及目测颜色、蒸汽，耳听声音的的对比判断，及鼻嗅气味，尝口味、触口感等，可一种或数种组合)的各个阶段的烹饪步骤组成，包括对烹饪装置的火力(功率)的直接控制。

手机是普及率最高的有很好的人机界面，很强多媒体能力和运算能力，又有很好无线通讯连通性，及方便的上网功能，现成的编号版权控制，利用手机的这些现成的特性，在手机上运行一个菜谱程序，可以非常现成方便地实现对烹饪过程的控制(流程及火候，借助于人或配备了通讯接口的烹饪装置)，而手机本身的摄像、录音功能也对识别火候的声音和图像提供简易的传感，对用户自己制作一般的菜谱程序提供了基本的条件。

与烹饪装置相连，只要在烹饪装置上加一个通讯口，特别是本身就是电控的烹饪装置，如电磁炉、电陶炉、微波炉等，非常方便简单，如加一个蓝牙通讯接口，或有线引出后外置。

手机的普及性，只需要多有一个接口，就可以实现高运算量的良好人机界面的控制，借助良好的人机界面，习惯，随身携带和提醒，熟悉，高性能，比电磁炉的8位10兆量级单片机高出很多数量级几百兆的32位。

一个具体的菜谱大致包括以下各项：

1、烹饪时间：包括准备时间(洗、切等)和烹饪时间(用炉子的时间)、辅助时间(包括将物料浸泡开或腌制等)，操作者介入的次数，操作者参与时间(需要操作者介入的时间总和)，总的时间周期(从备料到可以吃)。

2、口味，主料，配料包有无，使用炉具时间，价格范围，用户评价及身心影响等。“1”和“2”主要是供用户选择方便。

3、物料表

4、炉具、锅具、用具要求

5、各个阶段和处理步骤的控制，包括定时控制和目标控制，及其结合控制。主要有如下几种：

a)按照初始余热状态的测量和计算，控制火力(功率)大小和加热时间，或温度及加热时间，可能分为几段，如2000瓦加热150秒，然后400瓦加热10分钟。

b)因为余热的计算有些不确定因素，如洗锅的影响，加水多少和温度的影响等，所以在要求火候比较精确的情况下，设定一个保守的自动控制时间，到时间提示人工观察，来确定进入下一步程序，例如看是否沸腾，沸腾程度，锅边冒气的程度，菜的颜色，软硬，气味等等，系统会有相应的供比较的图片、视频、声音等，辅助人工判断。观察后认为火候未到，则继续延续上一步骤、阶段一定时间；火候到了，这按键进入下一步骤、阶段。

c)系统根据测量到的温度、声音特征(声音会反应锅内的烧、煮、煎状态)、重量变化等，自动推断是否到达火候(这里的火候均指烹饪的一个阶段性目标的达成)。

d)系统在根据实时测量的数据自动推断火候把握度低的情况下，提示人工观察，辅助判断火候。

e)这里会有在菜谱设计时的选择，比如火候的测量数据特征不明显，不适合自动判；或基本可以自动判，但特殊情况下会误判，此时需要自知而请求人工辅助；有的阶段时间控制就足够了，有点误差没有关系；有的则需要精确。3者的结合可能是用的比较多的，即先保守的时间时间估算，到时间之后，根据传感数据的特征判火候，判断把握度低时再请求人工观察介入。

通常的程序：

1、时间定时

2、检测状态，判断火候

3、人工观察辅助判断火候

4、调整火力(自动或人工)

其中，“1”和“2”可能会同时执行，即在定时时间内会检查状态，一则防止溢出、烧干、内容物爆裂等特殊情况出现；二则，观察火候到达前的状态的正常数据，有助于判断火候到达时的状态，比如会有些相似的噪声。

有时也会没有“1”，如果火候特征明显，容易判定；或在爆炒过程，变化迅速，时间极短，无须定时，直接观察判断。

其各种组合都可能出现。如：1、2、3、4；1、4；2、3、4；3、4；2、4；等。

也可在一个阶段的过程中发现异常而调整火力，如判断到溢出或将近溢出，调低火力，甚至呼叫人工干预。

对于不同的控制对象，有不同的菜谱或表现形态，三种典型的：

1、手持机和炉具之间没有连接。主要通过人的感官来判断。这种情况下以定时提醒加感官观察对比判断结合，来判断是否达到阶段性目标或征候，由菜谱提示人何时调节火力。这其中人可能会借助部分物理测量，如温度测量包括直接的红外测温，或滴水测温等。也可有一个与手持机通讯的按钮，可以被手持机采集到。

2、手持机和炉具之间有通讯连接，既可测量温度、声音、重量等1个或数个参数，也可控制火力等。炉具上可有按钮，可以被手持机采集到。

3、手持机和炉具之间无通讯连接，但与一个专用的测控装置通讯，采集烹饪过程相关的参数，如测量温度、声音、重量等1个或数个参数。测控装置上也可有按钮，可以被手持机采集到。

这里写到的炉具也是烹饪装置的典型指代，不仅适用“炉具”，也适用其他烹饪装置。

既适合控制带通讯和控制功能的烹饪器具或独立的测控装置(用于改装或附加到传统的烹饪装置)，也可用于无通讯控制功能的传统烹饪用具(以感官和或辅助检测工具)。

这个菜谱是广义的，包括点心的制作、茶道、中药制作等，烹饪用具也包括一切火力(功率，包括占空比调节)可调的烹饪器具，包括电磁炉，明火炉具，烧烤，铁板，电陶炉，红外炉，电炉，微波炉，光波炉，烤箱，电饭煲，压力煲等等；也包括其他冷作器械，如粉碎、榨汁等。一切有制作程序的、有阶段目标的烹饪过程都可以运用本电子菜谱，来达到省时(人的直接介入时间少，不必长时间守候)、省心、精准的目的。

其组成的部分包括：人机界面+运算+单步+驱动，一般前二者主要在手持机上运行，但有的按键仍会在炉具上操作，有的简单的提示也仍会在炉具上同时或单独出现。后2者一般在炉具上运行，但单步的范围也可大可小，小至控制一个开关量，中至一个时间段或条件段，大至数个段或一个目标达成。

传统的菜谱。经过试验变成精确的菜谱程序，可精确控制，适合各种炉、锅条件。

具体实现结构：

方案1：

手机为主，无线连接炉子(wifi或蓝牙等)，可以离现场操作，可以一个手机控制1台以上炉子，例如煲汤和做饭或炒菜。

连接形式：

1、完全手机为主控，炉子进入菜谱状态后就听命于手机，多媒体都在手机

a)涉及到手机给信号给炉子，通常控制命令，收到须反馈确认，没有反馈要报警，进厨房

b)涉及炉子给信号给手机，通常传感器状态及人工按钮，也需要得到反馈，无反馈则按照应急停火并强烈报警

c)人工介入后的确认，可以在手机上操作也可以在炉子按钮上操作，无线信号传到对方。

2、手机为主控，但控制流程下载到炉子，

3、手机为主控，但炉子可以播放语音，也可以为主控

方案2：炉子为主控，手机为提示器，但大量运算为手机完成，这样炉子运算能力可以弱一些。

方案3：可以任何一方为主控，可切换

方案4：无须手机或独立的手持设备，而自配外置机，与菜场买菜等结合

方案5：炉子本身配齐，手持机可以上网下载菜谱，手持机防水

方案6：优盘插入，无须手持机，炉子独立控制，也是最廉价、最基本的配置，为老专利所包括

方案7：三级控制，手持机，菜谱基本控制器(包括通讯接口)，炉子传统控制器升级(通过ips等接口接收菜谱控制器，应当包括流程定时控制及传感器采集)，这个方案将通讯和mp3等与基本的流程实时控制分开，可以保障实时性。电脑是转运站制作站，不会是控制器。

方案8：三级控制，最下级仅仅一级定时或条件，符合电磁炉现状。中间级可包括传感器采集分析及通讯和MP3

防止溢出装置，重量变化特征，锅盖浮起后在落下的过程重量会减少，落实之后重量会增加，例如震荡振幅的和频率的变化特征，例如振幅变大；蒸汽消耗速度的增加，即重量逐渐减轻的速度过大，就接近溢出；外部视觉检测锅盖的运动，相对于锅体及2侧运动比对；锅沿溢出视觉；冒气及溢出声音检测；溢出内容短路检测，锅底边缘圈；锅盖上放置运动侦测传感器如加速度传感器，检测锅盖震动，无线或有线连接，判断或预告溢出。可结合温度。针对不同内容物不同的重量变化特性，声音变化特性，如米饭、面条、牛奶、豆浆、浓汤、清汤、水。接近溢出或将要溢出与正在溢出。防溢出功能在菜谱中是可以关闭的，如盐水毛豆和蔬菜需要锅边冒气，不过这时也需要提醒和关火了。遥控手持机未必需要是主控，可以只是作为交互终端，故其定义为手持式交互终端，可以合并主控功能，也可不合并

锅具的标定，传热时延，不同部位传感器的变化曲线对比，标定时可以在锅体内部测内锅底的温度，比如冷锅加热，传到到内锅底温度变化的延时，可以知道变化火力的影响延时多久到达锅内，也通过运行时的测点比较，知道其延时差异。PID整定也可包括这个因素。这些在支持菜谱程序的软件平台上会提供这些功能。

锅具标定程序，放定量的如500ml的常温水，烧到冒气，烧到水开的时间，关火后持续沸腾时间，倒掉后二次烧水的上述时间，再倒掉后正常习惯洗过，再放水测时间。用户配合确认。和环境温度有关，需要测量。还有锅具高度、口径、底部厚度、材质。

温度测量应该可以根据内容物重量推算出，炉内温度和环境温度推算。

身份认证和加密也可以通过手机进行，手机的唯一编号作为用户号，但是山寨手机的号都一样，要避免。2种加密都可以

锅具捆绑，手机捆绑

包括电饭煲功能，黄豆、蹄筋等

包括煎药，泡茶等都可以如此菜谱和控制，不同的药和茶叶都有不同的做法

附图说明

图1使用的通常流程

图2是本装置及软件的基本组成

图3是典型的版权认证相关的连接图

图4通常的连接配合

具体实施方式

以下是整个系统各个环节的一些例子，以说明相关系统的情况。

例1：这是一个典型的运用过程，从网上购买或免费下载菜谱；点击购买打包好的配料包或全套送货上门或去就近提货点取货，或按照菜谱配料表及其图片指示去菜场配菜配料；运行菜谱，按照菜谱视频要求配齐料、洗、切等预处理；选择锅具炉具，没有标准参数的，初次使用可能需要做一遍标定程序；开始执行烹制过程，按时或条件变化火力(或温度)，每一个阶段菜谱会按时间或采集的温度、音频、重量变化等一个或数个参数来控制，也会配合人的感官辨识来决定一个阶段的结束或开始。用户在手持机上操作(防止手持机进水，可以给手持机套上防水套)，也可在炉具上按钮操作。烹饪过程中也会有视频演示翻炒的动作要求等。

例2：在网上购买菜谱，以烹饪装置、独立测控装置、手机本身的唯一辨识号，这其中之一或3者都可作为运行的条件，作为购买授权运行的装置。装置不符合购买时指定的装置辨识码认证的，则不可运行。

例3：在不能测控的烹饪装置上运用菜谱。与例1的不同之处在于不能自动测控，只有定时提示，及要求人感官观色、听声、尝味、试软硬或用器具测温后输入或选择，以决定一个阶段的结束或开始。菜谱提供比对的色泽照片，软硬感视频，声音等。定时和人工观察的结合也可省心和提高烹饪精准度，例如在5分钟后提示观察，则这个5分钟仍属用户自由的，通常这个时间会有点提前量。

例4：在只能测控不能控的烹饪装置上运用菜谱。与例1的不同之处在于不能控制火力，通常是传统炉具加上一个测量装置，如测温和声音等，传统炉具象煤气炉也可加装电磁阀和流量调节阀来控制，这需要一个全功能的控制器和炉具改装。不能控制，这需要提示用户按规范操作，会有视频，包括根据压力表自动计算的火力开关位置。

例5：举例红烧豆腐。先备料，检查料齐全，是否正宗，界面中选择炉具和锅具，预处理浸木耳，先煮500g以上水，水开定时，然后100g开水和冷水兑好后浸入5朵木耳，将切好块的老豆腐放入盐水煮3分钟，起锅，倒掉水，豆腐晾干，洗锅之后，按钮下一步，开火，10秒后提示看锅干了就加50g花生油，放入花椒，10秒后提示花椒香气出现而未变焦，迅速放入豆腐煎炒，20秒后提示倒入作料水，盖盖，按钮，2分钟后提示查看是否收汁，关火，提示起锅。最好涉及声音、温度、重量控制。详细举例及抽象层次

例6：自动与完全手动，各举一例。鲜活反映出其优势。木耳、豆腐各个阶段的品相

例7：创作菜谱，包括准备时间，准备材料，制作时间，翻译菜谱，在独立的手持机上创作菜谱，在连接烹饪装置的手持机上创作菜谱

例8：中医煎药控制。先放后放，间隔时间，火候如何，每个方子都有自己的煎煮方法。循着菜谱形式的介绍，辨识药物，按规范火候、时间、先后次序操作，可以发挥药效。

例9：微波炉类。不需要锅具传热，一般也无余热问题，相对比较容易把握。主要以定时为主，也可以有声音等检测。可以支持完整的及简易的菜谱程序。典型的加一个无线通讯器接收智能设备控制，多段定时接口。

例10：烤炉类以温控和定时为主，可有其他检测，无锅具替换问题，但本身有余热。

例11：电饭煲类，包括煲汤，压力煲等。除了温度，可能有锅内压力数据，相应的菜谱程序里面也会有对应的处理要求，即火候也包括了锅内压力特征。

以上例子所举的各个部分，实际应用也可互相交错搭配，而不局限于一个例子里的搭配，还可与正文所举及未举出的类似材料或结构搭配。

Claims (6)

1.一种菜谱程序软件，其特征在于，在烹饪过程中，按流程所到节点逐步帮助和或测控。

2.一种烹饪装置，包含控制单元，其特征在于包括：可以运行电子菜谱，与炉体分离的显示装置，信息交互单元。

3.权利要求1所述的显示装置，其特征在于与炉体无线通讯。

4.权利要求1所述的显示装置，其特征在于是手持式的。

5.权利要求1所述的显示装置，其特征在于是独立于炉体的另类数码装置。

6.权利要求1所述的信息交互单元，其特征在于是无线通讯装置。 

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