CN104930563A - 一种智能温控电磁炉 - Google Patents

Abstract

本发明一种智能温控电磁炉，其特征在于，包括位于电磁炉内部的控制单元、位于电磁炉内部的无线数据收发单元及手机客户端；在电磁炉内部，所述控制单元与所述无线数据收发单元相连接，所述无线数据收发单元能够通过互联网与所述手机客户端建立联系，使客户能够通过手机客户端实现对电磁炉的远程用电量监测、温度监测及温度控制功能。本发明提出的智能温控电磁炉将手机客户端远程遥控与烹饪温度的直接控制以及能效控制相结合，实现了多功能的智能集成以及硬件的集成简化，与市场中现有产品相比，更加智能、安全、便捷，真正实现智能用电。

Description

一种智能温控电磁炉

技术领域

本发明涉及智能电厨具，特别是指一种智能温控电磁炉。

背景技术

随着智能用电用户群体的不断扩大、用户的服务需求升级，用户对电网企业的服务理念、服务方式、服务内容和服务质量不断提出新的更高要求。除安全可靠、成本更低的用电需求外，还希望享受更加个性化、多样化、便捷化的服务。厨房大功率厨具设备已经逐渐步入智能、节能、高效的创新理念领域中，与智能用电相结合，更好的让用户享受舒适便捷的生活。

目前的烹饪电炊具在加热形式上，大至有以下两种基本形式：1.锅与炉为一整体形式(如电饭煲、电压力锅等)。此形式基本上只能使用所配的锅具，功能较为单一，优点是烹煮过程实现了智能化，选中功能后不需要人为控制即可煮好，并可以保证烹煮效果。2.锅与炉分立形式(如煤气炉、电磁炉、电炉等)。此形式的炉具应用范围很广，可与不同大小、体积、形状锅具搭配使用。缺点是对上面锅中的食物烹煮过程智能控制能力差，只能由使用者手动控制，烹煮效果难以保证，受制于操作者水平。例如，目前市场上的电磁炉是手动控制电磁炉功率按钮通过调节功率的大小来调节加热温度的，这样既不能知道锅内的实际温度，也无法调节适当的火候，不仅浪费不必要的用电，而且难以掌控炒菜时间。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种智能温控电磁炉，解决现有电炊具远程遥控不便的问题；同时使烹饪过程更加容易掌控。

基于上述目的本发明提供的智能温控电磁炉，包括位于电磁炉内部的控制单元、位于电磁炉内部的无线数据收发单元及手机客户端。

在电磁炉内部，所述控制单元与所述无线数据收发单元相连接，在电磁炉外部，所述无线数据收发单元能够通过互联网与所述手机客户端建立联系，使客户能够通过手机客户端实现对电磁炉的远程用电量监测及温度控制功能。

所述无线数据收发单元能够接收来自手机客户端的烹饪类型指令，并将接收到的烹饪类型指令发送给控制单元，由控制单元解析、还原成相应的加热指令，控制电磁炉内部的功率电路工作，实现自动烹饪。烹饪类型指令是针对每一道菜或每一种菜系设定在控制单元内部的温度-时间加热曲线

在一些实施方式中，所述手机客户端与无线数据收发单元之间通过无线路由通讯，所述无线数据收发单元包括WIFI模块和无线433模块，无线数据收发单元与无线路由之间采用RF433通讯协议收发数据。

所述智能温控电磁炉的远程数据传输过程如下：

(一)用户使用手机客户端通过互联网给服务器发送指令，服务器收到指令后传递给无线路由，无线路由采用RF433协议将指令传输给无线数据收发单元的WIFI模块，无线数据收发单元接收数据后发送给控制单元。

(二)控制单元对电磁炉用电量信息进行采集，经过运算处理后发送给无线数据收发单元，无线数据收发单元接收数据后，采用RF433协议将接收到的数据通过WIFI模块发送给无线路由，再经互联网传递给服务器，服务器将采集到的信息反馈给手机客户端。

在一些实施方式中，所述控制单元包括中央数据处理单元、电量采集模块、温度监控模块。

所述电量采集模块和温度监控模块分别与中央数据处理单元之间电性连接，所述中央数据处理单元与电磁炉内部的功率电路相连接；电量采集模块和温度监控模块分别用于对电磁炉进行用电量及温度信息的采集，并发送给中央数据处理单元。

所述中央数据处理单元包括单片机和数据存储芯片，中央数据处理单元一方面用于对电磁炉电量、温度和正向有功总功率等参量的计量、存储，并发送给无线数据收发单元，另一方面接收来自无线数据收发单元的命令，控制电磁炉的温度及加热功率。

在一些实施方式中，所述控制单元还包括两个测量通道：一个电压测量通道及一个电流测量通道，所述电量采集模块分别与所述两条测量通道相连，用于将采集到的电量信息发送给中央数据处理单元。

在一些实施方式中，所述温度监控模块包括热敏电阻，所述热敏电阻将电磁炉表面温度的变化信号转化为电阻变化信号，经过信号处理电路处理后发送给中央数据处理单元。

在一些实施方式中，所述控制单元包含主程序，所述主程序包含计量程序模块，无线通信接口函数模块，设备初始化模块三个主模块。

所述计量程序模块包括计量、发送数据、模拟前端初始化、数据存储四个部分，定义了对电磁炉用电信息及温度信息的计量和存储方式；所述无线通信接口函数模块定义了与中央数据处理单元的接口定义，通过645协议进行解析，实现无线通信；所述设备初始化模块定义了对电磁炉的指示灯，按键等硬件的初始化。

在一些实施方式中，所述手机客户端包括有开关按键、温度设定窗口、功率调档窗口及电量显示窗口。

开关按键用于控制电磁炉自动打开或关闭；温度设定窗口可用于输入温度数值，设定电磁炉表面的工作温度；功率调档窗口包括几个档位，用户可根据需要选择不同的功率档进行加热；电量显示窗口用于观测电磁炉的实时加热功率，并能够选择读取某一时间段内的用电量。

从上面所述可以看出，本发明提出的智能温控电磁炉通过手机客户端实现了对电磁炉的远程用电量监测、温度监测、温度控制及菜单选择和自动烹饪功能，通过增设温度监控模块对烹饪过程中的炊具内温度进行直接测量和智能控制，有利于减少能耗。本发明提出的智能温控电磁炉将手机客户端远程遥控与烹饪温度的直接控制以及能效控制相结合，实现了多功能的智能集成以及硬件的集成简化，更加智能、安全、便捷，真正实现智能用电。

附图说明

图1为本发明提供的智能温控电磁炉实施例的网络互联图；

图2为本发明提供的智能温控电磁炉实施例的控制单元内部各模块连接图；

图3为本发明提供的智能温控电磁炉实施例的内部数据关系流程图；

图4为本发明提供的智能温控电磁炉实施例的计量模块的构架流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

图1为一种智能温控电磁炉的网络互联图。

如图1所示，该智能温控电磁炉包括位于电磁炉内部的控制单元1、位于电磁炉内部的无线数据收发单元2及手机客户端3。

在电磁炉内部，控制单元1与无线数据收发单元2相连接，无线数据收发单元2能够通过互联网与手机客户端3建立联系，使客户能够通过手机客户端3实现对电磁炉的远程用电量监测、温度监测、温度控制及菜单选择和自动烹饪功能。

无线数据收发单元2能够接收来自手机客户端3的烹饪类型指令，并将接收到的烹饪类型指令发送给控制单元1，由控制单元1解析、还原成相应的加热指令，控制电磁炉内部的功率电路工作，实现自动烹饪。

其中，烹饪类型指令是针对每一道菜或每一种菜系设定在控制单元内部的温度-时间加热曲线。

手机客户端3能够通过服务器下载烹饪菜单，烹饪菜单可供选择和设定不同的烹饪类型，实现对多种不同菜或菜系的自动烹饪。

手机客户端3与无线数据收发单元2之间通过无线路由通讯，无线数据收发单元包括WIFI模块和无线433模块，无线数据收发单元2与无线路由之间采用RF433通讯协议收发数据。

所述智能温控电磁炉的远程数据传输过程如下：

(一)用户使用手机客户端通过互联网给服务器发送指令，服务器收到指令后传递给无线路由，无线路由采用RF433协议将指令传输给无线数据收发单元的WIFI模块，无线数据收发单元接收数据后发送给控制单元。

(二)控制单元对电磁炉用电量信息进行采集，经过运算处理后发送给无线数据收发单元，无线数据收发单元接收数据后，采用RF433协议将接收到的数据通过WIFI模块发送给无线路由，再经互联网传递给服务器，服务器将采集到的信息反馈给手机客户端。

图2为控制单元1内部各模块的连接图。控制单元1包括中央数据处理单元101、电量采集模块102、温度监控模块103。

其中，电量采集模块102和温度监控模块103分别与中央数据处理单元101电性连接，中央数据处理单元101同时还与电磁炉内部的功率电路相连接。中央数据处理单元101采用微处理器MSP430FE427作为信息处理单元，内部还设有信息存储芯片AT24C02和电源转换芯片SPX5205。中央数据处理单元101通过MSP430FE427内部的集成芯片ESP430CE1进行电量及温度的采集和计量，并将采集到的电量、温度和正向有功总功率等参量的信息存储在信息存储芯片AT24C02中，电源转换芯片SPX5205用于中央数据处理单元101工作过程中的供电。中央数据处理单元101一方面用于对电磁炉电量、温度和正向有功总功率等参量的计量、存储，并发送给无线数据收发单元2，另一方面接收来自无线数据收发单元2的信息，控制电磁炉的温度及加热功率。

控制单元1还包括两个测量通道：电压测量通道a及电流测量通道b。电压测量通道a采用电阻分压的方式进行电压信号的采集，电流测量通道b采用电流互感器对电流信号进行采集。电量采集模块102通过电压通道a及电流测量通道b将所采集的电量信息发送给中央数据处理单元101。

温度监控模块103包括热敏电阻，热敏电阻将电磁炉表面温度的变化信号转化为电阻变化信号，经过信号处理电路处理后发送给中央数据处理单元101。

此外，智能温控电磁炉还包括写在单片机MSP430FE427里的计量程序，无线通信接口函数程序，按键、指示灯等硬件初始化程序，依托于上述硬件电路实现对电磁炉电流，电压，有功功率等电能量的计量。图3为系统的数据关系流程图。无线数据收发单元接收数据，通过645协议解析，中央数据处理单元读取数据，之后形成645回应数据帧，然后通过无线发送，实现远程控制。

智能温控电磁炉主程序包含三个主模块：计量程序模块，无线通信接口函数模块及设备初始化模块。

计量程序模块包括计量、发送数据、模拟前端初始化、数据存储四个部分。计量程序模块定义了对电磁炉用电信息及温度信息的计量和存储方式。各部分功能如下：

计量：ESP中断处理，在结果返回寄存器溢出前，产生中断，从寄存器中读取数据并处理。定义与无线通信的接口函数，有无线部分程序直接调用，读取处理后的数据。

发送数据：通过单片机MSP430FEX与无线模块通信。

ESP初始化：包括模拟前端寄存器的初始化和参数寄存器的初始化。

数据存储：采用I/O口模拟IIC进行AT24C02的读写，当中央数据处理单元读取到的正向有功总电能发生变化时，将数据存储到AT24C02中，防止数据掉电丢失。

无线通信接口函数模块定义了与中央数据处理单元的接口定义，通过645协议进行解析，实现无线通信。

设备初始化模块定义了对电磁炉的指示灯及按键等硬件的初始化。

图4为计量模块构架流程图。如图4所示，ESP中断处理，在结果返回寄存器溢出前，产生中断，从寄存器中读取数据并处理。定义与无线通信的接口函数，有无线部分程序直接调用，读取处理后的数据。ESP初始化模块包括模拟前端寄存器的初始化和参数寄存器的初始化两部分。中央数据处理单元ESP的操作流程，从复位开始，第一步是对ESP模块一些寄存器的初始化设置。模拟前端初始化模块包括：选择AD采样时钟源、选择时钟源分频系数、选择参考电压、选择前置增益放大器的放大倍数、选择过采样率.这些工作是为开始AD采样做准备。参数寄存器的初始化是为了提供给ESP计算基准和补偿系数，典型包括：配置ESP-r作方式、设置电网基准频率、设置线路相位偏差、设置两电流通道自适应因子、设置开始电流。对ESP初始化完成后，我们就可以使ESP进入测量模式，开始有关参数的测量及反馈程序。

下面举例说明智能温控电磁炉的工作方式：

用户通过手机打开我们客户端“智生活”，点进事先设置好的界面，包括有开关按键、温度设定窗口、功率调档窗口及电量显示窗口。

操作开关按键，电磁炉可自动打开或关闭；温度设定窗口可用于输入温度数值，设定电磁炉表面的工作温度；功率调档窗口包括几个档位，用户可根据需要选择不同的功率档进行加热；打开电量显示窗口，可观测电磁炉的实时加热功率，并能够选择读取某一时间段内的用电量。

例如，客户选择第二功率档位，并设定了某一工作温度，电磁炉会固定在第二档功率工作。当检测到电磁炉表面温度高于设定温度3℃时，暂停加热，低于设定温度3℃时，启动加热。

此外，用户能够在服务器上下载烹饪菜单，然后通过菜单设定烹饪类型，根据中国烹炒煎炸的炒菜习惯，选定一条温度曲线，如炖排骨，开始需要的火候比较大，对应于温度曲线上一个较高的温度，水沸腾了，不需要高温了，就调整到较低的温度加热。这样比较贴近百姓的日常炖排骨的习惯，不用一直在锅前盯着，手动调节功率。

本发明提出的智能温控电磁炉通过手机客户端实现了对电磁炉的远程用电量监测、温度监测、温度控制及菜单选择和自动烹饪功能，通过增设温度监控模块对烹饪过程中的炊具内温度进行直接测量和智能控制，有利于减少能耗。本发明提出的智能温控电磁炉将手机客户端远程遥控与烹饪温度的直接控制以及能效控制相结合，实现了多功能的智能集成以及硬件的集成简化，更加智能、安全、便捷，真正实现智能用电。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种智能温控电磁炉，其特征在于，包括位于电磁炉内部的控制单元、位于电磁炉内部的无线数据收发单元及手机客户端；

在电磁炉内部，所述控制单元与所述无线数据收发单元相连接，在电磁炉外部，所述无线数据收发单元能够通过互联网与所述手机客户端建立联系，使客户能够通过手机客户端实现对电磁炉的远程用电量监测、温度监测、温度控制及菜单选择和自动烹饪功能；

所述无线数据收发单元能够接收来自手机客户端的烹饪类型指令，并将接收到的烹饪类型指令发送给控制单元，由控制单元解析、还原成相应的加热指令，控制电磁炉内部的功率电路工作，实现自动烹饪；

所述烹饪类型指令是针对每一道菜或每一种菜系设定在控制单元内部的温度-时间加热曲线。

2.根据权利要求1所述的智能温控电磁炉，其特征在于，所述手机客户端与无线数据收发单元之间通过无线路由通讯，所述无线数据收发单元包括WIFI模块和无线433模块，无线数据收发单元与无线路由之间采用RF433通讯协议收发数据；

所述智能温控电磁炉的远程数据传输过程如下：

(一)用户使用手机客户端通过互联网给服务器发送指令，服务器收到指令后传递给无线路由，无线路由采用RF433协议将指令传输给无线数据收发单元的WIFI模块，无线数据收发单元接收数据后发送给控制单元。

(二)控制单元对电磁炉用电量信息进行采集，经过运算处理后发送给无线数据收发单元，无线数据收发单元接收数据后，采用RF433协议将接收到的数据通过WIFI模块发送给无线路由，再经互联网传递给服务器，服务器将采集到的信息反馈给手机客户端。

3.根据权利要求1所述的智能温控电磁炉，其特征在于，所述控制单元包括中央数据处理单元、电量采集模块、温度监控模块；

所述电量采集模块和温度监控模块分别与中央数据处理单元之间电性连接，所述中央数据处理单元与电磁炉内部的功率电路相连接；电量采集模块和温度监控模块分别用于对电磁炉进行用电量及温度信息的采集，并发送给中央数据处理单元；

所述中央数据处理单元包括单片机和数据存储芯片，中央数据处理单元一方面用于对电磁炉电量、温度和正向有功总功率等参量的计量、存储，并发送给无线数据收发单元，另一方面接收来自无线数据收发单元的命令，控制电磁炉的温度及加热功率。

4.根据权利要求3所述的智能温控电磁炉，其特征在于，所述控制单元还包括两个测量通道：一个电压测量通道及一个电流测量通道，所述电量采集模块分别与所述两条测量通道相连，用于将采集到的电量信息发送给中央数据处理单元。

5.根据权利要求3所述的智能温控电磁炉，其特征在于，所述温度监控模块包括热敏电阻，所述热敏电阻将电磁炉表面温度的变化信号转化为电阻变化信号，经过信号处理电路处理后发送给中央数据处理单元。

6.根据权利要求1所述的智能温控电磁炉，其特征在于，所述控制单元包含主程序，所述主程序包含计量程序模块，无线通信接口函数模块，设备初始化模块三个主模块；

所述计量程序模块包括计量、发送数据、模拟前端初始化、数据存储四个部分，定义了对电磁炉用电信息及温度信息的计量和存储方式；

所述无线通信接口函数模块定义了与中央数据处理单元的接口定义，通过645协议进行解析，实现无线通信；

所述设备初始化模块定义了对电磁炉的指示灯，按键等硬件的初始化。

7.根据权利要求1所述的智能温控电磁炉，其特征在于，所述手机客户端包括有开关按键、温度设定窗口、功率调档窗口及电量显示窗口；

开关按键用于控制电磁炉自动打开或关闭；温度设定窗口可用于输入温度数值，设定电磁炉表面的工作温度；功率调档窗口包括几个档位，用户可根据需要选择不同的功率档进行加热；电量显示窗口用于观测电磁炉的实时加热功率，并能够选择读取某一时间段内的用电量。