CN110664250A - 基于电子鼻冲泡咖啡的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于电子鼻冲泡咖啡的方法及装置，其中，该方法包括：通过电子鼻对咖啡豆烘焙过程中挥发的气体进行识别，以识别出被烘焙的咖啡豆的烘焙程度；根据所述烘焙程度向咖啡机发送冲泡指令，其中，所述冲泡指令用于指示冲泡开咖啡的水温，冲泡时间以及冲泡量。通过本发明，解决了相关技术中靠人工感官评测咖啡的冲泡效果容易受主观和外界因素的影响导致评判标准不一的问题。

Description

基于电子鼻冲泡咖啡的方法及装置

技术领域

本发明涉及电子领域，具体而言，涉及一种基于电子鼻冲泡咖啡的方法及装置。

背景技术

近年来，咖啡在中国的消费量不断增长，获得了越来越多国人的喜爱。生咖啡豆在没烘焙前是没有香味的。经过烘焙，咖啡豆发生了美拉德反应和焦糖化反应，伴随有体积的膨胀、质量的减轻以及挥发性风味物质的改变。在传统方式中，咖啡豆香气品质鉴定都是依靠审评员如烘焙师、品控师的感官和经验来决定烘焙咖啡豆的品质。但是，人工感官测评极易受主观和外界因素影响，且长时间工作易产生嗅觉疲劳会影响审评的准确性和客观性。其次，培养专业的审评师耗时耗力，且不同人对气味的感知水平不一，达不到相同的评判标准，使结果缺乏参照性和统一性。

针对相关技术中的上述问题，目前尚未存在有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种基于电子鼻冲泡咖啡的方法及装置，以至少解决相关技术中靠人工感官评测咖啡的冲泡效果容易受主观和外界因素的影响导致评判标准不一的问题。

根据本发明的一个实施例，提供了一种基于电子鼻冲泡咖啡的方法，包括：通过电子鼻对咖啡豆烘焙过程中挥发的气体进行识别，以识别出被烘焙的咖啡豆的烘焙程度；根据所述烘焙程度向咖啡机发送冲泡指令，其中，所述冲泡指令用于指示冲泡开咖啡的水温，冲泡时间以及冲泡量。

根据本发明的另一个实施例，提供了一种基于电子鼻冲泡咖啡的装置，包括：识别模块，用于通过电子鼻对咖啡豆烘焙过程中挥发的气体进行识别，以识别出被烘焙的咖啡豆的烘焙程度；发送模块，用于根据所述烘焙程度向咖啡机发送冲泡指令，其中，所述冲泡指令用于指示冲泡开咖啡的水温，冲泡时间以及冲泡量。

根据本发明的又一个实施例，还提供了一种存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。

根据本发明的又一个实施例，还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。

通过本发明，通过电子鼻对咖啡豆烘焙过程中挥发的气体进行识别，以识别出被烘焙的咖啡豆的烘焙程度，进而根据烘焙程度向咖啡机发送冲泡指令，其中，冲泡指令用于指示冲泡开咖啡的水温，冲泡时间以及冲泡量，从而无需由人工来确定咖啡的烘焙程度，相关技术中靠人工感官评测咖啡的冲泡效果容易受主观和外界因素的影响导致评判标准不一的问题，实现了对烘焙程度标准统一的效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明实施例的一种基于电子鼻冲泡咖啡方法的终端的硬件结构框图；

图2是根据本发明实施例的基于电子鼻冲泡咖啡方法的流程示意图；

图3是根据本发明实施例的PCA分布范围示意图；

图4是根据本发明实施例的基于电子鼻冲泡咖啡装置的结构框图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

实施例1

本申请实施例一所提供的方法实施例可以在终端、计算机终端或者类似的运算装置中执行。以运行在终端上为例，图1是本发明实施例的一种基于电子鼻冲泡咖啡方法的终端的硬件结构框图。如图1所示，终端10可以包括一个或多个(图1中仅示出一个)处理器102(处理器102可以包括但不限于微处理器MCU或可编程逻辑器件FPGA等的处理装置)和用于存储数据的存储器104，可选地，上述终端还可以包括用于通信功能的传输设备106以及输入输出设备108。本领域普通技术人员可以理解，图1所示的结构仅为示意，其并不对上述终端的结构造成限定。例如，终端10还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。

存储器104可用于存储计算机程序，例如，应用软件的软件程序以及模块，如本发明实施例中的基于电子鼻冲泡咖啡方法对应的计算机程序，处理器102通过运行存储在存储器104内的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的方法。存储器104可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器104可进一步包括相对于处理器102远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至终端10。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

传输设备106用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括终端10的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中，传输设备106包括一个网络适配器(Network Interface Controller，简称为NIC)，其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，传输设备106可以为射频(Radio Frequency，简称为RF)模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。

在本实施例中提供了一种运行于上述终端的，图2是根据本发明实施例的基于电子鼻冲泡咖啡的方法的流程图，如图2所示，该流程包括如下步骤：

步骤S202，通过电子鼻对咖啡豆烘焙过程中挥发的气体进行识别，以识别出被烘焙的咖啡豆的烘焙程度；

步骤S204，根据烘焙程度向咖啡机发送冲泡指令，其中，冲泡指令用于指示冲泡开咖啡的水温，冲泡时间以及冲泡量；

需要说明的是，烘焙程度主要分为浅度烘焙和深度烘焙，不同烘焙程度咖啡豆可制作不同种类咖啡。咖啡豆的不同烘焙程度取决于烘焙工艺如时间、温度、方式，挥发出的气体随烘焙工艺的不同会存在气味类型、气味的强烈程度的不同，浅度、深度烘焙的咖啡豆，在研磨、水温、冲泡时间上也有不同的要求。咖啡豆的烘烤时间越长，颜色越深，香味越强。

可见，通过上述步骤S202至步骤S204可知，通过电子鼻对咖啡豆烘焙过程中挥发的气体进行识别，以识别出被烘焙的咖啡豆的烘焙程度，进而根据烘焙程度向咖啡机发送冲泡指令，其中，冲泡指令用于指示冲泡开咖啡的水温，冲泡时间以及冲泡量，从而无需由人工来确定咖啡的烘焙程度，相关技术中靠人工感官评测咖啡的冲泡效果容易受主观和外界因素的影响导致评判标准不一的问题，实现了对烘焙程度标准统一的效果。

可选地在通过电子鼻对咖啡豆烘焙过程中挥发的气体进行识别之前，本实施例的方法还包括：

步骤S200，通过不同烘焙程度的咖啡豆对电子鼻的传感器进行检测，以确定电子鼻中的传感器的种类。

需要说明的是，本实施例中的电子鼻是利用气体传感器阵列的响应图案来识别气味的电子系统，其主要机理是在阵列中的每个传感器对被测气体都有不同的灵敏度。咖啡豆烘焙时挥发出的气体随烘焙时间和烘焙温度的不同会存在气味类型、气味的强烈程度的不同，咖啡豆浅度烘焙的挥发性成分多为酸类和呋喃酮类，深度烘焙为酚类、吡啶类、硫化物等。因此，通过电子鼻的气味分析功能可进行不同烘焙程度咖啡豆判别。

在本实施例中咖啡豆烘焙程度辨别步骤如下：

步骤S11，数据库建立：准备不同烘焙程度的咖啡豆粉末标准样品进行前期试验。使用含有不同传感器的电子鼻对样品进行检测，得到不同传感器的特征值和香气轮廓图，构建数据库。

步骤S12，气味检测系统：咖啡豆挥发性化合物与传感器表面材料碰撞产生响应，记录响应值，将数据发送至信号处理系统，该系统分析气体传感器阵列的特征值，并与数据库中存储的大量图案进行比较、鉴别，以确定气味类型。

步骤S13，数据处理分析：电子鼻检测后的数据经过软件分析后得到结果；

其中，在本实施例中主要采用主成分分析法(PCA)，如图3所示，在PCA图谱中横、纵坐标分别表示在PCA转换中得到的第一主成分(PC1)和第二主成分(PC2)的贡献率，贡献率越大，说明主成分可以较好的反映原来多指标的信息，即如果2个样品在横坐标上的距离越大，说明它们的差异越大；而2个样品在纵坐标上的距离即使很大，由于第二主成分的贡献率很小，2个样品之间的实际差异不会很明显。

PCA数据库采集结果中，两个主轴上看，第一主成分(PC1)为93.7％，第二主成分(PC2)为5.9％，表明两个主成分包含了咖啡豆的大部分挥发性成分数据，而且不同烘焙程度(light浅度烘焙、medium中度烘焙、dark深度烘焙)的咖啡豆之间没有交叉区域，即说明可以有效区分三种烘焙程度。根据不同烘焙程度在PCA分布范围，可在图3内标定浅、中、深三种烘焙程度的气味的分布区域。获取待检测咖啡豆在图3上的气味点，根据气味点所在的位置即可判断该咖啡的烘焙程度。

可选地，对于本实施例中步骤S202中涉及到的通过电子鼻对咖啡豆烘焙过程中挥发的气体进行识别，以识别出被烘焙的咖啡豆的烘焙程度的方式，进一步可以包括：

步骤S202-11，在通过电子鼻识别出第一类气体的情况下，识别出被烘焙的咖啡豆的烘焙程度为第一烘焙程度；

需要说明的是，第一类气体包括以下至少之一：酸类气体、呋喃酮类气体；

步骤S202-12，在通过电子鼻识别出第二类气体的情况下，识别出被烘焙的咖啡豆的烘焙程度为第二烘焙程度；

需要说明的是，第二类气体包括以下至少之一：酚类气体、吡啶类气体、硫化物气体；其中，第一烘焙程度低于第二烘焙程度。

通过上述步骤S202-11至步骤S202-12可知，可以通过电子鼻根据烘焙的咖啡豆挥发的气体进行识别，进而识别出烘焙程度；其中，第一烘焙程度优选为浅度烘焙，而第二烘焙程度为深度烘焙。

可选地，对于本实施例步骤S204中涉及到的根据烘焙程度向咖啡机发送冲泡指令的方式，进一步可以包括：

步骤S204-11，在被烘焙的咖啡豆的烘焙程度为第一烘焙程度的情况下，向咖啡机发送第一冲泡指令，其中，第一冲泡指令用于指示不增加冲泡量并将水温调高第一预设水温；

步骤S204-12，在被烘焙的咖啡豆的烘焙程度为第二烘焙程度的情况下，向咖啡机发送第二冲泡指令，其中，第二冲泡指令用于指示增加预设量的冲泡量，延长预设冲泡时长，并将水温降低到第二预设水温；其中，第一预设水温高于第二预设水温。

对于上述步骤S204在具体应用场景中，可以是根据电子鼻识别的放咖啡机内咖啡豆烘焙程度信息，向咖啡机下达相应的调整指令；其中，深度烘焙的咖啡是为了享受强烈的苦味、苦中带出的甜味及持久的余韵，所以比较适合强烈萃取，因此时候浓厚的萃取方式。为萃取出更浓郁的香味，通常使用较多的咖啡量并延长咖啡与水接触的时间。并且由于咖啡粉与水的接触时间延长，因此需相应的调低水温。因此，当电子鼻识别出咖啡豆为深度烘焙时，咖啡机收到入下指令：增加咖啡粉冲泡量、增长冲泡时间、并调低水温。而浅烘焙主要是为了享受咖啡生豆所含的多样的香味，由于烘焙的时间会比深度烘焙的短，所以对咖啡豆本身结构的破坏没有深度烘焙的豆子那样厉害，风味分子被锁得更紧，所以比较适合较高水温的制作方法。因此，当电子鼻识别出咖啡豆为浅度烘焙时，咖啡机收到入下指令：不增加咖啡粉冲泡量、并调高水温。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

实施例2

在本实施例中还提供了一种基于电子鼻冲泡咖啡的装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

图4是根据本发明实施例的基于电子鼻冲泡咖啡的装置的结构框图，如图4所示，该装置包括：识别模块42，用于通过电子鼻对咖啡豆烘焙过程中挥发的气体进行识别，以识别出被烘焙的咖啡豆的烘焙程度；发送模块44，与识别模块42耦合连接，用于根据烘焙程度向咖啡机发送冲泡指令，其中，冲泡指令用于指示冲泡开咖啡的水温，冲泡时间以及冲泡量。

可选地，本实施例中涉及到的识别模块42进一步可以包括：第一识别单元，用于在通过电子鼻识别出第一类气体的情况下，识别出被烘焙的咖啡豆的烘焙程度为第一烘焙程度；第二识别单元，用于在通过电子鼻识别出第二类气体的情况下，识别出被烘焙的咖啡豆的烘焙程度为第二烘焙程度；其中，第一烘焙程度低于第二烘焙程度。

其中，第一类气体包括以下至少之一：酸类气体、呋喃酮类气体；第二类气体包括以下至少之一：酚类气体、吡啶类气体、硫化物气体。

可选地，本实施例的装置还包括：检测模块，用于在通过电子鼻对咖啡豆烘焙过程中挥发的气体进行识别之前，通过不同烘焙程度的咖啡豆对电子鼻的传感器进行检测，以确定电子鼻中的传感器的种类。

可选地，本实施例中的发送模块44进一步可以包括：第一发送单元，用于在被烘焙的咖啡豆的烘焙程度为第一烘焙程度的情况下，向咖啡机发送第一冲泡指令，其中，第一冲泡指令用于指示不增加冲泡量并将水温调高第一预设水温；第二发送单元，用于在被烘焙的咖啡豆的烘焙程度为第二烘焙程度的情况下，向咖啡机发送第二冲泡指令，其中，第二冲泡指令用于指示增加预设量的冲泡量，延长预设冲泡时长，并将水温降低到第二预设水温；其中，第一预设水温高于第二预设水温。

需要说明的是，上述各个模块是可以通过软件或硬件来实现的，对于后者，可以通过以下方式实现，但不限于此：上述模块均位于同一处理器中；或者，上述各个模块以任意组合的形式分别位于不同的处理器中。

实施例3

本发明的实施例还提供了一种存储介质，该存储介质中存储有计算机程序，其中，该计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。

可选地，在本实施例中，上述存储介质可以被设置为存储用于执行以下步骤的计算机程序：

S1，通过电子鼻对咖啡豆烘焙过程中挥发的气体进行识别，以识别出被烘焙的咖啡豆的烘焙程度；

S2，根据烘焙程度向咖啡机发送冲泡指令，其中，冲泡指令用于指示冲泡开咖啡的水温，冲泡时间以及冲泡量；

可选地，在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于：U盘、只读存储器(Read-Only Memory，简称为ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称为RAM)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储计算机程序的介质。

本发明的实施例还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，该存储器中存储有计算机程序，该处理器被设置为运行计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。

可选地，上述电子装置还可以包括传输设备以及输入输出设备，其中，该传输设备和上述处理器连接，该输入输出设备和上述处理器连接。

可选地，在本实施例中，上述处理器可以被设置为通过计算机程序执行以下步骤：

S1，通过电子鼻对咖啡豆烘焙过程中挥发的气体进行识别，以识别出被烘焙的咖啡豆的烘焙程度；

S2，根据烘焙程度向咖啡机发送冲泡指令，其中，冲泡指令用于指示冲泡开咖啡的水温，冲泡时间以及冲泡量；

可选地，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于电子鼻冲泡咖啡的方法，其特征在于，包括：

通过电子鼻对咖啡豆烘焙过程中挥发的气体进行识别，以识别出被烘焙的咖啡豆的烘焙程度；

根据所述烘焙程度向咖啡机发送冲泡指令，其中，所述冲泡指令用于指示冲泡开咖啡的水温，冲泡时间以及冲泡量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过电子鼻对咖啡豆烘焙过程中挥发的气体进行识别，以识别出被烘焙的咖啡豆的烘焙程度包括：

在通过所述电子鼻识别出第一类气体的情况下，识别出被烘焙的咖啡豆的烘焙程度为第一烘焙程度；

在通过所述电子鼻识别出第二类气体的情况下，识别出被烘焙的咖啡豆的烘焙程度为第二烘焙程度；

其中，所述第一烘焙程度低于所述第二烘焙程度。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一类气体包括以下至少之一：酸类气体、呋喃酮类气体；所述第二类气体包括以下至少之一：酚类气体、吡啶类气体、硫化物气体。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在通过电子鼻对咖啡豆烘焙过程中挥发的气体进行识别之前，所述方法还包括：

通过不同烘焙程度的咖啡豆对所述电子鼻的传感器进行检测，以确定所述电子鼻中的传感器的种类。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述烘焙程度向咖啡机发送冲泡指令，包括：

在被烘焙的咖啡豆的烘焙程度为第一烘焙程度的情况下，向所述咖啡机发送第一冲泡指令，其中，所述第一冲泡指令用于指示不增加冲泡量并将水温调高第一预设水温；

在被烘焙的咖啡豆的烘焙程度为第二烘焙程度的情况下，向所述咖啡机发送第二冲泡指令，其中，所述第二冲泡指令用于指示增加预设量的冲泡量，延长预设冲泡时长，并将水温降低到第二预设水温；

其中，所述第一预设水温高于所述第二预设水温。

6.一种基于电子鼻冲泡咖啡的装置，其特征在于，包括：

识别模块，用于通过电子鼻对咖啡豆烘焙过程中挥发的气体进行识别，以识别出被烘焙的咖啡豆的烘焙程度；

发送模块，用于根据所述烘焙程度向咖啡机发送冲泡指令，其中，所述冲泡指令用于指示冲泡开咖啡的水温，冲泡时间以及冲泡量。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述识别模块包括：

第一识别单元，用于在通过所述电子鼻识别出第一类气体的情况下，识别出被烘焙的咖啡豆的烘焙程度为第一烘焙程度；

第二识别单元，用于在通过所述电子鼻识别出第二类气体的情况下，识别出被烘焙的咖啡豆的烘焙程度为第二烘焙程度；

其中，所述第一烘焙程度低于所述第二烘焙程度。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一类气体包括以下至少之一：酸类气体、呋喃酮类气体；所述第二类气体包括以下至少之一：酚类气体、吡啶类气体、硫化物气体。

9.一种计算机可读的存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行所述权利要求1至5任一项中所述的方法。

10.一种电子装置，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行所述权利要求1至5任一项中所述的方法。

Images