CN111706885B - 具有干烧识别功能的智能家居 - Google Patents

Abstract

本发明涉及厨房技术领域，具体涉及一种具有干烧识别功能的智能家居，包括：压力模块，用于采集锅具对灶具的实时压力数据，并发送实时压力数据；视频模块，用于采集灶具上锅具的实时视频，并发送实时视频数据；判断模块，用于接收实时压力数据和实时视频数据，并识别是否出现干烧；预警模块，用于接收干烧信号，并执行预设的指令。本发明无论锅具以及烹饪的食物的总重量在干烧前后变化较大，还是变化不太大、很细微、甚至几乎没有变化，都能准确识别出干烧；有效地解决了现有技术在锅具干烧前后重量变化细微时，不能准确识别干烧的技术问题。

Description

具有干烧识别功能的智能家居

技术领域

本发明涉及厨房技术领域，具体涉及一种具有干烧识别功能的智能家居。

背景技术

智能家居(smart home，home automation)是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，从而提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。

为了防止可能发生的干烧情况，目前的家电市场中已经出现了相应的锅具防干烧技术。比如文件CN207778505U，提出了一种防干烧装置及燃气灶，涉及厨房电器技术领域，该装置包括主控芯片、压力检测模块、模数转换模块及火力预警模块，压力检测模块、模数转换模块与主控芯片电连接，压力检测模块与模数转换模块电连接。压力检测模块根据所检测的燃气灶承受的实时压力，向模数转换模块输出模拟实时压力值；模数转换模块将模拟实时压力值转换为数字实时压力值并输出至主控芯片；主控芯片根据数字实时压力值判断锅具是否发生干烧，判断锅具发生干烧时，控制火力预警模块执行关火动作。

目前，通过检测燃气灶承受的实时压力来判断锅具是否出现干烧，不易受温度和环境的影响，检测结果准确、防干烧保护效果好，也不用限制火力大小，极大地提升了用户体验。当锅具以及烹饪的食物的总重量在干烧前后差别较大时，通过压力变化很容易判断是否出现干烧。但是，当锅具干烧前后总重量差别不太大、很细微(比如3-10克)，甚至几乎没有变化时，通过检测燃气灶承受的实时压力，就难以、甚至不能识别出干烧。比如，锅具的重量在1000克左右，锅具干烧前后总重量变化为5克，那么重量的变化率为0.5％，压力传感器的精度很难达到。

发明内容

本发明提供一种具有干烧识别功能的智能家居，解决了现有技术在锅具干烧前后重量差别不太大、很细微，甚至几乎没有变化时，不能准确识别干烧的技术问题。

本发明提供的基础方案为：具有干烧识别功能的智能家居，包括灶具、锅具，还包括：

压力模块，用于采集锅具对灶具的实时压力数据，并发送实时压力数据；

视频模块，用于采集灶具上锅具的实时视频，并发送实时视频数据；

判断模块，用于接收实时压力数据和实时视频数据并识别是否出现干烧，具体包括，

重量单元，用于判断实时压力数据在预设采样周期内的变化值是否都在预设变化范围内：若压力数据在预设采样周期内的变化值都在预设变化范围内，发送判断实时视频里是否出现烟雾的指令到烟雾单元；否则，不进行任何操作；

烟雾单元，用于判断实时视频里是否出现烟雾：若视频里没有出现烟雾，发送判断实时视频中锅具里是否有液体的指令到干烧单元；若视频里出现烟雾，启动抽油烟机，直到视频里没有烟雾后，发送判断实时视频中锅具里是否有液体的指令到干烧单元；

干烧单元，用于判断实时视频中锅具里是否有液体：若锅具里没有液体，生成干烧信号，并发送干烧信号；否则，不进行任何操作；

预警模块，用于接收干烧信号，并执行预设的指令。

本发明的工作原理在于：通常，随着烹饪的时间延长，锅具里的液体，比如水，会越来越少，使得检测到的锅具对灶具的压力也越来越小。通过这种压力的变化识别干烧，以锅具里水较多、在烹饪过程中锅具对灶具的压力变化显著为前提。但是，如果一开始的时候，锅里的液体就很少，或者烹饪一段时间后，锅里的液体变得很少，锅具对灶具的压力变化就不会那么明显。如果此时还是以压力变化来识别干烧，极有可能出现这样的情况：干烧已经发生，但是压力变化非常小，从而并未识别到。考虑到这种情况，在压力变化非常小的时候，需要观察锅具里是否还有液体，如果没有，就表示已经出现干烧，反之则未发生干烧。为了能够观察清楚锅具里是否还有液体，如果有烟雾，需要把烟雾排除掉。

本发明的优点在于：虽然也是通过检测燃气灶承受的实时压力来判断锅具是否出现干烧，但是，无论锅具以及烹饪的食物的总重量在干烧前后差别较大，还是锅具干烧前后总重量差别不太大、很细微，甚至几乎没有变化，都能准确识别出干烧。

本发明的方案中，加入锅具里是否有水的判断逻辑，有效地解决了现有技术在锅具干烧前后重量差别不太大时，不能准确识别干烧的技术问题。

进一步，判断模块还包括熟透单元，用于采用LF-NMR技术判断食物是否熟透；若压力数据在预设采样周期内的变化值都在预设变化范围内，接着熟透单元判断食物是否熟透：如果食物已经熟透，干烧单元生成干烧信号，并发送干烧信号；如果食物没有熟透，烟雾单元判断实时视频里是否出现烟雾。

有益效果在于：在锅具对灶具的压力变化不明显时，极有可能食物已经熟透，而食物熟透后，可能会被烧糊。考虑食物是否熟透的因素，有利于在食物被烧糊之前，及早发现干烧的情况。LF-NMR技术，也即低场核磁共振技术，利用弛豫时间的出峰数量和峰面积比等指标，判别食物中自由水、不易流动水、结合水和过渡态水的分布情况，从而根据各种水分的分布情况判定食物的熟度。

进一步，判断模块还包括浓度单元，用于采用图像识别技术判断烟雾的浓度在预设时间内是否发生变化；若视频里出现烟雾，浓度单元判断烟雾的浓度在预设时间内是否发生变化：若烟雾的浓度在预设时间内变浓，干烧单元生成干烧信号，并发送干烧信号；若烟雾的浓度在预设时间内不变、变淡，才启动抽油烟机，直到视频里没有烟雾后，判断实时视频中锅具里是否有液体。

有益效果在于：通过生活常识可知，烹饪过程中的烟雾一般都是比较淡的，除非是食物被烧焦，或者爆炒、烧热油锅。无论是食物被烧焦，或者爆炒、烧热油锅，在短时间内都容易将锅具烧红。因此，烟雾短时间内变浓就进行预警，有利于及时、有效地防止锅具被烧红。

进一步，判断模块还包括深度单元，用于采用图像文字识别技术获取锅具里液体深度值；若锅具里有液体，深度单元获取锅具里液体深度值，并判断液体深度值与预设深度值的大小：若液体深度值小于、等于预设深度值，干烧单元生成干烧信号，并发送干烧信号。

有益效果在于：锅具的内壁面上刻有深度值，比如2cm、5cm、8cm、12cm。通过图像文字识别技术，可以识别出每一帧图像中锅具里液面处的深度值。在锅具内液体深度值小于、等于预设深度值时，而不是锅具内完全没有液体了，生成干烧信号，可以留出适当的时间，便于用户及时处理。

进一步，锅具安装在灶具上，压力模块与灶具刚性连接。

有益效果在于：采用刚性连接，才能保证压力模块能直接感应到灶具的压力变化，若为柔性连接，则会对传递的压力产生缓冲作用，进而导致压力模块检测的实时压力不准确。

进一步，预设变化范围以百分比的形式表示。

有益效果在于：相较于绝对数，百分比更能准确、灵敏地反映压力的变化，从而能够更有效地识别干烧。

进一步，预警模块通过闪光灯显示不同颜色或不断闪烁进行报警。

有益效果在于：当用户离开厨房时，如果随手关了灯，在厨房黑暗的场景下，那么通过闪光或者显示不同的颜色，可以起到很好的提醒效果。

进一步，预警模块通过产生声音进行报警。

有益效果在于：当用户离开厨房时，距离稍微有点远，并不能看见厨房里的情况，这时通过声音进行报警，可以及时、有效地提醒用户。

进一步，预警模块在预警的同时，关掉热源的开关。

有益效果在于：进行预警时，说明可能出现干烧，这时候关闭热源的开关，比如燃气开关、电磁炉的电源开关，可以有效防止锅具被烧坏。

进一步，视频模块采用云摄像机，并将拍摄的视频发送到用户移动端。

有益效果在于：云摄像机是基于云计算、云监控、云存储平台专为居家环境与小型办公室、商铺等所设计的无线网络摄像机。不需要连接电脑即可独立运作，使用者可以在任何地方经由网络使用浏览器监看即时动态影像，并支持通过手持设备即时监看，增加了使用者的方便性和实用性。这样用户可以随时打开手机查看厨房里的烹饪情况，从而及时发现可能出现干烧的情况。

附图说明

图1为本发明具有干烧识别功能的智能家居实施例的系统结构框图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

实施例1

本发明具有干烧识别功能的智能家居实施例基本如附图1所示，包括：压力模块，用于采集锅具对灶具的实时压力数据，并发送实时压力数据；视频模块，用于采集灶具上锅具的实时视频，并发送实时视频数据；判断模块，用于接收实时压力数据和实时视频数据，并识别是否出现干烧；预警模块，用于接收干烧信号，并执行预设的指令。除此之外，还包括锅具和灶具，图中并未画出。

本实施例中，压力模块可参照现有技术，锅具安装在灶具上，压力模块与灶具刚性连接。采用刚性连接，才能保证压力模块能直接感应到灶具的压力变化，若为柔性连接，则会对传递的压力产生缓冲作用，进而导致压力模块检测的实时压力不准确，具体的可以参考中国专利CN207778505U公开的压力检测装置。视频模块采用云摄像机，判断模块采用迷你型的服务器，预警模块包括单片机、闪光灯和蜂鸣器。

在烹饪过程中，锅具安装在灶具上，压力模块与灶具刚性连接，具体的结构与连接方式可参考前述现有技术专利文件。压力检测装置实时地检测压力数据，并将检测到压力数据发送到服务器；云摄像机实时拍摄灶具上锅具烹饪的视频，并将拍摄的视频发送到服务器。

本实施例中，服务器包括重量单元、烟雾单元和干烧单元，其中重量单元通过相关的程序实现判断，具体的实现过程与代码可参照现有技术；烟雾单元和干烧单元采用现有的图像识别技术判断图片中是否存在浓烟，以及锅具里是否有液体。当服务器接收实时压力数据和实时视频数据后，判断锅具里是否出现干烧。具体来说，包括步骤：第一步，重量单元判断实时压力数据在预设采样周期内的变化值是否都在预设变化范围内：若压力数据在预设采样周期内的变化值都在预设变化范围内，进行下一步；否则，不进行任何操作。比如，预设采样周期为5秒，预设变化范围为0.5％，在5秒内采样了10个压力数据，这10个压力数据的变化值都没有超过0.5％，那就进行下一步判断；否则，不进行任何操作。第二步，烟雾单元判断实时视频里是否出现烟雾。若视频里没有出现烟雾，直接进行下一步；如果视频里出现烟雾，为了保证能够看清楚锅里的情况，需要启动抽油烟机将烟雾吸除，直到没有烟雾后才进行下一步。第三步，干烧单元判断实时视频中锅具里是否有液体。若锅具里没有液体，比如说水、汤或者油，那就生成干烧信号，并发送干烧信号到单片机；否则，不进行任何操作。

当单片机接收到干烧信号后，就执行预设的指令。本实施例中，预设的指令包括预警，也即报警，还包括关闭热源的开关。也就是说，单片机接收到干烧信号后，关闭热源，比如说天然气开关；同时蜂鸣器发出警报，比如声音，这样当用户离开厨房时，距离稍微有点远，并不能看见厨房里的情况时，可以及时、有效地提醒用户；或者闪光灯闪烁灯光，当用户离开厨房时，如果随手关了灯，在厨房黑暗的场景下，也可以起到很好的提醒效果。

关于单片机如何执行本实施例中的指令，完全可以参照现有技术，故不再赘述。除此之外，云摄像头将拍摄的视频发送到用户移动端，比如用户的手机，这样用户可以随时打开手机查看厨房里的烹饪情况，从而及时发现可能出现干烧的情况。

可见，无论锅具以及烹饪的食物的总重量在干烧前后差别较大，还是锅具干烧前后总重量差别不太大、很细微，甚至几乎没有变化，本方案都能准确识别出干烧的情况。

实施例2

与实施例1不同之处仅在于，

判断模块还包括熟透单元，用于采用LF-NMR技术判断食物是否熟透；若压力数据在预设采样周期内的变化值都在预设变化范围内，接着熟透单元判断食物是否熟透：如果食物已经熟透，干烧单元生成干烧信号，并发送干烧信号；如果食物没有熟透，烟雾单元判断实时视频里是否出现烟雾。LF-NMR技术，也即低场核磁共振技术，判别食物中自由水、不易流动水、结合水和过渡态水的分布情况，从而根据各种水分的分布情况判定食物的熟度，具体可参照现有技术，如文件CN105136835A。

在第一步中，若压力数据在预设采样周期内的变化值都在预设变化范围内，接着熟透单元判断食物是否熟透：如果食物已经熟透，干烧单元生成干烧信号，并发送干烧信号；如果食物没有熟透，才进行下一步。这是因为，在锅具对灶具的压力变化不明显时，极有可能食物已经熟透，而食物熟透后，可能会被烧糊，通过这样的方式，有利于在食物被烧糊之前，及早发现干烧的情况。

判断模块还包括浓度单元，用于判断烟雾的浓度在预设时间内是否发生变化。本实施例中，浓度单元采用现有的图像识别技术，识别不同时刻图片中烟雾的密集程度；烟雾的密集程度大，判定烟雾的浓度高，烟雾的密集程度小，判定烟雾的浓度低，故而通过烟雾的密集程度的变化很容易判断烟雾的浓度是否发生变化。第二步中，若视频里出现烟雾，浓度单元判断烟雾的浓度在预设时间内是否发生变化：若烟雾的浓度在预设时间内变浓，干烧单元生成干烧信号，并发送干烧信号；若烟雾的浓度在预设时间内不变、变淡，才启动抽油烟机，直到视频里没有烟雾后，才进行下一步。这是因为，烹饪过程中的烟雾一般都是比较淡的，除非是食物被烧焦，或者爆炒、烧热油锅。无论是食物被烧焦，或者爆炒、烧热油锅，在短时间内都容易将锅具烧红。这样，在烟雾短时间内变浓就进行预警，有利于及时、有效地防止锅具被烧红。

判断模块还包括深度单元，用于获取锅具里液体深度值。本实施例中，锅具的内壁面刻有深度值，最小单位为1cm，深度值以阿拉伯数字表示；深度单元采用现有的图像文字识别技术，识别不同时刻图片中锅具内壁面液体的深度值，并与预设的深度值比较。在第三步中，若锅具里有液体，深度单元获取锅具里液体深度值，并判断液体深度值与预设深度值的大小：若液体深度值小于、等于预设深度值，干烧单元生成干烧信号，并发送干烧信号；否则，不进行任何操作。这样，在锅具内液体深度值小于、等于预设深度值时，而不是锅具内完全没有液体了，生成干烧信号，可以留出适当的时间，便于用户及时处理。

实施例3

与实施例2不同之处仅在于，

判断模块还包括油水单元和照明灯，照明灯用于照亮锅具里的液体，油水单元用于判断锅具里盛装的液体是油还是水。本实施例中，通过判断锅具里的液体是否反光，来判断锅具里盛装的是油或者水：若液体不反光，判定锅里盛装的是油，只要出现了烟雾，干烧单元就判定干烧；若液体反光，判定锅里盛装的是水，干烧单元才判断锅具烹饪的视频里出现的烟雾是否为浓烟。

具体而言，考虑到反光的图片存在高光区域，比如光线太强形成了镜面反射，导致图片出现空白。本实施例中提取视频中每一帧的图片，采用现有的图像识别技术，通过识别图片中是否存在高光的空白区域，来判断锅具里的液态物质是水还是油。如果图片中存在高光的空白区域，看不清锅具里究竟是什么食材，说明锅具里的液体形成的是镜面反射，应该是水；反之，如果图片中不存在高光的空白区域，能够清楚地或者说大致能够看清锅具里的食材，说明锅具里的液体形成的是漫反射，应该是油。

如果锅里盛装的是油，只要出现了烟雾，就判定干烧；如果锅里盛装的是水，才判断锅具烹饪的视频里出现的烟雾是否为浓烟。这是因为，油和水相比，升温更快，当油开始冒烟时，油的温度就比较高了。这时候直接判断干烧，有利于及时预警，防患于未然。若是水，由于水蒸气容易蒸发，烹饪过程出现很淡的烟雾很正常，因此只需在出现浓烟时才判断干烧。

实施例4

与实施例3不同之处仅在于，还包括红外线发射器和接收屏，红外线发射器与接收屏相对于锅具的中心线对称。本实施例中，红外线发射器和接收屏的安装位置必须保证：在锅具里是空的状态时，红外线光束射出的红点刚好位于锅具底部的圆心，红点经过锅具底面的反射后，反射的光点刚好位于接收屏的圆心。具体的安装方式，完全可以参照现有技术进行，故在此不赘述。

考虑到某些品种的食用油比较稀，并不是特别粘稠，通过判断是否反光来区分油和水并不是特别准确。在本实施例中，若锅具里的液体反光，并不直接就判定是水，这时需要判断接收屏上的红点是否位于接收屏的圆心：如果接收屏上的红点位于接收屏的圆心，则可判定锅里的液体是水；类似地，若锅具里的液体不反光，也不直接就判定是油，这时需要判断接收屏上的红点是否偏离接收屏的圆心：如果接收屏上的红点偏离接收屏的圆心，则可判定锅里的液体是油。也就是说，本实施例中，判定锅具里的液体是水，需要两个条件：反光+接收屏上的红点位于接收屏的圆心；判定锅具里的液体是油，也需要两个条件：不反光+接收屏上的红点偏离接收屏的圆心。通过这样的方式判断，更加的准确。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (9)

1.具有干烧识别功能的智能家居，包括灶具、锅具，其特征在于：还包括：

压力模块，用于采集锅具对灶具的实时压力数据，并发送实时压力数据；

视频模块，用于采集灶具上锅具的实时视频，并发送实时视频数据；

判断模块，用于接收实时压力数据和实时视频数据并识别是否出现干烧，具体包括，

重量单元，用于判断实时压力数据在预设采样周期内的变化值是否都在预设变化范围内：若压力数据在预设采样周期内的变化值都在预设变化范围内，发送判断实时视频里是否出现烟雾的指令到烟雾单元；否则，不进行任何操作；

烟雾单元，用于判断实时视频里是否出现烟雾：若视频里没有出现烟雾，发送判断实时视频中锅具里是否有液体的指令到干烧单元；若视频里出现烟雾，启动抽油烟机，直到视频里没有烟雾后，发送判断实时视频中锅具里是否有液体的指令到干烧单元；

浓度单元，用于采用图像识别技术判断烟雾的浓度在预设时间内是否发生变化；若视频里出现烟雾，浓度单元判断烟雾的浓度在预设时间内是否发生变化：若烟雾的浓度在预设时间内变浓，干烧单元生成干烧信号，并发送干烧信号；若烟雾的浓度在预设时间内不变、变淡，才启动抽油烟机，直到视频里没有烟雾后，发送判断实时视频中锅具里是否有液体的指令到干烧单元；

干烧单元，用于判断实时视频中锅具里是否有液体：若锅具里没有液体，生成干烧信号，并发送干烧信号；否则，不进行任何操作；

预警模块，用于接收干烧信号，并执行预设的指令。

2.如权利要求1所述的具有干烧识别功能的智能家居，其特征在于：

判断模块还包括熟透单元，用于采用LF-NMR技术判断食物是否熟透；若压力数据在预设采样周期内的变化值都在预设变化范围内，接着熟透单元判断食物是否熟透：如果食物已经熟透，干烧单元生成干烧信号，并发送干烧信号；如果食物没有熟透，烟雾单元判断实时视频里是否出现烟雾。

3.如权利要求2所述的具有干烧识别功能的智能家居，其特征在于：

判断模块还包括深度单元，用于采用图像文字识别技术获取锅具里液体深度值；若锅具里有液体，深度单元获取锅具里液体深度值，并判断液体深度值与预设深度值的大小：若液体深度值小于、等于预设深度值，干烧单元生成干烧信号，并发送干烧信号。

4.如权利要求1所述的具有干烧识别功能的智能家居，其特征在于：锅具安装在灶具上，压力模块与灶具刚性连接。

5.如权利要求4所述的具有干烧识别功能的智能家居，其特征在于：预设变化范围以百分比的形式表示。

6.如权利要求1所述的具有干烧识别功能的智能家居，其特征在于：预警模块通过闪光灯显示不同颜色或不断闪烁进行报警。

7.如权利要求1所述的具有干烧识别功能的智能家居，其特征在于：预警模块通过产生声音进行报警。

8.如权利要求6或7所述的具有干烧识别功能的智能家居，其特征在于：预警模块在预警的同时，关掉热源的开关。

9.如权利要求8所述的具有干烧识别功能的智能家居，其特征在于：视频模块采用云摄像机，并将拍摄的视频发送到用户移动端。

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