一种智能调料盒及其交互方法与流程

1.本发明涉及智能家居领域，尤其涉及一种智能调料盒。


背景技术：

2.为打造全感知的数字厨房，需要对厨房内与人交互频繁的物品进行智能化，使其可以通过声、光、振动等途径与用户交互。
3.随着数字孪生技术在普通家庭的运用，大规模的传感器在家庭中部署，计算机中存储的家庭数字模型可以对家庭成员得状态更加了解，对于厨房来说，运用机器视觉可以对烹饪过程中的食材、重量、流程、进度进行识别，而目前对于识别数据的运用途径较少，因此需要一批进行了智能化改造的厨房用具对数字孪生的数据进行运用。
4.调料盒是其中一个较为适合的改造对象，调料盒是中国人烹饪过程中必然会使用的用具，若可以对烹饪进度进行识别，那么就可以在合适的时间提醒用户加适合的料，若可以对烹饪量进行识别，那么就可以提示用户加料量。
5.但现有调料盒大多无智能化体现，如专利的一种旋转式不占用空间的厨房用调料盒（cn108577605a）为代表的专利产品，只是对调料盒的外观、结构做了更改，没有进行智能化。
6.如专利一种智能研磨调料盒[zh]（cn104825079a）、一种定量出料的调料盒（cn106618294a）为代表的专利产品，对调料盒进行了自动化设计，但实际的日常烹饪过程中并不需要对调料的量进行极其精确的控制，同时家庭烹饪过程中加料过程较快，家常菜肴即使是新手也能在合理的时间内完成加料动作，对家庭的调料盒进行自动化设计还会使调料盒成本骤增，偏离了普通家庭对调料盒是“容器”的定位。
[0007]
如专利智能调味料盒（cn109770756a），该发明只是提供了手机固定支架，智能化未集成于产品，实际使用中还要使用手机等设备，代价巨大，同时该发明集成了电子计时闹钟、紫外灯等对烹饪体验无明显提示的组件，实用意义较低。
[0008]
综上所述，目前调料盒智能化程度较低，大多智能化只是体现在自动化上，但在家庭烹饪的实际操作中并不需要高精度、自动化等功能，反而由于这些功能会提高调料盒成本，脱离家庭使用的范畴，偏离对调料盒的定位。


技术实现要素：

[0009]
本发明要解决的问题在于提供了一种新的调料盒智能化方式，为智能家居与用户交互拓宽了渠道，同时设计了一种新的料盒结构，优化了用户烹饪过程中的取用体验。
[0010]
本发明定位为面向普通家庭，设计为结构简单，且可以提供网络连接能力的调料盒，设计目的是为了强化智能家居与用户交互途径，通过服务器对烹饪流程的感知，实时通过灯光提醒用户添加指定调味料，可随取随用，同时优化了料盒形状、加装了磁吸结构优化用户使用体验。
[0011]
本发明的技术方案如下：
本发明所提供的新的智能调料盒交互方式为：调料盒、料盒托盘或与其配套的物品可以通过互联网连接到服务器，调料盒、料盒托盘或与其配套的物品带有唯一识别号，服务器可以通过唯一识别号连接到调料盒与其通信，服务器可以精确控制到一套调料盒中的某一个颜色的灯带，服务器可以控制智能调料盒主控芯片执行某函数。服务器从若干途径获取烹饪进度后，计算出添加每种调味料的合适的时机，适时下发加某种调味料的指令到本智能调料盒，本智能调料盒通过彩色灯带提醒用户加入某种调料，智能调料盒通过若干途径判定用户是否完成了加料操作，当用户完成加料后，通过若干途径读取重量差，与合理区间比对，超过合理区间可提醒用户。
[0012]
同时本发明设计了一种智能调料盒，具体为一种可连接互联网的调味盒托盘与带提示灯的调料盒，主体结构为料盒盒体（1）、料盒托盘（4）及附属的电子电路、盖子等配件，所述料盒托盘（4）使用六边形设计其上方可容纳六个带灯带的料盒盒体（1）放置，所述彩色灯带（2）胶合与料盒盒体（1）外侧长边上方，所述料盒盒盖（3）放置于料盒盒体（1）上方，所述料盒盒体（1）在长边圆角下方有两个圆形凹槽，用于在内部镶嵌料盒永磁铁（13），所述料盒盒体（1）在长边下方中心位置开三个小孔，将三个料盒铜制触点（14）镶嵌其中，所述料盒盒体（1）有两个仓，一个在靠近长边一侧，宽度与圆角平齐，深度比盒高略低，下称料盒电子仓，另一个仓从短边开始，到圆角连接线结束，宽度尽可能宽，深度尽可能深，下称调料仓，所述料盒电子仓内有导线连接彩色灯带（2）与底部三个料盒铜制触点（14），所述料盒托盘（4）外部在对齐上方料盒盒体（1）的料盒永磁铁（13）同样有圆形凹槽，深度比所要镶嵌的托盘永磁铁（10）略低，保证在片式重量传感器（11）胶合与托盘永磁铁（10）后，片式重量传感器（11）有40%~70%的高度高于凹糟，所述料盒托盘（4）外部在对齐上方料盒盒体（1）的三个料盒铜制触点（14）的位置开有三个小孔，放置略高于料盒放置平面的三个托盘铜制触头（12），高度应保证在料盒紧密接触托盘后，三个托盘铜制触头（12）与三个料盒铜制触点（14）紧密接触，所述料盒托盘（4）中心有六边形电子设备仓（15），所述电子设备仓（15）内部盛放电池（5）、印刷电路版（6）、芯片（7），所述电子设备仓仓盖（8）塞于电子设备仓（15），所述电子设备仓仓盖（8）中心有充电口（9）孔，所述芯片（7）焊接于印刷电路版（6）一侧，所述电池（5）通过导线连接至印刷电路版（6）背面，所述电池（5）、印刷电路版（6）、芯片（7）三者为一个不可拆卸整体，所述印刷电路版（6）有对芯片（7）io口的引脚与驱动电路。
[0013]
所述彩色灯带（2）内部有白、红、蓝三种颜色，发光器件为形状特殊的发光二极管，红色发光二极管阴极与白色发光二极管阴极、蓝色发光二极管阳极焊接在一起，作为灯带端子1，红色发光二极管阳极与蓝色发光二极管阴极焊接在一起，作为灯带端子2，白色发光二极管阳极独立作为灯带端子3。
[0014]
所述料盒盒体（1）下方三个料盒铜制触点（14），将料盒背对观察者，短边在上，长边在下，三个料盒铜制触点从左向右分别编号为：触点1、触点2、触点3。
[0015]
所述灯带端子1通过导线接触点2，所述灯带端子2通过导线接触点3，所述灯带端子3通过导线接触点1。
[0016]
所述电子设备仓仓盖（8）使用与料盒托盘（4）颜色相同的软质有机防火耐高温材料，可以牢固塞填于电子设备仓（15）上方。
[0017]
所述电子设备仓（15）底部有非管穿孔，用于穿过io口引脚引出的导线，所述料盒托盘（4）底部有电子设备仓（15）底部有非管穿孔至所有托盘铜制触头（12）、所有片式重量
传感器（11）的走线预留孔，可以将导线从所有托盘铜制触头（12）、所有片式重量传感器（11）连接到电子设备仓（15）底部非管穿孔。
[0018]
所述芯片（7）有mcu基本计算、io读写功能，并且带有adc能力与蓝牙、wi-fi（2.4g）连接能力。
[0019]
所述芯片（7）有电源管理能力，可以调节自身功耗等级，可以获取电池电压用作判断电池电量。
[0020]
所述电池（5）内部存储的能量可以提供整套系统在每天3次每次30分钟的烹饪时间下，至少工作5天。
[0021]
本发明的工作原理为：1：芯片（7）具备蓝牙，可通过蓝牙收发数据，上位机可连接到芯片（7）蓝牙对芯片的参数进行配置，控制芯片功能。
[0022]
2：芯片（7）具备通过wi-fi连接互联网的能力，芯片连接到互联网后，请求服务器获取mqtt服务器地址，之后使用产品唯一识别号与出厂内置秘钥连接到mqtt服务器，使用产品唯一识别号订阅特定的数据上报、状态上报、属性更新、固件更新与指令接收topic。芯片（7）可通过数据上报topic上报log数据。芯片（7）可通过状态上报topic更新工作状态。芯片（7）可通过属性更新topic更新料盒的放置状态、片式重量传感器（11）的数据，以及更新连接质量、电池电量等一系列数据。芯片（7）可通过固件更新topic查询是否有可更新固件，以及在线更新固件。芯片（7）可通过指令接收topic接收服务器发送的json格式的控制指令，后解析json并执行对应操作，操作包含开启或关闭某数据的上报、执行特定函数、控制io口电平状态、更改设备状态、强制关机、初始化设备、读写kv数据等。
[0023]
3：印刷电路版（6）使用四层pcb工艺，高度集成阻容电子管等元器件，每个灯带控制引脚使用上拉电阻置5v高电平，三极管连接gnd与5v上拉输出，芯片io接基极控制导通截止，同时芯片io使用大电阻接到pcb对灯带引脚提供检测通道，芯片（7）可以通过使io引脚工作在输出状态，控制电平状态，灯带默认引脚均已被拉高，芯片某io置0可拉低其中一脚电平，使灯带两端产生压差，使能彩色灯带（2）使其亮起，芯片某io置1可拉其中一脚高电平，使灯带两端产生压差消失，失能彩色灯带（2）使其熄灭，芯片（7）可以通过使io引脚工作在检测状态，检测导通状态，若料盒盒体（1）不在料盒托盘（4），则检测到高阻态，判定为料盒盒体（1）不在料盒托盘（4）上。
[0024]
4：片式重量传感器（11）通电状态下可将重量转换为电压信号，芯片（7）通过adc功能采集片式重量传感器（11）产生的电压信号，便可得到片式重量传感器（11）产生的重量数据。
[0025]
本发明在取用体验上的优化原理为：1：料盒盒体（1）长边底部镶嵌有两颗永磁铁，且在料盒托盘（4）对应位置镶嵌有两颗极性相反的永磁铁，当操作者使用完毕进行放回时，磁铁可以自动相互吸附，使料盒盒体（1）正确放置在料盒托盘（4）上，操作者进行放回操作时，在进行到离料盒托盘（4）约0.5cm至1cm时，磁铁开始发挥作用，操作者就可以放手，料盒盒体（1）自动归位；2：料盒盒体（1）设计有长短边，长边一侧在装料状态下较重，且底部有磁铁固定，取用不方便，但短边没有固定，且重量较轻，操作者在取出料盒时，手接触短边与长边外侧，短边用力向长边一侧上方掰起，磁铁部分脱离，固定力减弱，之后向上抬起长边，即可使料
盒脱离料盒托盘（4）；3：若料盒托盘（4）在放置满六个料盒时没有留有空隙，放置最后一个料盒时会因为排气不畅造成料盒悬浮，放不进去，如图4中a所示，本发明料盒盒体（1）设计了圆角，可以在六边形料盒托盘（4）拐角留出排气空间，使其放回流畅。
[0026]
附图说明：图1为本发明组装外部三维构造图。
[0027]
图2为本发明料盒透视三维构造图。
[0028]
图3为本发明料盒托盘透视三维构造图。
[0029]
图4为本发明设计的排气结构局部放大图。
[0030]
图5为本发明工作逻辑图。
[0031]
具体实施方式：为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示与使用过程，进一步阐述本发明。
[0032]
本发明工作逻辑如图5所示。
[0033]
本发明的使用步骤为：第1步：获得产品后，产品默认关机状态，将六个料盒盒体（1）按图1放置在料盒托盘（4）上，并将料盒盒盖（3）盖于料盒盒体（1），取出充电线，插入电子设备仓仓盖（8）中央充电插口，产品开机并检测电池电量，若电池电量未满，则开始充电，六个料盒盒体（1）上的彩色灯带（2）将以蓝色环形进度条式显示当前电量，处于当前电量以上的第一个彩色灯带（2）将以蓝色闪烁，当电池充满后，六个彩色灯带（2）全亮，无闪烁灯带；若电池电量已满，则六个彩色灯带（2）全亮，无闪烁灯带；第2步：间隔取出三个料盒盒体（1），使料盒托盘（4）下方对应位置的铜制触点（14）全部置空，芯片（7）进入设置模式，开启蓝牙，用户打开手机或其它设备蓝牙，连接产品蓝牙，打开专用软件或小程序，芯片（7）扫描可连接的wi-fi，并通过蓝牙传输到用户的手机或其它设备，专用软件或小程序进行显示，用户点击某个可以正常连接到互联网的wi-fi后，输入连接信息（加密方式、密码等），芯片（7）退出扫描模式，开始尝试连接，若连接成功，则剩余料盒的三个彩色灯带（2）以蓝色灯短暂闪烁两次，并将成功信息通过蓝牙传输到用户的手机或其它设备，专用软件或小程序进行显示；若连接未成功，则剩余料盒的三个彩色灯带（2）以红色灯短暂闪烁两次，并将成功信息通过蓝牙传输到用户的手机或其它设备，专用软件或小程序进行显示，并提示用户重新输入信息连接；第3步：产品成功连接到互联网并与服务器双向验证后，放回料盒，蓝牙自动关闭，用户可以关闭手机或其它设备蓝牙，并在专用软件或小程序注册一个家庭账号并登录，若已有账号，直接登录即可，在专用软件或小程序内可扫描料盒托盘（4）底部二维码或输入产品唯一识别号，搜索到已经连接到互联网的产品，将其添加到自己的家庭账号中；第4步：用户在专用软件或小程序内点击添加调味料，用户点击专用软件或小程序内某个数字料盒时，对应料盒的彩色灯带（2）白色灯长亮，用户将某种调味料添加到料盒中，芯片（7）通过片式重量传感器（11）实时获取重量数据并传回服务器，在专用软件或小程序可实时显示，完成添加后，在专用软件或小程序内选择添加的调味料名称，点击完成添加。如此依次完成六种及以下的调味料的添加；
第5步（实施例1）：当账号下存在可以获取烹饪实时状态的设备时，用户在准备好烹饪材料后直接开启烹饪设备，服务器通过网络激活设备以脱离待机状态，服务器可通过可以获取烹饪实时状态的设备获取烹饪材料的量，结合用户习惯、设置的口味，自动计算推荐的调料添加量的范围。服务器通过可以获取烹饪实时状态的设备获取实时烹饪状态，根据算法自动判断在合适的时候，通过网络控制某种要添加的调料所在料盒盒体（1）上彩色灯带（2）中的蓝色闪烁，用户可取下料盒盒体（1）添加，添加后片式重量传感器（11）检测重量差，若超过合理范围，则红灯短暂闪烁两次提示，若未达到合理范围，则白灯短暂闪烁两次。完成烹饪后，芯片（7）控制设备进入待机模式；第5步（实施例2）：当账号下不存在可以获取烹饪实时状态的设备时，用户在烹饪前需要在专用软件或小程序内选择要烹饪的菜肴，按推荐量准备烹饪材料，或手动输入烹饪材料的量，点击开始进入制作流程，用户准备好要烹饪的材料时，选择相对应的烹饪预选方案，开始烹饪，服务器通过网络激活设备以脱离待机状态，服务器根据前面获取的菜肴种类和材料量，结合用户习惯、设置的口味，自动计算推荐的调料添加量的范围。服务器根据烹饪时间适时通过网络控制某种要添加的调料所在料盒盒体（1）上彩色灯带（2）中的蓝色闪烁，用户可取下料盒盒体（1）添加，添加后片式重量传感器（11）检测重量差，若超过合理范围，则红灯短暂闪烁两次提示，若未达到合理范围，则白灯短暂闪烁两次。完成烹饪后，芯片（7）控制设备进入待机模式。
[0034]
使用过程补充说明：1：若烹饪前发现存在缺失的调味料，服务器会通过一些可交互的方式提示存在缺失，若服务器判断可以使用其他存在的调味料替换，则仅做提示，正常进入烹饪模式。若无已有调味料可替代缺失调味料，则会阻塞烹饪过程的开始，需要用户确认烹饪的开始，这个过程并不会太复杂，若厨房中有连接在服务器语音交互设备，则只需要口头同意即可，也可在手机上点击继续以开始烹饪；2：片式重量传感器（11）每次开始使用时会作为初始状态（即0.00kg）启动，若本地或网络上没有存储上次结束使用前重量数值，则检测料盒内调味料量的功能会失效，但不影响正常使用，因为初始状态使用后重量为负，芯片（7）依然可以计算重量的变化，但无法及时提醒用户补充调味料。
[0035]
作为优选，所述料盒盒盖（3）与料盒盒体（1）采用较松的卡式连接，料盒盒盖（3）应由较重的防摔、透明材料制作，保证密封与取用手感。
[0036]
作为优选，所述充电口（9）在与充电接口连接时应有防尘防水措施。
[0037]
作为优选，所述料盒盒体（1）材质使用浅色陶瓷。
[0038]
作为优选，所述料盒盒盖（3）材质使用防摔玻璃。
[0039]
作为优选，所述料盒托盘（4）材质使用深色硬质塑料。
[0040]
作为优选，所述芯片（7）使用联盛德w800芯片，使用openharmony轻量系统完成功能实现。