本发明涉及一种可由移动智能设备调节热负荷的电加热炊具，具体地说，涉及一种结构简单且可靠性较高、可通过通用移动智能设备实时调节热负荷以实现对加热参数进行标准化控制，以降低烹饪者技能要求，保证及提高菜肴口味和保障菜肴安全性的电加炊具。
背景技术：
食品的烹饪工艺与菜肴的口味、食品安全性等方面的关系非常密切，而非智能的电加热炊具，选定何种烹饪工艺完全依赖于用户的使用经验。包括电饭煲、电高压锅、电蒸锅、电磁炉、电陶炉、微波炉和电烤箱等电加热炊具比起燃气灶来说，因为消除了燃气灶中“火焰”与“锅体”之间复杂的热效率变化关系，在控制食品加热工艺和烹饪效果上来说有先天优势。因此电加热炊具便于实现标准化烹饪工艺，和按照有精确加热参数的食谱控制烹饪质量的目的。其中最完善的产品是西餐商用厨具中的“万能蒸烤箱”，通过高性能的可编程序控制系统，和完善的温度传感器探针可精确控制蒸制和烘烤食品的加工工艺及质量。
但是对于绝大多数家用和商用电加热炊具来说，其不具备万能蒸烤箱十几万甚至几十万售价带来的成本空间，无法添加为满足复杂烹饪工艺自动化控制需要的专家系统。对于成本压力很大的家用电加热炊具来说，常规的基于MCU单片机或者PLC的自动控制系统所拥有的计算能力、数据储存能力以及以触摸屏为代表的人机交互部件，以及现有技术下低成本的普通传感器系统难以胜任和确保工作可靠性。不够准确和全面的传感器监测数据需要通过复杂的运算才能确保工艺控制可靠，但在现有技术条件下，为电加热炊具配备计算能力足够的工控计算机，并开发合适的全新工作原理的传感器系统暂时从结构、成本、可靠性、可维护性、功能可扩展性等方面来衡量都是不适宜的。这些问题造成了现有的家用电加热炊具无法实现精确的热负荷自动控制功能来保障食品烹饪效果。
另外，“互联网+”被视为当前中国制造业转型的主要方向之一。然而当前传统家电并没有找到有效的“互联网+”发展方向。常见的“互联网+”家电除了集成安置电视盒子电路的网络播放电视机，主要是可通过手机APP远程启动的电热水器和空调等设备。这这些设备具备的功能往往并不是用户所必须的，或者可以用传统设备加专业的电视盒子之类的替代方法实现相同或更好的使用效果。从“推特”、“脸书”等基于的社交科技公司有效威胁谷歌和微软等老牌科技巨头的趋势看来，具有较强用户黏性的“互联网+”产品应该包含不可替代的社交功能。这是因为，基于社交的产品天然具备“网络效应”——即某产品的用户更多，就更能为该产品的其他用户或产品提供方增加产品的价值——，典型的例子包括固定电话网络、移动电话网络、QQ和微信等网络即时通信软件等等。但传统的家用电加热炊具显然无法满足用户的社交需求。有部分智能设备厂家意识到这个问题，往往希望构建整个远程智能控制 系统予以解决如专利CN201510328135.5披露了“一种实现远程智能控制烹饪的设备和方法”。由其权利要求书可知，其技术方案中设备需要同时包含有1，智能炉具、2，智能移动设备、3，用户数据库服务器、4，P2P穿透服务器、5，WiFi-IoT模块、6，与WiFi-IoT模块连接的摄像设备。该专利确实可以实现通过移动设备远程控制智能炉具的烹饪火力调节，然而中餐烹饪的效果不仅仅取决于火力大小的控制，还需要进行翻炒、分批投放食材、高汤、调料以及勾芡等操作。当前能够完全脱离烹饪者介入而自动完成整个烹饪操作的的中餐烹饪设备实际上是具备专家系统级别人工智能的“自动炒菜机器人”。也就是说，专利CN201510328135.5或者需要“自动炒菜机器人”的机械结构配合并成为其烹饪工艺的在线编程系统，或者只能作为不需要中途加水加料和投放调料的“焖烧锅”、“电炖煲”之用。然而“自动炒菜机器人”的成本十分昂贵不适合家用、只能远程调节火力大小不能完成其他烹饪工艺的“电炖煲”之类的小家电因为用途十分有限，也无法承受同时包含“智能炉具、智能移动设备、用户数据库服务器、P2P穿透服务器、WiFi-IoT模块、与WiFi-IoT模块连接的摄像设备”六大功能系统的成本负担。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种可由移动智能设备调节热负荷的电加热炊具，以解决低成本条件下，常规电加热炊具难以通过智能精确控制烹饪火候，以帮助经验不足的烹饪者能够有效保证和提高菜肴口味和安全性的问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种可由移动智能设备调节热负荷的电加热炊具，包含常规电加热系统、附加热负荷调节系统、主控制系统、数据传输系统。
其中，常规电加热系统包含常规电加热炊具均有的加热系统、电源系统、基本控制系统、外壳面板、食品容器支撑机构等等。所以常规电加热系统提供了一台电加热炊具所应具备的基本功能，且由于其结构和工作原理与现有技术下的常规设备相同，故该系统的技术最为成熟可靠，生产成本最低。
附加热负荷调节系统与上述常规电加热炊具系统所包含的加热系统连接，可根据控制系统的指令实时精确调节热负荷。对于不同的电加热系统，可以采用不同的热负荷控制方法，比如对于最常见的电热管或电热盘加热系统，可以采用PWM(脉冲宽度调制)控制，来改变炊具的实际热负荷数值，而且因为电热丝本身热容量带来的热惰性，较高频率的PWM控制并不会频繁改变电热丝的温度而大幅度改变电热丝的电阻值。因此PWM控制比起间歇断电，电热丝不会因电流过载而降低使用寿命。对于电磁炉、微波炉等特殊电热炊具，附加热负荷调节系统则可直接与其原有的控制系统相连，所述的数据传输系统与控制系统相连，可作为下位机拦截原控制系统的加热命令，再通过PWM控制或加热元件通电数量控制来调节实际功率输出值，并可通过其中的无线信号发射模块通过蓝牙或Wi-Fi等无线互联技术与智能手机、平板电脑等通用的移动智能设备传输数据。因智能手机等移动智能设备的价格不断降低， 已经成为绝大部分家庭必备的电器，其运算和数据存储性能十分可观，并且还在不断提高，还具有便于通过互联网补充和更新烹饪工艺数据库的特点，所以可以将复杂的智能控制程序通过特定的APP应用程序安装在通用的移动智能设备上。此时计算能力和数据储存能力相对于单片机和PLC高几个数量级的移动智能设备可通过调用专用APP及其数据库，作为烹饪工艺专家系统的数据处理中心，对应数据表或当前时间点上应有的热负荷数据，将计算后得出的烹饪工艺所需的电加热炊具实时热负荷曲线编制成为简单的“加热系统启/停周期”、“某时间点上加热模块启动数量”或者“PWM调节的占空比”数值通过移动智能设备自带的蓝牙或Wi-Fi信号发射模块与电加热炊具的数据传输系统进行通讯，再由数据传输系统将该数据传递给所述的主控制系统，主控制系统对数据解码后，控制加热系统以调节加热系统的实时工作状态，从而实现电加热炊具对烹饪过程中热负荷可按程序智能控制。此时，具有高计算性能，和便于操作的移动智能设备可以摆放在相对远离炊具的位置上，所以电加热厨具本身高温、高湿度和高电磁辐射等恶劣环境不会对移动智能设备的运算稳定性造成干扰，因此保障了电加热炊具系统运行的稳定性和可靠性。此外，移动智能设备都具有液晶显示屏、外放扬声器和触摸输入功能，可同时播放烹饪教程视频，指导烹饪者对于自己不熟悉或工艺复杂的菜肴进行烹饪或烹饪前的预处理操作。也可以直接从网络数据库下载对应菜谱的热负荷控制参数进行自动烹饪并实现专家级的烹饪效果。
本发明的有益效果是：解决了现有电加热炊具无法帮助缺乏经验的烹饪者实现实时控制热负荷，自动控制和调整菜肴的加热工艺来确保菜肴的口味、营养和安全性的缺陷，且整个系统可靠性很高的同时成本很低。
附图说明
图1是本发明设备的结构示意图；
图中：1常规电加热炊具系统；2附加热负荷调节系统；3主控制系统；4数据传输系统；5移动智能设备。
具体实施方式
下面结合附图进行详细说明。
图1中，常规电加热炊具系统1包含电加热系统、电源系统、基本控制系统、外壳面板、容器支架等常规机构。因此常规电加热炊具系统1可独立完成现有电加热炊具的基本功能，以满足非程序自动控制下用户自主操作的需要，同时也不影响用户长期培养而成的使用习惯。附加热负荷调节系统2宜安装在常规电加热炊具系统机身1内，可根据控制系统3发出的信号，通过PMW控制或对若干个电加热元件中实际通电数量的控制，来精确电加热元件的实际热负荷功率。对于电热管类电加热元件来说，采用PMW控制热负荷时，“通电-断电，，的切换频率宜取较高值，这就可利用电热管本身的热惰性限制电阻受温度突变而大幅度变化，从而防止电流突变造成的电热丝熔断。
控制系统3作为附加功能模块安装在电加热炊具系统1内的主体结构中，在控制附加热负荷调节系统2的同时，还可通过数据传输系统4中内置的蓝牙或者Wi-Fi无线数据传输模块与通用的移动智能设备5进行实时数据传输。因为移动智能设备5相比单片机或可编程序控制器而言具其计算能力和数据储存能力高几个数量级，所以可以通过在移动智能设备上安装专门的APP及对应的烹饪工艺数据库，利用移动智能设备5强大的计算能力和数据储存能力构成烹饪工序和该工艺下所需热负荷值变动曲线的专家系统。由于移动智能设备5都便于从互联网下载更多的烹饪工艺数据资料，该专家系统可因此具备从互联网自动学习和完善原有工艺和增加新菜谱及其烹饪工艺的功能。
此外，移动智能设备5一般都具有液晶显示屏、外放扬声器、触摸屏等部件，本身就具备完善和便捷的人机交互系统，而且早已培养出相应的用户使用习惯，还可以通过APP自动调用或下和播放烹饪菜谱、烹饪工艺指导的音频和视频。因此将高性能的烹饪工艺专家系统以APP程序的方式转移到移动智能设备5上，而非在电加热炊具上添加智能控制中心的人机交互系统，更符合用户的使用习惯，并消除了用户的学习成本。通过音频和视频提前指导用户的烹饪操作工艺，再通过专家系统对火候进行自动控制，能够在对烹饪者经验技能要求很低的情况下有效保障菜肴质量。并因移动智能设备5可以放在相对远离加热元件和炒锅等高温容器的位置上，所以相对于直接安装在电加热炊具上来说，设备本身高温、高湿度和高震动等恶劣环境不会对移动智能设备5的运算和数据储存的稳定性造成干扰，从而保障了整个电加热炊具运行的稳定性和可靠性。
所以，控制系统3只需要负责控制附加热负荷调节系统2给出的控制信号，并通过数据传输系统4与移动智能设备5进行无线数据通讯，发出如“加热元件已经通电”、“温度传感器反馈已经达到预定温度”等简单反馈数据信号，并接收和暂存移动智能设备5中对应APP编码后的热负荷值对应参数曲线或当前时间点上应有的热负荷数据。这就极大减少了控制系统3的计算和数据储存负担，使厂家可以优先选用成本较低、散热要求较低、可靠性最高、对恶劣环境和外界干扰耐受能力最高的成熟型号单片机系统或可编程序控制器系统来组建控制系统3，并实现具有烹饪专家系统效果的烹饪工艺指导、热负荷自动控制的工艺目的。此时用户不再需要关注电加热炊具的火力大小调节，可专心处理其他菜肴或食品的清洗、备料和腌制等操作，还能抽出部分精力留意移动智能设备5中关于不熟悉的菜肴的音频或视频菜谱解说，极大简化了烹饪操作并节约了烹饪时间。因为智能移动设备5在国内的普及，将更方便的烹饪工艺控制界面和烹饪工艺数据库储存在用户自备的智能移动设备5或云端服务器，对用户而言几乎是免费的。而控制系统3作为不影响常规电加热炊具系统1独立工作的附加模块，使用户也可以在非智能模式下使用电加热炊具，学习成本最低。厂家也能很方便地将现有非智能电加热炊具生产线升级到智能型号，生产线和型号转换的成本也最低。以上优点最终都能让产品的消费者受惠。
此外，APP的数据库中还可增加基于原料数量变化(如一次烤制200g、或600g的鸡肉)而变化的修正数据，供用户在实际使用中选择。除设备生产厂家提供的APP修正数据外，由于移动智能设备5便于从互联网获得和向互联网发送数据，所以可在APP上添加社交功能、用户自编菜谱和上传至网络数据库的功能。此时，APP可获得的烹饪工艺数据库和菜谱可以由广大用户进行补充，有效帮助厂家完善烹饪工艺，丰富每个用户对烹饪工艺和菜谱的选择。该APP的用户之间、或好友之间，为自身展示厨艺或单纯帮助他人的目的，可以相互交换菜谱和烹饪工艺——尤其是身处异地的朋友、恋人、夫妻或父母和子女等强社交关系群体。同理，美食分享类博主也将是此项功能的主要受益者。这使得可由移动智能设备5调节热负荷的电加热炉产品本身获得了社交能力，并因此拥有“网络效应”，实现传统电加热炊具向“互联网+”化的转型。
本发明的保护范围由权利要求限定，专利附图所示的设备具体结构仅用于提供一个可行案例做示意和说明技术特征。然而此案例的许多变体和改动，以及对部分次要零部件进行同等功能间的简单替换对于本领域技术人员来说是显而易见的。因此，本发明的保护范围不限于说明书和说明书附图中描述的限制，而以权利要求书为准。