一种智能健康厨房系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种智能健康厨房系统，该系统通过与橱柜，油烟机，水槽等紧密结合的传感器，可以实时获取厨房中每餐盐油等调味品的消耗，米面等主食的消耗，蔬菜肉食等的消耗，厨房供水的消耗，及厨房油烟及水汽含量，厨房排水量，及倒掉的剩饭菜数量。通过智能厨房控制中心数据分析计算，可确定该家庭的饮食习惯是否健康，每餐的油盐摄入是否超标，营养成分，热量摄入等是否符合健康标准，在需要时给出实时告警。本发明适用于对厨房健康饮食有控制要求的人群，通过监测食材及调味品等取用，实现了方便高效的厨房健康饮食监控，革命性的创新了健康饮食习惯。本发明结构简单，技术可靠，安装便捷，通用性强，非常适合大面积推广使用。
【专利说明】一种智能健康厨房系统
【技术领域】
[0001]本发明属智能厨房领域，更准确地说本发明涉及一种智能健康厨房系统。
【背景技术】
[0002]随着健康意识的增强,人们对饮食健康越来越关心。厨房是一个家庭的饮食中心，如何在烹饪时控制饮食，保证摄入的各类营养成分不缺乏不过剩，目前仅仅依靠事前的评估或事后的总结，还没有智能厨房系统可以对家庭所摄入的食用物进行定量的总结，并给出实时的提醒和建议。如盐的摄入，世界卫生组织要求每人每日摄入盐成分不能超过5克，但如何实时监控目前并没有一个可行的方案；再如每日主食的摄入，蔬菜肉类等副食的摄入，世界卫生组织都有相关的指标，但如何定量实时测量并给出提醒数据，也没有一个现成的系统可以完成。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提出一种智能监控厨房系统，通过对家庭每日主、副食摄入量及调味料主要成分摄入量的检测、计算，实时定量的反馈提醒，改善现有人群的饮食习惯，引导人群健康烹饪。
[0004]创新性的将家庭所摄入的同一成分进行实时统计累计，确保定量统计的准确性。
[0005]本发明采用以下的技术方案来实现:
一种智能健康厨房系统，其特征在于包括:
㈠附着在不同位置存储有物料属性的电子标签，具体包括但不限于以下电子标签:
①附着在不同调味品容器上的电子标签，存储有各调味品的属性信息；
②附着在食用油容器上的电子标签，存储有食用油的属性信息；
③附着在主食容器上的电子标签，存储有主食的属性信息；
④附着在备菜称量区的电子标签，存储有副食的属性信息；
⑤附着在橱柜垃圾桶上的电子标签，存储有剩饭菜的属性信息；
㈡安置在不同物料容器下的智能托垫，具体包括但不限于以下智能托垫:
⑴安置在不同调味品容器下的智能托垫，用于获取各调味品的重量变化值及从电子标签读取各调味品的属性信息并实时发送给智能厨房控制中心；
⑵安置在食用油容器下的智能托垫，用于获取食用油的重量变化值及从电子标签读取食用油的属性信息并实时发送给智能厨房控制中心；
⑶安置在主食容器下的智能托垫，用于获取主食的重量变化值及从电子标签读取主食的属性信息并实时发送给智能厨房控制中心；
⑷安置在智能摄像头镜头下方备菜称量区的智能托垫，用于获取各种副食的重量及从电子标签读取副食的属性信息并实时发送给智能厨房控制中心；
(5)安置在橱柜垃圾桶下方的智能托垫，用于获取就餐后的橱柜垃圾桶重量的增加值及从电子标签读取剩饭菜的属性信息并实时发送给智能厨房控制中心； 曰智能摄像头，用于拍摄其镜头下方备菜称量区的各种副食，并将获取的各种副食的彩色图像传给智能厨房控制中心；
㈣智能厨房控制中心，用于接收各智能托垫和智能摄像头上传的数据并进行存储和处理，获取单位时间内主食累计消耗重量和不同副食各自累计消耗重量，扣除该段时间内橱柜垃圾桶重量的增加值，获得该家庭单位时间内不同主食和副食的摄入重量，结合预先存储的家庭常驻人口情况，与预先设定的健康营养膳食各类食物单位时间内摄入标准比较，给出该家庭单位时间内各类食物摄入不足或过量的结果；并获取单位时间内各种调味品主要成分的消耗重量，结合预先存储的家庭常驻人口情况，与预先设定的健康营养膳食各种成分单位时间内摄入标准比较，给出该家庭单位时间内各种成分摄入不足或过量的结果。
[0006]有益效果
本发明的智能健康厨房系统，通过在厨房中设置的各类传感器，在尽量不影响居家操作习惯的前提下，可根据烹饪时获得的食物数量及各成分数量，累计统计同类食物及成分在单位时间的摄入量，依据健康营养膳食标准或其他预先设定的标准，给出具体定量的意见和适时的提醒，将改变现有人群的厨房饮食健康监控方法，将食用物的事后被动提醒改变为实时主动监督及长期干预，实现了方便高效的厨房健康饮食监控，革命性的创新了厨房健康饮食习惯。本发明结构简单，技术可靠，安装便捷，通用性强，非常适合大面积推广使用。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]附图1为本发明智能健康厨房系统的结构示意图。
[0008]其中，智能托垫1、智能油烟及温湿度传感器2、智能水槽3、智能摄像头4、智能厨房控制中心5，移动数据终端6，盐调味盒13，其他调味盒14，食用油壶15，米桶16，酱油瓶17，其他调味瓶18，橱柜垃圾桶19，油烟机20，备菜称量摄像区21。
[0009]附图2为本发明的智能托垫结构示意图。
[0010]其中，数据处理中心101，短距离无线通信模块102、高精度电子秤传感器103，电子标签传感器104,告警指不模块105,高容量电池电源模块106。
[0011]附图3为本发明的智能油烟及温湿度传感器结构示意图。
[0012]其中，数据处理中心201、数字式油烟传感器202、数字式温湿度传感器203，短距离无线通信模块204，高容量电池电源模块205。
[0013]附图4为本发明的智能水槽结构示意图。
[0014]其中，数据处理中心301、短距离无线通信模块302，数字式流量传感器303，高容量电池电源模块304。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图，对本发明系统进行详细描述。
[0016]实施例一
如图1，本发明的智能健康厨房系统，包括粘贴在不同位置存储有物料属性的电子标签、安置在不同位置的智能托垫1，还包括智能摄像头4和智能厨房控制中心5。
[0017]如图2，智能托垫I包括外壳，数据处理中心101，短距离无线通信模块102、高精度电子秤传感器103，电子标签传感器104，告警指示模块105及高容量电池电源模块106。智能托垫I的外壳一方面实现数据处理中心101，短距离无线通信模块102、高精度电子秤传感器103，电子标签传感器104，告警指示模块105及高容量电池电源模块106的安装固定，一方面作为承载物料容器的平台和备菜称量区的称重平台。其中高精度电子秤传感器103可以采用常规的电子式压力应变传感器，电子标签传感器104可以采用RFID射频传感器识别电子标签，数据处理中心101可以采用常规的MCU模块，短距离无线通信模块102可以使用Zigbee短距离无线通信模块，告警指示模块105可以选用声光报警模式的通用模块，高容量电池电源模块106可以采用锂电池电源模块。
[0018]智能摄像头4包括常规的数字摄像头，短距离无线通信模块及高容量电池电源模块，智能摄像头4通过短距离无线通信模块接受智能厨房控制中心5发送的拍摄命令，并将常规数字摄像头采集到的数字图像通过短距离无线通信模块发送给智能厨房控制中心5。
[0019]智能摄像头4的短距离无线通信模块及高容量电池电源模块均可采用智能托垫中相应的通用模块结构，只是硬件的具体设计参数和软件设计上有不同。
[0020]如图1，在盐调味盒13上事先贴有存储着属性信息为盐的电子标签，如RFID (射频识别)标签，其他调味盒(例如味精、糖)14、食用油壶15、米桶(或者其他主食，例如面粉)16、酱油瓶17、其他调味瓶(例如醋)18，也均贴有存储着其物料属性信息的RFID标签。橱柜垃圾桶19上贴有存储着剩饭菜属性信息的电子标签。位于上述物料容器底部的各智能托垫I使用其内部的电子标签传感器104利用常规的RFID射频识别技术分别读取各RFID标签内容，同时利用高精度电子秤传感器103测量各物料重量，当重量发生变化时，利用数据处理中心101计算重量变化值，并将重量变化值及其物料属性信息通过短距离无线通信模块102实时发送给智能厨房控制中心5。安装在备菜称量区21底部的智能托垫I测量该区域上是否有重量的变化，当发现重量增加时，表明该区有备菜，智能托垫I读取事先粘贴在备菜称量区的电子标签，把副食属性信息(这里的副食属性信息是不分类的，表示副食这个总类别)及得到的增加重量的数据发送给智能厨房控制中心5。智能厨房控制中心5接收到这些数据后，与智能摄像头4通过无线的方式进行通信，控制智能摄像头4对该区域备菜拍照获取图像，该图像信息通过控制智能摄像头4中的短距离无线通信模块发送到智能厨房控制中心5中。智能厨房控制中心5利用常规的图像识别技术，辨识所摄副食的颜色、体积、形状，并利用得到的该副食对应的重量，估算该副食的密度；在此基础上，通过与数据库中已存的肉类、蔬菜、水果或五谷的颜色、体积、形状、密度特征值比较，利用最小二乘法，可将所摄的副食的具体属性分别归类为肉类、蔬菜、水果或五谷。
[0021]智能厨房控制中心5获得前述的所有数据后，根据预先设定的家庭常驻人口情况(如人口数量等信息)，统计计算单位时间内(如一周)主食累计消耗的数量和不同属性副食(肉类、蔬菜、水果或五谷)各自累计消耗重量，扣除该段时间内橱柜垃圾桶19中倒掉的各类主食、副食的剩余重量，与预先设定的世界卫生组织或其他标准得到的健康营养膳食的各类食物同样时间内摄入标准范围比较，给出该家庭单位时间内各类食物是否摄入不足或过量的具体定量的意见。倒掉的剩饭菜中各类主食、副食的比例按照该段时间内累计消耗的各类主食、副食同比例考虑，根据获得的橱柜垃圾桶重量的增加值可计算出各类主食、副食的剩余重量。
[0022]智能厨房控制中心5还可以根据预先设定的家庭常驻人口情况，及获取的单位时间内(如每日)调味品主要成分(如盐)的消耗重量，与健康营养膳食的相同人口同样成分同样时间内摄入标准范围比较，给出该家庭单位时间内该成分是否摄入不足或过量的具体定量的意见，并可在烹饪时，通过相关智能托垫I (如盐调味盒下的智能托垫I和酱油瓶下的智能托垫I)将超出合理摄入范围的情况实时给出提示信号。
[0023]为了计算结果更准确，还可以在获取的单位时间内调味品主要成分的消耗重量基础上加上同样单位时间内其他调味品内相同成分的摄入量(如酱油中一般含有5%的盐，则将消耗的酱油重量乘上5%，得到酱油中的盐摄入量)，获得该家庭每日该成分(如食盐)的摄入数量。
[0024]智能托垫I通过电子标签传感器104读取已被事先贴在相关容器上的电子标签，获得测量物体的属性信息，其测量精度至少可达到0.1克，并可实时读取承载的物料重量，在物料重量发生变化时，将重量变化值及获取的物体属性通过短距离无线通信模块102发送给智能厨房控制中心5，同时也可接受智能厨房控制中心5的实时告警信号，并通过告警指示模块105显示提醒信息，其能量来源于高容量电池电源模块106。
[0025]智能托垫I的大小形状可以依据所承载物料容器的大小形状而有不同的表现形式，包括与所承载物料容器合并为一体化的装置形式，如嵌入盐调味盒底部，形成具有测量盐消耗重量及无线传输功能的智能调味盒；嵌入主食桶底部，形成具有测量主食消耗重量及无线传输功能的智能米面桶等。
[0026]实施例二
在实施例一的基础上，系统还包括智能油烟及温湿度传感器2、智能水槽3、移动数据终立而6。
[0027]如图3，智能油烟及温湿度传感器2包括外壳，数字式油烟传感器202、数字式温湿度传感器203，数据处理中心201，短距离无线通信模块204及高容量电池电源模块205。智能油烟及温湿度传感器2安装在油烟机20的油烟隔离滤网上，数据处理中心201通过常规数字式油烟传感器202及数字式温湿度传感器203得到厨房油烟及温湿度数据，并通过短距离无线通信模块204实时传输给智能厨房控制中心5。
[0028]如图4，智能水槽3包括水槽本体，数据处理中心301，短距离无线通信模块302及安装在智能水槽3的进水口及出水口的数字式流量传感器303，还包括高容量电池电源模块304。数据处理中心301通过数字式流量传感器303获取进水量和出水量，并通过短距离无线通信模块302实时传输给智能厨房控制中心5。
[0029]以上智能设备中的数据处理中心，短距离无线通信模块及高容量电池电源模块均可采用智能托垫中相应的通用模块结构，只是硬件的具体设计参数和软件设计上有不同。
[0030]为了计算结果更准确，单位时间内被家庭所摄取的食用油数量还可以在食油壶下的智能托垫获得的食用油消耗量基础上，扣除掉烹饪时排放掉的油量。烹饪时排放掉的油量可以通过智能油烟及温湿度传感器2获得的油烟数据值及预设的厨房空间数据，得到油烟数据单位体积增加值，并根据智能油烟及温湿度传感器2中数据处理中心201统计到的温湿度变化量的持续时间及预先存储在智能厨房控制中心5中的油烟机20设计参数中的排风量数据，通过简单的流体力学知识计算得到，即根据持续时间及油烟机20的排风量可以得到排出的总气体体积，乘上油烟数据单位体积增加值，为总烹饪时排放掉的油量。
[0031]智能厨房控制中心5通过智能水槽3测量得到的进水量和出水量的差值，扣除烹饪时空气中的含水量变化值，视为就餐时摄入身体的水分值。根据预先设定的家庭常驻人口情况，与健康营养膳食的相同人口同样时间内水分摄入标准范围比较，给出该家庭单位时间内水分是否摄入不足或过量的具体定量的意见。其中烹饪时空气中的含水量变化值可通过智能油烟及温湿度传感器2获得的厨房湿度数据及预设的厨房空间数据，得到烹饪时间段空气湿度单位体积增加值，并根据智能油烟及温湿度传感器2中数据处理中心201统计到的温湿度变化量的持续时间及预先存储在智能厨房控制中心5中的油烟机20设计参数中的排风量数据，通过简单的流体力学知识计算得到，即根据持续时间及油烟机20的排风量可以得到排出的总气体体积，乘上空气湿度单位体积增加值，为总烹饪时排放掉的水量。
[0032]智能厨房控制中心5的功能可通过MCU模块实现，也可使用通用的手持式平板电脑或智能手机上运行编写的APP应用软件实现，还可利用通用的手持式平板电脑或智能手机上的APP应用软件将收集到的数据通过无线通信网络发送给后台服务器，由后台服务器实现各种算法及数据存储等功能，并将获得的家庭厨房饮食情况建立家庭饮食数据库，以无线通信方式与移动数据终端6建立数据交换，移动数据终端6可随时查询智能厨房控制中心5中的数据，并接受告警信息。
[0033]除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种智能健康厨房系统，其特征在于包括: ㈠附着在不同位置存储有物料属性的电子标签，具体包括但不限于以下电子标签: ①附着在不同调味品容器上的电子标签，存储有各调味品的属性信息； ②附着在食用油容器上的电子标签，存储有食用油的属性信息； ③附着在主食容器上的电子标签，存储有主食的属性信息； ④附着在备菜称量区的电子标签，存储有副食的属性信息； ⑤附着在橱柜垃圾桶上的电子标签，存储有剩饭菜的属性信息； ㈡安置在不同位置的智能托垫(I )，具体包括但不限于以下智能托垫: ⑴安置在不同调味品容器下的智能托垫，用于获取各调味品的重量变化值及从电子标签读取各调味品的属性信息并实时发送给智能厨房控制中心(5)； ⑵安置在食用油容器下的智能托垫，用于获取食用油的重量变化值及从电子标签读取食用油的属性信息并实时发送给智能厨房控制中心(5); ⑶安置在主食容器下的智能托垫，用于获取主食的重量变化值及从电子标签读取主食的属性信息并实时发送给智能厨房控制中心(5)； ⑷安置在智能摄像头(4)镜头下方备菜称量区的智能托垫，用于获取各种副食的重量及从电子标签读取副食的属性信息并实时发送给智能厨房控制中心(5); (5)安置在橱柜垃圾桶下方的智能托垫，用于获取就餐后的橱柜垃圾桶重量的增加值及从电子标签读取剩饭菜的属性信息并实时发送给智能厨房控制中心(5); 曰智能摄像头(4)，用于拍摄其镜头下方备菜称量区的各种副食，并将获取的各种副食的彩色图像传给智能厨房控制中心(5)； (四)智能厨房控制中心(5)，用于接收各智能托垫(I)和智能摄像头(4)上传的数据并进行存储和处理，获取单位时间内主食累计消耗重量和不同副食各自累计消耗重量，扣除该段时间内橱柜垃圾桶重量的增加值，获得该家庭单位时间内不同主食和副食的摄入重量，结合预先存储的家庭常驻人口情况，与预先设定的健康营养膳食各类食物单位时间内摄入标准比较，给出该家庭单位时间内各类食物摄入不足或过量的结果；并获取单位时间内各种调味品主要成分的消耗重量，结合预先存储的家庭常驻人口情况，与预先设定的健康营养膳食各种成分单位时间内摄入标准比较，给出该家庭单位时间内各种成分摄入不足或过量的结果。
2.根据权利要求1所述的一种智能健康厨房系统，其特征在于:智能托垫(I)包括数据处理中心(101)，短距离无线通信模块(102)、高精度电子秤传感器(103)，电子标签传感器(104)，告警指示模块(105)及高容量电池电源模块(106);智能托垫(I)通过电子标签传感器(104)读取电子标签的内容，获得物料的属性信息，并通过高精度电子秤传感器(103)实时读取物料重量，通过数据处理中心(101)计算物料重量变化值，获取的物料属性及其重量变化值通过短距离无线通信模块(102)发送给智能厨房控制中心(5)，同时接收智能厨房控制中心(5)发送的实时告警信号，并通过告警指示模块(105)显示告警信息。
3.根据权利要求1所述的一种智能健康厨房系统，其特征在于:智能摄像头(4)包括常规的数字摄像头，短距离无线通信模块及高容量电池电源模块，智能摄像头4通过短距离无线通信模块接受智能厨房控制中心(5)发送的拍摄命令，并将常规数字摄像头采集到的数字图像通过短距离无线通信模块发送给智能厨房控制中心(5 )。
4.根据权利要求1或3所述的一种智能健康厨房系统，其特征在于:智能厨房控制中心(5)利用常规的图像识别技术，辨识智能摄像头(4)所拍摄副食的颜色、体积、形状，并利用获得的该副食对应的重量，估算该副食的密度，与预先存储的肉类、蔬菜、水果或五谷的颜色、体积、形状、密度特征值比较，利用最小二乘法，确定副食的具体属性。
5.根据权利要求1所述的一种智能健康厨房系统，其特征在于:系统还包括智能油烟及温湿度传感器(2)，智能油烟及温湿度传感器包括数据处理中心(201)、数字式油烟传感器(202)、数字式温湿度传感器(203)和短距离无线通信模块(204)，数据处理中心(201)通过数字式油烟传感器(202)、数字式温湿度传感器(203)分别获取厨房油烟、温湿度数据，并通过短距离无线通信模块(204)实时传输给智能厨房控制中心(5)。
6.根据权利要求1所述的一种智能健康厨房系统，其特征在于:系统还包括智能水槽(3)，智能水槽(3)包括数据处理中心(301)、短距离无线通信模块(302)及分别安装在进水口及出水口的数字式流量传感器(303)，数据处理中心(301)通过数字式流量传感器(303)获取进水量和出水量，并通过短距离无线通信模块(302)实时传输给智能厨房控制中心(5)。
7.根据权利要求1所述的一种智能健康厨房系统，其特征在于:系统还包括移动数据终端(6)，智能厨房控制中心(5)通过无线通信网络与移动数据终端(6)建立数据交换。
8.根据权利要求1或2所述的一种智能健康厨房系统，其特征在于:智能托垫(I)的大小形状依据所承载物料容器的大小形状设计。
9.根据权利要求1或2所述的一种智能健康厨房系统，其特征在于:智能托垫(I)与所承载物料容器设计成一体化的装置形式。
【文档编号】G05B19/418GK103617577SQ201310673505
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年12月11日 优先权日:2013年12月11日
【发明者】邵俊松, 孙萦杰 申请人:邵俊松, 孙萦杰