一种智能抽油烟机及控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种智能抽油烟机，包括内置中央处理器的抽油烟机，所述抽油烟机上还设置有通过数据总线与所述中央处理器连接的传感器阵列，所述传感器阵列包括油烟监测传感器、一氧化碳检测传感器、天然气检测传感器、温度检测传感器、湿度检测传感器、用于检测所述抽油烟机的油盒中油量高度的油盒油量计量器、用于检测所述抽油烟机的滤网表面油污厚度的滤网油污测量传感器、报警器。本实用新型通过所述传感器阵列检测厨房油烟、温度、湿度值判断当前用户的烹饪模式，对用户烹饪数据进行分析，并向用户推荐健康的烹饪习惯，实现了抽油烟机的智能化、自动化、节能化功能，有效地减低了传统企业抽油烟机智能化成本，提高家庭安防防护水平。
【专利说明】
一种智能抽油烟机及控制系统
技术领域
[0001] 本实用新型属于智能家居技术领域，具体而言，涉及一种智能抽油烟机及控制系 统。
【背景技术】
[0002] 根据WHO的研究报告显示，2012年全球因厨房空气污染导致死亡的430万人中，患 中风的占到了34%，慢性阻塞性肺疾病和缺血性心脏病分别是22%和26%，而死于肺癌的 约占6%。英国著名医学杂志《柳叶刀》上一项关于疾病风险评估的研究项目中，已将厨房空 气污染(烟雾)列为高血压、吸烟和酗酒之后最大的健康隐患。每年因持续吸入厨房用火所 产生的烟雾而死亡的人数，比疟疾、结核病和艾滋病的致死总数还要多。美国的《国家癌症 学会杂志》上关于中国农民的研究，同样印证了厨房空气污染对人健康的影响。为了解决这 种问题抽油烟机应运产生。抽油烟机又称吸油烟机，是一种净化厨房环境的厨房电器。它安 装在厨房炉灶上方。抽油烟机在接通交流电源后，左右电机带动左右风扇高速转动，风扇中 心处形成负压区，油烟进入负压区后，由于离心力的作用，炉灶燃烧的废物和烹饪过程中产 生的对人体有害的油烟被加速从风扇空隙中排出，再经公共排烟口排出机外从而减少污 染，净化空气，并有防毒、防爆的安全保障作用。
[0003] 随着科技的发展智能抽油烟机产生，智能抽油烟机通常是在传统抽油烟机的基础 上加装自动监控电路实现检测厨房油烟或可燃有害气体浓度从而进行报警。然而现有的抽 油烟机不能实现根据当前厨房炉灶的烟油、温度及湿度实现判断用户烹饪模式，实现向用 户推荐健康的烹饪方式，并且不能根据油烟、一氧化碳、天然气、温度等条件控制抽油烟机 风机的转动，并且现有的抽油烟机需要用户实时检测油量盒，不能做到油量盒油量检测的 自动化、智能化。 【实用新型内容】
[0004] 为解决现有抽油烟机油量盒油量检测不能自动控制，不能对用户烹饪进行指导， 同时不能根据厨房炉灶参数控制电机转速的技术缺陷，本实用新型提供了通过所述传感器 阵列检测厨房油烟、温度、湿度值判断当前用户的烹饪模式，对用户烹饪数据进行分析，并 向用户推荐健康的烹饪习惯，根据用户的烹饪习惯向用户推动烹饪菜谱，将烹饪知识化、兴 趣化;同时通过检测厨房一氧化碳或天气然浓度实现厨房安全报警。
[0005] 本实用新型提供了一种智能抽油烟机，包括内置中央处理器的抽油烟机，所述抽 油烟机上还设置有通过数据总线与所述中央处理器连接的传感器阵列，所述传感器阵列包 括油烟检测传感器、一氧化碳检测传感器、天然气检测传感器、温度检测传感器、湿度检测 传感器、用于检测所述抽油烟机的油盒中油量高度的油盒油量计量器、用于检测所述抽油 烟机的滤网表面油污厚度的滤网油污测量传感器、报警器，其中，
[0006] 所述中央处理器根据所述传感器阵列检测的数据查询预设的数据库控制所述抽 油烟机的电机转速、判断当前用户的烹饪模式并控制报警器，所述预设的数据库包括烹饪 模式与油烟浓度、温度值、湿度值的关联关系，电机转速与所述抽油烟机的电机的启动参数 的关联关系，所述启动参数为浓度值、浓度权重、及该浓度优先级权重乘积。
[0007] 本实用新型所述的智能抽油烟机中，所述中央处理器还包括通过SPI/UART数据线 连接的无线通信芯片。
[0008] 本实用新型所述的智能抽油烟机中，所述抽油烟机上设置有连接人机交互界面的 人机交互接口，所述人机交互接口包括GPI0接口。
[0009] 本实用新型所述的智能抽油烟机中，所述中央处理器还包括通过所述GPI0接口连 接的人体接近检测传感器。
[0010] 本实用新型所述的智能抽油烟机中，所述中央处理器通过所述GPI0接口连接中继 器，所述中继器与所述抽油烟机的电源控制开关连接。
[0011] 本实用新型所述的智能抽油烟机中，所述中央处理器还包括与所述抽油烟机的电 源接口连接的交流电机控制接口。
[0012] 本实用新型所述的智能抽油烟机中，所述报警器通过所述HVM接口与所述中央处 理器连接。
[0013] 本实用新型所述的智能抽油烟机中，所述中央处理器通过所述PWM接口与所述抽 油烟机的直流电机连接。
[0014] 本实用新型还提供了一种控制系统，包括智能抽油烟机、云平台、移动终端，
[0015] 所述智能抽油烟机与所述云平台或所述移动终端通信。
[0016] 综上，本实用新型通过在现有传统抽油烟机上增设传感器阵列进行改造，迅速实 现抽油烟机的智能化、自动化、节能化功能，有效地减低了传统企业抽油烟机智能化成本， 迅速实现产品产业升级;对设备的远程诊断有效地减低了企业售后服务成本，提高售后服 务效率;对用户烹饪数据进行检测分析，向用户推荐健康的烹饪习惯，同时，根据用户的烹 饪习惯向用户推动烹饪菜谱，将烹饪知识化、兴趣化;有害气体和烟雾等传感器将抽油烟机 提升为家庭安防的入口点，有效提高家庭安防防护水平。
【附图说明】
[0017] 图1为本实用新型所述的智能抽油烟机的框架结构示意图；
[0018] 图2为本实用新型所述的控制系统的的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019] 下面通过具体的实施例并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。
[0020] 如图1所示，本实用新型提供了一种智能抽油烟机，包括内置中央处理器1的抽油 烟机101，所述抽油烟机上还设置有通过数据总线与所述中央处理器连接的传感器阵列2， 所述传感器阵列包括油烟检测传感器201、一氧化碳检测传感器202、天然气检测传感器 203、温度检测传感器204、湿度检测传感器205、用于检测所述抽油烟机的油盒中油量高度 的油盒油量计量器206、用于检测所述抽油烟机的滤网表面油污厚度的滤网油污测量传感 器207、报警器208,其中，
[0021] 所述中央处理器根据所述传感器阵列检测的数据查询预设的数据库控制所述抽 油烟机的电机转速、判断当前用户的烹饪模式并控制报警器，所述预设的数据库包括烹饪 模式与油烟浓度、温度值、湿度值的关联关系，电机转速与所述抽油烟机的电机的启动参数 的关联关系，所述启动参数为浓度值、浓度权重、及该浓度优先级权重乘积。
[0022] 现有的智能抽油烟机仅仅能够实现厨房油烟或者天然气检测，缺乏对用户烹饪的 指导。因此本实用新型通过所述中央处理器对厨房油烟浓度的检测、温度的检测以及湿度 的检测实现对用户烹饪模式(例如，高温爆炒、蒸煮等)的判断，并根据该用户的烹饪模式向 用户提供健康的烹饪方式。
[0023] 具体实施时，所述油盒油量检测模块可选的由独立的油量检测电路及其信号转换 器组成，当油量超过设定阈值水平时，相关维护信息通过所述中央处理器经无线通信模块 推送至用户移动应用。所述滤网油污测量模块也可选的由独立的检测电路和信号转换器组 成。基本原理为:检测滤网表面空气流通量的大小来判断油污堆积的水平；当油污堆积超过 设定阈值水平时，相关维护信息推送至用户移动应用。
[0024]需要说明的是，上述油盒油量检测模块和滤网油污测量模块的结构仅为其一个示 例的结构，具体实施时任何检测油盒油量的装置和检测油污堆积厚度的装置均可，本实用 新型在此不一一例举。
[0025]本实用新型所述的抽油烟机的电机转速与电机启动参数ε关联。ε启动参数=R X G χΦ浓度，其中R为优先级权重、G为浓度权重、Φ浓度单位为ppm。启动参数ε大于某个设定的 值时，启动抽油烟机电机，并根据阈值设定抽油烟机电机转速。
[0026]具体实施时，可选按照如下设置。
[0027]例如，
[0028] 当ε启动参数> =〇.〇1时，启动抽油烟机；
[0029] ε启动参数> = 〇. 1时电机全速运转；
[0030] 当ε启动参数位于0.01与0.1之间时，电机转速位于（10 % -100 % )X(ν电机全速转 速)。
[0031 ] 而所述传感器阵列的权重表可如下表一进行设置。
[0032] 表一
[0033]
[0034]
[0035] 需要说明的是，表一仅仅只是本实用新型提供的所述传感器阵列表中各个检测传 感器的优先级权重与浓度权重的一个示例，并未全部一一列举。具体实施时，各个检测传感 器的优先级权重与浓度权重可根据具体实际请求进行设定，在此不一一列举。
[0036] 具体实施时，中央处理器可选的采用ΜΤ7688 SoC芯片，并采用64Mbytes DDR内存； 运行嵌入式Linux操作系统，比如OpenWRT Linux，内核版本为kernel version 3.4并可升 级至最新内核版本。需要说明的是，上述中央处理器包括但不限于上述结构，所述中央处理 器的操作系统也并不限于Linux操作系统，还可选的为Windows操作系统等其他操作系统。 [0037] 进一步，所述中央处理器还包括通过SPI/UART数据线连接的无线通信芯片3。
[0038] 具体实施时，所述无线通信芯片可选的采用MT7688 SoC芯片，所述MT7688 SoC芯 片上集成无线高频处理器，支持2.4G Hz WiFi 802.1 lb/g/n无线通信协议，与家庭无线路 由器相连接并和云服务平台实现双向数据通信。需要说明的是，所述无线通信芯片包括但 不限于所述MT7688 SoC芯片，所有能够实现无线通信连接的通信芯片均可实现所述智能抽 油烟机的通信功能。所述无线通信芯片可选的为WIFI芯片、3G/4G芯片、ZigBee芯片能够实 现与云平台和/或移动终端通信连接的芯片，在此不一一列举。
[0039] 具体实施时，所述智能抽油烟机通过所述无线通信芯片经无线路由设备的通信连 接实现与移动终端或云平台的通信。
[0040] 进一步，所述抽油烟机上设置有连接人机交互界面的人机交互接口 4连接的人机 交互界面，所述人机交互接口包括GPI0接口。所述中央处理器还包括通过所述GPI0接口连 接的人体接近检测传感器。
[0041] General Purpose Input Output(通用输入/输出）简称为GPI0,或总线扩展器，利 用工业标准I2C、SMBus或SPI接口简化了 1/0口的扩展。当所述中央处理器没有足够的1/0端 口，或当系统需要采用远端串行通信或控制时，GPI0接口的设置提供了额外的1/0扩展。所 述中央处理器通过所述中继器实现控制所述智能抽油烟机的供电。
[0042]具体实施时，所述智能抽油烟机通过所述人体接近传感器传感器检测炉灶周围是 否有人体存在以及人体移动的状态，实现根据人体动作对报警和安防模式进行自动设定。 [0043]所述人机交互接口的设置提供了用户通过所述人机交互界面与所述智能抽油烟 机的交互。用户可通过所述人机交互接口对所述智能抽油烟机进行直接设置。例如，所述智 能抽油烟机运转时间的设定(烹饪定时时钟等），取消报警器的报警等。更进一步地，当烹饪 定时时钟过期时，通过所述中央处理器控制报警器报警，并将信号推送至移动终端或云平 台。
[0044] 进一步，所述中央处理器通过所述GPI0接口连接中继器，所述中继器与所述抽油 烟机的电源控制开关连接。
[0045] 所述抽油烟机的电源控制开关与所述抽油烟机的电源接口连接。所述中央处理器 通过所述GPI0接口与所述中继器连接。所述中央处理器通过对所述GPI0接口电平的高（电 源开）、低（电源关)实现对所述智能抽油烟机电源的控制。
[0046] 进一步，所述中央处理器还包括与所述抽油烟机电源接口连接的交流电机控制接 P5〇
[0047] 由于所述中央处理器能够通过所述油烟检测传感器、所述一氧化碳检测传感器、 所述天然气检测传感器、所述温度检测传感器发送的数据计算控制所述抽油烟机的电机的 启动参数，进而控制所述抽油烟机的电机转速。而所述抽油烟机的电机的转速与所述抽油 烟机输入的交流电电压大小有关，因此所述中央处理器查询预设的数据库电机转速与与所 述抽油烟机的电机的启动参数的关联关系计算出所述抽油烟机的电机启动参数，所述启动 参数为浓度值、浓度权重、及该浓度优先级权重乘积，从而通过所述交流电接口传感器对输 入的交流电的导通进行控制，从而实现对电机转速的控制。
[0048] 进一步，所述中央处理器与所述报警器通过P丽接口 6连接。
[0049] 报警器通过输出为高（1.0伏)或低(0.0伏）电平实现对音量的调节。所述PWM控制 线的设置实现了对所述报警器输入电压的控制，实现对音量从弱到强的逐步调节，让用户 更加舒服。
[0050] 所述中央处理器通过所述PWM接口与所述抽油烟机的直流电机连接。
[0051] 所述抽油烟机的电机包括直流电机和/或交流电机。如果所述抽油烟机的电机为 直流电机时，则所述中央处理器通过PWM接口对输入所述直流电机的电压进行控制从而控 制直流电机。
[0052]如图2所示，本实用新型还提供了一种控制系统，包括智能抽油烟机100、云平台 200、移动终端300，
[0053] 所述移动终端通过所述云平台控制所述智能抽油烟机。
[0054] 现有的智能抽油烟机仅仅能够实现厨房油烟或者天然气检测，缺乏对用户烹饪的 指导。因此本实用新型通过所述中央处理器对厨房油烟浓度的检测、温度的检测以及湿度 的检测实现对用户烹饪模式(例如，高温爆炒、蒸煮等)的判断，并根据该用户的烹饪模式向 用户提供健康的烹饪方式。并根据用户多次的烹饪模式判断该用户的烹饪习惯，向用户推 荐烹饪菜谱。本实用新型通过所述无线通信芯片与所述云平台通信，获取云平台的烹饪菜 谱，并根据用户烹饪习惯向用户推荐菜谱，将烹饪知识化、兴趣化。
[0055] 具体实施时，所述一氧化碳检测传感器、所述温度检测传感器、所述天然气检测传 感器实时将检测数据发送到中央处理器。同时，所述一氧化碳检测传感器、所述温度检测传 感器、所述天然气检测传感器预设阈值，当其检测的数据超于阈值则向中央处理器发送报 警信号，所述中央处理器接收到报警信号后控制所述报警器报警。
[0056] 同时，当所述油盒油量计量器检测的所述抽油烟机的油盒中油量高度高于阈值 后，通过所述无线通信芯片发送到所述云平台和/或所述移动终端，提醒用户及时处理。相 应的，当所述滤网油污测量传感器检测到的所述抽油烟机的滤网表面油污厚度超过阈值后 向所述云平台和/或所述移动终端，提醒用户及时处理。
[0057]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本 领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则 之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种智能抽油烟机，包括内置中央处理器的抽油烟机，其特征在于，所述抽油烟机上 还设置有通过数据总线与所述中央处理器连接的传感器阵列，所述传感器阵列包括油烟检 测传感器、一氧化碳检测传感器、天然气检测传感器、温度检测传感器、湿度检测传感器、用 于检测所述抽油烟机的油盒中油量高度的油盒油量计量器、用于检测所述抽油烟机的滤网 表面油污厚度的滤网油污测量传感器、报警器，其中， 所述中央处理器根据所述传感器阵列检测的数据查询预设的数据库控制所述抽油烟 机的电机转速、判断当前用户的烹饪模式并控制报警器，所述预设的数据库包括烹饪模式 与油烟浓度、温度值、湿度值的关联关系，电机转速与所述抽油烟机的电机的启动参数的关 联关系，所述启动参数为浓度值、浓度权重、及该浓度优先级权重乘积。2. 根据权利要求1所述智能抽油烟机，其特征在于，所述中央处理器还包括通过SPI/ UART数据线连接的无线通信芯片。3. 根据权利要求1所述的智能抽油烟机，其特征在于，所述抽油烟机上设置有连接人机 交互界面的人机交互接口，所述人机交互接口包括GPIO接口。4. 根据权利要求3所述的智能抽油烟机，其特征在于，所述中央处理器还包括通过所述 GPIO接口连接的人体接近检测传感器。5. 根据权利要求3所述的智能抽油烟机，其特征在于，所述中央处理器通过所述GPIO接 口连接中继器，所述中继器与所述抽油烟机的电源控制开关连接。6. 根据权利要求1所述的智能抽油烟机，其特征在于，所述中央处理器还包括与所述抽 油烟机的电源接口连接的交流电机控制接口。7. 根据权利要求1所述的智能抽油烟机，其特征在于，所述报警器通过PWM接口与所述 中央处理器连接。8. 根据权利要求7所述的智能抽油烟机，其特征在于，所述中央处理器通过所述PWM接 口与所述抽油烟机的直流电机连接。9. 一种控制系统，其特征在于，包括权利要求1至8中任一项所述的智能抽油烟机、云平 台、移动终?而， 所述智能抽油烟机与所述云平台或所述移动终端通信。
【文档编号】F24C15/20GK205481208SQ201620059731
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年1月20日
【发明人】向三名, 虞啸华, 杨子勤, 黄炜
【申请人】浙江汉腾物联科技有限公司