半导体微波加热设备及其功率控制方法与流程

本申请涉及智能化控制，并且更具体地，涉及一种半导体微波加热设备及其功率控制方法。

背景技术：

1、

2、目前电子烟和医疗雾化设备的技术主要通过电热丝加热液体烟油、药水等方式来实现，其内部结构主要包括锂电池、气体传感器、控制器、发热丝、雾化室、烟液芯、led灯。其工作原理为：当气流传感器感应到吸入气流后，控制器把配套的烟杆芯（也烟弹、烟油或药水）里的溶液（厂家提炼的）经超微泵加压后进入雾化室，再由陶瓷发热丝加热后雾化成烟，吸入肺中吸收。内置晶片中有气流感测器，使该器械只有通过嘴吸气时才产生雾化，并由微处理晶片控制各部件的工作状态。

3、但是，在客户追求更好的口感和部分药物对加热均匀的要求，现有的通过电加热丝来加热液体烟油或药水的方案已无法满足要求。

4、因此，期待一种优化的雾化设备。

技术实现思路

1、

2、为了解决上述技术问题，提出了本申请。本申请的实施例提供了一种半导体微波加热设备及其功率控制方法，其通过由气体传感器采集的气体模拟检测信号来表示用户吸入需求；基于解码回归模型，通过对用户吸入量需求进行分析，并通过解码器来构建用户吸入量需求与输出频率值和输出功率值之间的映射关系，以更为精准地基于用户吸入量需求来进行功率和频率的自适应控制，以提升产品的用户体验。

3、第一方面，提供了一种半导体微波加热设备，其包括：

4、mcu模块；

5、电连接于所述mcu模块的气体传感器、led灯、电源管理器、vco模块、正反向功率检测模块和热处理电路模块；

6、电连接于所述电源管理器的电源和电源充电接口；

7、电连接于所述vco模块的驱动放大器；

8、电连接于所述驱动放大器的末级放大器，其中，所述末级放大器电连接于所述正反向功率检测模块；

9、电连接于所述末级放大器的微波腔；以及连通于所述微波腔的烟杆。

10、在上述半导体微波加热设备中，所述vco模块包括pll锁相环，所述pll锁相环受所述mcu模块控制，所述mcu模块用于控制所述pll锁相环的输出功率和输出频率。

11、在上述半导体微波加热设备中，所述mcu模块，包括：气体信号接收单元，用于获取由气体传感器采集的气体模拟检测信号；s变换单元，用于对所述气体模拟检测信号进行s变换以得到s变换时频图；时频图特征提取单元，用于将所述s变换时频图通过作为特征提取器的卷积神经网络模型以得到气流信号空间增强特征图；通道增强单元，用于对所述气流信号空间增强特征图进行沿通道维度的特征分布聚合度优化以得到气流信号特征图；以及，第一解码单元，用于将所述气流信号特征图通过第一解码器以得到第一解码值，所述第一解码值用于表示推荐的频率值。

12、在上述半导体微波加热设备中，所述mcu模块，还包括：第二解码单元，用于将所述气流信号特征图通过第二解码器以得到第二解码值，所述第二解码值用于表示推荐的功率值。

13、在上述半导体微波加热设备中，所述时频图特征提取单元，用于：使用所述作为特征提取器的卷积神经网络模型的各层在层的正向传递中对输入数据分别进行：对所述输入数据进行卷积处理以得到卷积特征图；对所述卷积特征图进行基于特征矩阵的均值池化以得到池化特征图；以及，对所述池化特征图进行非线性激活以得到激活特征图；其中，所述作为特征提取器的卷积神经网络模型的最后一层的输出为所述气流信号空间增强特征图，所述作为特征提取器的卷积神经网络模型的第一层的输入为所述s变换时频图。

14、在上述半导体微波加热设备中，所述通道增强单元，用于：以如下公式计算所述气流信号空间增强特征图的每个特征矩阵的实例归一化和一致性相关恢复因数以得到所述气流信号特征图；其中，所述公式为：

15、

16、其中，表示所述各个特征矩阵的第位置的特征值，和分别是所述各个特征矩阵的各个位置的特征值集合的均值和方差，且和分别是所述各个特征矩阵的宽度和高度，表示以2为底的对数函数，表示计算以数值为幂的自然指数函数值，表示所述气流信号特征图的每个特征矩阵的的各个位置的特征值。

17、在上述半导体微波加热设备中，所述第一解码单元，用于：使用所述第一解码器以如下公式对所述气流信号特征图进行解码回归以得到所述第一解码值；其中，所述公式为：表示所述气流信号特征图，表示第一解码值，表示权重矩阵，表示偏置向量，表示矩阵乘。

18、在上述半导体微波加热设备中，所述第二解码单元，用于：使用所述第二解码器以如下公式对所述气流信号特征图进行解码回归以得到所述第二解码值；其中，所述公式为：表示所述气流信号特征图，表示第二解码值，表示权重矩阵，表示偏置向量，表示矩阵乘。

19、第二方面，提供了一种半导体微波加热设备的功率控制方法，其包括：

20、获取由气体传感器采集的气体模拟检测信号；

21、对所述气体模拟检测信号进行s变换以得到s变换时频图；

22、将所述s变换时频图通过作为特征提取器的卷积神经网络模型以得到气流信号空间增强特征图；

23、对所述气流信号空间增强特征图进行沿通道维度的特征分布聚合度优化以得到气流信号特征图；以及将所述气流信号特征图通过第一解码器以得到第一解码值，所述第一解码值用于表示推荐的频率值。

24、在上述半导体微波加热设备的功率控制方法中，还包括将所述气流信号特征图通过第二解码器以得到第二解码值，所述第二解码值用于表示推荐的功率值。

25、与现有技术相比，本申请提供的半导体微波加热设备及其功率控制方法，其通过由气体传感器采集的气体模拟检测信号来表示用户吸入需求；基于解码回归模型，通过对用户吸入量需求进行分析，并通过解码器来构建用户吸入量需求与输出频率值和输出功率值之间的映射关系，以更为精准地基于用户吸入量需求来进行功率和频率的自适应控制，以提升产品的用户体验。

技术特征：

1.一种半导体微波加热设备，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的半导体微波加热设备，其特征在于，所述vco模块包括pll锁相环，所述pll锁相环受所述mcu模块控制，所述mcu模块用于控制所述pll锁相环的输出功率和输出频率。

3.根据权利要求2所述的半导体微波加热设备，其特征在于，所述mcu模块，包括：

4.根据权利要求3所述的半导体微波加热设备，其特征在于，所述mcu模块，还包括：

5.根据权利要求4所述的半导体微波加热设备，其特征在于，所述时频图特征提取单元，用于：使用所述作为特征提取器的卷积神经网络模型的各层在层的正向传递中对输入数据分别进行：

6.根据权利要求5所述的半导体微波加热设备，其特征在于，所述通道增强单元，用于：以如下公式计算所述气流信号空间增强特征图的每个特征矩阵的实例归一化和一致性相关恢复因数以得到所述气流信号特征图；

7.根据权利要求6所述的半导体微波加热设备，其特征在于，所述第一解码单元，用于：使用所述第一解码器以如下公式对所述气流信号特征图进行解码回归以得到所述第一解码值；

8.根据权利要求7所述的半导体微波加热设备，其特征在于，所述第二解码单元，用于：使用所述第二解码器以如下公式对所述气流信号特征图进行解码回归以得到所述第二解码值；

9.一种半导体微波加热设备的功率控制方法，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的半导体微波加热设备的功率控制方法，其特征在于，还包括将所述气流信号特征图通过第二解码器以得到第二解码值，所述第二解码值用于表示推荐的功率值。

技术总结
一种半导体微波加热设备及其功率控制方法，其通过由气体传感器采集的气体模拟检测信号来表示用户吸入需求；基于解码回归模型，通过对用户吸入量需求进行分析，并通过解码器来构建用户吸入量需求与输出频率值和输出功率值之间的映射关系，以更为精准地基于用户吸入量需求来进行功率和频率的自适应控制，以提升产品的用户体验。

技术研发人员：郭乔亮,郭润成,郭庆明,马帅,黄玉斌
受保护的技术使用者：郭乔亮
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13